[发明专利]一种气动软体机械手及制作方法

说明书

本发明公开了一种气动软体机械手及制作方法。本发明中的软体机械手采用分体式设计方案，分为波纹管装部分和底板部分，制作此软体机械手也采用分体式浇注的工艺制成。在分别加工制成两部分后，采用专用的硅胶粘接剂将两部分粘接起来。软体机械手的性能除了依靠自身结构外，还依赖于硅胶固化成型的质量。在实际制作软体机械手的过程中，经过不断对浇注模具的改进和手指制作工艺的提升，制定了一套完整的制作工艺，保证了软体机械手的加工质量。

技术领域

本发明涉及一种气动软体机械手，尤其涉及一种气动软体机械手的设计、制作方法和装配方案。

背景技术

随着工业自动化和机械化的发展，传统的刚性机械手和灵巧手等仿人手的机械装置已经被广泛应用于人类的社会生活和生产之中，很大程度上解放了人的繁重劳动。传统刚性机械手适用于工业现场中结构性的、重复的、较危险的工作，并向着高定位精度、高灵活性以及高响应速度等方向发展；灵巧手主要体现在具有较多的自由度和精确的力度位置控制上，为了保证被抓物体的安全和完整，对具有较多自由度的刚性灵巧手的控制是非常复杂的。

随着社会不断的发展与进步，人们在更多新的领域对于机械手有了新的要求，例如对食品的分拣、对易碎物品的抓取、对海洋软体生物的无损捕捉以及辅助患者进行运动型医疗康复等。在这些应用场景中由于环境刚度较低，传统的刚性机械手很难与环境刚度相匹配，因此难以实现上述工作场景的工作要求。而灵巧手想要实现此类操作需要较高的硬件成本与十分复杂的控制系统，不利于推广应用。

目前已有一定针对上述工作环境的软体机械手的研究和应用，主要针对于食品等易碎物品的抓取。现有的软体机械手中有很大一部分采用了TPU材料直接3D打印制成，其表面硬度较高，容易对待抓取物品造成损伤，并不算严格意义上的软体机械手；另一部分的软体机械手采用各类硅胶注塑成型，其内部能承受的压力有限且带负载能力较低。因此，现有的软体机械手限于本身的结构性能，并未大面积推广应用。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种气动软体机械手与制作方法，制作出一种基于硅胶的软体机械手，使其拥有良好的结构性能，机械手整体硬度较高，能承受较高的内部压力，拥有较强的带负载能力，同时拥有较广的抓取尺寸范围，可替代人工在非刚性工作环境中进行作业。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气动软体机械手与制作方法，包括软体机械手指的设计与制作以及软体机械手的间距可调式装配方案。

此软体机械手采用分体式设计方案，分为波纹管装部分和底板部分，制作此软体机械手也采用分体式浇注的工艺制成。在分别加工制成两部分后，采用专用的硅胶粘接剂将两部分粘接起来。

软体机械手的性能除了依靠自身结构外，还依赖于硅胶固化成型的质量。在实际制作软体机械手的过程中，经过不断对浇注模具的改进和手指制作工艺的提升，制定了一套完整的制作工艺，保证了软体机械手的加工质量，包括以下步骤：

步骤一：模具准备：

a.利用光敏树脂材料3D打印生成模具；

b.在模具内表面喷涂脱模剂。

步骤二：硅胶混合搅拌：

a.将A、B两种成分的硅胶按1:1的比例混合在一起；

b.将混合后的硅胶装入离心机中进行高速离心搅拌，使其混合均匀。

步骤三：硅胶注模成型：

a.将混合均匀的硅胶注入模具中；

b.将模具放入真空箱中进行抽真空除气泡；

c.将除气泡后的模具静置，待其中的硅胶固化成型；

d.利用专用的硅胶粘接剂将分体式手指的两部分粘接在一起。