[發明專利]線驅動仿生軟體機械手

有效

• 申請號: 202010020414.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111152209B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 任麗麗;周亮;牛士超;徐健;焦志彬;薛浩;丁漢良;佟金
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14;B25J15/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發明公開了一種線驅動仿生軟體機械手，包括線驅動總成、機架總成、執行器總成；多個執行器總成以圓柱螺旋線的布置形式均勻固定在機架總成上；線驅動總成依次穿過所有執行器總成用于將外部驅動力傳遞給執行器總成。執行器總成包括執行器座體、彈簧機構、滾輪機構、漲緊氣囊；彈簧機構主體位于執行器座體內，彈簧機構頂端與執行器座體滑動連接，底端伸出執行器座體外并與滾輪機構固定連接；漲緊氣囊安裝在滾輪機構底部；線驅動總成滾動連接穿過滾輪機構并與滾輪機構連接。本發明模仿了自然界中蟒蛇纏繞抓取的方式，在保證機械手柔順性的前提下，可以獲取更大的抓取力，同時，采用單個線繩的驅動方式，可以自動適應形狀復雜的抓取目標。

技術領域

本發明涉及軟體機械手技術領域，具體涉及一種線驅動仿生軟體機械手。

背景技術

近年來，軟體機器人因具有能夠適應各種應用環境、與人類交互更加安全等優勢，得到研究人員的廣泛關注。

軟體機械手是軟體機器人研究領域的一個重要組成部分，主要負責與外界的交互，具有運動靈活、結構可靠、控制簡單、柔順性強等優勢，在科學教育、農業生產及醫療健康等領域得到廣泛應用。但是，隨著軟體機械手進一步的推廣應用，其仍然存在抓取力小、只能應用于輕質目標的抓取等問題，限制了軟體機械手的廣泛應用。研究人員試圖通過變剛度抓取等方式提高軟體機械手的負載能力，但效果不夠理想。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有軟體機械手夾持力低、負載能力差的問題，而提出一種線驅動仿生軟體機械手，該仿生軟體機械手模仿了自然界中蟒蛇纏繞抓取的方式，在保證機械手柔順性的前提下，可以獲取更大的抓取力，同時，采用單個線繩的驅動方式，可以自動適應形狀復雜的抓取目標。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種線驅動仿生軟體機械手，包括線驅動總成、機架總成、執行器總成；多個執行器總成以圓柱螺旋線的布置形式均勻固定在機架總成上；線驅動總成依次穿過所有執行器總成且與執行器總成滾動連接，線驅動總成用于將外部驅動力傳遞給執行器總成。

進一步地，所述線驅動總成包括驅動輸入接頭、導向槽、柔性鋼絲繩，兩個驅動輸入接頭固連在柔性鋼絲繩的兩端，用于柔性鋼絲繩驅動力的輸入，柔性鋼絲繩依次穿過所有執行器總成且與執行器總成滾動連接，兩個導向槽通固連在機架總成上，導向槽用于對柔性鋼絲繩導向。

進一步地，所述機架總成包括主體機架、機械手連接件，主體機架整體呈筒狀，多個執行器總成以圓柱螺旋線的布置形式均勻固定在主體機架上，機械手連接件固定在主體機架一端。

進一步地，所述執行器總成包括執行器座體、彈簧機構、滾輪機構、漲緊氣囊；彈簧機構主體位于執行器座體內，彈簧機構頂端與執行器座體滑動連接，底端伸出執行器座體外并與滾輪機構固定連接；漲緊氣囊安裝在滾輪機構底部；執行器總成呈徑向安裝在主體機架上，執行器座體固定在主體機架外側，滾輪機構位于主體機架內部，所述線驅動總成滾動連接穿過滾輪機構并與滾輪機構連接。

進一步地，所述彈簧機構由滑塊、彈簧推桿、壓縮彈簧組成，滑塊固定在彈簧推桿頂端，且滑塊通過基座滑軌與執行器座體構成移動副，壓縮彈簧套接在彈簧推桿上且抵接在執行器座體與滑塊之間，彈簧推桿底端伸出執行器座體底部連接所述滾輪機構。

進一步地，所述滾輪機構由滾輪支座、滾輪、銷軸組成，滾輪通過銷軸與滾輪支座構成轉動副，滾輪支座固連在所述彈簧機構的底端，滾輪用于對所述線驅動總成支撐并導向。

進一步地，所述漲緊氣囊粘接在滾輪機構的底部凹槽上，漲緊氣囊設有兩個對稱分布的導氣管。

本發明的有益效果：

1、本發明模仿了自然界中蟒蛇纏繞抓取的方式，這種方式在保證機械手柔順性的前提下，可以獲取更大的抓取(擠壓)力，在抓取大質量物體時更加穩定。采用單個線繩的驅動方式，可以自動適應形狀復雜的抓取目標。