[發明專利]電磁關節機械手的喂食病人方法

有效

• 申請號: 201610476400.9
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN106003012B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 夏國蘭;楊學鳳;錫淑華
• 申請（專利權）人: 陳偉東
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J11/00;B25J17/02;B25J19/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙)44419
• 代理人: 曹明蘭

本發明專利申請是分案申請。原案的專利號是201510092211.7，申請日是2015年3月2日，發明名稱是電磁關節機械手及其喂食病人和控制方法。

技術領域

本發明涉及一種柔性機械手，特別是涉及一種用于抓取紙杯、喂食病人的機械手及其抓取、喂食、控制方法。

背景技術

在自動化機械代替逐步代替人的過程中，自動化機械以其環境適應能力強、不知疲倦、使用成本低等諸多優點，成為了未來科技的標志。然而，復雜的機械機構容易產生諸多故障，笨重的大型機械無法完成像人類一般細膩的操作。

自動化機械代替人的過程中，一直以來都在創造類似真人一樣的柔性臂關節，來完成諸如抓雞蛋、抓紙杯甚至抓取一次性發泡塑料餐盒并喂傳染病人等細膩工作。傳統柔性臂大多采用三組齒輪齒條驅動兩個板子之間的平行或使其具有夾角，再將其進行串列組合，從而完成一個柔性臂的構建。

然而，齒輪齒條方式驅動過于死板。真人在抓東西時不光是抓緊力能滿足抓起東西的要求，真人的的皮下脂肪也會針對被抓物進行握狀的微調。所以在抓起紙杯過程中只能根據紙杯的固定形狀設計出固定的握姿來抓起紙杯，固定握姿前后精度要求極高。齒輪齒條方式的柔性臂對于紙杯握姿無法進行微調。喂食病人時，病人吃飯的姿態并不固定，時常會發生細微的變化，如若喂食的機械手無法適應患者口中姿態的微小變化，很可能傷及患者，甚至危害患者生病。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便、適應能力強、能夠根據被抓物的大小進行微調、適應患者姿態的微小變化的電磁關節機械手及其抓取、喂食、控制方法。

本發明包括機械手掌、機械手指、機械手臂和電磁柔性關節，所述手臂的一端與機架固定，手臂的另一端通過電磁柔性關節與手掌連接，手掌通過電磁柔性關節與手指連接，手指的每個關節都為電磁柔性關節；

所述電磁柔性關節包括下板、伸縮柱和上板，下板通過三根伸縮柱與上板連接，三根伸縮柱的軸線均與上板、下板周向的0°、120°、240°位置固定；

所述伸縮柱包括電磁鐵、永磁鐵、限位環、柔性筒和頂桿，所述柔性筒底部與下板固定，柔性筒內腔自下到上依次設有電磁鐵、永磁鐵和頂桿，所述電磁鐵固定在柔性筒底部，所述永磁鐵以柔性筒內腔為導軌，永磁鐵頂部與頂桿底部固定，頂桿頂部與上板連接；

頂桿為丁晴橡膠制成；

限位環自柔性筒內腔的中部向頂部沿柔性筒軸線陣列多個，限位環厚度與限位環之間的間隔相等；

所述柔性筒內腔呈圓臺狀，柔性筒內腔的上內徑小于下內徑，永磁鐵為圓柱狀，永磁鐵的外徑小于柔性筒內腔的下內徑，永磁鐵的外徑大于柔性筒內腔中部的內徑；

所述頂桿頂部與上板通過彈簧連接；

所述頂桿為柔性桿，柔性筒內腔中部設有限位環，所述限位環內徑與頂桿外徑相同，限位環用于限位永磁鐵并且對頂桿起導向作用；

所述柔性筒內竹節狀嵌入多個磁屏蔽環，所述磁屏蔽環由80％的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環的軸線與柔性筒的軸線重合，每個磁屏蔽環之間有間隔，磁屏蔽環之間的間隔小于磁屏蔽環高度的1/5，磁屏蔽環37的上端口和下端口均設有若干匝導線線圈，

還包括接觸器充電供電控制裝置、發電機和穩流裝置，所述接觸器充電供電控制裝置包括第一觸點、第二觸點、第三觸點、第四觸點、第五觸點、第六觸點、第七觸點、第八觸點、第九觸點、第十觸點和第一蓄電池、第二蓄電池共同組成的蓄電池，所述穩流裝置用于接收蓄電池忽高忽低的電壓，并將其轉化為穩定電壓，從而對電磁柔性關節的控制器供應穩定電壓，電磁柔性關節的控制器根據控制信號對每個伸縮柱上的電磁鐵供電，磁屏蔽環其上、下端的導線線圈均與發電機并聯；

所述第一觸點與第一蓄電池的正極連接，第二觸點與第一蓄電池的負極連接，第三觸點與發電機的正極連接，第四觸點與發電機的負極連接，第五觸點與第二蓄電池的正極連接，第六觸點與第二蓄電池的負極連接，第七觸點與穩流裝置的正極連接，第八觸點與穩流裝置的負極連接，第九觸點與第一觸點串聯，第十觸點與第二觸點串聯；

所述柔性筒由蝦殼狀排列的套筒構成，所述套筒包括底套和點限套；

所述柔性筒底部為底套，所述底套為圓臺狀，底套外徑較大的圓周面用于固定下板，底套內固定電磁鐵，底套上疊加套裝多個點限套，底套的側面與其上側的點限套通過拉繩連接；