一种中空的气动柔性手指及其制作模具的制作方法

本实用新型涉及机器人
技术领域：
，具体是涉及一种中空的气动柔性手指及其制作模具。
背景技术：
：气动柔性手指属于软体机器人研究领域中的重要研究方向。软体机器人是指用柔性可变形材料制作主体结构，采用电、气、液、颗粒等方式来使机器人产生变形，实现移动、抓取等运动形式。气动柔性手指是指形状和大小接近于人的手指的一种软体机器人，采用高压气体驱动它产生如手指一样的弯曲动作，用于实现抓取、手势交互等功能。目前软体机器人还属于起步探索阶段，主要围绕材料、成型方法、结构设计、应用场景等方面开展研究和应用。nature和science期刊这两年刊登了多篇有关软体机器人的学术论文，美国哈佛、耶鲁大学的机器人实验都在开展软体机器人的设计研究，中国清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学的机器人实验室也在开展同样的研究，开展柔性传感器、抓取方式、成型方法等方面研究。目前对于仿生柔性手指的研究主要是结构设计、制作方法、仿真分析等。在气动柔性手指
技术领域：
，目前根据使用目的不同在结构方面差异较大，如抓取工业产品、生活产品、医用护理和仿生手指等会有气囊形状、宽度、壁厚等参数变化；所用的分析方法也基本相同，设计阶段采用有限元软件分析高气压下的变形规律，如整体变形量、应力应变等，但在制作工艺方面都是采用分多片独立浇注成形，然后用粘接剂粘合。由于柔性手指有结构复杂的气囊和气道，用传统模具浇注成型方法不能一次成型，现有技术采用将柔性手指先分片制作，然后粘接，存在的最大问题是产品的密封性得不到保证，粘接缝存在裂开漏气的风险，尤其是工作状态中手指反复弯曲容易产生裂缝，还要一个问题是由于粘接的工艺问题，在粘接对时间、温度控制不好，导致不良率高。因此，需要提供一种可溶性芯模实现模具浇注一体成型的方法来制作的柔性手指及其制作模具，对于具有复杂的气囊和气道柔性手指，都可以采用此方法来制作，由于不需要采用多片粘接，没有粘接缝，能很好地解决裂缝漏气及不良率问题，以解决上述问题。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本实用新型实施例的目的在于提供一种中空的气动柔性手指及其制作模具，以解决上述
背景技术：
中的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种中空的气动柔性手指，包括柔性手指本体，所述柔性手指本体为一体浇注成型，柔性手指本体包括气囊和气道，气道设置在气囊内部。作为本实用新型进一步的方案，所述气囊为硅橡胶材料制作而成。作为本实用新型进一步的方案，所述柔性手指本体表面设有弯曲变形槽。一种中空的气动柔性手指的制作模具，用于制作所述的中空的气动柔性手指，包括芯模、框型模具和外模，所述芯模设置于外模内，所述框型模具卡设在外模上，框型模具与芯模、外模之间围成用于柔性手指本体成型的空腔。作为本实用新型进一步的方案，所述芯模为可溶性芯模。作为本实用新型进一步的方案，所述外模内壁上设有用于形成柔性手指本体外表面的变形缝的凸起。作为本实用新型进一步的方案，所述空腔内注入有用于固化形成柔性手指本体的液体硅橡胶。综上所述，本实用新型实施例与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的中空的气动柔性手指及其制作模具，采用可溶性芯模实现模具浇注一体成型的方法来制作柔性手指，适用于对复杂的气囊和气道的柔性手指制造，避免柔性手指先分片制作，然后粘接，粘接缝存在裂开漏气的问题，而且，采用制作模具制作方便快捷，利于柔性手指本体的成型。为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。附图说明图1为实用新型实施例的柔性手指本体的立体结构示意图。图2为实用新型实施例的柔性手指本体的剖视图。图3为实用新型实施例中芯模的结构示意图。图4为实用新型实施例中框型模具的结构示意图。图5为实用新型实施例中外模的结构示意图。附图标记：1-柔性手指本体、2-气囊、3-气道、4-芯模、5-框型模具、6-外模。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。实施例1参见图1～图2，一种中空的气动柔性手指，包括柔性手指本体1，所述柔性手指本体1为一体浇注成型，所述柔性手指本体1包括气囊2和气道3，气囊2为硅橡胶材料制作而成，气囊2内部设有气道3。在本实用新型实施例中，所述柔性手指本体1表面设有弯曲变形槽，用于柔性手指本体1在充入高压气体后变形，所述柔性手指本体1的尺寸可以依据中国成年人手部大小制作。具体的，参考gb10000-88中国成年人人体尺寸及gbt16252-1996成年人手部号型表1、表2，对人手的各个手指进行模型设计，并根据实际变形量和尺寸设计对应的气道，即对应的芯模4，参见图3所示。表1手部尺寸/mm(中国成年男性50％百分位数据)手长手宽掌长掌厚1838210529表2手指尺寸(中国成年男性50％百分位数据)拇指食指中指无名指小指指长5469757156近位指关节宽65(指围)19181815远位指关节宽16参考gb10000-88中国成年人人体尺寸及gbt16252-1996成年人手部号型表1、表2，对人手的各个手指进行模型设计，并根据实际变形量和尺寸设计对应的气道3(见图1)，即对应的芯模4(见图2)。实施例2请参阅图1～图5，一种中空的气动柔性手指的制作模具，用于制作如实施例1所述的中空的气动柔性手指，具体的，所述中空的气动柔性手指的制作模具包括芯模4、框型模具5和外模6，其中，芯模4为可溶性芯模，芯模4的结构与制作成型后的柔性手指本体1内的气道3的结构相吻合；在制作中空的气动柔性手指时，所述芯模4设置于外模6内，外模6内壁上设有凸起，用于形成柔性手指本体1外表面的变形缝；所述框型模具5放置在外模6上，框型模具5与芯模4、外模6之间围成用于柔性手指本体1成型的空腔，空腔内用于注入液体硅橡胶，液体硅橡胶固化后即可形成柔性手指本体1；所述框型模具5卡设在外模6上，在进行注入液体硅橡胶时，首先将液体硅橡胶注入到外模6的空腔内，注入高度不超过外模6内高度的3/4，然后将芯模4对准外模6中心位置，放置在液体硅橡胶上，并使芯模4与外模6的上表面平齐，然后将框型模具5卡设在外模6上，继续注入液体硅橡胶至与框型模具5上表面平齐，将液体硅橡胶放入恒温烘箱中，在80℃温度下固化40分钟，即可制得柔性手指本体1，操作方便快捷。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，仅是本实用新型的优选实施方式。本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。当前第1页12