CN221968086U - 一种带指齿型的新型柔性手指 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带指齿型的新型柔性手指，包括相连接的手指主体和手指底板，所述手指主体包括指跟段、指节段和指齿段，指节段与手指底板间设有气道，所述指跟段与手指底板间设置有进气口，且进气口与气道相连通。由于手指底板是延伸至整个柔性手指的长度，那么柔性手指固定后，由于手指底板的弹性模量更大。因此，柔性手指稳定性好，更合适快速抓取，抓取的动作更加准确可靠。由于过渡凹槽侧的指跟段的壁厚大于指节段的壁厚，这样的设计方式增加了指跟段的强度，可进一步提升柔性手指变形时的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及柔性抓手技术领域，具体为一种带指齿型的新型柔性手指。
背景技术
在工业自动化领域，机器人末端抓取动作主要由刚性机械手爪或真空吸盘完成。但刚性机械手爪，由于力度难以控制、适应性较差，很难对柔软、脆弱以及异形物体实现无损抓取。而真空吸盘在搬运过程中又难以适应表面粗糙、开孔的异形物体。这导致两者应用场景均存在局限性。
柔性手指采用弹性材料，能够实现对柔软、脆弱以及异形物体的抓取而不会对物体本身产生损伤。然而，现有的柔性手指结构的气囊结构在施加气压时，结构内部应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，使得柔性手指的使用寿命不长，且每个气囊膨胀的效果转化成柔性手指整体的弯曲变形的转换效率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种带指齿型的新型柔性手指，以解决柔性抓取的问题，并达到均匀施力的效果。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带指齿型的新型柔性手指，包括相连接的手指主体和手指底板，所述手指主体包括指跟段、指节段和指齿段，指节段与手指底板间设有气道，所述指跟段与手指底板间设置有进气口，且进气口与气道相连通。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
由于过渡凹槽两侧的指跟段的壁厚大于指节段的壁厚，这样的设计方式增加了指跟段的强度，进而使柔性手指变形时的稳定性好。
由于手指底板是延伸至整个柔性手指的长度，那么柔性手指固定后，由于手指底板的弹性模量更大。因此，柔性手指稳定性好，更适合快速抓取，抓取的动作更加准确可靠。
由于气道包括由指节段和手指底板之间的间隙构成的主通道和由指节段自身围成的分腔室。主通道内设置多组加强筋片，每组加强筋片均位于指节段的节间和手指底板之间，该加强密封连接筋将主通道分隔成多个分通道，每个分通道均与分腔室连通。并使得内部压力分布更均匀，避免柔性手指抓取时出现侧偏现象，提供更强的抓取力，延长了使用寿命，使得指节及内部气囊耐高压。
由于指节波峰膨胀壁壁厚小于指节段每个节间壁厚，使气囊能够正常膨胀，保证柔性手指弯曲。
由于指节段的每个节间有三个连接筋，提高柔性手指强度。手指底板的外侧板面上设置有直角梯形结构，该结构能增大摩擦力，以增加柔性抓手抓取时的摩擦力，使抓取更稳定。
由于指节段每个节间的侧壁设计为凹形，可减少材料损耗。
由于指尖段有3个手指，增大摩擦力，提高抓取容易度。
附图说明
图1为本实用新型的带指齿型的新型柔性手指立体图。
图2为本实用新型的带指齿型的新型柔性手指立体图。
图3为本实用新型的带指齿型的新型柔性手指俯视图。
图4为本实用新型的带指齿型的新型柔性手指内部示意图。
图5为本实用新型的带指齿型的新型柔性手指截面图。
1、手指主体；11、指跟段；12、指节段；121、波峰；1211、膨胀壁；122、节间；123、加强筋；13、指齿段；14、过渡凹槽；15、气道；151、主通道；152、分腔室；16、加强密封连接筋；2、手指底板；21、粗糙结构；22、进气口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种带指齿型的新型柔性手指，包括手指主体1和手指底板2，手指主体1和手指底板2呈上下连接的状态，且手指底板2的弹性模量大于手指主体1的弹性模量，从而使柔性手指的弯曲稳定性更强。弹性模量的不同可以采用不同的材料实现，也可以采用相同材料，但通过材料改性方式去调整弹性模量，甚至还可以采用其他的物理方式实现。例如，手指底板2和手指主体1的材料相同，只是在手指底板2内嵌入弹性模量大的材料，从而改变了手指底板2的整体的弹性模量。柔性手指一般采用弹性材料或合成纤维材料制成，如橡胶材质。
所述手指主体1包括指跟段11、指节段12和指齿段13，所述指节段12包括至少2个波峰121和至少1个节间122，且节间122设置在波峰121之间。所述节间122上设有至少2个加强筋123，加强筋123能够充分提高柔性手指强度。具体的数量根据抓取要求进行选择和设计。所述指节段12和指跟段11之间设置有过渡凹槽14，所述指跟段11的壁厚大于指节段12的壁厚。优选的，过渡凹槽14两侧的指跟段11壁厚是指节段12壁厚的1.2倍至2.5倍。
所述波峰121由上顶壁、膨胀壁1211和侧壁组成，所述上顶壁和侧壁的壁厚大于膨胀壁1211的壁厚。膨胀壁1211需要最薄才能保证软指的形变弯曲。优选的，所述上顶壁和侧壁的壁厚是膨胀壁壁厚的1.2至1.5倍。
为了保证抓取的稳定性，所述手指底板2的外侧板面上设置有粗糙结构21，且粗糙结构21呈直角梯形，所述指齿段13设有至少2个指齿131。直角梯形的尺寸比例为：下底是上底长度的1.5至2.5倍，上底是高的1.5至2.5倍，斜度在20-30度之间。
指节段12与手指底板2间设有气道15，所述指跟段11与手指底板2间设置有进气口22，且进气口22与气道15相连通。所述气道15包括主通道151和分腔室152，所述主通道151设置在指节段12和手指底板2之间，所述分腔室152开设在波峰121内。
所述主通道151内设有加强密封连接筋16，加强密封连接筋16连接指节段12与手指底板2，且加强密封连接筋16与指节段12一体成型，这样加强密封连接筋16将主通道151分成两处分通道。通过加强密封连接筋16将主通道151分成左右两侧的分通道，形成了双气路通道，使得内部压力分布更均匀，避免柔性手指抓取时出现侧偏现象，提供更强的抓取力，延长了使用寿命，使得指节及内部气道更加耐高压。
工作原理：工作时一般需要2个或以上带指齿型的新型柔性手指协同运动才能实现抓取作业，通过气源从进气口22对手指内部充气，气体通过主通道151进入各个分腔室152，使波峰121的膨胀壁1211产生膨胀，同时，膨胀壁之间进行相互作用，从而使柔性手指整体弯曲变形，则可对不同尺寸、形状的目标对象进行无损抓取，完成作业任务需求。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：包括相连接的手指主体(1)和手指底板(2)，所述手指主体(1)包括指跟段(11)、指节段(12)和指齿段(13)，指节段(12)与手指底板(2)间设有气道(15)，所述指跟段(11)与手指底板(2)间设置有进气口(22)，且进气口(22)与气道(15)相连通。
2.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述手指底板(2)的弹性模量大于手指主体(1)的弹性模量。
3.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述指节段(12)包括至少2个波峰(121)和至少1个节间(122)，且节间(122)设置在波峰(121)之间。
4.根据权利要求3所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述节间(122)设有至少2个加强筋(123)。
5.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述指节段(12)和指跟段(11)之间设置有过渡凹槽(14)。
6.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述气道(15)包括主通道(151)和分腔室(152)，所述主通道(151)设置在指节段(12)和手指底板(2)之间，所述分腔室(152)开设在波峰(121)内。
7.根据权利要求6所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述主通道(151)内设有加强密封连接筋(16)，且加强密封连接筋(16)将主通道(151)分成两处分通道。
8.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述手指底板(2)的外侧板面上设置有粗糙结构(21)，且粗糙结构(21)呈直角梯形；所述指齿段(13)设有至少2个指齿(131)。
9.根据权利要求1所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述指跟段(11)的壁厚大于指节段(12)的壁厚。
10.根据权利要求3所述的带指齿型的新型柔性手指，其特征在于：所述波峰(121)由上顶壁、膨胀壁(1211)和侧壁组成，所述上顶壁和侧壁的壁厚大于膨胀壁(1211)的壁厚。
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