[發明專利]一種仿象鼻結構柔性抓取裝置

有效

• 申請號: 202010784801.7
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111923082B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陳琦;龐文;朱大奇;黃光宇;劉兆冰
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B25J15/12
• 分類號: B25J15/12;B25J17/02
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明公開了一種仿象鼻結構柔性抓取裝置，涉及柔性抓取的技術領域，包括：串聯式柔性關節，串聯式柔性關節由多個柔性關節串聯而成，柔性關節包括兩隔離片、萬向節、兩線性軸承和蜂巢狀彈性網，相鄰的兩柔性關節內的兩萬向節之間通過連接桿連接；驅動裝置，驅動裝置包括基座和四拉繩機構，基座安裝在串聯式柔性關節一端，四拉繩機構均勻設置在基座內，拉繩機構包括步進電機、絞盤和尼龍繩，步進電機的轉軸驅動絞盤，尼龍繩的一端纏繞在絞盤上。本發明的仿象鼻結構柔性抓取裝置采用四個步進電機作為驅動機構，通過設置步進電機不同的轉動角度就能夠使得柔性抓取裝置實現任意方向和彎曲半徑的彎曲動作，完成對物體的抓取。

技術領域

本發明涉及柔性抓取的技術領域，尤其涉及一種仿象鼻結構的柔性抓取裝置。

背景技術

隨著柔性抓取技術的發展，柔性材料和柔性體結構成為了柔性技術研究的重點領域。柔性抓取技術能夠抓取雞蛋、水杯這些易碎物體，而完成此類抓取任務，通過對柔性體結構進行優化設計能夠增加柔性抓取裝置的彈性模量和彎曲能力，從而能夠保證與不規則的目標物體緊密貼合，常規的柔性手指只能向一個方向彎曲，靈活性較差，而柔性機械手需要由若干柔性手指進行配合運動才能完成對一定大小物體的抓取，結構復雜，成本較高。

研究發現大象的鼻子結構簡單，但是卻能夠抓取多種形狀的物體，抓取靈活、負載能力強，不會對目標物體造成損壞。因此通過對大象鼻子結構的研究，可以發現大象鼻子可以看成由若干個柔性關節串聯在一起組成，每個關節可以實現任意方向的彎曲，從而實現整個象鼻的自由彎曲和靈活運動能力，因此可以將仿象鼻結構融合于柔性抓取技術上。

發明內容

針對上述產生的問題，本發明的目的在于提供仿象鼻結構柔性抓取裝置，解決未知易碎物體的柔性抓取問題。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種仿象鼻結構柔性抓取裝置，包括：串聯式柔性關節，所述串聯式柔性關節由多個柔性關節串聯而成，所述柔性關節呈圓柱體空心結構，每一所述柔性關節均包括兩隔離片、萬向節、兩線性軸承和蜂巢狀彈性網，所述萬向節上設有兩連接桿，兩所述隔離片的外緣之間設置有所述蜂巢狀彈性網，兩所述隔離片的中部均開設有第一通孔，兩所述線性軸承分別設置在兩所述第一通孔內，兩所述隔離片的外圓上均勻開設有四第二通孔，所述萬向節位于兩所述隔離片之間，相鄰的兩所述柔性關節之間通過所述隔離片相連接，相鄰的兩所述柔性關節內的兩所述萬向節之間通過一所述連接桿連接，所述連接桿穿過所述線性軸承；驅動裝置，所述驅動裝置包括基座和四拉繩機構，所述基座安裝在所述串聯式柔性關節一端的所述隔離片上，四所述拉繩機構均勻設置在所述基座內，每一所述拉繩機構均包括步進電機、絞盤和尼龍繩，所述步進電機的轉軸驅動所述絞盤，所述尼龍繩的一端纏繞在所述絞盤上，四所述尼龍繩分別依次貫穿多個柔性關節上的四所述第二通孔，四所述尼龍繩用于拉動所述串聯式柔性關節朝向特定方向彎曲。

上述的仿象鼻結構柔性抓取裝置，其中，所述蜂巢狀彈性網采用二維蜂巢晶格結構，所述蜂巢晶格結構的形狀為筒體。

上述的仿象鼻結構柔性抓取裝置，其中，多個所述隔離片的形狀均為圓盤狀。

上述的仿象鼻結構柔性抓取裝置，其中，所述基座包括圓形底板和兩端開口的圓筒，所述圓筒的一端與所述圓形底板連接，所述步進電機的缸體均固定在所述圓筒的內壁上，所述步進電機的轉軸均朝向所述圓筒的中軸線方向，所述圓形底板的中部開設有圓形開口，所述串聯式柔性關節一端的所述隔離片卡設在所述圓形開口內。

上述的仿象鼻結構柔性抓取裝置，其中，四所述尼龍繩均與所述串聯式柔性關節遠離所述基座一端的所述隔離片相連接。

上述的仿象鼻結構柔性抓取裝置，其中，所述柔性關節采用熱塑性彈性體和硅橡膠混合制成。

本發明由于采用上述技術，使之與現有技術相比具有的積極效果是：