[发明专利]一种新型柔性手指及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种新型柔性手指，包括指腹部分和气囊部分，指腹部分用于抓取部件，气囊部分用于充放气以改变指腹的弯曲程度，气囊部分包括囊面部分和侧边部分；所述侧边部分的最大剖面形状为缺少一个长边的矩形形状；所述指腹位于侧边部分缺少一个长边的一侧，且将囊面部分封闭于所述侧边部分内；所述侧边部分的材料的硬度大于所述囊面部分的材料的硬度。

技术领域

本发明涉及柔性手指领域，具体而言，涉及一种柔性手指及其制备方法。

背景技术

目前利用硅橡胶等弹性材料制作而成的软体作动单元、执行器，是利用内外压差实现变形和作动的，一般使用流体(例如，气体)作为驱动介质，改变软体作动单元的内部压力，实现压差驱动。

作为软体作动单元或执行器的一种实例，柔性手指在工商业中有很多应用场景，柔性手指通常包括用于进气的接口、与接口连接的多个指节、与指节一一对应的气囊、连通所述多个气囊与接口的双气路通道和连接两个相邻指节的节间。

然而，现有的软体作动器通过向其内腔中充入气体或液体来进行加压，从而使软体作动器产生至少局部膨胀而形变，以实现弯曲、伸直等动作，进而实现抓取物体、放置物体或者形成需要的姿态等目的。但现有的软体作动器在使用过程中存在着一些问题，例如，具有较长的结构的软体作动器在形变时会产生许多冗余的部分，且加压太大时在气囊等部位会出现局部膨胀和在不必要方向的膨胀，这些不必要方向的膨胀会额外耗费气源或液源压力，进而浪费能量。而且若软体作动器的腔体壁厚较小且软体作动器的弯曲程度较大，在高压力下气囊的局部膨胀还可能使这些局部膨胀区域破裂，进而破坏气密性，进而影响软体机器人的寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供一种新型柔性手指。

本发明实施例提供一种新型柔性手指，包括指腹部分和气囊部分，指腹部分用于抓取部件，气囊部分用于充放气以改变指腹的弯曲程度，气囊部分包括囊面部分和侧边部分；所述侧边部分的最大剖面形状为缺少一个长边的矩形形状；所述指腹位于侧边部分缺少一个长边的一侧，且将囊面部分封闭于所述侧边部分内；所述侧边部分的材料的硬度大于所述囊面部分的材料的硬度。

进一步地，所述指腹部分的材料的硬度大于或等于所述侧边部分的材料的硬度。

本发明另一实施例提供一种新型柔性手指制备方法，所述新型柔性手指包括指腹部分和气囊部分，指腹部分用于抓取部件，气囊部分用于充放气以改变指腹的弯曲程度，气囊部分包括囊面部分和侧边部分，所述方法包括：将侧边部分对应的材料加入到成形模具中；将第一型芯模具放置到成形模具中，盖设在所述侧边部分对应的材料上，并将所述侧边部分对应的材料固化成形，所述侧边部分的最大剖面形状为缺少一个长边的矩形形状；取出第一型芯模具，将囊面部分对应的材料加入到成形模具中；将第二型芯模具放置到成形模具中，盖设在所述囊面部分对应的材料上，并将所述囊面部分对应的材料固化成形，所述囊面部分与所述侧边部分缺少一个长边的一侧平齐；所述侧边部分的材料固化后的硬度大于所述囊面部分的材料固化后的硬度。

进一步地，所述方法还包括：取出第二型芯模具，将指腹部分对应的材料加入到成形模具中；将第三型芯模具放置到成形模具中，盖设在所述指腹部分对应的材料上，并将所述指腹部分对应的材料固化成形，所述指腹部分位于侧边部分缺少一个长边的一侧，且将囊面部分封闭于所述侧边部分内。

进一步地，将指腹部分对应的材料加入到指腹成形模具中；将第四型芯模具放置到指腹成形模具中，盖设在所述指腹部分对应的材料上；将气囊部分从成形模具中取出，在指腹部分未完全固化时，将气囊部分与指腹部分粘接。

进一步地，所述指腹部分的材料固化后的硬度不小于所述侧边部分的材料固化后的硬度。

进一步地，所述方法还包括：在将侧边部分对应的材料加入到成形模具中之前，对成形模具进行预处理，所述预处理包括：若所述成形模具为首次使用，则对所述成形模具进行清洗处理和固化处理，若所述成形模具为非首次使用，则对所述成形模具进行清洗处理。