[实用新型]一种基于气动肌肉的仿生机械手

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人领域，涉及的是一种基于气动肌肉的，具有柔顺自适应特点的仿生机械手。

背景技术

气动肌肉是一种新型的驱动器，具有质量轻，仿生性和柔顺性好，功率重量比高，清洁无污染等优点，被广泛应用于机器人领域。气动肌肉大多被用于构造手臂关节、腿部关节或者康复训练装置，而且采用多个气动肌肉驱动一个关节。很少用于像手指这样的小关节。因为气动肌肉具有一定的体积且只能提供收缩力，不能提供伸张力；现有的机械手大多是采用棍状的手指，接触面积小，适应性差，容易在局部产生较大的作用力，对被夹持的物体产生破坏。中国实用新型专利201120051826.2是一种钩状的危险品采集机械手，极易造成危险品破裂。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，设计一种基于气动肌肉的具有柔顺自适应性的仿生机械手。

一种基于气动肌肉的仿生机械手，包括：手指触须，手指，回复弹簧，气动肌肉，机械手基座。手指触须由吸盘、万向球轴承、圆柱直杆、圆柱筒和支撑弹簧五部分组成。支撑弹簧在圆柱筒内，下端固定在圆柱筒的底端，上端固定在圆柱直杆的底端。圆柱直杆插在圆柱筒内。圆柱直杆的顶端安装有万向球轴承，万向球轴承的上端安装有吸盘。手指触须以阵列的形式排列在手指上，手指是一个矩形的弯曲的具有一定弹性的钢板。两根手指交叉铰接在一起并安装在机械手基座上，手指铰接点两侧对称安装有两根回复弹簧，气动肌肉连接两个手指下端。使用时，通过给气动肌肉充气，驱动两根手指夹取物体，手指触须上的吸盘可以根据受力调整姿态，充分接触物体表面。手指触须会根据物体的表面的形状自动伸缩，形成一个与夹持物体外形相同的腔体将物体包在其中，使受力相对均匀，不会产生局部受力过大的情况。气动肌肉放气时，在弹簧回复力的作用下，两根手指张开，放开物体。

本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：

(1)与棍状的手指相比，面状的手指接触面积大，受力相对均匀。结构简单，采用单根气动肌肉驱动，靠弹簧提供回复力，具有良好的柔顺性；

(2)触须前端的吸盘可以根据受力自我调整姿态，以充分接触物体表面，触须会自动伸缩，以适应不规则的表面。与海绵等缓冲物相比，自适应性更强。机械手可以抓取易碎、易滑、易产生划痕的物体，适应性强，应用广泛；

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是单个手指的展开图；

图3是手指触须的放大图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种基于气动肌肉的仿生机械手，包括：手指触须1，手指2，回复弹簧3，气动肌肉4，机械手基座5。手指触须由吸盘11、万向球轴承12、圆柱直杆13、圆柱筒14和支撑弹簧15五部分组成。支撑弹簧15在圆柱筒14内，下端固定在圆柱筒14的底端，上端固定在圆柱直杆13的底端。圆柱直杆13插在圆柱筒14内，可以上下移动，实现伸缩。圆柱直杆13的顶端安装有万向球轴承12，万向球轴承12的上端安装有吸盘11。手指触须1以阵列的形式排列在手指2上，手指2是一个矩形的弯曲的具有一定弹性的钢板。两根手指2交叉铰接在一起并安装在机械手基座5上，手指2铰接点两侧对称安装有两根回复弹簧3，气动肌肉4连接两根手指2下端，作为驱动元件，气动肌肉4本身具有良好的柔顺性。使用时，通过给气动肌肉4充气，驱动两根手指2夹取物体，手指触须1上的吸盘11接触物体，根据受力情况，万向球轴承12转动，使吸盘11调整姿态充分接触物体表面，吸盘11对物体具有吸附作用，可以防止物体滑落。手指触须1会根据物体表面的形状自动伸缩，形成一个与夹持物体外形相同的腔体将物体包在其中，使受力相对均匀，不会产生局部受力过大的情况。气动肌肉4放气时，在弹簧回复力的作用下，两根手指2张开，放开物体。这种机械手可以抓取动物、表面带突刺的物体、易碎易滑物品等，适应性强，应用广泛。

尽管本文较多地使用了手指触须1，手指2，回复弹簧3，气动肌肉4，机械手基座5，吸盘11、万向球轴承12、圆柱直杆13、圆柱筒14和支撑弹簧15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。