[发明专利]多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指

权利要求书

1.一种多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指，其特征在于：所述手指由二至十个甲壳状指节组成，手指指尖带有可拆卸的指甲(11)；相邻指节之间的柔性关节转动靠气动肌肉(1)驱动，同一手指上所有柔性关节轴心线相互平行，每根气动肌肉(1)连接一个气路或者同一手指上多根的气动肌肉(1)合并为一个气路或者所有手指上的气动肌肉(1)合并为一个气路；气动系统中所述每一个气动肌肉(1)的单个气路或多个气动肌肉(1)的合并气路均有一个驱动气路单元，驱动气路单元均采用包含相同或不同气动元件和气路原理，多指节手指、多手指机械手的各气路单元均采用高速开关阀的PWM脉冲宽度调制方式，从而实现协同控制，使气动肌肉(1)驱动手指的各指节转动协调与弹性波纹管气囊(1a)内腔压力协调，以实现运动功能与抓取效果；所述手指中，端指节盖(3)和端指节座(4)靠螺钉连接成端指节，长指节盖(7)和长指节座(8)靠螺钉连接成长指节，短指节盖(9)和短指节座(10)靠螺钉连接成短指节，每种指节盖与指节座上均有半环形肋板，半环形肋板的纵截面形状与气动肌肉(1)的弹性波纹管气囊(1a)波节的纵截面形状完全吻合，装配后指节盖与指节座二个半环形肋板形成整个环形肋板，整个环形肋板的轴心线与气动肌肉(1)的弹性波纹管气囊(1a)的轴心线同轴，因此各指节和弹性波纹管气囊(1a)连接在一起；端指节座(4)、长指节座(8)和短指节座(10)中相邻二指节座靠活页铰链(5)形成铰链连接，弹性波纹管气囊(1a)充气膨胀后受活页铰链(5)约束，使相邻二指节座之间产生相对转动；软橡胶(6)粘贴在各指节座上缓存接触被抓物体，根部安装板(2)固定手指在最上端的端指节座(4)上，根部安装板(2)安装在手掌或执行器的指根末端上；指甲(11)固定在手指最下端的端指节座(4)上，用于捏取被抓物体；

所述气动肌肉(1)的结构原理相同，各气动肌肉(1)结构尺寸有所不同，具体结构中，气动肌肉(1)包括弹性波纹管气囊(1a)、扁螺母(1b)和气管接头(1c)，弹性波纹管气囊(1a)是橡胶材质、波纹管形状的密封体，气管接头(1c)的法兰端塞进弹性波纹管气囊(1a)端面的偏心小孔中，靠扁螺母(1b)固定在弹性波纹管气囊(1a)上，靠弹性波纹管气囊(1a)的橡胶被压缩而密封，气管接头(1c)连接所述气路的软管；

所述弹性波纹管气囊(1a)的外表面设置起加强作用的缝制布或者编织网，或者弹性波纹管气囊(1a)的橡胶壳体中包括起加强作用的编织网。

2.如权利要求1所述的多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指，其特征在于：所述端指节盖(3)和端指节座(4)、长指节盖(7)和长指节座(8)、短指节盖(9)和短指节座(10)分别配对形成指节，均为塑料件，均采用注塑成型加工。

3.如权利要求1所述的多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指，其特征在于：所述弹性波纹管气囊(1a)的二端，分别与所述端指节盖(3)和端指节座(4)、或长指节盖(7)和长指节座(8)、或短指节盖(9)和短指节座(10)粘结成整体。

4.如权利要求1所述的多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指，其特征在于：除了弹性波纹管气囊(1a)的二端被固定之外，受活页铰链(5)约束而膨胀弯曲的弹性波纹管气囊(1a)的波节数目、以及相应活页铰链(5)的宽度尺寸可以改动，以调整指节的最大转动角度。

5.如权利要求1所述的多气动肌肉协同驱动的仿甲壳类节肢动物手指，其特征在于：所述端指节座(4)、长指节座(8)和短指节座(10)的所有半环形肋板上，对称分布有异形孔，用于弹性波纹管气囊(1a)的气管穿过。