[發(fā)明專利]一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711348600.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN107856044B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王滔;張雲(yún)策;朱世強(qiáng);宋偉;陳正;冀大雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00;B25J19/00;B29C69/00;B29C39/42;B29C65/48
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發(fā)明公開了一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手及制作方法。本發(fā)明中的軟體機(jī)械手采用分體式設(shè)計(jì)方案，分為波紋管裝部分和底板部分，制作此軟體機(jī)械手也采用分體式澆注的工藝制成。在分別加工制成兩部分后，采用專用的硅膠粘接劑將兩部分粘接起來。軟體機(jī)械手的性能除了依靠自身結(jié)構(gòu)外，還依賴于硅膠固化成型的質(zhì)量。在實(shí)際制作軟體機(jī)械手的過程中，經(jīng)過不斷對(duì)澆注模具的改進(jìn)和手指制作工藝的提升，制定了一套完整的制作工藝，保證了軟體機(jī)械手的加工質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手，尤其涉及一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手的設(shè)計(jì)、制作方法和裝配方案。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)械化的發(fā)展，傳統(tǒng)的剛性機(jī)械手和靈巧手等仿人手的機(jī)械裝置已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人類的社會(huì)生活和生產(chǎn)之中，很大程度上解放了人的繁重勞動(dòng)。傳統(tǒng)剛性機(jī)械手適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中結(jié)構(gòu)性的、重復(fù)的、較危險(xiǎn)的工作，并向著高定位精度、高靈活性以及高響應(yīng)速度等方向發(fā)展；靈巧手主要體現(xiàn)在具有較多的自由度和精確的力度位置控制上，為了保證被抓物體的安全和完整，對(duì)具有較多自由度的剛性靈巧手的控制是非常復(fù)雜的。

隨著社會(huì)不斷的發(fā)展與進(jìn)步，人們?cè)诟嘈碌念I(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)械手有了新的要求，例如對(duì)食品的分揀、對(duì)易碎物品的抓取、對(duì)海洋軟體生物的無損捕捉以及輔助患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)型醫(yī)療康復(fù)等。在這些應(yīng)用場(chǎng)景中由于環(huán)境剛度較低，傳統(tǒng)的剛性機(jī)械手很難與環(huán)境剛度相匹配，因此難以實(shí)現(xiàn)上述工作場(chǎng)景的工作要求。而靈巧手想要實(shí)現(xiàn)此類操作需要較高的硬件成本與十分復(fù)雜的控制系統(tǒng)，不利于推廣應(yīng)用。

目前已有一定針對(duì)上述工作環(huán)境的軟體機(jī)械手的研究和應(yīng)用，主要針對(duì)于食品等易碎物品的抓取。現(xiàn)有的軟體機(jī)械手中有很大一部分采用了TPU材料直接3D打印制成，其表面硬度較高，容易對(duì)待抓取物品造成損傷，并不算嚴(yán)格意義上的軟體機(jī)械手；另一部分的軟體機(jī)械手采用各類硅膠注塑成型，其內(nèi)部能承受的壓力有限且?guī)ж?fù)載能力較低。因此，現(xiàn)有的軟體機(jī)械手限于本身的結(jié)構(gòu)性能，并未大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手與制作方法，制作出一種基于硅膠的軟體機(jī)械手，使其擁有良好的結(jié)構(gòu)性能，機(jī)械手整體硬度較高，能承受較高的內(nèi)部壓力，擁有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，同時(shí)擁有較廣的抓取尺寸范圍，可替代人工在非剛性工作環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氣動(dòng)軟體機(jī)械手與制作方法，包括軟體機(jī)械手指的設(shè)計(jì)與制作以及軟體機(jī)械手的間距可調(diào)式裝配方案。

此軟體機(jī)械手采用分體式設(shè)計(jì)方案，分為波紋管裝部分和底板部分，制作此軟體機(jī)械手也采用分體式澆注的工藝制成。在分別加工制成兩部分后，采用專用的硅膠粘接劑將兩部分粘接起來。

軟體機(jī)械手的性能除了依靠自身結(jié)構(gòu)外，還依賴于硅膠固化成型的質(zhì)量。在實(shí)際制作軟體機(jī)械手的過程中，經(jīng)過不斷對(duì)澆注模具的改進(jìn)和手指制作工藝的提升，制定了一套完整的制作工藝，保證了軟體機(jī)械手的加工質(zhì)量，包括以下步驟：

步驟一：模具準(zhǔn)備：

a.利用光敏樹脂材料3D打印生成模具；

b.在模具內(nèi)表面噴涂脫模劑。

步驟二：硅膠混合攪拌：

a.將A、B兩種成分的硅膠按1:1的比例混合在一起；

b.將混合后的硅膠裝入離心機(jī)中進(jìn)行高速離心攪拌，使其混合均勻。

步驟三：硅膠注模成型：

a.將混合均勻的硅膠注入模具中；

b.將模具放入真空箱中進(jìn)行抽真空除氣泡；

c.將除氣泡后的模具靜置，待其中的硅膠固化成型；

d.利用專用的硅膠粘接劑將分體式手指的兩部分粘接在一起。