[實用新型]一種復合型柔性機械手

有效

• 申請號: 202022855159.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN214265625U
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 葉寶霖;胡旭峰;趙柯;操天藝;何旭;盧繼華
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J15/02
• 分類號: B25J15/02;B25J15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種復合型柔性機械手，屬于機械手以及柔性機械手技術領域。包括柔性手臂、壓力傳感器、彈簧鋼片、電磁開合裝置、套筒、動力傳動機構及液壓動力裝置；兩個柔性臂內側均嵌入一個彈簧鋼片和一個壓力傳感器，利用彈簧鋼片的回復力作為抓取目標物的夾緊力，通過壓力傳感器采集施加力的實際大小；兩柔性臂末端通過電磁開合裝置固定在一起；兩個套筒分別套在兩個柔性手臂的前端，并通過套筒上的安裝孔與傳動機構連接；整個柔性手臂部分通過相應的動力傳動機構與所需要的工作平臺進行安裝并使用。所述機械手具有結構簡單、成本低、適應性高、使用液壓動力，運行平穩，能進行無極調節且可控性高的特點。

技術領域

本實用新型涉及一種復合型柔性機械手，屬于機械手，特別是柔性機械手技術領域。

背景技術

機械手大多是采用純機械結構，剛性接觸無法滿足對易損物體的保護要求,對脆弱物體的抓取有很多不方便的地方。這類機械手爪通常具有以下不足：采用純機械結構進行驅動以及實現抓取動作，動作僵化，難以靈活地處理形狀多變的抓取對象；控制要求比較高，需要對力有很精細化的控制能力以及對力實時數據的快速反饋處理能力；結構復雜，這類機械手爪采用了大量的零部件及復雜的傳動機構，也因此極大地增加了成本和制造難度。

雞蛋、果實、玻璃杯等是生產生活中常見的事物，對于這類比較柔軟或易碎的物體，在自動化生產方面的發展因為普通的剛性機械手存在難以控制以及成本高的問題而難以推廣。

對于以上柔軟或易碎物體的抓取，可以采用柔性機械手。以一種仿章魚觸手的軟體機械手為例，它包括軟體觸手、氣管、電氣比例閥、應變片和電磁閥。觸手內部有均勻分布的成組橢球形調壓型腔，沿軸線方向有一條主氣路。通過應變片、電磁閥和電氣比例閥的配合，實現球形調壓腔產生不同的形狀變化，進而使觸手彎曲纏繞物體，完成抓取動作。

但這種仿章魚的柔性機械手具有以下缺陷：

(1)抓取對象的針對性太強，互換通用性差，且只能抓取柱形的物體，極大地限制了柔性機械手的功能性。

(2)結構較為復雜，數量眾多的調壓腔增大了制造難度和生產成本。

(3)控制難度大，抓取時對手爪各部分之間的動作配合要求較高；對于不同尺寸的抓取物體，需要改變較多的控制參量，如要對數量眾多的應變片產生的電信號閾值進行動態調節。

上述機械手雖然可以實現對目標物體的柔性操作，然而在實際生產的應用中，仍有較大的改進空間。因此提出復合型柔性機械手，可以在較大的尺寸范圍內，對不同形狀的柔軟或易碎物體進行抓取。

發明內容

本實用新型針對剛性機械手和現有仿章魚的柔性機械手在柔軟或易碎物體的抓取上存在適應性、經濟性以及可控性較差的問題，提出了一種復合型柔性機械手。

為了達到上述目的，采取如下技術方案：

所述復合型柔性機械手，包括柔性手臂、壓力傳感器、彈簧鋼片、電磁開合裝置、套筒、動力傳動機構以及液壓動力裝置；

其中，柔性手臂的數量為兩個，兩個柔性手臂的外形如植物表皮氣孔的一對保衛細胞，每個柔性手臂呈半月形；兩個柔性手臂均采用彈性高、抗老化能力強的柔性材料，內部中空，手臂內側壁厚而外側壁薄，內部充滿不可壓縮的工作液；柔性手臂內側用于夾持物體的表面有蜂窩狀花紋；

壓力傳感器有兩個，均為壓阻式壓力傳感器；

彈簧鋼片的數量為兩個，采用彈性良好的彈簧鋼材料；彈簧鋼片的外形和柔性手臂的外形相貼合；

電磁開合裝置包括平板和線圈；

其中，平板數量為2個，均由耐腐蝕的鐵磁性材料制作而成，一平板中央有一個圓形凹坑，另一平板中央有一個凸起，且凸起和凹坑相互咬合；線圈內置在平板內部，由鐵磁性材料構成；