气动软体抓手制造技术

本发明专利技术提供了一种气动软体抓手，包括气动软体驱动器、夹持装置；气动软体驱动器是有气腔的空心柱状结构，横截面为半圆形。三个气动软体驱动器按圆周均布组成抓手，每个气动软体驱动器的一端固定在辅助设计的夹持装置上，气压作用下自由端会产生朝向圆心方向的弯曲动作，三个协调配合实现抓取任务。气体的可压缩性与软体驱动器的弹性使抓手具有无损抓取易损物品的良好特性。辅助设计的夹持装置，为气动软体驱动器接入气源，并使软体抓手固定在机械臂末端。该软体抓手只需充气放气两种状态就可以实现对物品的抓取和释放操作。本发明专利技术结构简单、自适应能力强、控制简单、成本低、通用性强，适用于小型果蔬采摘、日常小型物品的分类存储等自动化作业。

【技术实现步骤摘要】
气动软体抓手
本专利技术涉及自动化作业领域，具体地，涉及气动软体抓手，尤其是涉及适用于小型果蔬采摘分类、超市零食等日常小型物品的存储摆放的气动软体抓手。
技术介绍
现有机械抓手多为刚性结构，对被抓物品的自适应能力差。为实现柔顺抓取常采用欠驱动的方式，由此带来设计的机械抓手结构复杂、控制难度大的问题，而且通常只能应用于特定的目标对象。专利文献CN202292762U，公开了一种果蔬采摘欠驱动机械手爪，包括上底座、手指固定件、支撑柱、下底座、步进电机、螺杆、螺母、升降平台、导向柱、远指、中指、近指、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、驱动杆、第一扭簧和第二扭簧；采用一个步进电机同时驱动多个手指的同时，采用欠驱动手指机构，并使用扭簧作为限制机构，使之具有包络抓取功能；手爪面装有接触力传感器，能通过对接触力的检测反馈控制抓取力度。这种采用传统机械结构设计的机械抓手基于传统刚性铰链结构，可在一定程度上实现果蔬的无损抓取，但其功能实现需借助触力传感器做反馈，而且结构复杂。目前国内水果采摘作业基本上都是人工进行。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种气动软体抓手。根据本专利技术提供的一种气动软体抓手，包括气动软体驱动器、夹持装置；气动软体驱动器与夹持装置连接，在气压作用下，气动软体驱动器能够向一侧弯曲。优选地，所述气动软体驱动器包括驱动器内胆、限制层、缠线层、外包裹层、连接末端；驱动器内胆内部空间形成气腔；外包裹层构成气动软体驱动器的外表面，包裹驱动器内胆；限制层、缠线层设置在驱动器内胆与外包裹层的间隙中，限制层、缠线层位于驱动器内胆的一侧；当气腔充入气体后，缠线层约束气腔径向尺寸的增大，限制层限制气腔的轴向伸长，共同驱使气动软体驱动器向一侧变形弯曲；连接末端设置在外包裹层的一端部位置，连接末端与所述夹持装置相连接。优选地，所述气动软体驱动器采用以硅胶材料为主体的纤维结构；其中，驱动器内胆、限制层、缠线层、外包裹层使用硅胶制作。优选地，所述夹持装置包括压座、压盖和连接法兰；压盖与连接法兰连接；压座与压盖连接；所述气动软体驱动器的一个末端紧固连接在压座与压盖之间，所述气动软体驱动器的另一个末端为自由端。优选地，所述连接末端紧固连接在压座与压盖之间。优选地，所述夹持装置内设置有供气管路、多通接头；所述多通接头保持多个气动软体驱动器与同一个供气管路气密性连通；多个气动软体驱动器按圆周均匀分布。优选地，所述多通接头为四通接头；所述多个气动软体驱动器为三个。优选地，所述连接法兰能够连接机械臂的末端。优选地，所述缠线层采用对称双螺旋缠线。优选地，气动软体驱动器是有气腔的空心柱状结构，横截面为半圆形。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、结构简单，软体驱动器结构简单，容易制作，控制方便，只需要充气和放气就可以实现抓取和释放的操作。2、安全卫生，抓手由硅胶制备，硅胶对人体无毒无害，因此具有很高的安全性；软体抓手采用气动驱动，因此不需要润滑油润滑等日常维护工作，相对于传统机械抓手在干净卫生方面优势明显。3、通用性强，自适应能力强，无损抓取易损物品，软体驱动器良好的柔顺性能够实现对各种形状果蔬稳定可靠的抓取，而且软体抓手方便安装在各种机械臂末端进行使用。4、成本低，软体驱动器的制作材料硅胶容易获得，成本低廉。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为气动软体抓手的整体装配图；图2为气动软体抓手的气动软体驱动器结构图；图3为气动软体抓手抓放控制的抓取状态示意图；图4为气动软体抓手抓放控制的保持状态示意图；图5为气动软体抓手抓放控制的释放状态示意图。图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供了一种气动软体抓手，包括气动软体驱动器1、夹持装置；气动软体驱动器1与夹持装置连接，在气压作用下，气动软体驱动器1向一侧弯曲。夹持装置用于安装软体驱动器、引入气源以及方便软体抓手安装于机械臂末端。三个气动软体驱动器组成抓手部分。软体抓手中的三个气动驱动器用一个四通连接到同一个气源管路上，只需要控制充气放气就可以实现抓手的抓取和释放动作。气动软体驱动器1是有气腔的空心柱状结构，横截面为半圆形。三个气动软体驱动器1按圆周均布组成抓手，每个气动软体驱动器1的一端固定在辅助设计的夹持装置上，气压作用下自由端会产生朝向圆心方向的弯曲动作，三个协调配合可实现抓取任务。气体的可压缩性与软体驱动器的弹性使此抓手具有无损抓取易损物品的良好特性。辅助设计的夹持装置，具有为驱动器接入气源以及设计有便于软体抓手固定在机械臂末端的结构。具体地，如图2所示，所述气动软体驱动器1包括驱动器内胆5、限制层6、缠线层7、外包裹层8、连接末端9；驱动器内胆5内部空间形成密闭的气腔10；外包裹层8设置在气动软体驱动器1的外表面，包裹驱动器内胆5；限制层6、缠线层7设置在驱动器内胆5与外包裹层8的间隙中，限制层6、缠线层7位于气动软体驱动器1的一侧；当气腔10充入气压后，硅胶制作的气动软体驱动器1内部的驱动器内胆5会向四周膨胀。缠线层7约束气腔10径向尺寸的增大，从而使气动软体驱动器1产生轴向的伸长；限制层6限制气动软体驱动器1的轴向伸长，共同驱使气动软体驱动器1向一侧变形弯曲，所以整个气动软体驱动器1会产生朝向平面侧的弯曲变形；连接末端9设置在外包裹层8的一端，连接末端9与所述夹持装置相连接，具体地，所述连接末端9紧固连接在压座2与压盖3之间。具体地，所述气动软体驱动器1采用以硅胶材料为主体的纤维结构；优选地，所述气动软体驱动器1采用纤维增强型结构。其中，驱动器内胆5、限制层6、缠线层7、外包裹层8使用硅胶制作，所述缠线层7采用对称双螺旋缠线。其中，驱动器内胆5和外包裹层8的制作采用3D模型法，即先用3D打印方法制作出模具，再浇注硅胶凝固成型的方法。具体地，所述夹持装置包括压座2、压盖3和连接法兰4；压盖3与连接法兰4连接；压座2与压盖3连接；所述气动软体驱动器1的末端紧固连接在压座2与压盖3之间。压座2、压盖3和连接法兰4都采用三维软件设计并3D打印的方法制作。其中，压座2和压盖3主要用于固定软体驱动器并提供气源，连接法兰4提供便于安装于机械臂末端的连接结构，所述连接法兰4能够连接机械臂的末端。具体地，所述夹持装置内设置有供气管路、多通接头；所述多通接头保持多个气动软体驱动器1与同一个供气管路气密性连通。夹持装置采用3D打印的方法制作，其设计中包括保证装置气密性的气路结构和便于安装于机械臂末端的通用连接末端。优选地，所述多通接头为四通接头；所述多个气动软体驱动器1为三个。优选地，压盖3与压座2之间采用螺栓连接，压盖3与压座2相配合紧固三个气动软体驱动器1，连接法兰4与压盖3之间用螺栓连接，连接法兰4可很方便连接到机械臂末端。三个气动软体驱动器1的气腔10在夹持装置内部用一个四通接头与同一个供气管路接通。外部气源的气压采用使用前标定的固定值。如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动软体抓手，其特征在于，包括气动软体驱动器(1)、夹持装置；气动软体驱动器(1)与夹持装置连接，在气压作用下，气动软体驱动器(1)能够向一侧弯曲。

【技术特征摘要】
1.一种气动软体抓手，其特征在于，包括气动软体驱动器(1)、夹持装置；气动软体驱动器(1)与夹持装置连接，在气压作用下，气动软体驱动器(1)能够向一侧弯曲。2.根据权利要求1所述的气动软体抓手，其特征在于，所述气动软体驱动器(1)包括驱动器内胆(5)、限制层(6)、缠线层(7)、外包裹层(8)、连接末端(9)；驱动器内胆(5)内部空间形成气腔(10)；外包裹层(8)构成气动软体驱动器(1)的外表面，包裹驱动器内胆(5)；限制层(6)、缠线层(7)设置在驱动器内胆(5)与外包裹层(8)的间隙中，限制层(6)、缠线层(7)位于驱动器内胆(5)的一侧；当气腔(10)充入气体后，缠线层(7)约束气腔(10)径向尺寸的增大，限制层(6)限制气腔(10)的轴向伸长，共同驱使气动软体驱动器(1)向一侧变形弯曲；连接末端(9)设置在外包裹层(8)的一端部位置，连接末端(9)与所述夹持装置相连接。3.根据权利要求2所述的气动软体抓手，其特征在于，所述气动软体驱动器(1)采用以硅胶材料为主体的纤维结构；其中，驱动器内胆(5)、限制层(6)、缠线层(7)、外包裹层(8)使用硅胶制作。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：谷国迎，魏树军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31