[發明專利]一種帶扭簧的氣動安全柔性關節

在審

• 申請號: 201611053904.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108098830A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 劉冰飛
• 申請（專利權）人: 劉冰飛
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種帶扭簧的氣動安全柔性關節，采用多個氣囊對一個以帶扭簧的板鉸鏈為彈性骨架的柔性關節進行驅動，提高了該種氣動柔性關節在實際使用中的安全性。該氣動安全柔性關節通過對以帶扭簧的板鉸鏈為彈性骨架的氣動安全柔性關節及其控制系統的設計，提高了氣動柔性關節的安全性；完成了該種關節的動力學分析；初步設計了由兩個該種關節構成的單根機器人手指。

技術領域

本發明涉及一種帶扭簧的氣動安全柔性關節，適用于機械領域。

背景技術

以氣體為動力，仿人工肌肉驅動的柔性關節執行器技術對機器人領域以及通用驅動器/執行器應用領域都具有重大的應用價值。例如，對于用在農業生產中的水果、蔬菜，如蘋果、西紅柿的采摘機器人，其手指要有較高的柔性，這樣才能避免損傷果蔬。目前，在該技術方面研究了FMA驅動器，Bellows驅動器等。此外，浙江工業大學等高校對氣動驅動器和柔性關節的結構方面進行了相應的理論研究。氣體驅動的柔性關節，一旦在工作狀態時發生氣體泄漏、失壓，將會引起驅動失效。

發明內容

本發明提出了一種帶扭簧的氣動安全柔性關節，采用多個氣囊對一個以帶扭簧的板鉸鏈為彈性骨架的柔性關節進行驅動，提高了該種氣動柔性關節在實際使用中的安全性。

本發明所采用的技術方案是：

所述氣動安全柔性關節中，氣囊A和B分別用卡箍12固定在氣囊A尾座14和氣囊B尾座15上，氣囊A尾座14，B尾座15分別呈一定角度對稱旋固在底座端蓋9上，底座端蓋9用螺釘密封緊固在底座10上，底座10用螺紋旋固在過渡節11上。

所述柔性關節的控制系統中，氣路由氣動軟管、三位四通氣閥、節流閥和監測氣囊( A、B)內壓力的壓力變送器(A、B)等部件組成，儲氣罐的作用是保證工作中氣壓源的壓力穩定。

所述氣動關節和過渡節用內外螺紋旋合固定在一起，過渡節和墊塊用螺栓和氣動關節聯接緊固在一起，這樣就構成了一根具有兩個關節的手指。

本發明的有益效果是：該氣動安全柔性關節通過對以帶扭簧的板鉸鏈為彈性骨架的氣動安全柔性關節及其控制系統的設計，提高了氣動柔性關節的安全性；完成了該種關節的動力學分析；初步設計了由兩個該種關節構成的單根機器人手指。

附圖說明

圖1是本發明的單個氣動安全柔性關節圖。

圖2是本發明的單個氣動安全柔性關節控制系統圖。

圖3是本發明的由兩個氣動安全柔性關節構成的單根手指。

圖中：1.頭節；2.氣囊頂蓋；3.剛性力臂；4.墊塊；5.角塊；6.帶扭簧的板鉸鏈；7.角塊；8.墊塊；9.底座端蓋；10.底座；11.過渡節；12.卡箍；13.氣囊(氣動關節)；14.氣囊A尾座；15.氣囊B尾座；16.氣囊B進氣口；17.氣囊A進氣口；18.氣動關節；19.氣動關節；20.過渡節；21.墊塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，氣囊A和B分別用卡箍12固定在氣囊A尾座14和氣囊B尾座15上，氣囊A尾座14，B尾座15分別呈一定角度對稱旋固在底座端蓋9上，底座端蓋9用螺釘密封緊固在底座10上，底座10用螺紋旋固在過渡節11上。氣囊A由兩個內腔組成，底部連通，可視為一個氣囊，由進氣口17供氣，氣囊B由進氣口16供氣。氣囊A和B頂部用卡箍12和氣囊頂蓋2密封，頂蓋2由剛性力臂3定位在墊塊4的凹槽內，用螺栓將剛性力臂3,墊塊4、角塊5旋固在一起，同時用螺栓將角塊5和板鉸鏈6的上鏈板旋固在一起。板鉸鏈6的下鏈板和角塊7用螺栓旋固在一起，同時角塊7、墊塊8、底座10用螺釘旋固在一起，成為一個整體。底座10和過渡節11有偏心，這樣可以增大彎曲力臂。