專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人手指的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)器人是一種高技術(shù)產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。在機(jī)器人手指方面，已有多種專(zhuān)利，如發(fā)明專(zhuān)利ZL021037337等，其共同存在的問(wèn)題是，手指關(guān)節(jié)多，無(wú)法將很多個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝到手指內(nèi)，只能將多個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)放到手掌內(nèi)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。無(wú)法滿(mǎn)足各種機(jī)器人手指的不同需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種幾個(gè)關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)的手指，包括大姆指、食指、中指、無(wú)名指和小指。中指與人的手指很相似，有兩個(gè)關(guān)節(jié)，通電后兩個(gè)并節(jié)可同時(shí)彎曲，斷電后又可伸直，而大姆指的結(jié)構(gòu)與中指相同，但只需一個(gè)關(guān)節(jié)。中指與大姆指相對(duì)布置。故在斷電時(shí)，兩者伸開(kāi)，通電時(shí)兩者的指尖合攏，達(dá)到抓取物體的目的。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為一種機(jī)器人手指，包括大姆指、食指、中指、無(wú)名指、小指，其特性為當(dāng)通入直流電后，各指關(guān)節(jié)形成的機(jī)器人手指由伸直狀態(tài)逐漸彎曲，以抓取物體。
手指的結(jié)構(gòu)由內(nèi)、中、外三層組成。大姆指由兩指節(jié)組成，其它四指為三指節(jié)組成。內(nèi)層由波莫合金塊、多孔磁性場(chǎng)橡膠海綿組成磁路，在沿軸線的磁場(chǎng)作用下，將發(fā)生軸向收縮，由于其邊緣固定在鉸鏈上，因此，收縮的實(shí)際表現(xiàn)為彎曲。彎曲時(shí)同時(shí)使片彈簧彎曲，而斷電后，片彈簧帶動(dòng)手指伸直。
中層為線圈，考慮到手指能彎曲，故線圈分為軸向的幾個(gè)繞組連接而成。
外層為磁性橡膠皮，它的作用是構(gòu)成圓柱形手指外皮，二是使磁力線形成回路，以增大磁通量。
由波莫合金、多孔磁性橡膠、海棉、外層磁性橡膠皮組成的磁力線回路，不論手指彎曲與否，其磁阻均很小，且穩(wěn)定不變。


圖1是中指的結(jié)構(gòu)。
圖2是中指彎曲兩個(gè)45°后的形狀。
圖3是大姆指的結(jié)構(gòu)。
圖4是大姆指彎曲45°后的形狀。
圖5是大姆指和中指相對(duì)布置構(gòu)成的抓手。
圖6是大姆指和中指彎曲后形成抓取的形狀。
具體實(shí)施方法圖1是中指的結(jié)構(gòu)圖，食指、無(wú)名指、小指的結(jié)構(gòu)亦相同。它由三層組成，中層為線圈，當(dāng)通電后，中層形成環(huán)形的磁場(chǎng)，磁力線經(jīng)過(guò)中軸，然后經(jīng)外層套構(gòu)成回路。中指由下列零件組成1-外套；2-第一節(jié)手指線圈；3-第一節(jié)手指骨片；4-第一節(jié)手指固體導(dǎo)磁體；5-第一二節(jié)手指間或固體導(dǎo)磁體間的高彈性導(dǎo)磁體；6-第一和第二節(jié)手指的轉(zhuǎn)軸；7-第二節(jié)手指的骨片；8-線圈的第二段；9-第二節(jié)手指的固體導(dǎo)磁體；10-彈簧片；11-指頭軟導(dǎo)磁體；12-第三節(jié)手指的固體導(dǎo)磁體；13-線圈的第三段；14-第三節(jié)手指的骨片；15-第二與第三節(jié)手指固體導(dǎo)磁體間的高彈性導(dǎo)磁體；16-第二與第三節(jié)手指的轉(zhuǎn)軸。
由圖看出，不論手指處于伸直或是彎曲狀態(tài)，始終由固體導(dǎo)磁體、高彈性導(dǎo)磁體和外套形成連續(xù)的磁路，因而能保持較大的磁通量，從而能形成較大的磁力。固體導(dǎo)磁體4、9、12由高磁感應(yīng)強(qiáng)度的波莫合金作成。高彈性導(dǎo)磁體5、15由磁粉，橡膠、發(fā)泡劑，經(jīng)硫化為高導(dǎo)磁的橡膠海棉，具有很大的可變形性。手指端軟導(dǎo)磁頭11應(yīng)有較適宜的彈性，相當(dāng)于中彈性導(dǎo)磁體，作法與高彈性導(dǎo)磁體相同，只是發(fā)泡劑量要少一些。外套1的材料為磁性橡膠，由磁粉與橡膠混合煉制后硫化而成。骨片4、7、14的材料為硬塑料，不導(dǎo)磁。彈簧片10為鈹銅，亦不導(dǎo)磁。
當(dāng)電流由0逐漸增大時(shí)，軸向收縮力增大，手指的彎曲量增大，圖2示手指的兩個(gè)關(guān)節(jié)各轉(zhuǎn)動(dòng)到45°后，手指彎曲的形狀。由圖看出，此彎曲量已足夠用了。
圖3為大姆指的結(jié)構(gòu)圖，除少一節(jié)手指外，其結(jié)構(gòu)與中指完全相同。圖4示大姆指通用后，彎曲到45°的形狀。圖5示將大姆指和中指連在一起，構(gòu)成手的情況，當(dāng)兩者不帶電，伸直時(shí)，手指是張開(kāi)的。當(dāng)通電后(圖6)，兩邊的手指逐漸握攏，形成抓住物體的功能。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人手指，包括大姆指、中指、食指、無(wú)名指、小指，其特征為當(dāng)通入直流電后，各指節(jié)形成的機(jī)器人手指由伸直狀態(tài)逐漸彎曲，以抓取物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手指，其特征為手指的結(jié)構(gòu)由內(nèi)、中、外三層組成。大姆指為兩指節(jié)組成，其它四指為三指節(jié)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手指，其特征為內(nèi)層由波莫合金塊、多孔磁橡性軸膠海棉組成的磁路，在沿軸線的磁場(chǎng)作用下，將產(chǎn)生軸向收縮，由于其邊緣固定在鉸鏈上，因此，收縮的實(shí)際表現(xiàn)為彎曲。彎曲時(shí)，同時(shí)引起片彈簧彎曲，而斷電后，片彈簧帶動(dòng)手指伸直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手指，其特征為中層為線圈，考慮到手指須能彎曲，故線圈由軸向的幾個(gè)繞組連接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手指，其特征為外層為磁性橡膠皮，它的作用是一是構(gòu)成圓柱形手指外皮，二是使磁力線形成回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手指，其特征為由波莫合金、多孔磁性橡膠海綿、外層磁性橡膠皮組成的磁力線回路，不論手指彎曲與否，其磁阻均很小，且穩(wěn)定不變。
全文摘要
一種機(jī)器人手指，大姆指為兩指節(jié)結(jié)構(gòu)，食指、中指、無(wú)名指、小指為三指節(jié)結(jié)構(gòu)。這種手指的特點(diǎn)為只需一對(duì)直流導(dǎo)線控制，斷電時(shí)手指張開(kāi)，通電時(shí)手指彎曲合攏，以抓取物體。由一對(duì)電流線同時(shí)控制大姆指一個(gè)關(guān)節(jié)，其余四指八個(gè)關(guān)節(jié)，計(jì)一對(duì)電流線可同時(shí)控制九個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)B25J15/10GK1562582SQ20041002204
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者梁錫昌, 王光建 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)