[发明专利]一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手

权利要求书

1.一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述的模块化多功能软体灵巧手包括大手掌(1)、安装在手掌上的五根可双向弯曲的气动手指执行器(2)、小手掌(3)及硅胶可调连接件(4)、气动手指执行器(2)作为气动手指，其中，第一根气动手指执行器(2)安装在小手掌(3)上，其他四根气动手指执行器(2)安装在大手掌(1)上指；所述大手掌(1)和小手掌(3)之间通过硅胶可调连接件(4)连接，硅胶可调连接件(4)能够调节尺寸，以适应不同人的手背及手腕；

所述每根气动手指执行器(2)结构相同，采用模块化设计，均由掌关节(21)、近端关节(22)、远端关节(23)、近端指节(24)、远端指节(25)、指尖(26)及弯曲传感器(27)组成，其中，掌关节(21)、近端关节(22)和远端关节(23)为三个气动软体关节，近端指节(24)、远端指节(25)为两个软体的增强型结构；所述掌关节(21)、近端指节(24)、近端关节(22)、远端指节(25)、远端关节(23)、指尖(26)彼此独立，依次通过氰基丙烯酸酯粘接；所述三个气动软体关节和两个增强型结构均设有气孔(28)，通过气孔(28)与气路相连，实现独立或耦合的驱动控制；所述弯曲传感器(27)端部与大手掌(1)、小手掌(3)固连，粘接在气动手指执行器(2)下方，能够实现对各关节弯曲角度的实时监测与控制；通入压力气体时掌关节(21)、近端关节(22)和远端关节(23)能够实现弯曲，近端指节(24)、远端指节(25)能够实现伸长；

所述软体掌关节(21)、近端关节(22)和远端关节(23)采用气动网络原理，各部件结构如下：

所述掌关节(21)由上层快气网结构、中间薄板和下层慢气网结构组成，上、下层之间与中层薄板粘接，彼此不连通；上、下层结构侧面分别设置气孔(28)用于与气路的单独连接，通过气路分别对掌关节(21)的上下层充气时，由上层快气网结构实现正向的弯曲运动，由下层快气网结构实现反向的主动伸缩运动；

根据人手实际弯曲特性，所述近端关节(22)、远端关节(23)为倒梯形、上宽下窄，保证与手指更好的贴合；所述近端关节(22)、远端关节(23)内部与掌关节(21)上层快气网结构相似，在上表面设置气孔(28)用于与气路连接，在充气时能够实现正向的弯曲。

2.根据权利要求1所述的一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述的掌关节(21)中，所述上层快气网结构由三个向上凸起的矩形中空膨胀气腔组成，气腔上壁及侧壁厚度为1.5mm、腔室之间的内壁厚度为1mm，当加压时，扩展腔室的顶部并拉伸腔室的内壁，使掌关节(21)向下弯曲，类似于人手的握拳动作；所述下层慢气网结构：内部由半圆形通道连接的间隔排布的矩形气腔组成，每个独立的矩形气腔厚度为2mm，矩形气腔之间的间隔厚1.5mm，当加压时，扩展腔室的底部并拉伸腔室的内壁，使掌关节(21)向上弯曲，类似于人手向手背方向的主动伸缩运动。

3.根据权利要求1所述的一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述软体掌关节(21)、近端关节(22)和远端关节(23)由超弹性硅胶材料制成，采用分体式浇筑的工艺。

4.根据权利要求1所述的一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述近端指节(24)、远端指节(25)由超弹性硅胶材料制成，采用分体式浇筑的工艺，其上表面的气孔(28)与气路连接，在充气时实现伸长，用于更好地贴合人手。

5.根据权利要求1所述的一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述近端指节(24)、远端指节(25)内部设计为等距的增强型结构，由厚度为2mm、半径分别为5mm和6mm的圆柱空腔交替排布。

6.根据权利要求1所述的一种可双向弯曲的模块化多功能软体灵巧手，其特征在于，所述弯曲传感器(27)由硅胶材料包裹。