[发明专利]一种智能柔性操作手

权利要求书

1.一种智能柔性操作手，包含四个柔性触感手指(1)、一个基座上基板(2)、一个基座中基板(3)、一个基座下底板(4)、四个气泵(5)和一个主控模块(6)；其特征在于：所述柔性触感手指(1)通过所述基座上基板(2)与所述基座下底板(4)相连；所述基座上基板(2)和所述基座下底板(4)与所述基座中基板(3)相连固定；所述气泵(5)与所述柔性触感手指(1)相连，并固定在基座下底板(4)上，用于实现所述柔性触感手指(1)的气压驱动，以控制所述柔性触感手指(1)的刚度；所述气泵(5)和所述柔性触感手指(1)分别与所述主控模块(6)电相连；

所述柔性触感手指(1)采用空心薄壁柔性结构，包括一个联轴器(101)、一个锥齿轮组(102)、一个旋转轴固定法兰(103)、一个旋转轴(104)、一个柔性触感手指基座(105)、一个导电硅胶传感器(106)、一个柔性触感手指头(107)、一个锥齿轮固定法兰(108)、两个深沟球轴承(109)、两个轴承座(110)和一个步进电机(111)；所述导电硅胶传感器(106)贴附在所述柔性触感手指头(107)表面，用于实现微接触力大小和接触点位置感知；所述柔性手头(107)与所述柔性触感手指基座(105)相连；所述锥齿轮组(102)的竖直锥齿轮通过所述联轴器(101)与所述步进电机(111)相连；所述锥齿轮组(102)的水平方向锥齿轮与所述旋转轴(104)相连并通过所述锥齿轮固定法兰(108)与所述柔性触感手指基座(105)相连；所述旋转轴(104)通过所述旋转轴固定法兰(103)与所述柔性触感手指基座(105)相连；所述旋转轴(104)两端由所述深沟球轴承(109)支撑而固定在所述轴承座(110)上；所述轴承座(110)与所述步进电机(111)相连；通过所述步进电机(111)旋转带动所述锥齿轮组(102)，从而通过所述旋转轴(104)带动所述柔性触感手指基座(105)，以实现所述柔性触感手指头(107)前后摆动。

2.根据权利要求1所述的智能柔性操作手，其特征在于所述导电硅胶传感器(106)，包括多个导电硅胶填充(202)、一个硅胶基座(203)、一个手指外覆薄膜(201)；所述硅胶基座(203)贴附于柔性触感手指头(107)表面；所述导电硅胶填充(202)填充于所述硅胶基座(203)，构成导电硅胶传感阵列；所述手指外覆薄膜(201)覆盖在所述硅胶基座(203)以保护内部结构；通过检测所述导电硅胶填充(202)的电阻按压特性来实现接触点位置和微接触力的触感检测。

3.根据权利要求1所述的智能柔性操作手，其特征在于：所述主控模块(6)，其特征在于包括微处理器(301)、以太网接口(302)、压力传感器(303)、功率驱动器(304)、触感扫描电路(305)、滤波电路(306)和电源电路(307)，所述的微处理器(301)采用STM32F103RCT6嵌入式微控制器，所述以太网(302)与所述微处理器(301)相连，实现远程控制功能；所述压力传感器(303)与所述柔性触感手指头(107)相连，用于实现各个所述柔性触感手指头(107)的腔内压力感知，进而获得所述柔性触感手指头(107)的大接触力感知；所述压力传感器(303)与所述微处理器(301)相连；所述步进电机(111)和所述气泵(5)与所述功率驱动器(304)相连；所述功率驱动器(304)与所述微处理器(301)相连，用于实现驱动气泵(5)和步进电机(111)；所述导电硅胶(106)与所述触感扫描(305)和所述滤波电路(306)相连；所述触感扫描电路(305)与所述微处理器(301)相连；所述滤波电路(306)与所述微处理器(301)相连，所述触感扫描电路(305)和所述滤波电路(306)相结合用于实现所述柔性触感手指头(107)的力触感大小和力触感位置的检测；所述电源电路(307)与所述微处理器(301)相连，用于实现系统供电。