一種電磁關節機械手的控制方法
【專利摘要】本發明一種電磁關節機械手的控制方法涉及一種柔性機械手，特別是涉及一種用于抓取紙杯、喂食病人的機械手。其目的是為了提供一種結構簡單、成本低、操作簡便、適應能力強、能夠根據被抓物的大小進行微調、適應并補償患者姿態的微小變化的電磁關節機械手。本發明電磁關節機械手包括電磁柔性關節(1)，所述柔性筒(34)底部與下板(2)固定，柔性筒(34)內腔自下到上依次設有電磁鐵(31)、永磁鐵(32)和頂桿(35)，所述電磁鐵(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁鐵(32)以柔性筒(34)內腔為導軌，永磁鐵(32)頂部與頂桿(35)底部固定，頂桿(35)頂部與上板(4)連接。
【專利說明】一種電磁關節機械手的控制方法
[0001 ]本發明專利申請是分案申請。原案的專利號是201510092211.7，申請日是2015年3月2日，發明名稱是電磁關節機械手及其喂食病人和控制方法。
技術領域
[0002]本發明涉及一種柔性機械手，特別是涉及一種用于抓取紙杯、喂食病人的機械手及其抓取、喂食、控制方法。
【背景技術】
[0003]在自動化機械代替逐步代替人的過程中，自動化機械以其環境適應能力強、不知疲倦、使用成本低等諸多優點，成為了未來科技的標志。然而，復雜的機械機構容易產生諸多故障，笨重的大型機械無法完成像人類一般細膩的操作。
[0004]自動化機械代替人的過程中，一直以來都在創造類似真人一樣的柔性臂關節，來完成諸如抓雞蛋、抓紙杯甚至抓取一次性發泡塑料餐盒并喂傳染病人等細膩工作。傳統柔性臂大多采用三組齒輪齒條驅動兩個板子之間的平行或使其具有夾角，再將其進行串列組合，從而完成一個柔性臂的構建。
[0005]然而，齒輪齒條方式驅動過于死板。真人在抓東西時不光是抓緊力能滿足抓起東西的要求，真人的的皮下脂肪也會針對被抓物進行握狀的微調。所以在抓起紙杯過程中只能根據紙杯的固定形狀設計出固定的握姿來抓起紙杯，固定握姿前后精度要求極高。齒輪齒條方式的柔性臂對于紙杯握姿無法進行微調。喂食病人時，病人吃飯的姿態并不固定，時常會發生細微的變化，如若喂食的機械手無法適應患者口中姿態的微小變化，很可能傷及患者，甚至危害患者生病。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便、適應能力強、能夠根據被抓物的大小進行微調、適應患者姿態的微小變化的電磁關節機械手及其抓取、喂食、控制方法。
[0007]本發明電磁關節機械手的接觸器充電供電控制裝置的控制方法:
[0008]包括機械手掌、機械手指、機械手臂和電磁柔性關節，所述手臂的一端與機架固定，手臂的另一端通過電磁柔性關節與手掌連接，手掌通過電磁柔性關節與手指連接，手指的每個關節都為電磁柔性關節；
[0009]所述電磁柔性關節包括下板、伸縮柱和上板，下板通過三根伸縮柱與上板連接，三根伸縮柱的軸線均與上板、下板周向的0°、120°、240°位置固定；
[0010]所述伸縮柱包括電磁鐵、永磁鐵、限位環、柔性筒和頂桿，所述柔性筒底部與下板固定，柔性筒內腔自下到上依次設有電磁鐵、永磁鐵和頂桿，所述電磁鐵固定在柔性筒底部，所述永磁鐵以柔性筒內腔為導軌，永磁鐵頂部與頂桿底部固定，頂桿頂部與上板連接；
[0011]頂桿為丁晴橡膠制成；
[0012]限位環自柔性筒內腔的中部向頂部沿柔性筒軸線陣列多個，限位環厚度與限位環之間的間隔相等；
[0013]所述柔性筒內腔呈圓臺狀，柔性筒內腔的上內徑小于下內徑，永磁鐵為圓柱狀，永磁鐵的外徑小于柔性筒內腔的下內徑，永磁鐵的外徑大于柔性筒內腔中部的內徑；
[0014]所述頂桿頂部與上板通過彈簧連接；
[0015]所述頂桿為柔性桿，柔性筒內腔中部設有限位環，所述限位環內徑與頂桿外徑相同，限位環用于限位永磁鐵并且對頂桿起導向作用；
[0016]所述柔性筒內竹節狀嵌入多個磁屏蔽環，所述磁屏蔽環由80%的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環的軸線與柔性筒的軸線重合，每個磁屏蔽環之間有間隔，磁屏蔽環之間的間隔小于磁屏蔽環高度的I/5，磁屏蔽環37的上端口和下端口均設有若干匝導線線圈，
[0017]還包括接觸器充電供電控制裝置、發電機和穩流裝置，所述接觸器充電供電控制裝置包括第一觸點、第二觸點、第三觸點、第四觸點、第五觸點、第六觸點、第七觸點、第八觸點、第九觸點、第十觸點和第一蓄電池、第二蓄電池共同組成的蓄電池，所述穩流裝置用于接收蓄電池忽高忽低的電壓，并將其轉化為穩定電壓，從而對電磁柔性關節的控制器供應穩定電壓，電磁柔性關節的控制器根據控制信號對每個伸縮柱上的電磁鐵供電，磁屏蔽環其上、下端的導線線圈均與發電機并聯；
[0018]所述第一觸點與第一蓄電池的正極連接，第二觸點與第一蓄電池的負極連接，第三觸點與發電機的正極連接，第四觸點與發電機的負極連接，第五觸點與第二蓄電池的正極連接，第六觸點與第二蓄電池的負極連接，第七觸點與穩流裝置的正極連接，第八觸點與穩流裝置的負極連接，第九觸點與第一觸點串聯，第十觸點與第二觸點串聯；
[0019]所述柔性筒由蝦殼狀排列的套筒構成，所述套筒包括底套和面限套；
[0020]所述柔性筒底部為底套，所述底套為圓臺狀，底套外徑較大的圓周面用于固定下板，底套內固定電磁鐵，底套上疊加套裝多個面限套，底套的側面與其上側的面限套通過拉繩連接；
[0021]所述面限套為圓臺狀套筒，所述面限套上側外徑小于下側外徑，面限套設有軸向通孔，所述面限套底部開設有第三圓臺孔，所述第三圓臺孔與面限套的軸向通孔相貫通，第三圓臺孔上側的內徑與面限套的軸向通孔的內徑相同，面限套軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條之間有夾角，所述夾角為Za;
[0022]所述面限套上沿軸線方向依次套裝有多個面限套，下側的面限套的圓臺側面與上側的面限套的第三圓臺孔的下沿通過拉繩連接，所述拉繩沿面限套的軸線周向均勻分布多個；
[0023]當兩個面限套相互向相反方向拉伸時，上側的面限套與下側的面限套通過拉繩連接；
[0024]當兩個面限套相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的面限套底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的面限套或底套上部側面上的一點相互支撐，所述相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩限位；
[0025]其包括如下步驟:
[0026]A、使第一觸點與第三觸點接觸，第二觸點與第四觸點接觸，第五觸點與第七觸點接觸，第六觸點與第八觸點接觸時，發電機對第一蓄電池充電，第二蓄電池對穩流裝置供電；
[0027]B、使第三觸點與第五觸點接觸，第四觸點與第六觸點接觸，第七觸點與第九觸點接觸，第八觸點與第十觸點接觸時，發電機對第二蓄電池充電，第一蓄電池對穩流裝置供電；
[0028]C、重復A?B。
[0029]本發明電磁關節機械手，其中所述頂桿頂部與上板通過彈簧連接。
[0030]本發明電磁關節機械手，其中所述頂桿為柔性桿，柔性筒內腔中部設有限位環。所述限位環內徑與頂桿外徑相同，限位環用于限位永磁鐵并且對頂桿起導向作用。
[0031]本發明電磁關節機械手，其中所述柔性筒內竹節狀嵌入多個磁屏蔽環，所述磁屏蔽環由80%的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環的軸線與柔性筒的軸線重合，每個磁屏蔽環之間有間隔，磁屏蔽環之間的間隔小于磁屏蔽環高度的1/5，在磁屏蔽環37的上端口和下端口均設有若干匝導線線圈，還包括接觸器充電供電控制裝置、發電機和穩流裝置，所述接觸器充電供電控制裝置包括第一觸點、第二觸點、第三觸點、第四觸點、第五觸點、第六觸點、第七觸點、第八觸點、第九觸點、第十觸點和第一蓄電池、第二蓄電池共同組成的蓄電池，所述穩流裝置用于接收蓄電池忽高忽低的電壓，并將其轉化為穩定電壓，從而對電磁柔性關節的控制器供應穩定電壓，電磁柔性關節的控制器根據控制信號對每個伸縮柱上的電磁鐵供電，磁屏蔽環其上、下端的導線線圈均與發電機并聯;所述第一觸點與第一蓄電池的正極連接，第二觸點與第一蓄電池的負極連接，第三觸點與發電機的正極連接，第四觸點與發電機的負極連接，第五觸點與第二蓄電池的正極連接，第六觸點與第二蓄電池的負極連接，第七觸點與穩流裝置的正極連接，第八觸點與穩流裝置的負極連接，第九觸點與第一觸點串聯，第十觸點與第二觸點串聯。
[0032]本發明電磁關節機械手，其中所述柔性筒由蝦殼狀排列的套筒構成。所述套筒包括底套和點限套。所述柔性筒底部為底套。所述底套為圓臺狀，底套外徑較大的圓周面用于固定下板，底套內固定電磁鐵，底套上疊加套裝多個點限套，底套的側面與其上側的點限套通過拉繩連接。所述點限套由自上到下包括第一圓臺套和第二圓臺套。所述第一圓臺套上側外徑小于下側外徑，第二圓臺套上側外徑大于下側外徑，第一圓臺套下側的外徑與第二圓臺套上側的外徑相同，第一圓臺套底部與第二圓臺套頂部固定，點限套設有軸向通孔。所述點限套底部開設有第一圓臺孔。所述第一圓臺孔與點限套的軸向通孔相貫通，第一圓臺孔上側的內徑與點限套的軸向通孔的內徑相同，點限套軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條平行。所述點限套上沿軸線方向依次套裝有多個點限套，下側點限套的第一圓臺套的側面與上側點限套的第二圓臺套的下沿之間通過拉繩連接。所述拉繩沿點限套的軸線周向均勻分布多個。當兩個點限套相互向相反方向拉伸時，上側的點限套與下側的點限套通過拉繩連接。當兩個點限套相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的點限套底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的點限套或底套上部側面上的一點相互支撐。所述相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩限位。
[0033]本發明電磁關節機械手，其中所述柔性筒由蝦殼狀排列的套筒構成。所述套筒包括底套和面限套。所述柔性筒底部為底套。所述底套為圓臺狀，底套外徑較大的圓周面用于固定下板，底套內固定電磁鐵，底套上疊加套裝多個面限套，底套的側面與其上側的面限套通過拉繩連接。所述面限套為圓臺狀套筒。所述面限套上側外徑小于下側外徑，面限套設有軸向通孔。所述面限套底部開設有第三圓臺孔。所述第三圓臺孔與面限套的軸向通孔相貫通，第三圓臺孔上側的內徑與面限套的軸向通孔的內徑相同，面限套軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條之間有夾角。所述夾角為Za。所述面限套上沿軸線方向依次套裝有多個面限套，下側的面限套的圓臺側面與上側的面限套的第三圓臺孔的下沿通過拉繩連接。所述拉繩沿面限套的軸線周向均勻分布多個。
[0034]當兩個面限套相互向相反方向拉伸時，上側的面限套與下側的面限套通過拉繩連接。當兩個面限套相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的面限套底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的面限套或底套上部側面上的一點相互支撐。所述相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩限位。
[0035]本發明電磁關節機械手的抓取方法，包括如下步驟:
[0036]A、記錄人體手部每個關節的彎曲幅度、力度和抓取姿態。
[0037]B、將多個電磁柔性關節串聯起來構成仿真關節，下側電磁柔性關節的上板與上側電磁柔性關節的下板固定連接，并且參考人手相同位置處關節的幅度，調整電磁柔性關節的個數。
[0038]C、將機械手掌、機械手指、機械手臂用仿真關節連接。
[0039]本發明電磁關節機械手與現有技術不同之處在于本發明電磁關節機械手通過電磁柔性關節代替齒輪齒條驅動的機械關節對物體(諸如紙杯)進行抓取或對傳染病人進行喂食，能夠發揮電磁柔性關節與到細小誤差時的可調性。在機械手抓取紙杯時，電磁柔性關節會模仿人手上的脂肪從而均攤掉紙杯向外的外擴力，成功抓取紙杯并且不破壞紙杯。在機械手喂食傳染病人時，減少了醫護人員被傳染的可能性，并且在病人含住勺子閉嘴往下吞咽的時候，電磁柔性關節也會針對患者吞咽時的低頭動作隨病人向下運動，大大減少誤傷病人的可能性。電磁柔性關節的三根伸縮柱按照下板周向的0°、120°、240°周向均勻分布，則可在伸縮柱伸縮時，改變上板與下板的夾角，從而使電磁柔性關節任意角度彎曲。其中伸縮柱利用電磁鐵和永磁鐵控制伸縮，則可利用磁鐵在同極的排斥力驅動頂桿上下運動，實現伸縮桿的伸縮。并且圓臺狀內腔的柔性筒作為導軌可在永磁鐵上升時，限制其最大位移。
[0040]本發明電磁關節機械手中若頂桿為硬質桿則可利用彈簧消除頂桿頂部與上板之間的彎曲力。
[0041 ]本發明電磁關節機械手中柔性頂桿則可自行消除頂桿頂部與上板之間的彎曲力。但是柔性桿在柔性筒內容易相互摩擦，或者產生偏移，則設置限位環對永磁鐵進行限位，順便對柔性頂桿起導向作用。
[0042]本發明電磁關節機械手中若需要伸縮桿有足夠的伸長力，則勢必要加強電磁鐵的磁性。但是三個伸縮桿畢竟距離過近，相互干擾容易引起驅動混亂，則在柔性筒的筒壁上同軸間隔嵌入磁屏蔽環即可減少三個伸縮桿的相互干擾，并且Mumetal材料可以制作的只有
0.0508毫米厚的磁屏蔽薄片環，則其輕薄的性能不影響伸縮桿的彎曲程度，并為電磁柔性關節減重。磁屏蔽環之間的間隔大于磁屏蔽環高度1/5，則達不到良好的磁屏蔽效果。使用時，第一蓄電池、第二蓄電池的其中一個因磁屏蔽環之間的未被屏蔽的磁感線切割導線線圈，從而對其供電，另一個對伸縮柱的電磁鐵放電，交替供電、放電即可一邊工作一邊充電，保護蓄電池壽命。
[0043]本發明電磁關節機械手中點限套相互接觸為一個點與面的接觸，其優勢為轉向靈活。
[0044]本發明電磁關節機械手中面限套相互接觸為一條細長的弧面。其優勢為保持姿態較為穩定。
[0045]本發明電磁關節機械手的抓取方法中模擬人類手的彎曲程度調節不同個數的電磁柔性關節串連，可最大限度仿照人手制造機械手，使其用途更為廣泛。
[0046]下面結合附圖對本發明的電磁關節機械手及其喂食和控制方法作進一步說明。
【附圖說明】
[0047]圖1是電磁關節機械手中電磁柔性關節的軸測圖；
[0048]圖2是圖1所示電磁關節機械手中柔性關節的主視剖視圖；
[0049]圖3是實施例1中伸縮柱的主視剖視圖；
[0050]圖4是實施例1中底套和點限套未被拉伸的主視圖；
[0051]圖5是實施例1中底套和點限套被拉伸時的主視圖；
[0052]圖6是實施例1中底套和點限套受徑向力的主視圖；
[0053]圖7是實施例2中伸縮柱的主視剖視圖；
[0054]圖8是實施例2中底套和面限套未被拉伸的主視圖；
[0055]圖9是實施例2中底套和面限套被拉伸時的主視圖；
[0056]圖10是實施例2中底套和面限套受徑向力的主視圖；
[0057]圖11是實施例1中接觸器充電供電裝置的主視圖。
【具體實施方式】
[0058]實施例1
[0059]如圖1?6、11所示，本發明電磁關節機械手包括機械手掌、機械手指、機械手臂、電磁柔性關節I和電路控制部分。手臂的一端與機架固定。參見圖1，手臂的另一端通過電磁柔性關節I與手掌連接，手掌通過電磁柔性關節I與手指連接，手指的每個關節都為電磁柔性關節I O
[0060]參見圖1和圖2，電磁柔性關節I包括下板2、伸縮柱3和上板4，下板2通過三根伸縮柱3與上板4連接，三根伸縮柱3的軸線均與上板4、下板2周向的0°、120°、240°位置固定。[0061 ]參見圖2和圖3，伸縮柱3包括電磁鐵31、永磁鐵32、限位環33、柔性筒34和頂桿35。柔性筒34底部與下板2固定，柔性筒34內腔自下到上依次設有電磁鐵31、永磁鐵32和頂桿35。電磁鐵31固定在柔性筒34底部。永磁鐵32以柔性筒34內腔為導軌，永磁鐵32頂部與頂桿35底部固定。頂桿35頂部與上板4通過彈簧36連接。頂桿35為丁晴橡膠制成。限位環33內徑與頂桿35外徑相同，限位環33用于限位永磁鐵32并且對頂桿35起導向作用。限位環33自柔性筒34內腔的中部向頂部沿柔性筒34軸線陣列多個，限位環33厚度與限位環33之間的間隔相等。
[0062]參見圖2和圖3，柔性筒34內腔呈圓臺狀，柔性筒34內腔的上內徑小于下內徑，永磁鐵32為圓柱狀，永磁鐵32的外徑小于柔性筒34內腔的下內徑，永磁鐵32的外徑大于柔性筒34內腔中部的內徑。柔性筒34為丁晴橡膠制成。
[0063]參見圖3?圖6，柔性筒34由蝦殼狀排列的套筒構成。套筒包括底套38和點限套39。
[0064]參見圖3?圖6，柔性筒34底部為底套38。底套38為圓臺狀，底套38外徑較大的圓周面用于固定下板2，底套38內固定電磁鐵31，底套38上疊加套裝多個點限套39，底套38的側面與其上側的點限套39通過拉繩41連接。
[0065]參見圖3?圖6，點限套39由自上到下包括第一圓臺套和第二圓臺套。第一圓臺套上側外徑小于下側外徑，第二圓臺套上側外徑大于下側外徑，第一圓臺套下側的外徑與第二圓臺套上側的外徑相同，第一圓臺套底部與第二圓臺套頂部固定，點限套39設有軸向通孔。點限套39底部開設有第一圓臺孔。第一圓臺孔與點限套39的軸向通孔相貫通，第一圓臺孔上側的內徑與點限套39的軸向通孔的內徑相同，點限套39軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條平行。
[0066]參見圖3?圖6，點限套39上沿軸線方向依次套裝有多個點限套39，下側點限套39的第一圓臺套的側面與上側點限套39的第二圓臺套的下沿之間通過拉繩41連接。拉繩41沿點限套39的軸線周向均勻分布多個。
[0067]參見圖2，點限套39內同軸嵌入磁屏蔽環37。磁屏蔽環37由80 %的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環37的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環37的軸線與柔性筒34的軸線重合，每個磁屏蔽環37之間有間隔，磁屏蔽環37之間的間隔小于磁屏蔽環37高度的1/5。在磁屏蔽環37的上端口和下端口均設有若干匝導線線圈，其上、下端的導線線圈均與發電機91并聯。
[0068]參見圖11，本發明的電路控制部分包括接觸器充電供電控制裝置、發電機91和穩流裝置92，所述接觸器充電供電控制裝置包括第一觸點951、第二觸點952、第三觸點953、第四觸點954、第五觸點955、第六觸點956、第七觸點957、第八觸點958、第九觸點959、第十觸點950和第一蓄電池93、第二蓄電池94共同組成的蓄電池，所述穩流裝置92用于接收蓄電池忽高忽低的電壓，并將其轉化為穩定電壓，從而對電磁柔性關節I的控制器供應穩定電壓。電磁柔性關節I的控制器根據控制信號對每個伸縮柱3上的電磁鐵31供電。
[0069]所述第一觸點951與第一蓄電池93的正極連接，第二觸點952與第一蓄電池93的負極連接，第三觸點953與發電機91的正極連接，第四觸點954與發電機91的負極連接，第五觸點955與第二蓄電池94的正極連接，第六觸點956與第二蓄電池94的負極連接，第七觸點957與穩流裝置92的正極連接，第八觸點958與穩流裝置92的負極連接，第九觸點959與第一觸點951串聯，第十觸點950與第二觸點952串聯。
[0070 ]接觸器充電供電裝置的控制方法，包括如下步驟:
[0071]A、使第一觸點951與第三觸點953接觸，第二觸點952與第四觸點954接觸，第五觸點955與第七觸點957接觸，第六觸點956與第八觸點958接觸時，發電機91對第一蓄電池93充電，第二蓄電池94對穩流裝置92供電；
[0072]B、使第三觸點953與第五觸點955接觸，第四觸點954與第六觸點接觸956，第七觸點957與第九觸點959接觸，第八觸點958與第十觸點950接觸時，發電機91對第二蓄電池94充電，第一蓄電池93對穩流裝置92供電；
[0073]C、重復A?B。
[0074]使用時，第一蓄電池93、第二蓄電池94的其中一個因磁屏蔽環37之間的未被屏蔽的磁感線切割導線線圈，從而對其供電，另一個對伸縮柱3的電磁鐵31放電，交替供電、放電即可一邊工作一邊充電，保護蓄電池壽命。
[0075]參見圖5，當兩個點限套39相互向相反方向拉伸時，上側的點限套39與下側的點限套39通過拉繩連接。
[0076]參見圖6，當兩個點限套39相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的點限套39底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的點限套39或底套38上部側面上的一點相互支撐。相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩41限位。
[0077]實施例2
[0078]本實施例2與實施例1的不同之處在于，如圖2、圖7、圖8、圖9、圖10所示，參見圖2，頂桿35為柔性桿，柔性筒34內腔中部設有限位環33。限位環33內徑與頂桿35外徑相同，限位環33用于限位永磁鐵32并且對頂桿35起導向作用。
[0079]參見圖7，柔性筒34由蝦殼狀排列的套筒構成。套筒包括底套38和面限套391。
[0080]參見圖8，柔性筒34底部為底套38。底套38為圓臺狀，底套38外徑較大的圓周面用于固定下板2，底套38內固定電磁鐵31，底套38上疊加套裝多個面限套391，底套38的側面與其上側的面限套391通過拉繩41連接。
[0081]參見圖7和圖8，面限套391為圓臺狀套筒。面限套391上側外徑小于下側外徑，面限套391設有軸向通孔。面限套391底部開設有第三圓臺孔。第三圓臺孔與面限套391的軸向通孔相貫通，第三圓臺孔上側的內徑與面限套391的軸向通孔的內徑相同，面限套391軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條之間有夾角。夾角為Za。
[0082]參見圖8，面限套391上沿軸線方向依次套裝有多個面限套391，下側的面限套391的圓臺側面與上側的面限套391的第三圓臺孔的下沿通過拉繩41連接。拉繩41沿面限套391的軸線周向均勻分布多個。
[0083]參見圖2和圖7，面限套391內同軸嵌入磁屏蔽環37。磁屏蔽環37由80%的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環37的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環37的軸線與柔性筒34的軸線重合，每個磁屏蔽環37之間有間隔，磁屏蔽環37之間的間隔小于磁屏蔽環37高度的1/5。
[0084]參見圖9，當兩個面限套391相互向相反方向拉伸時，上側的面限套391與下側的面限套391通過拉繩連接。
[0085]參見圖10，當兩個面限套391相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的面限套391底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的面限套391或底套38上部側面上的一點相互支撐。相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩41限位。
[0086]—種電磁關節機械手的抓取方法和喂食方法，包括如下步驟:
[0087]A、記錄人體手部每個關節的最大彎曲幅度、力度和抓取姿態。
[0088]B、將多個電磁柔性關節I串聯起來構成仿真關節，下側電磁柔性關節I的上板4與上側電磁柔性關節I的下板2固定連接，并且參考人手相同位置處關節的最大幅度，調整電磁柔性關節I的個數。
[0089]C、將機械手掌、機械手指、機械手臂用仿真關節連接。
[0090]D、記錄人手喂食病人時，所有關節的運動狀態和運動時間，并利用PLC控制電磁柔性關節I構成的仿真關節，按照人手的關節的運動狀態和運動時間喂食病人。
[0091]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種電磁關節機械手的接觸器充電供電控制裝置的控制方法，其特征在于: 包括機械手掌、機械手指、機械手臂和電磁柔性關節(I)，所述手臂的一端與機架固定，手臂的另一端通過電磁柔性關節(I)與手掌連接，手掌通過電磁柔性關節(I)與手指連接，手指的每個關節都為電磁柔性關節(I); 所述電磁柔性關節(I)包括下板(2)、伸縮柱(3)和上板(4)，下板(2)通過三根伸縮柱(3)與上板(4)連接，三根伸縮柱(3)的軸線均與上板(4)、下板(2)周向的0°、120°、240°位置固定； 所述伸縮柱(3)包括電磁鐵(31)、永磁鐵(32)、限位環(33)、柔性筒(34)和頂桿(35)，所述柔性筒(34)底部與下板(2)固定，柔性筒(34)內腔自下到上依次設有電磁鐵(31)、永磁鐵(32)和頂桿(35)，所述電磁鐵(31)固定在柔性筒(34)底部，所述永磁鐵(32)以柔性筒(34)內腔為導軌，永磁鐵(32)頂部與頂桿(35)底部固定，頂桿(35)頂部與上板(4)連接； 頂桿(35)為丁晴橡膠制成； 限位環(33)自柔性筒(34)內腔的中部向頂部沿柔性筒(34)軸線陣列多個，限位環(33)厚度與限位環(33)之間的間隔相等； 所述柔性筒(34)內腔呈圓臺狀，柔性筒(34)內腔的上內徑小于下內徑，永磁鐵(32)為圓柱狀，永磁鐵(32)的外徑小于柔性筒(34)內腔的下內徑，永磁鐵(32)的外徑大于柔性筒(34)內腔中部的內徑； 所述頂桿(35)頂部與上板(4)通過彈簧(36)連接； 所述頂桿(35)為柔性桿，柔性筒(34)內腔中部設有限位環(33)，所述限位環(33)內徑與頂桿(35)外徑相同，限位環(33)用于限位永磁鐵(32)并且對頂桿(35)起導向作用； 所述柔性筒(34)內竹節狀嵌入多個磁屏蔽環(37)，所述磁屏蔽環(37)由80%的鎳合金Mumetal材料制成，磁屏蔽環(37)的厚度為0.0508毫米，磁屏蔽環(37)的軸線與柔性筒(34)的軸線重合，每個磁屏蔽環(37)之間有間隔，磁屏蔽環(37)之間的間隔小于磁屏蔽環(37)高度的1/5，磁屏蔽環37的上端口和下端口均設有若干Bi導線線圈， 還包括接觸器充電供電控制裝置、發電機(91)和穩流裝置(92)，所述接觸器充電供電控制裝置包括第一觸點(951)、第二觸點(952)、第三觸點(953)、第四觸點(954)、第五觸點(955)、第六觸點(956)、第七觸點(957)、第八觸點(958)、第九觸點(959)、第十觸點(950)和第一蓄電池(93)、第二蓄電池(94)共同組成的蓄電池，所述穩流裝置(92)用于接收蓄電池忽高忽低的電壓，并將其轉化為穩定電壓，從而對電磁柔性關節(I)的控制器供應穩定電壓，電磁柔性關節(I)的控制器根據控制信號對每個伸縮柱(3)上的電磁鐵(31)供電，磁屏蔽環(37)其上、下端的導線線圈均與發電機(91)并聯； 所述第一觸點(951)與第一蓄電池(93)的正極連接，第二觸點(952)與第一蓄電池(93)的負極連接，第三觸點(953)與發電機(91)的正極連接，第四觸點(954)與發電機(91)的負極連接，第五觸點(955)與第二蓄電池(94)的正極連接，第六觸點(956)與第二蓄電池(94)的負極連接，第七觸點(957)與穩流裝置(92)的正極連接，第八觸點(958)與穩流裝置(92)的負極連接，第九觸點(959)與第一觸點(951)串聯，第十觸點(950)與第二觸點(952)串聯；所述柔性筒(34)由蝦殼狀排列的套筒構成，所述套筒包括底套(38)和面限套(391);所述柔性筒(34)底部為底套(38)，所述底套(38)為圓臺狀，底套(38)外徑較大的圓周面用于固定下板(2)，底套(38)內固定電磁鐵(31)，底套(38)上疊加套裝多個面限套(391)，底套(38)的側面與其上側的面限套(391)通過拉繩(4)連接； 所述面限套(391)為圓臺狀套筒，所述面限套(391)上側外徑小于下側外徑，面限套(391)設有軸向通孔，所述面限套(391)底部開設有第三圓臺孔，所述第三圓臺孔與面限套(391)的軸向通孔相貫通，第三圓臺孔上側的內徑與面限套(391)的軸向通孔的內徑相同，面限套(391)軸向截面中第一圓臺孔的側面線條與第一圓臺套的側面線條之間有夾角，所述夾角為Za; 所述面限套(391)上沿軸線方向依次套裝有多個面限套(391)，下側的面限套(391)的圓臺側面與上側的面限套(391)的第三圓臺孔的下沿通過拉繩(4)連接，所述拉繩(4)沿面限套(391)的軸線周向均勻分布多個； 當兩個面限套(391)相互向相反方向拉伸時，上側的面限套(391)與下側的面限套(391)通過拉繩連接； 當兩個面限套(391)相互向相反方向拉繩并受徑向力時，上側的面限套(391)底部第一圓臺孔下沿上的一點與下側的面限套(391)或底套(38)上部側面上的一點相互支撐，所述相互支撐的一點的周向另一側通過拉繩(4)限位； 其包括如下步驟: A、使第一觸點(951)與第三觸點(953)接觸，第二觸點(952)與第四觸點(954)接觸，第五觸點(955)與第七觸點(957)接觸，第六觸點(956)與第八觸點(958)接觸時，發電機(91)對第一蓄電池(93)充電，第二蓄電池(94)對穩流裝置(92)供電； B、使第三觸點(953)與第五觸點(955)接觸，第四觸點(954)與第六觸點接觸(956)，第七觸點(957)與第九觸點(959)接觸，第八觸點(958)與第十觸點(950)接觸時，發電機(91)對第二蓄電池(94)充電，第一蓄電池(93)對穩流裝置(92)供電； C、重復A?B。
【文檔編號】B25J9/08GK105856215SQ201610475499
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年3月2日
【發明人】李秀榮
【申請人】李秀榮