[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

一種帶有力觸覺感知的深海智能手爪，可解決傳統手爪無法實現夾持過程中的力觸覺信息采集與反饋，無法實現夾持過程中的精確力控制，適用性與局限性較大的技術問題。包括依次連接的驅動機構、傳動機構和末端執行機構，還包括控制模塊、多維力傳感器模塊和觸覺傳感器模塊；所述多維力傳感器模塊、觸覺傳感器模塊、驅動機構和控制模塊分別通信連接；所述驅動機構一端與多維力傳感器模塊連接，另一端與傳動機構連接；所述觸覺傳感器模塊設置在末端執行機構上。本實用新型結構設計合理，簡單緊湊，液壓缸的較小行程即可實現手爪的較大開合，模塊化的多維力傳感器與觸覺傳感器實現手爪感知功能的完善，實現深海精確作業及精細化作業要求。

技術領域

本實用新型涉及水下作業工具技術領域，具體涉及一種帶有力觸覺感知的深海智能手爪。

背景技術

海洋中蘊含著豐富的礦物資源和生物資源，是資源開發和科學考察的重要場所之一。水下機器人，作為海洋資源開發和海洋領域研究的利器，極大擴展了研究領域的廣度和深度，使得研究可以從淺海延伸到深海。水下機械手是水下機器人作業功能的主要承擔者，各類作業型潛水器上均有搭載。作為機械手的末端執行器，直接實現目標物的抓取與夾持，對手爪的研究也顯得愈發重要。

隨著機器人技術的迅速發展及對深海探索研究的不斷深入，水下作業的精細化與完整性要求越來越高。傳統手爪無法實現夾持過程中的力觸覺信息采集與反饋，無法實現夾持過程中的精確力控制，對脆性及柔性作業對象無法實現完整采集，且精細作業能力有限，故適用性與局限性較大。

實用新型內容

本實用新型提出的一種帶有力觸覺感知的深海智能手爪，可解決傳統手爪無法實現夾持過程中的力觸覺信息采集與反饋，無法實現夾持過程中的精確力控制，適用性與局限性較大的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

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、傳動機構和末端執行機構，

還包括控制模塊、多維力傳感器模塊和觸覺傳感器模塊；

所述多維力傳感器模塊、觸覺傳感器模塊、驅動機構和控制模塊分別通信連接；

所述驅動機構一端與多維力傳感器模塊連接，另一端與傳動機構連接；

所述觸覺傳感器模塊設置在末端執行機構上。

進一步的，所述驅動機構包括液壓缸外殼體、液壓缸；

液壓缸外殼體通過法蘭與多維傳感器和傳動機構相連接；

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

所述傳動機構的每個單元包括固定罩、推桿、小連桿、大連桿、平行連桿；

所述末端執行機構的每個單元包括一個末端執行部件；

所述傳動機構和末端執行機構構成手爪結構；

推桿與液壓缸活塞桿直接相連，固定罩設置在推桿的外部，活塞桿驅動小連桿運動，小連桿帶動大連桿運動，大連桿與固定罩、平行連桿及末端執行部件構成平行四邊形結構，實現手爪的平移夾持運動。

進一步的，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；