[發明專利]一種仿魚鰭結構的靜電吸附式軟體抓手

有效

• 申請號: 201711135772.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107671878B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 陳銳;宋瑞洲;陳來;柏龍;江沛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明公開了一種仿魚鰭結構的靜電吸附式軟體抓手，包括軟體抓手本體和靜電吸附電極，所述靜電吸附電極為柔性電極并貼附固定于軟體抓手本體的抓握面；所述軟體抓手本體為鰭條式抓手，該結構可實現對物體的自適應包覆式緊密貼合，通過給靜電吸附電極施加電壓能使軟體抓手與被吸附物體表面之間產生靜電吸附力。將軟體抓手與靜電吸附技術結合在一起，既能依靠靜電吸附力來吸附物體，又能依靠軟體抓手對物體的表面緊密貼合產生的夾持力來抓取物體，達到同時運用夾持力和靜電吸附力來抓取物體，實現對不同形狀大小物體的適應性抓取。

技術領域

本發明涉及機械手領域，具體涉及一種仿魚鰭結構的靜電吸附式軟體抓手。

背景技術

近年來，應用軟材料設計制造的軟體手引起了國內外學者和機構的廣泛關注，并受到了持續的研究，這為從本質上解決剛性操作手和人以及環境交互性差、復雜環境適應性差、不靈活等問題提供了全新的思路和方向。軟體手充分利用和發揮各種柔性材料包括橡膠、聚合物、智能材料、多功能材料等天然的柔順性，及其非線性、粘彈性和遲滯特性等在軟體手運動和控制中潛在的“機械智能”作用，從而降低控制的復雜度，實現高靈活性和良好交互性。而目前，大部分軟體抓手對物體的拾取仍然靠的是抓手對物體的夾持力來實現，相比于剛性抓手，軟體抓手對于物體的接觸是柔性的，不易損壞被抓取物體。但是軟體抓手畢竟是柔性材料，對物體的夾持不像剛性抓手那樣牢固，容易發生脫落現象。而且由于軟體抓手自身的局限性，被抓取物體的重量也同樣受限制。

因此，為解決以上問題，需要一種靜電吸附式軟體抓手，其結構能夠通過實現對不同形狀大小物體的自適應貼合夾持，同時依靠靜電吸附力來抓取物體，可以很大程度上改善目前機器人末端執行器的適應性和靈活性，大大提高抓取性能，抓取負載大且穩固性好，適用范圍廣。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種仿魚鰭結構的靜電吸附式軟體抓手，能夠通過實現對不同形狀大小物體的自適應貼合夾持，同時依靠靜電吸附力來抓取物體，可以很大程度上改善機器人末端執行器的適應性和靈活性，大大提高抓取性能，抓取負載大且穩固性好，適用范圍廣。

本發明的一種仿魚鰭結構的靜電吸附式軟體抓手，包括軟體抓手本體和靜電吸附電極，所述靜電吸附電極為柔性電極并貼附固定于軟體抓手本體的抓握面；所述軟體抓手本體為鰭條式抓手。

進一步，所述鰭條式抓手包括安裝座、安裝于安裝座上呈環形且均勻間隔分布的多個鰭條式手指和用于驅動鰭條式手指張開及閉合的直線電機；所述鰭條式手指包括兩塊縱梁柔性板和設置于兩塊縱梁柔性板之間的底部橫梁硬質板，所述兩塊縱梁柔性板和底部橫梁硬質板呈等腰三角形連接，所述兩塊縱梁柔性板之間中間段沿縱向間隔設置有多個中間橫梁硬質板，多個中間橫梁硬質板以沿縱向由內到外遞減的方式鉸接于兩塊縱梁柔性板之間；所述底部橫梁硬質板與安裝座鉸接，所述直線電機的驅動軸與底部橫梁硬質板驅動配合，底部橫梁硬質板在驅動軸的驅動下翻轉并帶動兩塊縱梁柔性板轉動。

進一步，所述安裝座上固定設置有用于安裝底部橫梁硬質板并沿豎向布置的固定塊，所述固定塊底部形成第一安裝槽，所述底部橫梁硬質板外側端適形嵌入第一安裝槽內并通過第一鉸銷鉸接，所述底部橫梁硬質板內側通過連桿與直線電機的驅動軸傳動連接實現底部橫梁硬質板轉動。

進一步，所述中間橫梁硬質板為矩形板且中間橫梁硬質板上位于橫向兩側的側面均設置有接頭，接頭為四個并分列于中間橫梁硬質板的四個角，所述縱梁柔性板一體成型形成與接頭分別對應的鉸接支耳，所述鉸接支耳上開設有與鉸接銷對應的鉸接孔。

進一步，所述鰭條式手指為三個并呈環形均勻間隔分布，還包括與直線電機的驅動軸固定連接的驅動盤，所述連桿的一端嵌入底部橫梁硬質板內側上的第二安裝槽中，且通過第二鉸銷鉸接，另一端與驅動盤的徑向外側鉸接。

進一步，所述驅動盤的外圓沿徑向向內凹陷成第三安裝槽，所述連桿的端部嵌入第三安裝槽內，第三鉸銷穿過連桿且固定位于安裝槽側面的安裝孔中，使連桿鉸接于驅動盤。