[发明专利]一种带扭簧的气动安全柔性关节

说明书

一种带扭簧的气动安全柔性关节，采用多个气囊对一个以带扭簧的板铰链为弹性骨架的柔性关节进行驱动，提高了该种气动柔性关节在实际使用中的安全性。该气动安全柔性关节通过对以带扭簧的板铰链为弹性骨架的气动安全柔性关节及其控制系统的设计，提高了气动柔性关节的安全性；完成了该种关节的动力学分析；初步设计了由两个该种关节构成的单根机器人手指。

技术领域

本发明涉及一种带扭簧的气动安全柔性关节，适用于机械领域。

背景技术

以气体为动力，仿人工肌肉驱动的柔性关节执行器技术对机器人领域以及通用驱动器/执行器应用领域都具有重大的应用价值。例如，对于用在农业生产中的水果、蔬菜，如苹果、西红柿的采摘机器人，其手指要有较高的柔性，这样才能避免损伤果蔬。目前，在该技术方面研究了FMA驱动器，Bellows驱动器等。此外，浙江工业大学等高校对气动驱动器和柔性关节的结构方面进行了相应的理论研究。气体驱动的柔性关节，一旦在工作状态时发生气体泄漏、失压，将会引起驱动失效。

发明内容

本发明提出了一种带扭簧的气动安全柔性关节，采用多个气囊对一个以带扭簧的板铰链为弹性骨架的柔性关节进行驱动，提高了该种气动柔性关节在实际使用中的安全性。

本发明所采用的技术方案是：

所述气动安全柔性关节中，气囊A和B分别用卡箍12固定在气囊A尾座14和气囊B尾座15上，气囊A尾座14，B尾座15分别呈一定角度对称旋固在底座端盖9上，底座端盖9用螺钉密封紧固在底座10上，底座10用螺纹旋固在过渡节11上。

所述柔性关节的控制系统中，气路由气动软管、三位四通气阀、节流阀和监测气囊( A、B)内压力的压力变送器(A、B)等部件组成，储气罐的作用是保证工作中气压源的压力稳定。

所述气动关节和过渡节用内外螺纹旋合固定在一起，过渡节和垫块用螺栓和气动关节联接紧固在一起，这样就构成了一根具有两个关节的手指。

本发明的有益效果是：该气动安全柔性关节通过对以带扭簧的板铰链为弹性骨架的气动安全柔性关节及其控制系统的设计，提高了气动柔性关节的安全性；完成了该种关节的动力学分析；初步设计了由两个该种关节构成的单根机器人手指。

附图说明

图1是本发明的单个气动安全柔性关节图。

图2是本发明的单个气动安全柔性关节控制系统图。

图3是本发明的由两个气动安全柔性关节构成的单根手指。

图中：1.头节；2.气囊顶盖；3.刚性力臂；4.垫块；5.角块；6.带扭簧的板铰链；7.角块；8.垫块；9.底座端盖；10.底座；11.过渡节；12.卡箍；13.气囊(气动关节)；14.气囊A尾座；15.气囊B尾座；16.气囊B进气口；17.气囊A进气口；18.气动关节；19.气动关节；20.过渡节；21.垫块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，气囊A和B分别用卡箍12固定在气囊A尾座14和气囊B尾座15上，气囊A尾座14，B尾座15分别呈一定角度对称旋固在底座端盖9上，底座端盖9用螺钉密封紧固在底座10上，底座10用螺纹旋固在过渡节11上。气囊A由两个内腔组成，底部连通，可视为一个气囊，由进气口17供气，气囊B由进气口16供气。气囊A和B顶部用卡箍12和气囊顶盖2密封，顶盖2由刚性力臂3定位在垫块4的凹槽内，用螺栓将刚性力臂3,垫块4、角块5旋固在一起，同时用螺栓将角块5和板铰链6的上链板旋固在一起。板铰链6的下链板和角块7用螺栓旋固在一起，同时角块7、垫块8、底座10用螺钉旋固在一起，成为一个整体。底座10和过渡节11有偏心，这样可以增大弯曲力臂。