[發明專利]一種機械手

有效

• 申請號: 202110340746.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113070893B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 劉思聰;朱昱銘;張梓聰;劉健慧;王崢
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/10;B25J15/02;B25J9/10
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 胥強;彭家恩

本申請公開了一種機械手，包括手指裝置和手掌裝置。手指裝置包括指根件、指關節件和第一軟體驅動單元。第一軟體驅動單元的一端與指根件連接，另一端與指關節件連接。第一軟體驅動單元用于與流體源連接，其能夠在流體壓力的作用下伸直或向一側彎曲，以帶動指關節件相對指根件運動。手掌裝置包括至少兩個手掌件和第二軟體驅動單元，手掌件具有接觸側和連接側，指根件與連接側連接。第二軟體驅動單元設置于相鄰的兩個手掌件之間，第二軟體驅動單元的兩側分別與相鄰的兩個手掌件連接，第二軟體驅動單元用于與流體源連接，其能夠在流體壓力的作用下伸直或向一側彎曲，以帶動相鄰的兩個手掌件相對運動，從而增強了機械手的適應性和交互性。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，具體涉及一種機械手。

背景技術

隨著科技的發展，機器手在越來越多的領域替代人類工作。傳統的機械手大多由剛性結構組成，常見的驅動方式為電機驅動與液壓驅動。這樣的機械構型雖然擁有可靠的負載以及很高的重復精度，但是存在容錯率低，適應性差，交互性差，安全性低，質量大，機械結構復雜，噪聲顯著等缺點，使得其在與人身體交互中不占優勢。但是，現有的軟體機械手的手掌通常為一體式結構或者由多個剛性連接的部件構成，導致機械手的手掌適應性差和交互性差。

發明內容

本發明主要目的在于，提供一種適應性更強，交互性更好的機械手。

第一方面，一種實施例中提供一種機械手，包括手指裝置和手掌裝置；

所述手指裝置包括指根件、指關節件和第一軟體驅動單元，所述指根件用于起支撐作用，所述指關節件具有接觸側，所述接觸側用于與待抓握物體接觸；所述第一軟體驅動單元的一端與指根件連接，另一端與指關節件連接；所述第一軟體驅動單元用于與流體源連接，其能夠在流體壓力的作用下伸直或向一側彎曲，以帶動指關節件相對指根件運動；

所述手掌裝置包括至少兩個手掌件和第二軟體驅動單元，所述手掌件具有接觸側和連接側，所述接觸側用于與待抓握物體接觸，所述指根件與連接側連接；所述第二軟體驅動單元設置于相鄰的兩個所述手掌件之間，所述第二軟體驅動單元的兩側分別與相鄰的兩個所述手掌件連接，所述第二軟體驅動單元用于與流體源連接，其能夠在流體壓力的作用下伸直或向一側彎曲，以帶動相鄰的兩個所述手掌件相對運動。

一種實施例中，所述第一軟體驅動單元和第二軟體驅動單元包括軟體肌肉，所述軟體肌肉包括兩個端部和柔性的腔體側壁，所述腔體側壁設置在兩個端部之間，所述腔體側壁的兩側分別延伸到對應的端部，并沿端部的周向圍合，形成閉合腔體；

所述端部或腔體側壁上具有進出口，所述進出口用于供壓力流體進出閉合腔體，所述腔體側壁具有折疊結構，在所述閉合腔體內的流體壓強變化時，所述折疊結構能夠產生形變，以實現軟體肌肉的伸直和向一側彎曲。

一種實施例中，所述折疊結構包括肌肉外壁、肌肉內壁和兩個連接壁，所述肌肉外壁和肌肉內壁相對設置，兩個所述連接壁設置在肌肉外壁和肌肉內壁之間，用以將肌肉外壁和肌肉內壁連接；

所述肌肉外壁具有多個外側面，多個所述外側面首尾依次連接，并形成連續起伏的第一波形結構；所述肌肉內壁具有多內側面，多個所述內側面首尾依次連接，并形成連續起伏的第二波形結構；所述連接壁具有多個連接面，多個所述連接面依次首尾連接，并形成連續起伏的第三波形結構；

所述第一波形結構的每個波峰均與第三波形結構的一個波谷對應連接，所述第一波形結構的每個波谷均與第三波形結構的一個波峰對應連接，所述第二波形結構的每個波峰均與第三波形結構的一個波谷對應連接，所述第二波形結構的每個波谷均與第三波形結構的一個波峰對應連接。

一種實施例中，所述軟體肌肉包括一類軟體肌肉，所述一類軟體肌肉內的流體壓強與外界壓強相同時，所述一類軟體肌肉伸直；所述一類軟體肌肉內的流體壓強相對外界壓強增大時，帶動相鄰的所述內側面相互靠近，相鄰的所述外側面相互遠離，以實現一類軟體肌肉向肌肉內壁所在的一側彎曲。