[發明專利]一種基于運動剝離的干粘附機構及實現方法

有效

• 申請號: 201710205502.1
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106976718B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 邵金友;王月;田洪淼;李祥明;王春慧;胡鴻
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B65G47/90
• 分類號: B65G47/90
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種基于運動剝離的干粘附機構及實現方法，機構包括兩個由傾斜的片狀結構組成的干粘附結構，兩個干粘附結構的傾斜方向相反，對稱布置，每一個干粘附結構安裝在水平滾珠絲杠的滑塊上，水平滾珠絲杠由水平電機驅動，實現干粘附結構水平的左右運動；水平電機通過支架連接在橫梁上，橫梁兩端安裝在垂直滾珠絲杠的滑塊上，垂直滾珠絲杠由垂直電機驅動，在垂直電機的驅動下能夠實現橫梁垂直的上下運動，干粘附結構下方的水平平臺上放置有被粘物體；控制兩組干粘附結構順著傾斜方向水平移動時，實現物體的粘附抓取；控制兩組干粘附結構逆著傾斜方向水平移動時，實現被粘物體的高效快速的剝離釋放，可廣泛用于帶式輸送機、機械手、微吸盤等干粘附領域。

技術領域

本發明屬于仿生干粘附技術領域，具體涉及一種基于運動剝離的干粘附機構及實現方法。

背景技術

目前常見的粘附方式主要有：傳統的真空吸附、機械嚙合、電磁吸附，干粘附、濕粘附等粘附方式。與傳統的真空吸附、機械嚙合、電磁吸附等粘附方式相比，干粘附具有小型化，柔性化，不過于依賴被粘表面的形貌等優勢，適合于集成到智能控制與操作的應用場合，同時，干粘附不會對接觸物體表面造成損傷和污染，能在真空環境下工作，因此這種粘附在仿生爬壁機器人、太空環境/超潔凈環境無損精確輸運等方面有著很好的應用前景。

在干粘附的應用設計中，如何實現高強度粘附與快速的脫附是該研究領域的重點。雖然，很多設計能夠實現干粘附很強的抓取力，但是如何有效的釋放所抓取的物體還存在著很多的不足：有的設計需要外場的輔助脫附(電場輔助脫附，真空輔助脫附)，這會增加脫附系統設計的復雜度以及不必要的能源損耗；有的加大外力，強行脫附，這會造成干粘附表面的結構破壞，同時很難實現輕小物體的有效釋放；有的利用非對稱的干粘附微觀表面實現很好的脫附設計，但是這會極大地削弱機構的粘附抓取強度。因此，如何實現干粘附表面具有高強度粘附的同時，還能快速的可控脫附一直是該領域面臨的困難和挑戰。

發明內容

為了克服上述技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于運動剝離的干粘附機構及實現方法，能夠使干粘附表面具有很強的抓取強度，同時又便于干粘附表面快速脫附釋放輕小物體。

為了達到上述目標，本發明采取的技術方案為：

一種基于運動剝離的干粘附機構，包括兩個由傾斜的片狀結構組成的干粘附結構7，兩個干粘附結構7的傾斜方向相反，對稱布置，每一個干粘附結構7安裝在水平滾珠絲杠6的滑塊上，水平滾珠絲杠6由水平電機5驅動，實現干粘附結構7水平的左右運動；水平電機5通過支架4連接在橫梁3上，橫梁3兩端安裝在垂直滾珠絲杠2的滑塊上，垂直滾珠絲杠2由垂直電機1驅動，在垂直電機1的驅動下能夠實現橫梁3垂直的上下運動；干粘附結構7下方的水平平臺8上放置有被粘物體9。

一種基于運動剝離的干粘附機構的實現方法，包括以下步驟：

第一步，高強度粘附的實現方法：傾斜的干粘附結構7在垂直電機1的帶動下與被粘物體9貼緊；之后，干粘附結構7在兩個水平電機5的帶動下，相向靠近運動，即順著干粘附結構7的傾斜方向運動，使干粘附結構7與被粘物體9的剝離角度降低，產生變大增強的粘附力，將被粘物體9粘住；之后，被粘物體9在垂直電機1的帶動下被粘起，實現高粘附強度的抓取；

第二步，高效運動剝離的實現方法：水平電機5帶動干粘附結構7反向遠離運動，即運動的方向與干粘附結構7的傾斜方向相反，同時干粘附結構7在垂直電機1的帶動下向上運動，通過調節垂直運動與水平運動的速度比例，使剝離角度逐漸變大，干粘附結構7從被粘物體9上逐漸剝離，通過控制剝離角度，實現高效運動剝離。