[發(fā)明專利]一種多自由度變剛度柔性抓持裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811200094.1
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109176588B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 姚建濤;崔錦泉;柳春燁;周盼;李海利;陳新博;薦洪秀;趙永生;許允斗
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J9/10;B25J9/14
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

1.一種多自由度變剛度柔性抓持裝置，其特征在于，包括：氣動肌腱、通氣接頭、密封接頭、上圓盤、下圓盤、彈性柔繩、波紋管、橡膠底蓋以及氣管，其中，所述氣動肌腱包括橫向氣動肌腱和縱向氣動肌腱，其中橫向氣動肌腱為螺旋式纏繞結構，縱向氣動肌腱為豎直安裝結構，其中三根縱向氣動肌腱豎直放置，一根橫向氣動肌腱螺旋式纏繞在三根縱向氣動肌腱外部，通過控制縱向氣動肌腱的氣壓在空間內任意方向進行彎曲，通過控制橫向氣動肌腱和縱向氣動肌腱的氣壓調整剛度；所述的彈性柔繩螺旋式穿過三根縱向氣動肌腱外側的編織網(wǎng)的網(wǎng)眼，將三個縱向氣動肌腱纏繞在一起；

橫向氣動肌腱和縱向氣動肌腱都為收縮型柔性驅動器，其都由柔性段、通氣接頭和密封接頭組成，其中氣動肌腱柔性段是通過彈性乳膠管外套上一層編織網(wǎng)形成的，柔性段的一端套在金屬材質的通氣接頭上，柔性段的另一端套在金屬材質的密封接頭上，通過鎖緊環(huán)分別將柔性段的兩端和兩個金屬接頭鎖緊，所述通氣接頭包括外螺紋部件和內螺紋部件，中心均設有軸向通孔，外螺紋部件與所述氣動肌腱柔性段一端相連，通過內螺紋部件的端部接頭與氣管連接，所述密封接頭設置有帶有內螺紋的密封件和螺母，密封件的一端與氣動肌腱柔性段的另一端相連接，兩個接頭被套入柔性段內的一端均設有凸棱用以防止氣動肌腱柔性部段從接頭上分離，并且兩個接頭軸向中部均設有一段光滑軸段及軸肩用以與上下圓盤的安裝孔固定；上圓盤周圍設有安裝固定板和波紋管的法蘭式結構，下圓盤周圍設有安裝波紋管和橡膠底 蓋的法蘭式結構；橡膠底蓋為半球形橡膠蓋，橡膠底蓋的上端面周圍設有法蘭式結構，通過螺栓與下圓盤固定連接；氣管的一端與通氣接頭相連，另一端與氣動控制系統(tǒng)連接作為氣動肌腱的充放氣通道。

2.根據(jù)權利要求1所述的多自由度變剛度柔性抓持裝置，其特征在于，所述上圓盤和所述下圓盤的中部均設有四個固定氣動肌腱的安裝孔，其中三個在圓盤中心按圓周均布，另一個在三個安裝孔的其中一個安裝孔一側，所述縱向氣動肌腱上端的通氣接頭與上圓盤中心的三個安裝孔固連，下端的密封接頭與下圓盤的三個安裝孔固連，所述橫向氣動肌腱的上端的通氣接頭與上圓盤的剩余的安裝孔固連，下端的密封接頭與下圓盤的剩余的安裝孔固連，所述上圓盤和所述下圓盤均為圓形薄片結構。

3.根據(jù)權利要求1所述的多自由度變剛度柔性抓持裝置，其特征在于，所述固定板為三分支板狀結構，三個分支中部均上折一定角度，增大抓持開口，在分支末端均設有法蘭式結構，通過螺栓與上圓盤固定連接，在固定板中心位置設有與連接架相接的法蘭式結構，靠外側設有與防護罩相連的法蘭式結構。

4.根據(jù)權利要求3所述的多自由度變剛度柔性抓持裝置，其特征在于，所述連接架為圓柱結構，連接架上端的法蘭式結構與機械臂的末端法蘭盤相接，連接架下端的法蘭式結構與固定板中心的法蘭式結構固定連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的多自由度變剛度柔性抓持裝置，其特征在于，所述防護罩為與所述固定板匹配的三分支殼體結構，所述防護罩的底端位置設有三個按圓周均布的光孔，防護罩的一側設有多個通孔，使得氣管從通孔中穿出與外部的氣動控制系統(tǒng)相連。