[發(fā)明專利]一種線氣拮抗驅(qū)動軟體手指

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011414734.6
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112589821B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林楊喬;鄒俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種線氣拮抗驅(qū)動軟體手指。包括手指基體、充氣腔和穿插在手指基體的驅(qū)動線；所述手指基體沿手指長度方向開設(shè)有多個V形缺口，每個V形缺口內(nèi)均具有一個充氣腔，各個V形缺口內(nèi)的充氣腔通過沿手指長度方向貫穿手指基體布置的通氣口連通，最邊緣一端的V形缺口的充氣腔經(jīng)導(dǎo)氣管連接到外部的充氣裝置；充氣腔的側(cè)方設(shè)有驅(qū)動線，驅(qū)動線一端沿手指長度方向穿過各個V形缺口后固定系到所述手指基體的一端，驅(qū)動線另一端穿出手指基體后連接到外部的拉線裝置上。本發(fā)明利用線驅(qū)動與氣驅(qū)動的拮抗作用，產(chǎn)生可控的剛度和運(yùn)動，提高手指剛度，提升抓取穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟體機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一種機(jī)械手指，具體是涉及了一種線氣拮抗驅(qū)動軟體手指，。

背景技術(shù)

軟體機(jī)器人由可承受大應(yīng)變的柔軟材料制成，具有較大的柔韌性和連續(xù)變形的能力，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，在復(fù)雜易碎物體抓持、人機(jī)交互和狹窄空間作業(yè)等具有極大的應(yīng)用前景。作為軟體機(jī)器人的典型代表，軟體手受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。軟體手通常可以根據(jù)實(shí)際使用情況，可以采取不同的驅(qū)動方式，包括氣體驅(qū)動方式、線驅(qū)動方式、介電彈性體驅(qū)動和形狀記憶合金驅(qū)動方式等。其中氣體驅(qū)動的軟體抓手，具有柔順性好、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其存在運(yùn)動不精確、抓取力不夠和抓取穩(wěn)定性不足等缺點(diǎn)。線驅(qū)動方式控制精確，但是其無法產(chǎn)生剛度變化，容易導(dǎo)致抓取物體過程中軟體手的柔順性不足。同時，在各種驅(qū)動方式的軟體手在快速運(yùn)動時都面臨一個相同的問題，由于材料自身的柔性，常常產(chǎn)生在運(yùn)動時產(chǎn)生抖動，導(dǎo)致抓取物體的掉落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的軟體抓手運(yùn)動精度不高、剛度不可調(diào)和抓取穩(wěn)定性不足等問題，提出了一種線氣拮抗驅(qū)動軟體手指，通過線驅(qū)動精確控制軟體手指運(yùn)動，同時配合氣驅(qū)動產(chǎn)生拮抗力調(diào)整手指剛度，提高抓取穩(wěn)定性。

本發(fā)明提出結(jié)合線驅(qū)動與氣驅(qū)動兩種方式拮抗作用，進(jìn)行軟體手指的驅(qū)動，增強(qiáng)軟體抓手的抓取穩(wěn)定性和抓取強(qiáng)度，擴(kuò)大氣動軟體抓手的使用范圍。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括手指基體、充氣腔和穿插在手指基體的驅(qū)動線；所述手指基體沿手指長度方向開設(shè)有多個V形缺口，每個V形缺口內(nèi)均具有一個充氣腔，各個V形缺口內(nèi)的充氣腔通過沿手指長度方向貫穿手指基體布置的通氣口連通，最邊緣一端的V形缺口的充氣腔經(jīng)導(dǎo)氣管連接到外部的充氣裝置；充氣腔的側(cè)方設(shè)有驅(qū)動線，驅(qū)動線一端沿手指長度方向穿過各個V形缺口后固定系到所述手指基體的一端，驅(qū)動線另一端穿出手指基體后連接到外部的拉線裝置上。

所述手指基體在充氣腔放氣情況下通過驅(qū)動線拉動彎曲，在驅(qū)動線放松情況下通過充氣腔充氣作用伸直。

所述的拉線裝置包括驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動線一端固定于驅(qū)動電機(jī)的輸出端，所述驅(qū)動線另一端從所述線槽內(nèi)沿手指長度方向穿入、從指尖穿出，然后反向由指尖穿入、從手指根部穿出并固定于驅(qū)動電機(jī)的輸出端。

所述手指基體在充氣腔的兩側(cè)均設(shè)置有水平線槽，在充氣腔的兩側(cè)均布置有驅(qū)動線。

所述驅(qū)動線為尼龍線、碳素線、鋼絲線、編織線及合成線中的任一種。

所述手指基體采用柔性3D打印方式制備。

當(dāng)需要提高抓取穩(wěn)定性時，驅(qū)動線和充氣腔同時作用下，產(chǎn)生拮抗作用，提高手指剛度，提升抓取穩(wěn)定性。

本發(fā)明利用線驅(qū)動與氣驅(qū)動的拮抗作用，產(chǎn)生可控的剛度和運(yùn)動，抓取穩(wěn)定性高。

本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明的線氣拮抗驅(qū)動軟體手指，結(jié)合線驅(qū)動運(yùn)動控制精確和氣驅(qū)動剛度可控的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩種驅(qū)動方式的有機(jī)結(jié)合優(yōu)勢互補(bǔ)，利用拮抗作用解決軟體抓手快速運(yùn)動時的抖動問題，增強(qiáng)軟體抓手的抓取穩(wěn)定性和抓取強(qiáng)度，擴(kuò)大氣動軟體抓手的使用范圍。

附圖說明

圖1是軟體手指的結(jié)構(gòu)示意圖；