[發明專利]吸附和爪子復合仿生機器人手爪

有效

• 申請號: 201611170705.3
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106625737B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 劉永;黃呈偉;孫鑄;曹幫二
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B25J15/06
• 分類號: B25J15/06;B25J15/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種吸附和爪子復合仿生機器人手爪，包括本體基座、吸附模塊和爪鉤裝置；所述吸附模塊和爪鉤裝置均固定在仿生機器人手爪本體基座上，吸附模塊用于提供吸附和爪子復合仿生機器人手爪與目標物表面之間的吸附力；爪鉤裝置用于為吸附和爪子復合仿生機器人手爪提供拉力以及與目標物表面之間的摩擦力。本發明能夠在不同粗糙程度的表面上實現穩定的棲息，應用在較為光滑的表面時，主要利用吸附的方式實現棲息，爪鉤產生的摩擦力作為輔助手段；應用在較為粗糙的表面時，主要利用吸附的方式提供正壓力，增強爪鉤產生的拉力來實現棲息，吸附產生的摩擦力作為輔助手段。

技術領域

本發明涉及一種仿生機器人手爪，特別是一種應用于空間物體表面棲息領域的吸附和爪子復合仿生機器人手爪。

背景技術

隨著科學技術的發展，自動化機器人被廣泛應用到各個領域，爬壁機器人和飛行機器人是常見的兩種。爬壁機器人和飛行機器人通過仿生機器人手爪棲息在垂直墻壁等目標物表面完成作業。

傳統仿生機器人手爪固定在目標物表面的方式主要有吸附固定方式和爪鉤固定方式；吸附方式有負壓吸附、靜電吸附等方式，在光滑的表面上能夠取得較好的吸附效果，但是在較為粗糙的表面效果不理想，且功耗比較大。爪鉤固定方式通過爪鉤手爪在較為粗糙的表面能夠實現穩定的固定，但是在較為光滑的表面會產生相對滑動，且在沒有施加正壓力的情況下，爪鉤也可能在粗糙的表面滑落。

發明內容

本發明的目的在于解決機器人通過手爪在不同粗糙表面棲息的適應性和穩定性問題，基于壁虎類生物的吸附機理和鳥類生物爪子的工作機制的觀察，提出一種吸附和爪子復合的仿生機器人手爪，能夠適應不同粗糙程度的表面實現穩定的棲息。

實現本發明目的的技術方案為：一種吸附和爪子復合仿生機器人手爪，包括本體基座、吸附模塊和爪鉤裝置；

所述吸附模塊和爪鉤裝置均固定在仿生機器人手爪本體基座上，吸附模塊用于提供吸附和爪子復合仿生機器人手爪與目標物表面之間的吸附力；爪鉤裝置用于為吸附和爪子復合仿生機器人手爪提供拉力以及與目標物表面之間的摩擦力。

進一步的，所述爪鉤裝置包括推桿、連接板旋轉軸、連接板、推桿軸、導向軸、彈簧、連接桿、拉桿、薄片彈簧座、薄片彈簧、支撐板和爪鉤；

所述拉桿與連接桿的一端固定，連接桿和彈簧套接在導向軸上，彈簧的一端與連接桿相接，另一端與導向軸的一端相接；導向軸與支撐板固定連接，所述連接桿的另一端通過推桿軸與連接板的一端連接，連接板的另一端與推桿轉動連接，連接板通過連接板旋轉軸與支撐板連接，連接板旋轉軸位于推桿和推桿軸之間；所述薄片彈簧座與支撐板固定連接，所述薄片彈簧的底部與薄片彈簧座連接，頂部與爪鉤連接，所述爪鉤與推桿接觸；所述爪鉤和薄片彈簧的數量相同。

與現有技術相比，本發明的顯著優點為：

本發明的吸附和爪子復合仿生機器人手爪能夠在不同粗糙程度的表面實現穩定的固定，具有較高的表面適應性，能夠在諸如飛行吸附兩棲機器人得到很好的應用；在較為光滑的表面上，主要利用吸附模塊產生的摩擦力實現棲息，爪鉤裝置產生的摩擦力作為輔助手段；在較為粗糙的表面上，主要利用爪鉤裝置產生的拉力進行固定，吸附模塊產生的正壓力能夠增強爪鉤裝置的拉力，并且其產生的摩擦力作為輔助手段。

下面將結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的吸附和爪子復合仿生機器人手爪結構圖。

圖2是爪鉤裝置示意圖。

圖3是吸附模塊并列安裝在本體基座示意圖。

圖4-1～圖4-3是吸附和爪子復合仿生機器人手爪的工作過程示意圖。

圖5-1～圖5-3是爪鉤的工作過程示意圖。