專利名稱：一種氣動球關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于球關(guān)節(jié)，尤其是氣動球關(guān)節(jié)，適用于設(shè)計(jì)制作多指靈 巧手的場合。
(二)
背景技術(shù)：
關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)是機(jī)械手指設(shè)計(jì)制作中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)節(jié)的靈敏 性和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度直接決定機(jī)械手指的結(jié)構(gòu)和尺寸。傳統(tǒng)的機(jī) 器人多指靈巧手多以電機(jī)或者液壓作為驅(qū)動器，需要外加傳動機(jī)構(gòu)， 其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸大，不易于多指靈巧手的小型化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，
控制困難，影響實(shí)施效果。鑒于此，公開號為CN1570407A的發(fā)明專 利提出了一種氣動柔性球關(guān)節(jié)，由端蓋、封接頭、橡膠管、緊固圈、 封接頭、端蓋所組成。該發(fā)明還存在的缺點(diǎn)是整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性差， 由于橡膠管具有易變形的特點(diǎn)，當(dāng)驅(qū)動器受到垂直于軸線方向的載荷 時(shí)，驅(qū)動器將朝該外載荷方向產(chǎn)生彎曲。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的氣動球關(guān)節(jié)剛性差、易彎曲變形的不足，本發(fā)明 提供了一種剛性更好，不易彎曲變形氣動球關(guān)節(jié)。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種氣動球關(guān)節(jié)，包括活動板、驅(qū)動器、固定座，所述的驅(qū)動器 有三個(gè)，其上端蓋分別與活動板固接，下端蓋分別與固定座固接，所 述驅(qū)動器的下端蓋上開有充氣的通孔，橡膠管的兩端分別與上端蓋、
下端蓋密封連接，其特征在于所述的驅(qū)動器的上端蓋的外側(cè)與剛性 的內(nèi)襯套固接，內(nèi)襯套套接在橡膠管外，內(nèi)襯套可滑動地緊貼在橡膠 管外壁；所述的下端蓋的外側(cè)與剛性的外襯套固接，外襯套套接在內(nèi)
襯套外，外襯套可滑動地緊貼在內(nèi)襯套外壁。
優(yōu)選的，所述的三個(gè)驅(qū)動器在同一圓周上間隔120度排布。 所述的三個(gè)驅(qū)動器的上端蓋通過球銷與活動板連接，所述球銷的
球頭裝于所述活動板上的球孔內(nèi)，球銷的另一端與驅(qū)動器的上端蓋螺
紋連接。
所述的三個(gè)驅(qū)動器的下端蓋與固定座螺紋連接。 所述的兩端蓋與橡膠管、上端蓋與內(nèi)襯套、下端蓋與外襯套之間 采用強(qiáng)力膠粘接。
本發(fā)明的工作原理為對單個(gè)驅(qū)動器而言，通過端蓋上的通孔把 壓縮氣體充入到橡膠管內(nèi)腔，在壓縮氣體壓力的作用下，橡膠管變形 伸長，襯套為剛性不發(fā)生變形，在橡膠管伸長的同時(shí)外襯套與內(nèi)襯套 相對反向滑動，通過設(shè)計(jì)外襯套的長度來保證橡膠管在拉伸后其外表 面仍能被襯套覆蓋；若釋放橡膠管內(nèi)腔里的壓縮氣體，橡膠管逐漸恢 復(fù)原狀，同時(shí)外襯套與內(nèi)襯套也相對縮進(jìn)，由于內(nèi)襯套自由端與橡膠 管之間通過一個(gè)外傾斜的錐度相互貼合，當(dāng)橡膠管內(nèi)腔氣體釋放后， 兩個(gè)斜面逐漸接觸、摩擦，有利于減緩接觸瞬間內(nèi)襯套與橡膠管的沖 擊力，減少結(jié)構(gòu)損壞，當(dāng)橡膠管內(nèi)腔氣體壓力與大氣壓力相等時(shí)，驅(qū) 動器恢復(fù)到原始狀態(tài)，由于外襯套與內(nèi)襯套的約束作用，運(yùn)動過程中， 整個(gè)驅(qū)動器只有軸向伸縮，沒有徑向變形。對于整個(gè)氣動球關(guān)節(jié)而言，
通過控制通入三根橡膠管的高壓氣體的壓力，則可使得三個(gè)驅(qū)動器獲 得不同長度的伸長，從而使活動板發(fā)生傾斜，最終形成一個(gè)球關(guān)節(jié)。 本發(fā)明有益效果主要表現(xiàn)在1、外襯套和內(nèi)襯套的設(shè)計(jì)使得驅(qū) 動器彈性好，剛度大，受到非軸向外載荷作用時(shí)，氣動驅(qū)動器不會產(chǎn) 生彎曲變形；2、橡膠管、端蓋以及襯套通過粘接的方式實(shí)現(xiàn)連接， 密封性好；3、內(nèi)襯套自由端與橡膠管之間通過一個(gè)外傾斜的錐度相 互貼合，有利于減緩在橡膠管內(nèi)腔氣體釋放后，兩斜面接觸瞬間內(nèi)襯 套與橡膠管之間的沖擊力，從而減少結(jié)構(gòu)損壞。
(四)


圖l是本發(fā)明一種氣動球關(guān)節(jié)的驅(qū)動器的剖面圖。 圖2是本發(fā)明的三個(gè)驅(qū)動器的位置關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
一種氣動球關(guān)節(jié)，包括活動板l、驅(qū)動器、固定座2，所述的驅(qū) 動器有三個(gè)，其上端蓋3分別與活動板1固接，下端蓋5分別與固定 座2固接，所述驅(qū)動器2的下端蓋5上開有充氣的通孔，橡膠管6的 兩端分別與上端蓋3，下端蓋5密封連接，其特征在于所述的驅(qū)動 器的上端蓋3的外側(cè)與剛性的內(nèi)襯套7固接，內(nèi)襯套7套接在橡膠管 6外，內(nèi)襯套7可滑動地緊貼在橡膠管6外壁；所述的下端蓋5的外 側(cè)與剛性的外襯套8固接，外襯套8套接在內(nèi)襯套7夕卜，外襯套8可 滑動地緊貼在內(nèi)襯套7外壁。
所述的三個(gè)驅(qū)動器2在同一圓周上間隔120度排布。
所述的三個(gè)驅(qū)動器的上端蓋3通過球銷4與活動板1連接，所述 球銷4的球頭裝于所述活動板1上的球孔內(nèi)，球銷4的另一端與驅(qū)動 器的上端蓋3螺紋連接。
所述的三個(gè)驅(qū)動器的下端蓋5與固定座2螺紋連接。
所述的兩端蓋與橡膠管6、上端蓋3與內(nèi)襯套7、下端蓋5與外 襯套8之間采用強(qiáng)力膠粘接。
本發(fā)明的工作原理為對單個(gè)驅(qū)動器而言，通過端蓋上的通孔把 壓縮氣體充入到橡膠管6內(nèi)腔，在壓縮氣體壓力的作用下，橡膠管6 變形伸長，襯套為剛性不發(fā)生變形，在橡膠管6伸長的同時(shí)外襯套8 與內(nèi)襯套7相對反向滑動，通過設(shè)計(jì)外襯套8的長度來保證橡膠管6 在拉伸后其外表面仍能被襯套覆蓋；若釋放橡膠管6內(nèi)腔里的壓縮氣 體，橡膠管6逐漸恢復(fù)原狀，同時(shí)外襯套8與內(nèi)襯套7也相對縮進(jìn)， 由于內(nèi)襯套7自由端與橡膠管6之間通過一個(gè)外傾斜的錐度相互貼 合，當(dāng)橡膠管6內(nèi)腔氣體釋放后，兩個(gè)斜面逐漸接觸、摩擦，有利于 減緩接觸瞬間內(nèi)襯套7與橡膠管6的沖擊力，減少結(jié)構(gòu)損壞，當(dāng)橡膠 管6內(nèi)腔氣體壓力與大氣壓力相等時(shí)，驅(qū)動器恢復(fù)到原始狀態(tài)，由于 外襯套8與內(nèi)襯套7的約束作用，運(yùn)動過程中，整個(gè)驅(qū)動器只有軸向 伸縮，沒有徑向變形。對于整個(gè)氣動球關(guān)節(jié)而言，通過控制通入三根 橡膠管6的高壓氣體的壓力，則可使得三個(gè)驅(qū)動器獲得不同長度的伸 長，從而使活動板l發(fā)生傾斜，最終形成一個(gè)球關(guān)節(jié)。
權(quán)利要求
1、一種氣動球關(guān)節(jié)，包括活動板、驅(qū)動器、固定座，所述的驅(qū)動器有三個(gè)，其上端蓋分別與活動板固接，下端蓋分別與固定座固接，所述驅(qū)動器的下端蓋上開有充氣的通孔，橡膠管的兩端分別與上端蓋、下端蓋密封連接，其特征在于所述的驅(qū)動器的上端蓋的外側(cè)與剛性的內(nèi)襯套固接，內(nèi)襯套套接在橡膠管外，內(nèi)襯套可滑動地緊貼在橡膠管外壁；所述的下端蓋的外側(cè)與剛性的外襯套固接，外襯套套接在內(nèi)襯套外，外襯套可滑動地緊貼在內(nèi)襯套外壁。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種氣動球關(guān)節(jié)，其特征在于所述的三個(gè)驅(qū)動器在同一圓周上間隔120度排布。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種氣動球關(guān)節(jié)，其特征在于所述的三個(gè)驅(qū)動器的上端蓋通過球銷與活動板連接，所述球銷的球頭裝 于所述活動板上的球孔內(nèi)，球銷的另一端與驅(qū)動器的上端蓋螺紋連 接。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種氣動球關(guān)節(jié)，其特征在于所述的三個(gè)驅(qū)動器的下端蓋與固定座螺紋連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種氣動球關(guān)節(jié)，其特征在于所述的兩端蓋與橡膠管、上端蓋與小襯套、下端蓋與大襯套之間采用強(qiáng)力膠 粘接。
全文摘要
一種氣動球關(guān)節(jié)，包括活動板、驅(qū)動器、固定座，所述的驅(qū)動器有三個(gè)，其上端蓋分別與活動板固接，下端蓋分別與固定座固接，所述驅(qū)動器的下端蓋上開有充氣的通孔，橡膠管的兩端分別與上端蓋、下端蓋密封連接，其特征在于所述的驅(qū)動器的上端蓋的外側(cè)與剛性的內(nèi)襯套固接，內(nèi)襯套套接在橡膠管外，內(nèi)襯套可滑動地緊貼在橡膠管外壁；所述的下端蓋的外側(cè)與剛性的外襯套固接，外襯套套接在內(nèi)襯套外，外襯套可滑動地緊貼在內(nèi)襯套外壁。
文檔編號B25J17/00GK101104271SQ200710069689
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者張立彬, 楊慶華, 錢少明, 峰 高, 鮑官軍 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)