組合式氣動(dòng)柔性手指的制作方法

本專利涉及一種組合式氣動(dòng)柔性手指，它可根據(jù)使用條件和要求自由組合成型，完成各種動(dòng)作，其軟體特征特別適用于傳統(tǒng)機(jī)械手不宜使用的脆性目標(biāo)等對(duì)象。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)機(jī)械手通常采用電動(dòng)機(jī)或液壓作為驅(qū)動(dòng)，經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行各種動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間尺寸大、控制繁瑣，價(jià)格昂貴，工作時(shí)容易對(duì)脆性目標(biāo)造成損傷。氣動(dòng)柔性手指主要使用硅膠、橡膠等軟體材料制造而成，由壓縮氣體驅(qū)動(dòng)，使手指內(nèi)腔膨脹，手指產(chǎn)生變形彎曲，完成各種動(dòng)作。該技術(shù)較大程度的填補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械手的不足。但當(dāng)前各企事業(yè)單位研制的各種氣動(dòng)柔性手指均采用整體式的結(jié)構(gòu)形式，存在的問題是：動(dòng)作形式和控制方式單一、固定，缺乏多樣性、靈活性，如果使用條件和要求發(fā)生改變，只有重新設(shè)計(jì)和制造新的氣動(dòng)柔性手指。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利解決的技術(shù)問題是提供了一種組合式氣動(dòng)柔性手指。在模具中真空澆注成型硅膠手指塊，用液態(tài)硅膠粘接好分支氣管、連通氣管和硅膠手指塊，形成硅膠手指段。將各硅膠手指段自由組合，調(diào)整安裝角度，裝配好，用扎帶扎緊。選擇性封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管，經(jīng)相應(yīng)的分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體，可自由控制各段硅膠手指段的變形彎曲，完成各種不同的動(dòng)作。本專利能最大限制的滿足各種使用條件和要求，其軟體特征特別適用于傳統(tǒng)機(jī)械手不宜使用的脆性目標(biāo)等對(duì)象。

本專利的組合式氣動(dòng)柔性手指主要由硅膠手指塊A、硅膠手指塊B、分支氣管、連通氣管、硅膠手指段、指尖、扎帶、藍(lán)丁膠組成；分支氣管和連通氣管裝入硅膠手指塊的通氣孔中并用液態(tài)硅膠粘接，在硅膠手指塊A、硅膠手指塊B的結(jié)合面上均勻涂抹液態(tài)硅膠，合上并粘接，形成硅膠手指段；待液態(tài)硅膠固化后，將各手指段凸端裝入另一手指段凹槽中，指尖裝入首端的手指段凹槽中；各手指段凸端圓周上有止口凹槽，各手指段凹槽圓周上有止口凸緣，相互形成緊密配合，以保證硅膠手指段裝配時(shí)的準(zhǔn)確定位、連接牢固；通過扎帶將各硅膠手指段及指尖扎緊；藍(lán)丁膠用于封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管。

各硅膠手指段內(nèi)有互相連通的氣道、內(nèi)腔，各硅膠手指段裝配好后，各分支氣管、連通氣管和各硅膠手指段內(nèi)部的氣道、內(nèi)腔相通。經(jīng)分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體后，內(nèi)腔膨脹，使硅膠手指段變形彎曲。通入的壓縮氣體的壓力越大，硅膠手指段變形彎曲的角度越大。釋放各硅膠手指段內(nèi)腔的壓縮氣體后，相應(yīng)的硅膠手指段恢復(fù)原狀。

根據(jù)使用條件和動(dòng)作要求，確定硅膠手指段的裝配數(shù)量，調(diào)整各硅膠手指段的安裝角度；用藍(lán)丁膠選擇性封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管，改變組合式氣動(dòng)柔性手指內(nèi)的氣體通路；通過選擇控制從不同的分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體，使硅膠手指段變形彎曲，組合式氣動(dòng)柔性手指完成各種不同的動(dòng)作。

本專利可根據(jù)使用條件和要求自由組合成型，通過壓縮氣體控制各硅膠手指段的變形彎曲，使組合式氣動(dòng)柔性手指實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作。其軟體特征特別適合應(yīng)用于傳統(tǒng)的機(jī)械手不宜使用的脆性目標(biāo)等對(duì)象。本專利為氣動(dòng)柔性手指的設(shè)計(jì)、制造，應(yīng)用提供了新的方法和思路，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本專利的組合式氣動(dòng)柔性手指的模具三維效果圖。

圖2是本專利的在模具中澆注成型、固化、脫模后的硅膠手指塊的三維效果圖。

圖3是本專利的硅膠手指塊的各通氣孔中裝入分支氣管和連通氣管并用液態(tài)硅膠粘接后的三維剖面圖。

圖4是本專利的硅膠手指塊A、B的結(jié)合面上均勻涂抹液態(tài)硅膠，合上并粘接后，形成硅膠手指段后的三維效果圖。

圖5是本專利的各硅膠手指段、指尖裝配好，并用扎帶扎緊后的三維效果圖。

圖6是本專利的各硅膠手指段、指尖裝配好，并用扎帶扎緊后的三維剖面圖。

圖7是本專利的各硅膠手指段的分支氣管經(jīng)藍(lán)丁膠封堵后，通過手指末端的連通氣管通入壓縮氣體，使各硅膠手指段均產(chǎn)生變形彎曲后的三維效果圖。

圖8是本專利的各硅膠手指段的安裝角度調(diào)整改變后，各硅膠手指段的分支氣管經(jīng)藍(lán)丁膠封堵后，通過手指末端的連通氣管通入壓縮氣體，使各硅膠手指段產(chǎn)生變形彎曲后的三維效果圖。

圖9是本專利的各硅膠手指段的連通氣管經(jīng)藍(lán)丁膠封堵后，通過左右兩只硅膠手指段的分支氣管通入壓縮氣體，使左右兩只硅膠手指段產(chǎn)生變形彎曲后的三維效果圖。

圖中：1—上模A，2—下模A，3—下模B，4—上模B，5—通氣孔，6—硅膠手指塊A，7—硅膠手指塊B，8—手指段凹槽，9—止口凸緣，10—止口凹槽，11—分支氣管，12—連通氣管，13—手指段凸端， 14—扎帶，15—指尖，16—硅膠手指段，17—?dú)獾溃?8—內(nèi)腔，19—藍(lán)丁膠。

具體實(shí)施方式

本專利的組合式氣動(dòng)柔性手指主要由硅膠手指塊A 6、硅膠手指塊B 7、分支氣管11、連通氣管12、硅膠手指段16、指尖15、扎帶14、藍(lán)丁膠19組成。

首先用3D打印機(jī)或機(jī)械加工方法制造上模A 1、下模A 2、上模B 3、下模B 4。在真空箱中將液態(tài)硅膠澆注到模具中，以排除液態(tài)硅膠中的空氣。待模具中的硅膠手指塊固化成型后，將其取出，去除、清理硅膠手指塊上的澆口、冒口等多余部分。

分支氣管11和連通氣管12裝入硅膠手指塊的通氣孔5中并用液態(tài)硅膠粘接，在硅膠手指塊A 6、硅膠手指塊B 7的結(jié)合面上均勻涂抹液態(tài)硅膠，合上并粘接，形成硅膠手指段16；待液態(tài)硅膠固化后，將各手指段凸端13裝入另一手指段凹槽8中，指尖15裝入首端的手指段凹槽8中；各手指段凸端13圓周上有止口凹槽10，各手指段凹槽8圓周上有止口凸緣9，相互形成緊密配合，以保證硅膠手指段16裝配時(shí)的準(zhǔn)確定位、連接牢固；通過扎帶14將各硅膠手指段16及指尖15扎緊；藍(lán)丁膠19用于封堵各硅膠手指段16的分支氣管11或連通氣管12。

各硅膠手指段16內(nèi)有互相連通的氣道17、內(nèi)腔18，各硅膠手指段16裝配好后，各分支氣管11、連通氣管12和各硅膠手指段16內(nèi)部的氣道17、內(nèi)腔18相通。經(jīng)分支氣管11或連通氣管12通入壓縮氣體后，內(nèi)腔18膨脹，使硅膠手指段16變形彎曲。通入的壓縮氣體的壓力越大，硅膠手指段16變形彎曲的角度越大。釋放各硅膠手指段16內(nèi)腔18的壓縮氣體后，相應(yīng)的硅膠手指段16恢復(fù)原狀。

根據(jù)使用條件和動(dòng)作要求，確定硅膠手指段16的裝配數(shù)量，調(diào)整各硅膠手指段16的安裝角度；用藍(lán)丁膠19選擇性封堵各硅膠手指段16的分支氣管11或連通氣管12，改變組合式氣動(dòng)柔性手指內(nèi)的氣體通路；通過選擇控制從不同的分支氣管11或連通氣管12通入壓縮氣體，使硅膠手指段16變形彎曲，組合式氣動(dòng)柔性手指完成各種不同的動(dòng)作。

組合式氣動(dòng)柔性手指主要采用以下兩種控制方式。

整體控制方式：參見圖7，用藍(lán)丁膠19封堵各硅膠手指段16的分支氣管11，保持各連通氣管12的暢通，并從手指末端的連通氣管12通入壓縮氣體，即可同時(shí)控制各硅膠手指段16的變形彎曲。參見圖8，改變各段硅膠手指段16的安裝角度，從手指末端的連通氣管12通入壓縮氣體，組合式氣動(dòng)柔性手指呈現(xiàn)不同形態(tài)的變形彎曲。

分段控制方式：用藍(lán)丁膠19封堵各硅膠手指段16的連通氣管12，從各硅膠手指段16的分支氣管11通入壓縮氣體，可分別控制各個(gè)硅膠手指段16的變形彎曲，使組合式氣動(dòng)柔性手指呈現(xiàn)不同的變形彎曲。參見圖9，從左右兩端的硅膠手指段16的分支氣管11通入壓縮氣體，使其變形彎曲，而中間的硅膠手指段16不通入壓縮氣體，使其保持原狀。該方式可任意選擇分別控制各段硅膠手指段16，實(shí)現(xiàn)各種不同的動(dòng)作。

動(dòng)作完成后，釋放各硅膠手指段16內(nèi)腔18的壓縮氣體后，相應(yīng)的硅膠手指段16恢復(fù)原狀。如圖5所示。