[發明專利]一種驅冷一體化的變剛度軟體機械手

在審

• 申請號: 202210182053.4
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114378857A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李軍鋒;吳祖祺
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B25J15/12
• 分類號: B25J15/12;B25J15/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 萬青青

本發明公開了一種驅冷一體化的變剛度軟體機械手，包括支架及至少兩個軟體手指，其中，各個軟體手指均包括變形機構及變剛度機構；變形機構的一端固定于支架上，變形機構內具有相互連通的第一型腔及第二型腔；變剛度機構設置于第二型腔內，變剛度機構的兩端分別與第二型腔的內壁固定連接。本發明的有益效果是：當帶壓水源通過第一型腔時，第一型腔的外壁伸長，當帶壓水源通過第二型腔時，由于第二型腔內的變剛度機構不能伸長、僅能彎曲，因此第二型腔的外壁無法伸長，從而使變形機構彎曲變形，可實現對目標物體的抓取；同時，當帶壓水源流經第二型腔時，可對變剛度機構進行冷卻，從而本發明中不需要設置額外的冷卻裝置對變剛度機構進行冷卻。

技術領域

本發明涉及軟體機器人技術領域，尤其是涉及一種驅冷一體化的變剛度軟體機械手。

背景技術

軟體機器人是一種柔韌性較好的新型機器人，機器人本體或部分結構使用靈活、柔軟的材料制作，具有良好的順應性和適應性，能夠抵御外部沖擊，適合用于非結構化和復雜的環境中。軟體機械手是軟體機器人領域的重要組成部分，軟體機械手性能的好壞影響著整個機器人在實際應用中的表現。然而，單純的軟體機械手雖然有著安全的人機交互性等特點，但正是軟體機械手柔軟的特點體現出了它剛度不足的問題。這說明定剛度的軟體機械手的抓取力較小，只能抓取質量較輕的目標，對于質量較大的抓取目標卻無能為力，適用范圍相對較小。

目前變剛度軟體機械手變剛度方式主要有基于人工肌肉、堵塞原理、智能材料和磁流體等，基于人工肌肉的方式、堵塞原理和形狀記憶合金材料的變剛度范圍均較小，基于低熔點合金的變剛度范圍較大，但響應速度慢，而根據磁流體效應實現變剛度比較困難，制備復雜，實現的變剛度范圍較小。

此外，一些利用溫度變化實現變剛度的材料冷卻速度較慢，需要設置相應的冷卻裝置(如申請號CN201811145587.X的中國發明專利)，這樣便增加了額外的制冷驅動元件。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種驅冷一體化的變剛度軟體機械手，用以解決現有的利用溫度變化實現變剛度的材料冷卻速度較慢、需要設置相應的冷卻裝置、從而增加了額外的制冷驅動元件的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種驅冷一體化的變剛度軟體機械手，包括支架及至少兩個軟體手指，其中，各個所述軟體手指均包括變形機構及變剛度機構；

所述變形機構的一端固定于所述支架上，所述變形機構內具有相互連通的第一型腔及第二型腔，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述變形機構的長度方向延伸，所述變形機構上開設有與所述第一型腔連通的進水口，所述變形機構上還開設有與所述第二型腔連通的出水口；

所述變剛度機構設置于所述第二型腔內，所述變剛度機構的兩端分別與所述第二型腔的內壁固定連接。

在一些實施例中，所述變形機構包括硅膠體，所述硅膠體的一端固定于所述支架上，所述第一型腔及所述第二型腔均開設于所述硅膠體內，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述硅膠體的長度方向延伸，所述進水口及所述出水口均開設于所述硅膠體上。

在一些實施例中，所述第一型腔的側壁上形成有褶皺部。

在一些實施例中，所述變形機構還包括尼龍線，所述尼龍線繞設于所述硅膠體的側壁上。

在一些實施例中，所述變形機構還包括進水管及出水管，所述進水管及所述出水管均固定于所述硅膠體上，所述進水管的一端與所述進水口連通，所述出水管的一端與所述出水口連通。

在一些實施例中，所述變形機構還包括固定塊，所述固定塊固定于所述硅膠體上，所述固定塊上開設有第一固定孔及第二固定孔，所述進水管固定插設于所述第一固定孔內，所述出水管固定插設于所述第二固定孔內。

在一些實施例中，所述變形機構還包括指根固定套，所述指根固定套的一端固定套設于所述硅膠體的一端，所述指根固定套的另一端與所述支架固定連接。