[发明专利]一种软体手机器人有效
| 申请号: | 202111250165.0 | 申请日: | 2021-10-26 |
| 公开(公告)号: | CN114028155B | 公开(公告)日: | 2023-03-14 |
| 发明(设计)人: | 李伟;季林红;李翀;孟祥尊;罗飞岭;徐泉;杨义勇;史文谱 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
| 主分类号: | A61H1/02 | 分类号: | A61H1/02;A61F2/56;B25J11/00;B25J13/08;B25J15/00;B25J15/08 |
| 代理公司: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 张娜 |
| 地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 软体 机器人 | ||
1.一种软体手机器人,其特征在于,包括:
软体手,所述软体手包括手背固定装置、软体驱动器和手指末端固定装置;其中,所述手背固定装置用于固定在手背上,所述软体驱动器的一端安装在所述手背固定装置上,所述软体驱动器另一端与所述手指末端固定装置相连,所述手指末端固定装置用于安装在手指尖上;
控制系统,所述控制系统与所述软体驱动器的一端相连,用于对所述软体驱动器进行充气和排气,以使所述软体驱动器在充气时带动手指屈曲弯曲以及使所述软体驱动器在排气时带动手指恢复伸展;
所述手背固定装置包括固定底座和卡锁紧固机构,所述固定底座设有与五个手指延伸方向一致的五个孔槽,五个所述孔槽中分别一一对应地与五个所述软体驱动器的一端安装连接,五个所述软体驱动器的一端通过对应的所述卡锁紧固机构锁紧;所述固定底座的一端设有穿孔;
所述手指末端固定装置包括:
下托架,所述下托架包括底板、腹板和托板,所述腹板的下端固定在所述底板的上表面上,所述腹板的上端与所述托板的底面固定,所述托板的上表面用于托住手指腹部;
上托架,所述上托架包括围框,所述围框的底部设有用于卡入所述下托架的所述腹板的安装槽;
所述下托架的所述腹板卡设在所述安装槽中,所述下托架的所述底板位于所述围框的底部的下方,所述下托架的所述托板位于所述围框中;
第二螺栓和第二螺母,所述第二螺母固定在所述围框的底部处,所述第二螺栓穿过所述下托架的所述底板上的孔与所述第二螺母连接;
所述软体驱动器包括驱动器本体、充气端头、末端端头和外周束缚层;所述充气端头与所述驱动器本体的一端端部螺纹密封连接,所述末端端头与所述驱动器本体的另一端端部螺纹密封连接;所述外周束缚层包裹所述驱动器本体。
2.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述外周束缚层上设有切口。
3.根据权利要求2所述的软体手机器人,其特征在于,所述切口有多个,多个所述切口间距相等或不等。
4.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述卡锁紧固机构包括第一螺母和第一螺栓,所述固定底座上设有与手指延伸方向一致的卡滑槽,所述第一螺母对应可滑动地设置所述卡滑槽中,所述第一螺母被所述卡滑槽的两个侧面和上下面限制,所述第一螺栓对应地拧入所述第一螺母且不会转动时所述第一螺栓锁住所述软体驱动器的所述充气端头。
5.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述固定底座上设有与手背配合的贴合面,所述贴合面上设有海绵;所述固定底座的两侧还设有供绑带穿入的绑带孔。
6.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述围框的顶部上设有用于套接于所述软体驱动器的末端外周面上的套接部。
7.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述控制系统能够调节所述软体手机器人的振动频率和弯曲力。
8.根据权利要求1所述的软体手机器人,其特征在于,所述控制系统包括气动管路结构,所述气动管路结构包括气泵、气动三联件、电气比例阀、电磁阀、气压传感器;其中,
所述气泵产生的气体经过所述气动三联件过滤、干燥后,流入到所述电气比例阀50,经所述电气比例阀进行压力调节后从所述电磁阀的第一阀口流入到所述电磁阀中;此时,当所述电磁阀的所述第一阀口和所述电磁阀的第二阀口处于连通状态时,所述电磁阀中的气体则从所述第二阀口流入到所述气压传感器中,经所述气压传感器流入到所述软体驱动器中,所述软体驱动器在气压的作用下朝手指屈曲弯曲的方向弯曲,从而带动手指屈曲弯曲;
待所述电磁阀的所述第一阀口和所述第二阀口处于关闭且所述电磁阀的所述第二阀口和所述电磁阀的第三阀口处于连通状态时,所述软体驱动器里的气体会依次沿着所述气压传感器经过所述第二阀口流体到所述电磁阀中,从所述第三阀口流入到大气中,从而使得所述软体驱动器恢复原样,带动所述手指伸展。
9.根据权利要求8所述的软体手机器人,其特征在于,所述控制系统还包括管路控制系统,所述管路控制系统包括:上位机、微控制单元、转换处理模块和PLC;其中,
所述软体驱动器的振动频率通过所述上位机输入到所述微控制单元,所述微控制单元将输入的振动频率通过所述转换处理模块转换成时间后,所述PLC根据转换的时间控制所述电磁阀的通断频率,从而完成对所述软体驱动器的屈曲弯曲和伸展频率的控制;
所述软体驱动器的弯曲力经所述上位机输入到所述微控制单元,所述微控制单元将输入的弯曲力通过所述转换处理模块转换成目标气压值,所述气压传感器将气路测得的实际气压值反馈到所述微控制单元,所述微控制单元通过对比目标气压值和实际气压值,如果目标气压值和实际气压值存在差异,则所述微控制单元控制所述电气比例阀的电压大小来调节气路中的气压值,直到实际气压值和目标气压值一致,从而稳定控制所述软体驱动器的输入弯曲力,以达到精确地控制所述软体驱动器辅助手部屈曲和伸展动作。
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