[發明專利]主動適應可變剛度軟體機械抓手

在審

• 申請號: 201711156853.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107932531A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 江沛;楊彥東;陳沖;柏龍;陳曉紅
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/06
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所50224
• 代理人: 李賓

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體涉及一種主動適應可變剛度軟體機械抓手。

背景技術

機器人抓手作為機器人與環境進行交互作用的末端執行器，對于提高機器人的作業水平和工作效率有重要意義，機器人抓手的靈活性和適應性是衡量機器人抓手設計水平的重要標志；現有的機器人末端執行器大多為剛性結構，適應性較差，因此出現了多模塊可變剛度機械抓手，而多模塊可變剛度機械抓手與剛性機械抓手最大的區別就是本體材料是柔軟性的，由于軟組織材料比剛性材料具有更加復雜多變的響應特性，這帶來了功能上的靈活性和易順應性，而現有技術的柔性執行器雖然具有適形抓取物體的能力，但缺乏主動改變自身結構和特性的功能，大大限制了抓取性能，抓取負載小且穩固性差，適用范圍小。

因此，為解決以上問題，需要一種主動適應可變剛度軟體機械抓手，能夠對自身進行主動調整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。

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，提供主動適應可變剛度軟體機械抓手，能夠對自身進行主動調整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。

本發明的主動適應可變剛度軟體機械抓手，包括抓手座、可被控制彎曲的抓手指和用于適形貼附并夾緊于被抓取物表面的抓取囊；所述抓取囊內部填充有顆粒物且抓取囊上設置有用于控制抓取囊內部真空度進而控制顆粒物整體塑形并適形夾緊被抓取物的第一通氣口，所述抓手指為多個并固定于抓手座，所述抓取囊位于多個抓手指形成抓握空間內且抓取囊的外壁與抓手指彎曲內側面貼附固定。

進一步，所述抓手指為三個且與抓取囊配合形成三棱錐結構。

進一步，所述抓手指包括條形囊、貼附固定于條形囊彎曲內側面不可伸縮的限制帶和用于纏繞條形囊與限制帶的束縛線，所述條形囊的端部設置有用于通過向條形囊內腔充放氣進而控制抓手指彎曲的第二通氣口。

進一步，所述條形囊的斷面為圓弧形。

進一步，所述抓手座為圓筒座，三個抓手指的一端分別沿圓周方向均勻間隔固定于圓筒座的下端，所述第一通氣口和第二通氣口分別連通設置有均向上穿出圓筒座內腔的通氣管。

進一步，所述圓筒座的上端外圓沿徑向向外延伸形成用于安裝機械抓手的安裝法蘭。

本發明的有益效果是：本發明公開的一種主動適應可變剛度軟體機械抓手，抓取時，氣泵通過第一通氣口對抓取囊進行抽真空后，大氣壓強對于抓取囊產生壓力，抓取囊收縮使抓取囊內部的顆粒物互相擠壓、摩擦從而使抓取囊產生一定的剛度(主要是增大剛度，增加抓取力)，同時保持一定的形狀，產生較大的適形貼服于被抓取物表面的抓緊力，使得抓握空間內側牢固抓緊，同時結合抓手指在抓握空間外側形成牢固的抓緊，利于抓取囊形成有效包裹；當抓取動作完成后，外部氣泵通過第一通氣口對抓取囊進行適當充氣使其內部保持合適的氣壓，使內部填充的顆粒能夠自由運動使整個抓取囊部分剛度變低，同時釋放抓手指抓取，恢復柔性，進行下一次抓取。傳統的氣動軟體抓手缺少變剛度結構使其抓取物體時很難保持很大的抓取力，本發明在抓取物體后能夠保持較大的剛度，提供較大的抓取力從而可以抓握更重的物體；其它采用顆粒干擾的變剛度機械抓手在抓取物體時抓手是被動適應，缺少主動適應被抓取物體的過程，這使得被抓取物體的受力面積減小，受力不均勻，極大的影響抓取效果，本發明為主動適應的軟體機械抓手，可以主動貼合適應不規則物體的表面特征進行抓取。本抓手由軟體硅膠制成，同時囊體內部的顆粒在抓取時具有流動性，這種特征在抓手抓取易碎物品和活體動植物時可以極大程度的保護被抓取物品不受抓取力的破壞，保證被抓取物體的安全。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的剖視圖；

圖3為本發明中的抓手指結構示意圖。

具體實施方式