[發明專利]一種柔性氣動臂以及末端控制系統

在審

• 申請號: 202011584765.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112692848A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 陳勇全;章恒;王啟文;池楚亮
• 申請（專利權）人: 深圳市人工智能與機器人研究院;香港中文大學（深圳）
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;A61B10/00;B25J18/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強

1.一種柔性氣動臂，其特征在于，包括：氣動臂本體以及通道蓋；

所述氣動臂本體設置有多個氣室，多個所述氣室沿所述氣動臂本體直線排布，且相鄰氣室之間存在間隙；所述氣室為柔性材料；

所述氣動臂本體或所述通道蓋設置有充氣通道，所述充氣通道與各個所述氣室連通；

所述通道蓋用于與所述氣動臂本體配合，密封所述充氣通道；

所述氣動臂本體的一端設置有充氣口，所述充氣口與所述充氣通道連通。

2.根據權利要求1所述的柔性氣動臂，其特征在于，所述通道蓋的材料剛度大于所述氣室的材料剛度。

3.根據權利要求2所述的柔性氣動臂，其特征在于，所述氣動臂本體的另一端具有適配部，所述適配部用于安裝夾取機構。

4.根據權利要求2所述的柔性氣動臂，其特征在于，還包括：約束管；

所述氣動臂本體套設在所述約束管內，所述約束管用于限制部分氣室或全部氣室的充氣膨脹程度。

5.根據權利要求4所述的柔性氣動臂，其特征在于，還包括力感知傳感器；

所述力感知傳感器，設置于所述通道蓋，用于基于所述通道蓋的形變量產生形變信號。

6.根據權利要求5所述柔性氣動臂，其特征在于，所述力感知傳感器為光纖光柵傳感器、彎曲傳感器、或壓力傳感器中的一種或多種。

7.根據權利要求2所述的柔性氣動臂，其特征在于，所述氣動臂本體設置有12個氣室，每一個所述氣室壁厚1.5毫米，所述氣動臂本體長80毫米。

8.根據權利要求1至7中任意一項所述的柔性氣動臂，其特征在于，所述通道蓋、所述氣動臂本體以及所述氣室通過沉積制造法、軟體平板印刷法、失蠟鑄造法、或復合材料3D打印法中的一種制作形成。

9.一種末端控制系統，其特征在于，包括：如權利要求1至8所述的柔性氣動臂、氣源、氣動閥以及控制電路；所述氣源與所述氣動閥的輸入端連通，所述氣動閥的輸出端與所述柔性氣動臂的充氣口連通；

所述氣動閥還與所述控制電路電連接，所述控制電路控制所述氣動閥的輸出端輸出所述氣源的氣體，所述氣體通過與所述充氣口連通的所述充氣通道進入各個所述氣室，各個所述氣室膨脹后使得所述柔性氣動臂向所述通道蓋方向彎曲；

所述控制電路還控制所述氣動閥的輸出端對所述進入所述氣室的氣體進行鎖定，使得所述柔性氣動臂保持向所述通道蓋方向彎曲；

所述控制電路還控制所述氣動閥的泄壓孔對所述氣動閥的輸出端進行泄壓，使得各個所述氣室的氣體從所述泄壓孔，所述柔性氣動臂恢復向所述通道蓋方向彎曲前的姿態。

10.根據權利要求9所述的末端控制系統，其特征在于，所述柔性氣動臂的表面安裝有力感知傳感器；

所述力感知傳感器用于感知所述柔性氣動臂的形變量而對應產生形變信號；

所述力感知傳感器與所述控制電路電連接，所述控制電路用于根據所述形變信號控制所述氣動閥的輸出端開啟程度，以控制所述氣源的氣體充入所述柔性氣動臂的各個所述氣室的氣體量。