第一軟體手指模塊（IA)的A手指末端（IAl)與A手指接頭（1A2)之間間隔設(shè)置 有多個(gè)A柔性關(guān)節(jié)（1A3)和A柔性節(jié)肩（1A5)。A柔性關(guān)節(jié)（1A3)和A柔性節(jié)肩（1A5)間 隔設(shè)置在A手指指板（1A4)的上部，A手指指板（1A4)的下部設(shè)置有多個(gè)A凸起（1A41)。A 柔性關(guān)節(jié)（1A3)上設(shè)有拱形段（1A32)和垂直段（1A33) ;A柔性關(guān)節(jié)（1A3)的內(nèi)部為A氣囊 (1A31)結(jié)構(gòu)，該A氣囊（1A31)與A氣路通道（1A6)導(dǎo)通。A柔性節(jié)肩（1A5)位于相鄰的所 述垂直段（1A33)之間。第一軟體手指模塊（IA)的內(nèi)部設(shè)有A氣路通道（1A6)。
[0024] 第二軟體手指模塊（IB)的B手指末端（IBl)與B手指接頭（1B2)之間間隔設(shè)置 有多個(gè)B柔性關(guān)節(jié)（1B3)和B柔性節(jié)肩（1B5)。B柔性關(guān)節(jié)（1B3)和B柔性節(jié)肩（1B5)間 隔設(shè)置在B手指指板（1B4)的上部，B手指指板（1B4)的下部設(shè)置有多個(gè)B凸起（1B41)。B 柔性關(guān)節(jié)（1B3)上設(shè)有拱形段（1B32)和垂直段（1B33) ;B柔性關(guān)節(jié)（1B3)的內(nèi)部為B氣囊 (1B31)結(jié)構(gòu)，該B氣囊（1B31)與B氣路通道（1B6)導(dǎo)通。B柔性節(jié)肩（1B5)位于相鄰的所 述垂直段（1B33)之間。第二軟體手指模塊（IB)的內(nèi)部設(shè)有B氣路通道（1B6)。
[0025] 第三軟體手指模塊（1C)的C手指末端（ICl)與C手指接頭（1C2)之間間隔設(shè)置 有多個(gè)C柔性關(guān)節(jié)（1C3)和C柔性節(jié)肩（1C5)。C柔性關(guān)節(jié)（1C3)和C柔性節(jié)肩（1C5)間 隔設(shè)置在C手指指板（1C4)的上部，C手指指板（1C4)的下部設(shè)置有多個(gè)C凸起（1C41)。C 柔性關(guān)節(jié)（1C3)上設(shè)有拱形段（1C32)和垂直段（1C33) ;C柔性關(guān)節(jié)（1C3)的內(nèi)部為C氣囊 (1C31)結(jié)構(gòu)，該C氣囊（1C31)與C氣路通道（1C6)導(dǎo)通。C柔性節(jié)肩（1C5)位于相鄰的所 述垂直段（1C33)之間。第三軟體手指模塊（1C)的內(nèi)部設(shè)有C氣路通道（1C6)。
[0026] 第四軟體手指模塊（ID)的D手指末端（IDl)與D手指接頭（1D2)之間間隔設(shè)置 有多個(gè)D柔性關(guān)節(jié)（1D3)和D柔性節(jié)肩（1D5)。D柔性關(guān)節(jié)（1D3)和D柔性節(jié)肩（1D5)間 隔設(shè)置在D手指指板（1D4)的上部，D手指指板（1D4)的下部設(shè)置有多個(gè)D凸起（1D41)。D 柔性關(guān)節(jié)（1D3)上設(shè)有拱形段（1D32)和垂直段（1D33) ;D柔性關(guān)節(jié)（1D3)的內(nèi)部為D氣囊 (1D31)結(jié)構(gòu)，該D氣囊（1D31)與D氣路通道（1D6)導(dǎo)通。D柔性節(jié)肩（1D5)位于相鄰的所 述垂直段（1D33)之間。第四軟體手指模塊（ID)的內(nèi)部設(shè)有D氣路通道（1D6)。
[0027] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的氣動(dòng)軟體抓持裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0028] ①本發(fā)明裝置突破了常規(guī)機(jī)構(gòu)和控制方法的限制，采用了軟體材料（楊氏模量小 于IMpa)，通過(guò)氣動(dòng)控制方式來(lái)控制軟體手指的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了制造工藝和驅(qū)動(dòng)方式的創(chuàng)新。 氣動(dòng)軟體機(jī)械手采用軟體材料澆鑄而成，整體呈現(xiàn)出足夠的柔性；其外形、氣腔經(jīng)過(guò)合理的 設(shè)計(jì)，具備很好的性能，在與人和工件的交互中有很好的實(shí)用性和安全性。氣動(dòng)軟體抓持裝 置的控制采用氣動(dòng)方式，通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制閥的狀態(tài)，使氣腔能夠自如地充氣和放氣，實(shí)現(xiàn) 氣動(dòng)軟體機(jī)械手的不同姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。
[0029] ②本發(fā)明的手指，通過(guò)氣動(dòng)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)向內(nèi)彎曲運(yùn)動(dòng)或者向外彎曲運(yùn)動(dòng)。向 內(nèi)彎曲時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)向氣動(dòng)軟體機(jī)械手中充氣的氣壓來(lái)調(diào)節(jié)手指的彎曲程度，來(lái)達(dá)到抓取 不同重量物體的目的；向外彎曲時(shí)，通過(guò)對(duì)氣動(dòng)軟體機(jī)械手抽真空來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是傳統(tǒng)機(jī)械手 乃至人體手指不能完成的動(dòng)作，這個(gè)特殊的運(yùn)動(dòng)方式能夠使得氣動(dòng)軟體抓持裝置能夠抓取 的物體的體積范圍大大增加，大大的提高了其在生產(chǎn)生活中的適應(yīng)性。
[0030] ③本發(fā)明的手指具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高柔性、高功重比、質(zhì)量輕和成本低廉等優(yōu)勢(shì)。氣 動(dòng)軟體機(jī)械手與剛性機(jī)器手相比，氣動(dòng)軟體機(jī)械手沒有類似剛性機(jī)器手的連桿、鉸鏈和電 機(jī)等結(jié)構(gòu)上的限制，沒有復(fù)雜的控制系統(tǒng)；在抓持易碎、形狀復(fù)雜的工件時(shí)具有不可替代的 優(yōu)勢(shì)。
[0031] ④本發(fā)明裝置通過(guò)外部提供的氣源來(lái)實(shí)現(xiàn)手指的姿態(tài)變化，可以實(shí)現(xiàn)抓起和釋放 球狀、片狀、立方體狀、錐刺表面以及各種復(fù)雜外形的實(shí)體，并且可以抓起于自身重量3倍 的物體的物品，在未來(lái)的空間站小型機(jī)械臂作業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)線以及醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域具有潛 在的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0033] 圖IA是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的分解圖。
[0034] 圖IB是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的抓持狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 圖IC是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的抓持狀態(tài)另一視角結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 圖ID是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的拾取狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。
[0037] 圖IE是本發(fā)明的氣動(dòng)軟體抓持裝置的拾取狀態(tài)另一視角結(jié)構(gòu)圖。
[0038] 圖2是本發(fā)明中的氣腔基座的結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖3是本發(fā)明中的氣源控制器的多接口的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示圖。
[0040] 圖4是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件的正視圖。
[0041] 圖4A是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件的仰視圖。
[0042] 圖4B是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件未裝配安裝臺(tái)的仰視圖。
[0043] 圖4C是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件的分解圖。
[0044] 圖4D是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中上基板的結(jié)構(gòu)圖。
[0045] 圖4E是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中下基板的結(jié)構(gòu)圖。
[0046] 圖4F是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中A柔爪安裝臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
[0047] 圖4G是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中B柔爪安裝臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
[0048] 圖4H是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中C柔爪安裝臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
[0049] 圖41是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中D柔爪安裝臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
[0050] 圖4J是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中上基板與柔爪安裝臺(tái)的分解圖。
[0051] 圖4K是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中A氣閥連接蓋的結(jié)構(gòu)圖。
[0052] 圖4L是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中B氣閥連接蓋的結(jié)構(gòu)圖。
[0053] 圖4M是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中C氣閥連接蓋的結(jié)構(gòu)圖。
[0054] 圖4N是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中D氣閥連接蓋的結(jié)構(gòu)圖。
[0055] 圖40是本發(fā)明中的導(dǎo)氣支撐組件中A氣閥連接蓋的剖視圖。
[0056] 圖5是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0057] 圖5A是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊的另一視角結(jié)構(gòu)圖。
[0058] 圖5B是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊的剖面圖。
[0059] 圖5C是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊的剖面灰度圖。
[0060] 圖ro是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊的關(guān)節(jié)剖面圖。
[0061] 圖5E是本發(fā)明中的第一軟體手指模塊在充氣時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0062] 圖5F是本發(fā)明中的軟體手指模塊的第二種結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0063] 圖5G是本發(fā)明中的軟體手指模塊的第三種結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0064] 圖5H是本發(fā)明中的第二軟體手指模塊的剖面圖。
[0065] 圖51是本發(fā)明中的第三軟體手指模塊的剖面圖。
[0066] 圖5J是本發(fā)明中的第四軟體手指模塊的剖面圖。


【具體實(shí)施方式】
[0069] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0070] 參見圖1、圖IA所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種氣動(dòng)的軟體抓持裝置，包括有氣動(dòng)軟體機(jī) 械手1、導(dǎo)氣支撐組件2、導(dǎo)氣基座3、蓋板4和氣源分流器5。
[0071] 在本發(fā)明中，所述的氣源分流器5選用SMC(中國(guó)）有限公司生產(chǎn)的KQ2UD04-06 型號(hào)的氣動(dòng)接頭。為了配合軟體手指模塊的個(gè)數(shù)，參見圖3所示，所述氣源分流器5上至少 設(shè)有一進(jìn)氣接口 5E，四個(gè)出氣接口，即A出氣接口 5A、B出氣接口 5B、C出氣接口 5C和D出 氣接口
[0072] 氣動(dòng)軟體機(jī)械手1 (也稱手指）可以由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軟體手指模塊構(gòu)成；或者由 三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軟體手指模塊構(gòu)成；或者由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軟體手指模塊構(gòu)成；或者由六 個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軟體手指模塊構(gòu)成；或者由八個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軟體手指模塊構(gòu)成等。在氣動(dòng)軟 體機(jī)械手1上到底設(shè)置多少個(gè)軟體手指模塊是依據(jù)抓持對(duì)象來(lái)決定的。如圖1、圖IB~圖 IE所示的氣動(dòng)軟體機(jī)械手1由結(jié)構(gòu)相同的四個(gè)手指組成，即第一軟體手指模塊1A、第二軟 體手指模塊1B、第三軟體手指模塊IC和第四軟體手指模塊1D。
[0073] 在本發(fā)明中，依據(jù)設(shè)置的軟體手指模塊個(gè)數(shù)來(lái)選取導(dǎo)氣支撐組件2中的導(dǎo)通氣 路，參考圖1所示，導(dǎo)氣支撐組件2中設(shè)置四個(gè)導(dǎo)通氣路。圖1A、圖4A、圖4C所示，即A氣 源導(dǎo)通管2A、A柔爪安裝臺(tái)21A和A氣閥連接蓋22A為第一導(dǎo)通氣路；B氣源導(dǎo)通管2B、B 柔爪安裝臺(tái)21B和B氣閥連接蓋22B為第二導(dǎo)通氣路；C氣源導(dǎo)通管2C、C柔爪安裝臺(tái)21C 和C氣閥連接蓋22C為第三導(dǎo)通氣路；D氣源導(dǎo)通管2D、D柔爪安裝臺(tái)21D和D氣閥連接蓋 22D為第四導(dǎo)通氣路。
[0074] 第一軟體手指模塊IA
[0075] 參見圖1、圖1A、圖5、圖5A~5G所示，第一軟體手指模塊IA為一體成型結(jié)構(gòu)件。 第一軟體手指模塊IA采用silicon rubber原料（即娃橡膠）加工，故為軟體特質(zhì)。
[0076] 弟一軟體手指1?塊IA上設(shè)有A手指末?而IAl、A手指接頭1A2、A柔性關(guān)節(jié)1A3、A 手指指板1Α4和A柔性節(jié)肩1Α5。A手指末?而IAl與A手指接頭1Α2之間間隔設(shè)置有多個(gè)A 柔性關(guān)節(jié)1Α3和A柔性節(jié)肩1Α5。A柔性關(guān)節(jié)1Α3和A柔性節(jié)肩1Α5間隔設(shè)置在A手指指 板1Α4的上部，A手指指板1Α4的下部設(shè)置有多個(gè)A凸起1Α41。所述A凸起1Α41用于增大 拾取物體時(shí)與物體之間的摩擦力。
[0077] 如圖5、圖5Β、圖5C、圖所示，A柔性關(guān)節(jié)1Α3上設(shè)有拱形段1Α32和垂直段1Α33 ; A柔性關(guān)節(jié)1A3的內(nèi)部為A氣囊1A31結(jié)構(gòu)，該A氣囊1A31與A氣路通道1A6導(dǎo)通。A柔性 節(jié)肩1A5位于相鄰的所述垂直段1A33之間。所述A氣囊1A31結(jié)構(gòu)可以是錐形拱門形狀 (如圖5C所示）、拱門形狀（如圖5F所示）、或者是外凸形狀（如圖5G所示）。
[0078] 如圖5A、圖5B、圖5C所示，第一軟體手指模塊IA的內(nèi)部設(shè)有A氣路通道1A6。當(dāng) 向A氣路通道1A6中進(jìn)行充氣時(shí)，充入的氣體通過(guò)A氣路通道1A6導(dǎo)入A氣囊1A31中，使 得A氣囊1A31向兩側(cè)外凸起（如圖5E所示，一側(cè)的外凸起記為A外凸起1A34,另一側(cè)的外 凸起記為B外凸起1A35)，A柔性關(guān)節(jié)1A3延展達(dá)到伸長(zhǎng)第一軟體手指模塊IA ;當(dāng)對(duì)A氣路 通道1A6中進(jìn)行吸氣時(shí)，A柔性關(guān)節(jié)1A3收緊達(dá)到卷曲第一軟體手指模塊1A。在一充一吸 氣體的作用下，實(shí)現(xiàn)了第一軟體手指模塊IA的抓持、放下動(dòng)作。
[0079] 在本發(fā)明中，第一軟體手指模塊IA上的多個(gè)A柔性關(guān)節(jié)1A3依照疊層排布，構(gòu)成 褶皺式結(jié)構(gòu)體。在外部氣泵提供的壓縮氣體向所述A氣路通道1A6和所述A氣囊1A31進(jìn) 行充氣或吸氣，從而實(shí)現(xiàn)第一軟體手指模塊IA向外或者向內(nèi)彎曲變形，達(dá)到拾取物體的目 的。
[0080] 第二軟體手指模塊IB
[0081] 參見圖1、圖1A、圖5H所示，第二軟體手指模塊IB為一體成型結(jié)構(gòu)件。第二軟體 手指模塊IB采用silicon rubber原料（即娃橡膠）加工，故為軟體特質(zhì)。
[0082] 第二軟體手指模塊IB上設(shè)有B手指末端IBl、B手指接頭1B2、B柔性關(guān)節(jié)1B3、B 手指指板1B4和B柔性節(jié)肩1B5。B手指末?而IBl與B手指接頭1B2之間間隔設(shè)置有多個(gè)B 柔性關(guān)節(jié)1Β3和B柔性節(jié)肩1Β5。B柔性關(guān)節(jié)1Β3和B柔性節(jié)肩1Β5間隔設(shè)置在B手指指 板1Β4的上部，B手指指板1Β4的下部設(shè)置有多個(gè)B凸起1Β41。所述B凸起1Β41用于增大 拾取物體時(shí)與物體之間的摩擦力。
[0083] 如圖5Η所示，B柔性關(guān)節(jié)1Β3上設(shè)有拱形段1Β32和垂直段1Β33 ;Β柔性關(guān)節(jié)1Β3 的內(nèi)部為B氣囊1Β31結(jié)構(gòu)，該B氣囊1Β31與B氣路通道1Β6導(dǎo)通。B柔性節(jié)肩1Β5位于相 鄰的所述垂直段1Β33之間。所述B氣囊1Β31結(jié)構(gòu)可以是錐形拱門形狀（如圖5C