組合式氣動柔性手指的制作方法

本專利涉及一種組合式氣動柔性手指，它可根據使用條件和要求自由組合成型，完成各種動作，其軟體特征特別適用于傳統機械手不宜使用的脆性目標等對象。

背景技術：

傳統機械手通常采用電動機或液壓作為驅動，經機械傳動機構執行各種動作，其結構復雜、空間尺寸大、控制繁瑣，價格昂貴，工作時容易對脆性目標造成損傷。氣動柔性手指主要使用硅膠、橡膠等軟體材料制造而成，由壓縮氣體驅動，使手指內腔膨脹，手指產生變形彎曲，完成各種動作。該技術較大程度的填補了傳統機械手的不足。但當前各企事業單位研制的各種氣動柔性手指均采用整體式的結構形式，存在的問題是：動作形式和控制方式單一、固定，缺乏多樣性、靈活性，如果使用條件和要求發生改變，只有重新設計和制造新的氣動柔性手指。

技術實現要素：

本專利解決的技術問題是提供了一種組合式氣動柔性手指。在模具中真空澆注成型硅膠手指塊，用液態硅膠粘接好分支氣管、連通氣管和硅膠手指塊，形成硅膠手指段。將各硅膠手指段自由組合，調整安裝角度，裝配好，用扎帶扎緊。選擇性封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管，經相應的分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體，可自由控制各段硅膠手指段的變形彎曲，完成各種不同的動作。本專利能最大限制的滿足各種使用條件和要求，其軟體特征特別適用于傳統機械手不宜使用的脆性目標等對象。

本專利的組合式氣動柔性手指主要由硅膠手指塊A、硅膠手指塊B、分支氣管、連通氣管、硅膠手指段、指尖、扎帶、藍丁膠組成；分支氣管和連通氣管裝入硅膠手指塊的通氣孔中并用液態硅膠粘接，在硅膠手指塊A、硅膠手指塊B的結合面上均勻涂抹液態硅膠，合上并粘接，形成硅膠手指段；待液態硅膠固化后，將各手指段凸端裝入另一手指段凹槽中，指尖裝入首端的手指段凹槽中；各手指段凸端圓周上有止口凹槽，各手指段凹槽圓周上有止口凸緣，相互形成緊密配合，以保證硅膠手指段裝配時的準確定位、連接牢固；通過扎帶將各硅膠手指段及指尖扎緊；藍丁膠用于封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管。

各硅膠手指段內有互相連通的氣道、內腔，各硅膠手指段裝配好后，各分支氣管、連通氣管和各硅膠手指段內部的氣道、內腔相通。經分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體后，內腔膨脹，使硅膠手指段變形彎曲。通入的壓縮氣體的壓力越大，硅膠手指段變形彎曲的角度越大。釋放各硅膠手指段內腔的壓縮氣體后，相應的硅膠手指段恢復原狀。

根據使用條件和動作要求，確定硅膠手指段的裝配數量，調整各硅膠手指段的安裝角度；用藍丁膠選擇性封堵各硅膠手指段的分支氣管或連通氣管，改變組合式氣動柔性手指內的氣體通路；通過選擇控制從不同的分支氣管或連通氣管通入壓縮氣體，使硅膠手指段變形彎曲，組合式氣動柔性手指完成各種不同的動作。

本專利可根據使用條件和要求自由組合成型，通過壓縮氣體控制各硅膠手指段的變形彎曲，使組合式氣動柔性手指實現不同的動作。其軟體特征特別適合應用于傳統的機械手不宜使用的脆性目標等對象。本專利為氣動柔性手指的設計、制造，應用提供了新的方法和思路，具有很好的應用價值。

附圖說明

圖1是本專利的組合式氣動柔性手指的模具三維效果圖。

圖2是本專利的在模具中澆注成型、固化、脫模后的硅膠手指塊的三維效果圖。

圖3是本專利的硅膠手指塊的各通氣孔中裝入分支氣管和連通氣管并用液態硅膠粘接后的三維剖面圖。

圖4是本專利的硅膠手指塊A、B的結合面上均勻涂抹液態硅膠，合上并粘接后，形成硅膠手指段后的三維效果圖。

圖5是本專利的各硅膠手指段、指尖裝配好，并用扎帶扎緊后的三維效果圖。

圖6是本專利的各硅膠手指段、指尖裝配好，并用扎帶扎緊后的三維剖面圖。

圖7是本專利的各硅膠手指段的分支氣管經藍丁膠封堵后，通過手指末端的連通氣管通入壓縮氣體，使各硅膠手指段均產生變形彎曲后的三維效果圖。

圖8是本專利的各硅膠手指段的安裝角度調整改變后，各硅膠手指段的分支氣管經藍丁膠封堵后，通過手指末端的連通氣管通入壓縮氣體，使各硅膠手指段產生變形彎曲后的三維效果圖。

圖9是本專利的各硅膠手指段的連通氣管經藍丁膠封堵后，通過左右兩只硅膠手指段的分支氣管通入壓縮氣體，使左右兩只硅膠手指段產生變形彎曲后的三維效果圖。

圖中：1—上模A，2—下模A，3—下模B，4—上模B，5—通氣孔，6—硅膠手指塊A，7—硅膠手指塊B，8—手指段凹槽，9—止口凸緣，10—止口凹槽，11—分支氣管，12—連通氣管，13—手指段凸端， 14—扎帶，15—指尖，16—硅膠手指段，17—氣道，18—內腔，19—藍丁膠。

具體實施方式

本專利的組合式氣動柔性手指主要由硅膠手指塊A 6、硅膠手指塊B 7、分支氣管11、連通氣管12、硅膠手指段16、指尖15、扎帶14、藍丁膠19組成。

首先用3D打印機或機械加工方法制造上模A 1、下模A 2、上模B 3、下模B 4。在真空箱中將液態硅膠澆注到模具中，以排除液態硅膠中的空氣。待模具中的硅膠手指塊固化成型后，將其取出，去除、清理硅膠手指塊上的澆口、冒口等多余部分。

分支氣管11和連通氣管12裝入硅膠手指塊的通氣孔5中并用液態硅膠粘接，在硅膠手指塊A 6、硅膠手指塊B 7的結合面上均勻涂抹液態硅膠，合上并粘接，形成硅膠手指段16；待液態硅膠固化后，將各手指段凸端13裝入另一手指段凹槽8中，指尖15裝入首端的手指段凹槽8中；各手指段凸端13圓周上有止口凹槽10，各手指段凹槽8圓周上有止口凸緣9，相互形成緊密配合，以保證硅膠手指段16裝配時的準確定位、連接牢固；通過扎帶14將各硅膠手指段16及指尖15扎緊；藍丁膠19用于封堵各硅膠手指段16的分支氣管11或連通氣管12。

各硅膠手指段16內有互相連通的氣道17、內腔18，各硅膠手指段16裝配好后，各分支氣管11、連通氣管12和各硅膠手指段16內部的氣道17、內腔18相通。經分支氣管11或連通氣管12通入壓縮氣體后，內腔18膨脹，使硅膠手指段16變形彎曲。通入的壓縮氣體的壓力越大，硅膠手指段16變形彎曲的角度越大。釋放各硅膠手指段16內腔18的壓縮氣體后，相應的硅膠手指段16恢復原狀。

根據使用條件和動作要求，確定硅膠手指段16的裝配數量，調整各硅膠手指段16的安裝角度；用藍丁膠19選擇性封堵各硅膠手指段16的分支氣管11或連通氣管12，改變組合式氣動柔性手指內的氣體通路；通過選擇控制從不同的分支氣管11或連通氣管12通入壓縮氣體，使硅膠手指段16變形彎曲，組合式氣動柔性手指完成各種不同的動作。

組合式氣動柔性手指主要采用以下兩種控制方式。

整體控制方式：參見圖7，用藍丁膠19封堵各硅膠手指段16的分支氣管11，保持各連通氣管12的暢通，并從手指末端的連通氣管12通入壓縮氣體，即可同時控制各硅膠手指段16的變形彎曲。參見圖8，改變各段硅膠手指段16的安裝角度，從手指末端的連通氣管12通入壓縮氣體，組合式氣動柔性手指呈現不同形態的變形彎曲。

分段控制方式：用藍丁膠19封堵各硅膠手指段16的連通氣管12，從各硅膠手指段16的分支氣管11通入壓縮氣體，可分別控制各個硅膠手指段16的變形彎曲，使組合式氣動柔性手指呈現不同的變形彎曲。參見圖9，從左右兩端的硅膠手指段16的分支氣管11通入壓縮氣體，使其變形彎曲，而中間的硅膠手指段16不通入壓縮氣體，使其保持原狀。該方式可任意選擇分別控制各段硅膠手指段16，實現各種不同的動作。

動作完成后，釋放各硅膠手指段16內腔18的壓縮氣體后，相應的硅膠手指段16恢復原狀。如圖5所示。