[發明專利]一種氣動軟體彎曲轉向結構

在審

• 申請號: 201910543020.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110238836A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王延杰;徐望舒;張霖;朱燈林;駱敏舟
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14;B29C69/02;B29K83/00;B29L31/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜;徐瑛

本發明公開了一種氣動軟體彎曲轉向結構，包括上底座、下底座、氣動伸長關節；所述氣動伸長關節包括一體成型的底座凸臺和硅膠主體，所述底座凸臺與所述硅膠主體均為中空結構；所述硅膠主體外圍纏繞有彈性纖維；所述彈性纖維外圍成型有二次固化層，所述二次固化層包裹住所述硅膠主體；所述二次固化層一端連接在所述底座凸臺上、另一端具有第二凸臺；所述第二凸臺可拆卸的安裝在所述上底座中；所述底座凸臺可拆卸的安裝在所述下底座中；本氣動軟體彎曲轉向結構，結構簡單，操縱方便、對于操作者技能要求低，只需要針對某個氣動伸長關節進行充氣就可以發生三個到多個方向的彎曲，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及到氣動轉向結構技術領域，具體涉及到一種氣動軟體彎曲轉向結構。

背景技術

近年來，傳統機械結構相關的技術已經趨于成熟，許多工業、農業等機器人開始大量的生產并投入使用，但是其往往負責笨重的、重復的、危險的工作。為解放人的繁重勞動，實現社會生產的機械化和自由化發揮了巨大的作用。隨著時代的發展，人們對于機械結構提出了更多的要求，例如在分揀抓取、醫療機械輔助裝置等特殊領域需要具備更優秀的安全性、友好型和人機交互性。然而對于傳統的機械結構而言，變形范圍小、自由度有限、缺乏必要的感知能力與柔順控制，對于人們提出的生活生產需求難以得到充分滿足。

軟體結構出現后，因為其優越的性能引起了國內外學者的廣泛關注，成為了機器人領域的熱點問題。將軟體結構運用進機器人中，對于提高機械結構的抓取效率和安全性具有重大意義。在自然界中，生物的組成大部分為軟體組織結構，例如，水母、象鼻、章魚等，其軟體的結構不僅保證了生物在運動中處于最佳的狀態，而且增強了生物的環境適應性，這些正是機械軟體結構的設計靈感。

目前，現有大多數的氣動軟體結構均為軟體手抓。軟體手是利用柔性材料，例如硅膠、形狀記憶合金等，制作而成的具有高自由度，強柔順性的機械手。軟體抓手在抓取物體時與被抓物體形成良好的互容效果，具有強適應性與高柔順性，適用于各種復雜的環境，在醫療、工業、農業等領域有著重要的意義。但是，軟體手抓的抓取需要達到指定的位置后進行。因此，需要設計一種彎曲轉向結構，彎曲轉向結構具有轉向角度多變的特點，與軟體手抓連接后，使手抓的抓取效率增大、靈活性增大，而且彎曲轉向結構的運動范圍較大，對于復雜環境的適應性增強。

另外，目前的轉向結構，大多采用的是剛性機械構件。剛性轉向結構一般運用在汽車的轉向機構中，控制汽車的轉向，包括電動助力轉型和液壓助力轉向結構?；蛘呤荱R機械手臂，采用單個手臂的扭轉運動或者多個手臂的扭轉運動的結合達到轉向的效果。但是對于現在的軟體結構而言，剛性轉向結構與柔性抓手的結合，一方面增加了控制的難度，另一方面，剛度的增加，增加了物體損壞的可能性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種氣動軟體彎曲轉向結構，該結構具有結構與操縱簡單、成本低、對于操作者技能要求低，普及性高等特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種氣動軟體彎曲轉向結構，包括上底座和下底座，所述上底座和所述下底座之間可拆卸連接有若干根氣動伸長關節；所述氣動伸長關節包括一體成型的底座凸臺和硅膠主體，所述底座凸臺與所述硅膠主體均為中空結構，所述硅膠主體的內腔連通至所述底座凸臺的內腔，所述底座凸臺遠離所述硅膠主體的一面具有通氣開口；所述硅膠主體外圍纏繞有彈性纖維；所述彈性纖維外圍成型有二次固化層，所述二次固化層包裹住所述硅膠主體；所述二次固化層一端連接在所述底座凸臺上、另一端具有第二凸臺；所述第二凸臺可拆卸的安裝在所述上底座中；所述底座凸臺可拆卸的安裝在所述下底座中。

本氣動軟體彎曲轉向結構工作時，向其中一個氣動伸長關節的內腔中通入一定壓力的氣體，該氣動伸長關節發生伸長的作用，其余的氣動伸長關節長度保持不變，由于氣動伸長關節的首尾都被固定，其中不通氣的氣動伸長關節不發生伸長變形對整體結構構成一定的限制作用，因此整體的轉向結構發生彎曲；