一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，包括支撑管、安装在支撑管内壁上的环状气胀管、安装在环状气胀管上的三浦折纸、安装在支撑管上的气泵；气泵与环状气胀管连通，三浦折纸呈环状且安装在环状气胀管的圆环内，环状气胀管套在三浦折纸上且环状气胀管与三浦折纸的侧面与固定连接，随着环状气胀管的胀缩，三浦折纸展开或者折叠且三浦折纸的环状大小发生改变。本基于折纸结构的全包围柔性机械爪可以通过环状气胀管充气，使得三浦折纸发生径向收缩，从而夹持物体，本发明专利技术具有结构轻便、收缩规律、结构一体化的特点，对易损物体、柔软物体的抓取拥有更大的应用范围，同时制作成本更低，安装更快捷，维护更方便。属于柔性机械爪的技术领域。

A fully enclosed flexible gripper based on origami structure

【技术实现步骤摘要】
一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪
本专利技术涉及柔性机械爪的
，尤其涉及一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪。
技术介绍
作为机器与工作对象相接触的执行部件，机械爪是机器领域中热度十分高的一部分，由于越来越多的易损或形状不规则的物体加入自动化生产行列，传统的刚性机械爪已不能满足这类物品的夹持要求，这使得柔性机械爪的应用日益广泛。目前被提出的柔性机械爪普遍存在夹持力小，安装与维修都比较复杂，且成本高。如一种基于自适应柔性爪的水果采摘器，采用钢丝传动，利用鳍条式的抓取部分实现柔性抓取，此外还设计和其他较为繁多的零部件，且被夹持的物体在夹持过程中会发生侧向偏转，不适用与某些对定位要求高的易损物体的工业生产，同时该机械爪的夹持力有限。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，基于折纸结构的全包围柔性机械爪结构简单、易于控制，本全包围柔性机械爪可以对易损、柔软等物体进行抓取。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，包括支撑管、安装在支撑管内壁上的环状气胀管、安装在环状气胀管上的三浦折纸、安装在支撑管上的气泵；气泵与环状气胀管连通，三浦折纸呈环状且安装在环状气胀管的圆环内，环状气胀管套在三浦折纸上且环状气胀管与三浦折纸的侧面与固定连接，随着环状气胀管的胀缩，三浦折纸展开或者折叠且三浦折纸的环状大小发生改变。环状气胀管充气膨胀，三浦折纸收缩并向支撑管的中心收拢，三浦折纸的环状收缩变小实现夹取被夹物体，环状气胀管放气缩小，三浦折纸展开并向支撑管的中心远离，三浦折纸的环状膨胀变大从而松开被夹物体。进一步的是：环状气胀管上套有若干个弹性环，若干个弹性环在环状气胀管上均匀分布，若干个弹性环均固定在支撑管的内壁上。弹性环能够将环状气胀管固定在支撑管内壁的同时能够随着环状气胀管涨缩而伸缩。进一步的是：支撑管呈圆管状，支撑管的一端与外部连通，支撑管的另一端设有端盖，气泵固定在端盖上并位于支撑管外。控制气泵就能控制环状气胀管的伸缩，气泵安装在支撑管外部可以防止气泵影响环状气胀管夹取物体。进一步的是：气泵的输出端设有气管，气泵通过气管与环状气胀管连通。进一步的是：环状气胀管有若干个，若干个环状气胀管沿着支撑管的轴线方向均匀分布，每个环状气胀管的圆环内均设有三浦折纸。不同的环状气胀管可以冲入不同量的气体，使得全包围柔性机械爪能够夹取形状不规则的物体。进一步的是：气管有若干条，若干个环状气胀管分别通过若干条气管与气泵连通。不同的环状气胀管由不同的气管与气泵连通，便于控制每条环状气胀管可以冲入不同的气体量。进一步的是：弹性环为橡皮筋。橡皮筋的伸缩性较强，节约成本。总的说来，本专利技术具有如下优点：本基于折纸结构的全包围柔性机械爪，机械爪的主体采用三浦折纸结构，由常见的柔性材料按照三浦折纸的方式折叠后拼接而成，一次成型，无需复杂的安装，且制造成本低廉。三浦折纸围成圆柱状，在夹持物体时，侧面的受力比传统柔性爪更大，因此在不损坏物体的前提下，可提供更大的夹持力。三浦折纸收缩具有规律性，即收缩过程中，多方位收缩，保持轴心不变，有利于夹持过程中对被夹持物进行定位与固定。本专利技术提供了多种夹持模式，分别通过不同的环状气胀管实现，可以降低夹持过程中对物体的损害，从而极大地提高了该机械爪的适用性，提高夹持精度。本专利技术利用折纸结构轻便，收缩规律性，结构一体化的特点，使得柔性机械爪具有更大的夹持力，对易损物体、柔软物体的抓取拥有更大的应用范围，同时制作成本更低，安装更快捷，维护更方便。附图说明图1是基于折纸结构的全包围柔性机械爪的结构示意图。图2是基于折纸结构的全包围柔性机械爪在充气时的结构示意图。图3是基于折纸结构的全包围柔性机械爪夹取圆柱体的示意图。图4是基于折纸结构的全包围柔性机械爪夹取球体的示意图。图5和图6是基于折纸结构的全包围柔性机械爪夹取不规则物体的示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为支撑管，2为环状气胀管，3为三浦折纸，4为气泵，5为弹性环，6为端盖，7为气管，8为被夹物体。为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下方向与图1本身的上下方向一致。结合图1、图2所示，一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，包括支撑管、安装在支撑管内壁上的环状气胀管、安装在环状气胀管上的三浦折纸、安装在支撑管上的气泵；支撑管呈圆管状，气泵与环状气胀管连通，气泵为环状气胀管供气，环状气胀管是一条环状的伸缩管，充入气体会膨胀。气泵向环状气胀管充气的时候环状气胀管会膨胀变粗，气泵将环状气胀管吸出的时候环状气胀管会缩小变细。三浦折纸呈环状且安装在环状气胀管的圆环内，环状气胀管套在三浦折纸上，环状气胀管膨胀的时候，环状气胀管的内圈变小，从而带动三浦折纸折叠缩小，三浦折纸向支撑管中心靠近加紧物体。环状气胀管与三浦折纸的侧面与固定连接，随着环状气胀管的胀缩，三浦折纸展开或者折叠，环状气胀管膨胀变大，三浦折纸折叠，三浦折纸的环状变小，环状气胀管收缩变小，三浦折纸展开，三浦折纸的环状变大。环状气胀管上套有若干个弹性环，若干个弹性环在环状气胀管上均匀分布，若干个弹性环均固定在支撑管的内壁上。弹性环沿着环状气胀管的环状路径均匀分布，弹性环固定在支撑管的圆孔的内壁上，弹性环套在环状气胀管上。支撑管呈圆管状，支撑管的一端(下端)与外部连通，支撑管的另一端(上端)设有端盖，气泵固定在端盖上并位于支撑管外。气泵的输出端设有气管，气泵通过气管与环状气胀管连通。气泵通过气管向环状气胀管内送气或吸气。环状气胀管有若干个，若干个环状气胀管沿着支撑管的轴线方向(从上往下)均匀分布，每个环状气胀管的圆环均与三浦折纸的侧面固定连接，每个环状气胀管可以分别与一个三浦折纸的侧面固定连接；或者也可以多个环状气胀管共同与同一个三浦折纸的侧面固定连接，三浦折纸呈圆筒状。气管有若干条，若干个环状气胀管分别通过若干条气管与气泵连通。每个环状气胀管由不同的气管单独供气，可以使得每条环状气胀管都能独立，从而使得每条环状气胀管都能膨胀成不同大小。利用每条环状气胀管充气程度的不同，每条环状气胀管都能膨胀成不同大小的时候，可以实现抓取各种形状的物体。弹性环为橡皮筋。橡皮筋可以将环状气胀管固定在支撑管的内壁上，也能够随着环状气胀管的膨胀而膨胀，随着环状气胀管的收缩而收缩。结合图4、图5、图6所示，模式一：对于柱状物体，例如圆柱体、长方体、棱柱，全包围柔性机械爪上环状气胀管充气程度的一样，被夹持物分段受力，即从上往下每条环状气胀管收缩程度相同，实现夹取，避免夹持过程中因物体重力原因从中部发生断裂。模式二，对于球状物体，例如球体，椭球体，全包围柔性机械爪上的环状气胀管充气程度不一致，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，其特征在于：包括支撑管、安装在支撑管内壁上的环状气胀管、安装在环状气胀管上的三浦折纸、安装在支撑管上的气泵；气泵与环状气胀管连通，三浦折纸呈环状且安装在环状气胀管的圆环内，环状气胀管套在三浦折纸上且环状气胀管与三浦折纸的侧面与固定连接，随着环状气胀管的胀缩，三浦折纸展开或者折叠且三浦折纸的环状大小发生改变。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，其特征在于：包括支撑管、安装在支撑管内壁上的环状气胀管、安装在环状气胀管上的三浦折纸、安装在支撑管上的气泵；气泵与环状气胀管连通，三浦折纸呈环状且安装在环状气胀管的圆环内，环状气胀管套在三浦折纸上且环状气胀管与三浦折纸的侧面与固定连接，随着环状气胀管的胀缩，三浦折纸展开或者折叠且三浦折纸的环状大小发生改变。


2.按照权利要求1所述的一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，其特征在于：环状气胀管上套有若干个弹性环，若干个弹性环在环状气胀管上均匀分布，若干个弹性环均固定在支撑管的内壁上。


3.按照权利要求1所述的一种基于折纸结构的全包围柔性机械爪，其特征在于：支撑管呈圆管状，支撑管的一端与外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：文桂林，李博平，刘杰，庞祖锋，何俊峰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44