[发明专利]一种仿人手气动软体灵巧手

说明书

一种仿人手气动软体灵巧手，属于软体机器人技术领域。所述多根手指至少包括拇指、食指、中指以及无名指，所述拇指的根部通过拇指基部关节与手指安装架连接，除拇指外的其他手指的根部与手指安装架连接，所述手指安装架设置在腕部法兰上；每根所述手指上均设有多个气室以及多条关节充气流道，所述多条关节充气流道出气端与多个气室一一对应连通设置。本发明增加了软体手的工作空间，且在同级别运动速度和负载情况下，所需耗气量更低，提高了手指的反向作用力和作用速度，限制了气室的侧向无效膨胀，减少了气室的耗气量，提高了气室的双向运动速度，紧凑布置气路，提高集成性，尽可能贴近人类手指功能。

技术领域

本发明涉及一种仿人手气动软体灵巧手，属于软体机器人技术领域。

背景技术

软体机器人近年来迅速发展，各种类型的软体机器人及相关技术层出不穷，成为机器人领域一个极具前景的研究方向。

软体机器人主要采用柔性材料制作，常采用气\液压、肌腱拉索、形状记忆合金、电致动聚合物等驱动方式进行驱动，能够在复杂的、充满障碍物的工作环境中，利用其柔性结构和无限的自由度来完成工作任务，具有极强的环境适应性和运动灵活性，在探测、医疗、军事、工业等领域均具有广泛的应用前景。

常见的软体机器人的主要应用形式包括爬行机器人、软体机械臂、软体手等，软体手是其中一个热门的应用形式。软体手在抓取和操作异形物体、易损物体以及软物体时，拥有先天优势，一般采用肌腱驱动和气动驱动，近年来最新的研究大多采用气动驱动，相比于肌腱驱动，气动驱动的动力系统更为简单、机器人本体更为柔软并且还可以使用气压对软体机器人的刚度等特性进行控制。

气动软体手由硅胶之类的柔性材料制成，一个气路负责一部分软体气腔的动作。常见的软体手，由于设计时的集成型欠佳，为保证外观简洁、密封性优良，只能选择一个手指由一个软体气腔构成，手指各区段变形不独立，导致单指工作空间较小，进而使软体手的工作空间较小。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种仿人手气动软体灵巧手。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种仿人手气动软体灵巧手，包括拇指基部关节、手指安装架、多根手指以及腕部法兰；所述多根手指至少包括拇指、食指、中指以及无名指，所述拇指的根部通过拇指基部关节与手指安装架连接，除拇指外的其他手指的根部与手指安装架连接，所述手指安装架设置在腕部法兰上；每根所述手指上均设有多个气室以及多条关节充气流道，所述多条关节充气流道出气端与多个气室一一对应连通设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用多关节软体手指，从而使单个手指的自由度得到提高，每个气室独立通气使用，每个手指拥有三个气室，每个气室能够独立弯曲实现关节作用，进而增加了软体手的工作空间，且在同级别运动速度和负载情况下，所需耗气量更低；

2、本发明设置了拉力柱，使得手指在伸直过程中，气室收缩的弹力能够用于驱动手指过渡段的运动和负载，从而提高了手指的反向作用力和作用速度；

3、本发明气室外壁设置了气室外壁约束层，从而限制了气室的侧向无效膨胀，减少了气室的耗气量，提高了气室的双向运动速度，以补偿拉力柱引起的正向弯曲速度降低；

4、本发明每根手指的指根均设有摆动关节，并利用平行四边形四连杆机构将摆动传递至手指，尽可能贴近人类手指功能；

5、本发明将关节充气流道预制在弯曲梁内，紧凑布置气路，提高集成性，避免在气室外部铺设管路连接气源，显得杂乱。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是手指的结构示意图；

图3是手指的剖视图；

图4是图3的仰视图；