[發(fā)明專利]一種變剛度柔性機(jī)械手

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110354163.X
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113070899A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣林祥;賀磊盈;武傳宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B25J15/12
• 分類號: B25J15/12;B25J15/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王之懷;王洪新

本發(fā)明涉及機(jī)械手領(lǐng)域。目的是提供一種變剛度柔性機(jī)械手，可在一定范圍內(nèi)或在不同的抓取階段調(diào)節(jié)機(jī)械手的剛度以適應(yīng)不同的抓取對象，保證有足夠的抓持力，更好地抓取物體。技術(shù)方案是：一種變剛度柔性機(jī)械手，其特征在于：該機(jī)械手包括設(shè)置于安裝架上的電機(jī)與基座、分別通過變剛度部件連接在基座上的至少兩個柔性手指以及連接在柔性手指與基座之間的腱繩；所述電機(jī)數(shù)量與柔性手指數(shù)量一致且通過對應(yīng)的腱繩一一驅(qū)動對應(yīng)的柔性手指；所述變剛度部件接通外部的動力源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械手領(lǐng)域，尤其涉及一種變剛度柔性機(jī)械手。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人技術(shù)、自動控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人類社會的各個方面。在人類不宜涉足的極端和危險的工程環(huán)境中，機(jī)器人為人類提供了很大的便利。機(jī)械手是機(jī)器人操作的主要執(zhí)行器，目前市場上具有很多性能良好的剛性機(jī)械手，但這些機(jī)械手仍存在很多不足，如難以抓取易損壞、易變形物體等。近年來，學(xué)術(shù)界出現(xiàn)許多柔性機(jī)械手，把傳統(tǒng)剛性機(jī)械手的剛性部件換成柔性的有機(jī)聚合物，以克服現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)械手在特定應(yīng)用場景的缺點。柔性機(jī)械手在抓取對象時能更好的與物體相貼合，不易破壞物體本身結(jié)構(gòu)，同時抓取不規(guī)則形狀物體時也存在較大的優(yōu)勢。但是由于柔性機(jī)械手的關(guān)節(jié)彈性，其抓持力有限，因此適用范圍有限，且當(dāng)抓取物體做大加速度的加、減速運動時可能會甩出物體。針對這個問題，急需發(fā)明一種可變剛度的柔性機(jī)械手，不僅能夠適應(yīng)抓取各種物體，同時也能在抓取物體后進(jìn)行力鎖緊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種變剛度柔性機(jī)械手，可在一定范圍內(nèi)或在不同的抓取階段調(diào)節(jié)機(jī)械手的剛度以適應(yīng)不同的抓取對象，保證有足夠的抓持力，更好地抓取物體。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種變剛度柔性機(jī)械手，其特征在于：該機(jī)械手包括設(shè)置于安裝架上的電機(jī)與基座、分別通過變剛度部件連接在基座上的至少兩個柔性手指以及連接在柔性手指與基座之間的腱繩；所述電機(jī)數(shù)量與柔性手指數(shù)量一致且通過對應(yīng)的腱繩一一驅(qū)動對應(yīng)的柔性手指；所述變剛度部件接通外部的動力源。

所述變剛度部件由并排貼合為一體的彈性部與可控部組成；所述彈性部由彈性材料制作而成；

可控部是填充著磁粉的彈性薄膜袋，且薄膜袋內(nèi)安裝有可接通電源的線圈，所述動力源是電源；或者是包括密封的薄膜袋、置于薄膜袋內(nèi)的顆粒物以及制作在薄膜袋壁上且通過氣管連通真空泵的接口；所述動力源是是電源或真空泵。

所述柔性手指包括通過變剛度部件連接基座且為中空結(jié)構(gòu)的指根以及通過另一變剛度部件連接指根的指尖。

所述指根的側(cè)面中央開設(shè)有圓孔；所述腱繩的一端與指尖固定，腱繩的另一端伸入指根的圓孔中，并繞過指根內(nèi)腔壁部的滑輪以及基座上的滑輪后，再向下纏繞在電機(jī)軸端的轉(zhuǎn)盤上。

所述電機(jī)為伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或舵機(jī)。

所述彈性材料為彈性硅膠、橡膠中的一種。

所述顆粒物為玻璃球、砂子中的一種。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的變剛度柔性機(jī)械手，由電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動腱繩從而使柔性手指彎曲實現(xiàn)物體的抓取。當(dāng)需要變剛度時，給可控部中線圈通電，使得磁粉貼緊線圈，增大柔性手指的剛度，從而改變?nèi)嵝允种傅淖コ至?；或者，通過外接真空泵實現(xiàn)的負(fù)壓程度控制柔性手指變剛度部件的剛度，從而改變?nèi)嵝允种竸偠?；?qū)動方式安全，人機(jī)交互性強(qiáng)，保證了機(jī)械手的適應(yīng)力和負(fù)載能力；還可以根據(jù)不同的抓取對象調(diào)整機(jī)械手的整體剛度，保證有足夠的抓持力，提升了機(jī)械手的負(fù)載能力，可完成對易碎和易變形物體的抓取；也可以在不同的抓取階段調(diào)整剛度，提高抓取過程的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體軸測示意圖。

圖2是本發(fā)明的俯視示意圖。