[實用新型]一種帶有力觸覺感知的深海智能手爪

有效

• 申請號: 201922159022.3
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN211193889U
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 高理富;張倩倩;王大慶;郭偉斌;孫玉香
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/10;B25J9/14;B25J15/08;B25J19/02;B63C11/52
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

1.一種帶有力觸覺感知的深海智能手爪，包括依次連接的驅動機構(Ⅱ)、傳動機構(Ⅲ)和末端執行機構(Ⅳ)，其特征在于：

還包括控制模塊、多維力傳感器模塊(Ⅰ)和觸覺傳感器模塊(Ⅴ)；

所述多維力傳感器模塊(Ⅰ)、觸覺傳感器模塊(Ⅴ)、驅動機構(Ⅱ)和控制模塊分別通信連接；

所述驅動機構(Ⅱ)一端與多維力傳感器模塊(Ⅰ)連接，另一端與傳動機構(Ⅲ)連接；

所述觸覺傳感器模塊(Ⅴ)設置在末端執行機構(Ⅳ)上。

2.根據權利要求1所述的帶有力觸覺感知的深海智能手爪，其特征在于：所述驅動機構(Ⅱ)包括液壓缸外殼體(1)、液壓缸(2)；

液壓缸外殼體(1)通過法蘭與多維傳感器(Ⅰ)和傳動機構(Ⅲ)相連接；

所述傳動機構(Ⅲ)和末端執行機構(Ⅳ)分別包括以液壓缸(2)活塞桿所在的直線為中心線呈鏡像對稱的兩個單元；

所述傳動機構(Ⅲ)的每個單元包括固定罩(3)、推桿(4)、小連桿(5)、大連桿(6)、平行連桿(7)；

所述末端執行機構(Ⅳ)的每個單元包括一個末端執行部件(8)；

所述傳動機構(Ⅲ)和末端執行機構(Ⅳ)構成手爪結構；

推桿(4)與液壓缸(2)活塞桿直接相連，固定罩(3)設置在推桿(4)的外部，活塞桿驅動小連桿(5)運動，小連桿(5)帶動大連桿(6)運動，大連桿(6)與固定罩(3)、平行連桿(7)及末端執行部件(8)構成平行四邊形結構，實現手爪的平移夾持運動。

3.根據權利要求2所述的帶有力觸覺感知的深海智能手爪，其特征在于：所述手爪結構與液壓缸具備以下關系：

手爪開合距離H取決于液壓缸行程及桿長關系，液壓缸行程S與手爪開合距離H存在一一對應關系：

H＝h₂-2*u (3)

聯立(1)(2)(3)式可得液壓缸行程S與手爪開合距離H的對應關系,記為F(S,H)＝0；

其中，S為液壓缸行程，H為手爪開合距離，L為推桿桿長，θ為小連桿轉角，r為小連桿桿長，b為大連桿桿長，h₁為大連桿始端間距，h₂為大連桿終端間距，u為爪間間隙。

4.根據權利要求2所述的帶有力觸覺感知的深海智能手爪，其特征在于：液壓缸推力F與手爪夾持力F_N存在如下關系式：

-F*r₁＝F_N*b₁ (4)

式(4)即為液壓缸推力F與手爪夾持力F_N的對應關系，二者存在較好的單調對應關系；

其中，F為液壓缸推力，F_N為手爪夾持力，F₁為F的分力1，F₂為F的分力2，r₁為推力力臂，b₁簡化連桿2的桿長。

5.根據權利要求1所述的帶有力觸覺感知的深海智能手爪，其特征在于：觸覺傳感器模塊(Ⅴ)具體為觸覺傳感器陣列(10)；

觸覺傳感器陣列(10)通過固定膠層(9)粘連在末端執行部件(8)表面。

6.根據權利要求5所述的帶有力觸覺感知的深海智能手爪，其特征在于：

所述末端執行部件(8)預留凹槽，通過將固定法蘭(11)安裝凹槽內用于鎖緊觸覺傳感器陣列(10)。