一种可以实现垂直平面抓取的新型软体机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种可以实现垂直平面抓取的新型软体机械手，旨在提供一种能够实现垂直平面抓取，提高抓取稳定性，能够适应不规则物品使用需要的软体执行器及其组成的软体机械手。本发明专利技术的软体机械手包括夹具和对称安装于夹具上的至少两个软体执行器。所述软体执行器包括约束层及位于约束层一侧的基体，基体包括气动弯曲模块和抓取模块；气动弯曲模块的一端与夹具固定连接，抓取模块的末端为自由端；抓取模块为气网型结构，通过气动弯曲模块带动抓取模块，使抓取模块实现垂直平面的抓取动作。本发明专利技术的软体机械手能够垂直平面抓取物体，抓取模块与抓取物品的接触面积大，抓取稳定性高。能够适应物品的形状，有利于不规则物体的抓取。

【技术实现步骤摘要】
一种可以实现垂直平面抓取的新型软体机械手
本专利技术涉及软体机器人
，更具体的说，是涉及一种可以实现垂直平面抓取的软体执行器及其组成的新型软体机械手。
技术介绍
软体机器人由于其制造容易、制造成本低、固有的柔顺性、安全性等优点发展迅速，成为机器人领域重要的一个分支。软体机器人在人机交互、末端抓取、狭窄空间作业、术后康复、微创手术等领域应用前景巨大。软体机器人的末端操作装置—软体机械手在机器人作业中具有重要作用。软体机械手由软性材料制作而成，在抓取软性或者易碎物体具有很大的优势，发展迅速。目前，软体机械手中的执行部件—气动软体执行器按结构形式分为纤维加强型执行器、气动肌肉执行器、气网型执行器。其中，气网型执行器使用广泛，在使用过程中，随着气体压力的增大，气网型执行器中的各个气体腔室充气并带动整个执行器弯曲，实现抓取动作。由于执行器末端弯曲较大，当与被抓取物品接触时抓取接触面较小，抓取不稳定，抓取易脱落。除此之外，受制作误差影响，两个软体执行器很难实现对称弯曲，抓取易脱落。而且，对不规则物品的适应性差，影响了软体机械手的推广和应用领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够实现垂直平面抓取，提高抓取稳定性，同时，能够适应不规则物品使用需要的软体执行器。本专利技术的另一个目的是提供一种实现垂直平面抓取，抓取稳定性高，能够适应抓取物体形状的软体机械手。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种软体执行器，包括约束层及位于所述约束层一侧的基体，所述基体包括气动弯曲模块和抓取模块，所述抓取模块为气网型结构，所述气动弯曲模块带动所述抓取模块实现垂直平面的抓取动作；所述基体为软体材料。所述气动弯曲模块通过软体连接关节与所述抓取模块连接成一体，所述抓取模块由多个呈锯齿状排列的空腔组成，相邻所述空腔外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述空腔并使得所述空腔内部与外部封闭；多个所述空腔内部通过气道连通，多个所述空腔的高度沿弯曲方向从近端向远端逐渐降低。所述气动弯曲模块包括多个呈锯齿状排列的气体腔室，相邻所述气体腔室的外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述气体腔室并形成与外部封闭的结构，多个所述气体腔室通过气体通道连通，并通过通气孔与外部气源连通；多个所述气体腔室的高度沿弯曲方向由近端向远端逐渐降低。所述约束层的两侧分别设置有底板，所述基体为硅橡胶材料，所述约束层采用玻璃纤维，所述底板采用硅橡胶材料。一种可以实现垂直平面抓取的新型软体机械手，包括夹具和对称安装于所述夹具上的至少两个所述软体执行器，所述软体执行器包括约束层及位于所述约束层一侧的基体，所述基体包括气动弯曲模块和抓取模块；所述基体为软体材料；所述气动弯曲模块的一端与所述夹具固定连接，所述抓取模块的末端为自由端；所述抓取模块为气网型结构，控制所述气动弯曲模块充气，所述抓取模块不充气，通过所述气动弯曲模块带动所述抓取模块，使所述抓取模块实现垂直平面的抓取动作。所述气动弯曲模块通过软体连接关节与所述抓取模块连接成一体，所述抓取模块由多个呈锯齿状排列的空腔组成，相邻所述空腔外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述空腔并使得所述空腔内部与外部封闭；多个所述空腔内部通过气道连通，多个所述空腔的高度沿弯曲方向从近端向远端逐渐降低；所述气动弯曲模块包括多个呈锯齿状排列的气体腔室，相邻所述气体腔室的外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述气体腔室并形成与外部封闭的结构，多个所述气体腔室通过气体通道连通，并通过通气孔与外部气源连通；多个所述气体腔室的高度沿弯曲方向由近端向远端逐渐降低。所述夹具由固定夹具、中间连接夹具和外部连接夹具组成，所述中间连接夹具连接所述固定夹具和外部连接夹具，两个所述软体执行器的气动弯曲模块分别与所述固定夹具固定连接。所述约束层的外侧或两侧设置有软体材料的底板。所述抓取模块与被抓取物品相对应位置的底板内设置有腔体，所述腔体内部填充有流动状的颗粒物。所述软体执行器的基体为硅橡胶材料，所述约束层采用玻璃纤维，所述夹具为聚丙交酯；所述底板为硅橡胶材料；所述颗粒物为咖啡颗粒或者谷物颗粒。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的软体执行器由气动弯曲模块和抓取模块两个关节模块组成，控制气动弯曲模块充气，抓取模块不充气，通过气动弯曲模块驱动抓取模块，使抓取模块能够垂直平面抓取物体，通过简单的双模块结构实现了稳定的抓取效果。同时，由于抓取模块为气网型结构，能够与被抓取物品形成平面接触，具有较大的输出力，同时，抓取模块与抓取物品的接触面积大，抓取稳定性高。而且，能够适应物品的形状，有利于不规则物体的抓取。2、本专利技术的软体机械手中的软体执行器由气动弯曲模块和抓取模块两个关节模块组成，控制弯曲模块充气，抓取模块不充气，通过气动弯曲模块驱动抓取模块，使抓取模块能够垂直平面抓取物体。有利于克服两个软体执行器之间的不对称弯曲的影响，抓取不易脱落，通过简单的双模块结构实现了稳定的抓取效果。3、本专利技术的软体机械手中，由于执行器中的抓取模块为气网型结构，能够与被抓取物品形成平面接触，具有较大的输出力，同时，抓取模块与抓取物品的接触面积大，抓取稳定性高，不易脱落。而且，能够适应物品的形状，有利于不规则物体的抓取。4、本专利技术的软体机械手中的气动弯曲模块和抓取模块采用变腔室高度设计，与人手指相似，且具有较大输出力，较小的末端弯曲角度，较大的与物体接触面积，抓取效果好。5、本专利技术的软体机械手结构简单，制作容易，制造成本低。6、本专利技术的软体机械手中夹具由固定夹具、中间连接夹具和外部连接夹具三部分组成，方便了机械手与其他设备的连接固定。7、本专利技术的软体机械手与被抓取物品的接触面上设置有填充有流动状颗粒物的空腔结构，具有一定的流动性，进一步提高了与抓取物品的适应性，提高了接触面积和抓取稳定性。附图说明图1所示为本专利技术软体执行器的结构示意图；图2所示为本专利技术软体执行器的剖视图；图3所示为本专利技术软体机械手的结构示意图；图4所示为夹具的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的软体执行器的结构示意图如图1-图2所示，包括约束层1及位于所述约束层1一侧的基体2，所述基体2包括气动弯曲模块2-1和抓取模块2-3，所述抓取模块2-3为气网型结构，抓取物品时，所述气动弯曲模块2-1充气，所述抓取模块2-3不充气，所述气动弯曲模块2-1带动所述抓取模块2-3实现垂直平面的抓取动作。所述基体2为软体材料，可以选用硅橡胶材料等。本实施例中，所述气动弯曲模块2-1通过软体连接关节2-2与所述抓取模块2-3连接，其中，软体连接关节2-2为连接作用，可以采用任意结构。所述抓取模块2-3由多个呈锯齿状排列的空腔2-3-1组成，相邻所述空腔2-3-1外壁之间形成间隙，所述约束层1封闭多个所述空腔2-3-1并使得所述空腔内部与外部封闭。多个所述空腔2-3-1内部通过气道2-3-2连通，多个所述空腔2-3-1的高度沿弯曲方向从近端向远端逐渐降低。本实施例中，所述气动弯曲模块2-1包括多个呈锯齿状排列的气体腔室2-1-1，相邻所述气体腔室2-1-1的外壁之间形成间隙，所述约束层1封闭多个所述气体腔室2-1-1并形成与外部封闭的结构，多个所述气体腔室2-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软体执行器，其特征在于，包括约束层及位于所述约束层一侧的基体，所述基体包括气动弯曲模块和抓取模块，所述抓取模块为气网型结构，所述气动弯曲模块带动所述抓取模块实现垂直平面的抓取动作；所述基体为软体材料。

【技术特征摘要】
1.一种软体执行器，其特征在于，包括约束层及位于所述约束层一侧的基体，所述基体包括气动弯曲模块和抓取模块，所述抓取模块为气网型结构，所述气动弯曲模块带动所述抓取模块实现垂直平面的抓取动作；所述基体为软体材料。2.根据权利要求1所述的软体执行器，其特征在于，所述气动弯曲模块通过软体连接关节与所述抓取模块连接成一体，所述抓取模块由多个呈锯齿状排列的空腔组成，相邻所述空腔外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述空腔并使得所述空腔内部与外部封闭；多个所述空腔内部通过气道连通，多个所述空腔的高度沿弯曲方向从近端向远端逐渐降低。3.根据权利要求1或2所述的软体执行器，其特征在于，所述气动弯曲模块包括多个呈锯齿状排列的气体腔室，相邻所述气体腔室的外壁之间形成间隙，所述约束层封闭多个所述气体腔室并形成与外部封闭的结构，多个所述气体腔室通过气体通道连通，并通过通气孔与外部气源连通；多个所述气体腔室的高度沿弯曲方向由近端向远端逐渐降低。4.根据权利要求3所述的软体执行器，其特征在于，所述约束层的两侧分别设置有底板，所述基体为硅橡胶材料，所述约束层采用玻璃纤维，所述底板采用硅橡胶材料。5.一种由权利要求1-4中任一项所述的软体执行器组成的可以实现垂直平面抓取的新型软体机械手，其特征在于，包括夹具和对称安装于所述夹具上的至少两个所述软体执行器，所述软体执行器包括约束层及位于所述约束层一侧的基体，所述基体包括气动弯曲模块和抓取模块；所述基体为软体材料；所述气动弯曲模块的一端与所述夹具固定连接，所述抓取模块的末端为自由端；所述抓取模块为气网型结构，控制所述气动弯曲模块充气，所述抓取模块不充气，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守锋，王福军，张冠伟，赵鹏飞，刘柱，张伟，田延岭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12