[發明專利]一種軟體機械手

有效

• 申請號: 201910870187.3
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110625639B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳光明;羅金輝;楊子豪;武永;王安琪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J15/10
• 分類號: B25J15/10;B25J15/12;B25J15/02
• 代理公司: 北京哌智科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 何浩

本發明公開了一種軟體機械手包括一個軟體手臂和至少兩個的軟體手指，軟體手臂包括四個相互平行且緊鄰設置的圓柱形的驅動桿以及分別連接于四個的驅動桿兩端的第一連接座和第二連接座，四個的驅動桿的橫截面位于一個田字內，驅動桿內均設有一個的軸向分布的驅動腔體，驅動桿的外表面設有螺旋結構的引導槽，引導槽內纏繞有纖維線，驅動桿外表面上設有寬度小于四分之一外圓周長的纖維布，纖維布沿軸向分布，纖維布位于所述軟體手臂的內部間隙中，驅動腔體分別通過一個的導管與驅動機構連通。本發明的機械手臂可實現帶動手指的上下左右彎曲和扭轉，手指可實現內攏抓取和外翻釋放，控制簡單，制造成本低。本發明屬于軟體機械手技術領域。

技術領域

本發明涉及機械手技術領域，尤其涉及一種軟體機械手。

背景技術

物流終端往往需要機械手來抓取、運輸和放置大量不規則形狀、不同強度的物體。傳統的機械手很多部分都是由剛性部件組成，雖然能夠抓取不同形狀的物體，但其柔順性較差，對抓取接觸區域產生的壓強過大，容易損壞軟性表面的物體，如蔬菜水果。特別地，為提高抓取范圍、被抓物體的尺寸和抓取效率，要求機械手具有較大范圍的翻動和轉動且操縱過程易于控制。

近年來不斷發展的軟體手抓實現了對表面易損壞物體的柔順抓取。如公開號為CN108297117A和CN109015724A的發明專利，均包含三個圓周分布的氣動軟體手指，實現了對軟物體如果蔬的柔性抓取，但是單個驅動腔體的體積限制了手指的外翻大變形。此外，該類機械手尚不能實現手指的翻動和轉動，故抓取和放置物體時無法調整位姿，可抓取范圍受限。

與上述兩種氣動軟體手指相比，公開號為CN108275464A的氣動軟體機械手增加了由剛性部件組成的底盤，通過電機絲桿和滑塊實現了手指的軸向和徑向的運動，因此增大了手指的運動范圍。此外，國外Festo公司制備出的仿象鼻軟體機械手，采用多個電機及金屬拉鏈等實現手彎曲和扭動，實現手指抓取的靈活性。但是，這兩種軟體機械手的機構結構比較復雜，所需零部件較多，制造成本較高，不能滿足制造裝備的終端對軟體機械手的大量需求。

發明內容

鑒于上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提出一種手臂在較大范圍內的翻動和扭轉，手指可實現大變形外翻、易于控制且制造成本低的軟體機械手。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種軟體機械手，包括一個軟體手臂和至少兩個的軟體手指，所述軟體手指連接于所述軟體手臂的一端，所述軟體手臂包括四個相互平行且緊鄰設置的圓柱形的驅動桿以及分別連接于四個的所述驅動桿兩端的第一連接座和第二連接座，四個的所述驅動桿的橫截面位于一個田字內，所述驅動桿內均設有一個的軸向分布的驅動腔體，所述驅動桿的外表面設有螺旋結構的引導槽，所述引導槽內纏繞有纖維線，所述驅動桿外表面上設有寬度小于四分之一外圓周長的纖維布，所述纖維布沿軸向分布，所述纖維布位于所述軟體手臂的內部間隙中，所述驅動腔體分別通過一個的導管與驅動機構連通。

進一步的，任意一個所述驅動桿的引導槽的螺旋方向與其相鄰的兩個驅動桿的引導槽的螺旋方向均相反。

進一步的，所述軸向分布的驅動腔體均為內壁具有螺旋結構的圓柱形腔體，所述螺旋結構的外徑為12mm，內徑為4mm，螺距為8mm。

進一步的，所述軟體手指包括依次貼合連接的仿生彎曲層、中性層以及反向彎曲層，所述仿生彎曲層和所述中性層之間設有一個的軸向分布的第一腔體，所述反向彎曲層內設有一個的軸向分布的第二腔體，所述軟體手指的外表面設有一層用于限制所述軟體手指產生徑向形變的纏線層，所述中性層的兩個用于貼合的側面上分別設有一層用于限制所述中性層產生軸向形變的中間限制層，所述仿生彎曲層的外表面間隔設置有至少一個的彎曲限制層，所述彎曲限制層位于所述纏線層的外側，所述第一腔體和所述第二腔體分別通過一個的導管與驅動機構連通。

進一步的，所述軟體手指的外表面設有對稱螺旋結構的引導槽，所述纖維線通過所述引導槽纏繞于所述軟體手指的外表面。