一种视觉辅助的水下液压软体夹爪制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域。目的是提供一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，该水下液压软体夹爪具有抓取准确，结构简单且柔软，不会对抓取目标造成损伤，制造成本低，维修方便的优点。技术方案是：一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，其特征在于：包括安装在水下机器人末端的基座、安装在基座上以抓取采集目标的若干夹爪组件以及安装在基座上以控制夹爪组件的控制系统；所述夹爪组件包括与采集目标相接触的内侧胶体、与内侧胶体胶合连接的外侧胶体、设置在内侧胶体与外侧胶体之间的空腔、开设在内侧胶体上并与空腔相连通的进液孔、安装在内侧胶体内部以采集夹爪组件抓取力度信号的力传感器以及均匀设置在内侧胶体表面以增大摩擦力的若干仿生突起。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉辅助的水下液压软体夹爪
本专利技术属于机器人
，具体是一种视觉辅助的水下液压软体夹爪。
技术介绍
随着人类对地球的不断探索与开发，水下资源的开发逐渐成为重要的发展方向。为了可以更深入地探索水下环境，开展研究，海洋装备、水下装备的研发需求也随之不断增加。机械手是抓取、采集、搬运物品的主要设备之一。目前，现有的水下机械手大部分为刚性材料夹爪，其结构复杂，难以适应水下的复杂环境；制造成本高，维修困难，在实际水上应用场景中一旦损坏，难以维修；刚度过大，在抓取、采集过程中容易对水下的采集目标造成损坏。因此，有必要设计一种结构简易且柔软，制造方便，抓取稳定的水下软体夹爪。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，该水下液压软体夹爪具有抓取准确，结构简单且柔软，不会对抓取目标造成损伤，制造成本低，维修方便的优点。本专利技术提供的技术方案是：一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，其特征在于：包括安装在水下机器人末端的基座、安装在基座上以抓取采集目标的若干夹爪组件以及安装在基座上以控制夹爪组件的控制系统；所述夹爪组件包括与采集目标相接触的内侧胶体、与内侧胶体胶合连接的外侧胶体、设置在内侧胶体与外侧胶体之间的空腔、开设在内侧胶体上并与空腔相连通的进液孔、安装在内侧胶体内部以采集夹爪组件抓取力度信号的力传感器以及均匀设置在内侧胶体表面以增大摩擦力的若干仿生突起；所述控制系统包括与若干夹爪组件一一对应并通过进液孔向夹爪组件的空腔内注水的若干水泵、用于采集水下图像信息的摄像头以及主控制器；所述水泵、摄像头和力传感器分别与主控制器电连接。所述基座包括同轴布置且固定连接的上基座和下基座；所述上基座一侧与水下机器人固定连接，另一侧中部设置有凸出的筒状内仓；所述下基座中部设置有与筒状内仓螺纹连接的安装槽。所述夹爪组件的头部由上基座和下基座夹紧固定，夹爪组件的尾部穿过下基座并沿平行于下基座轴线的方向延伸。所述主控制器和摄像头均安装在筒状内仓中；所述上基座上开设有通信线引出孔，以便外部线路连接主控制器；所述下基座上开设有便于摄像头伸出的摄像头探出孔。所述上基座上开设有若干不同孔径以连接水下机器人的定位通孔。所述下基座上开设有便于夹爪组件穿过的夹爪安装孔；每个夹爪安装孔旁均设置有一个用于安装水泵的燕尾槽。所述内侧胶体和外侧胶体均采用硅橡胶材料。所述夹爪组件为四组。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术通过水泵向夹爪组件的空腔内注水使腔体膨胀，从而控制夹爪组件的弯曲形变，实现抓取，控制水泵的注水量即可控制夹爪组件的抓取力度；另外，内侧胶体和外侧胶体均采用硅橡胶材料，其柔软结构对水下环境有较好的适应性，不会对采集目标造成损害，保证夹爪能够安全稳定地抓取目标物。2)在内侧胶体的抓取接触面上，设置有仿生突起，可大大提高夹爪组件与采集目标的表面摩擦力，优化了抓取效果，提高抓取成功率；并且夹爪组件中安装有力传感器，可对夹爪组件的抓取力度信号进行采集，进而由主控制器对夹爪组件的抓取力度进行精确控制，保证抓取的准确性。3)本专利技术设置有摄像头，可对水下环境以及采集目标的姿态进行图像采集并将采集信号传输至主控制器，方便主控制器调整水泵的注水量，从而大大提升抓取的成功率。4)本专利技术结构简单，制造成本低廉，可替换性强，维修方便，适合推广应用。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为本专利技术所述上基座的立体结构示意图。图3为本专利技术所述下基座的立体结构示意图。图4为本专利技术所述夹爪组件的主视结构示意图。图5为图4的A-A剖面结构示意图。附图标记：1、夹爪组件；11、仿生突起；12、头部；13、进液孔；14、内侧胶体；15、外侧胶体；16、力传感器；17、空腔；18、尾部；2、下基座；21、安装槽；22、夹爪安装孔；23、燕尾槽；24、摄像头探出孔；3、上基座；31、筒状内仓；32、定位通孔；33、通信线引出孔；4、水泵。具体实施方式以下结合附图所示的实施例进一步说明。如图1所示的视觉辅助的水下液压软体夹爪，包括安装在水下机器人末端的基座、安装在基座上以抓取采集目标的四组夹爪组件1以及安装在基座上以控制夹爪组件的控制系统。所述基座包括上基座3和下基座2；上基座和下基座均为圆盘状且同轴布置。如图2所示，所述上基座上开设有若干不同孔径的定位通孔32，用于连接水下机器人。所述上基座一侧与水下机器人固定连接，另一侧中部设置有凸出的筒状内仓31；所述下基座中部设置有安装槽21。所述筒状内仓的外壁设置有外螺纹，安装槽的内壁设置有与外螺纹相配合的内螺纹，从而使上基座和下基座通过螺纹副固定连接。如图3所示，所述下基座上开设有便于四组夹爪组件穿过的四个夹爪安装孔22；每个夹爪安装孔旁均设置有一个用于安装水泵的燕尾槽23。如图1所示，所述夹爪组件的头部12由上基座和下基座夹紧固定，夹爪组件的尾部18穿过下基座上的夹爪安装孔并沿平行于下基座轴线的方向延伸。如图4、图5所示，所述夹爪组件包括内侧胶体14、外侧胶体15、空腔17、进液孔13、力传感器16和若干仿生突起11。所述内侧胶体和外侧胶体均采用硅橡胶材料(作为优选，硅橡胶的邵氏硬度为20°)在模具中制作成型，硅橡胶材料在成型前为流体，在模具中静置加热后成为胶体；内侧胶体和外侧胶体分别成型，制作完成后胶合连接。所述内侧胶体与采集目标相接触，并且内侧胶体表面均匀设置有所述仿生突起(仿生突起与内侧胶体在模具中同时制作成型)，用于增大夹爪组件与采集目标之间的表面摩擦力，进而提高抓取的稳定性。所述内侧胶体与外侧胶体之间留有所述空腔，当向空腔内注水后，夹爪组件整体会朝下基座的轴线方向发生相应弯曲(弯曲的角度范围为90°)并产生抓取力，空腔内的液压越高，夹爪组件的弯曲角度越大，夹爪组件尾部的抓取力度也越大。所述进液孔设置在内侧胶体上并与空腔相连通，以便水泵通过进液孔向空腔内注水；进液孔的位置位于上基座与下基座之间。所述力传感器安装在内侧胶体内部(力传感器在内侧胶体制作时浸没在流体硅橡胶之中，图4中力传感器位于内侧胶体的尾部)，用于采集夹爪组件的抓取力度信号。所述控制系统包括四个水泵4、摄像头(图中未显示)和主控制器(图中未显示)。如图1所示，四个水泵分别与四组夹爪组件一一对应；每个水泵均通过所述燕尾槽固定在下基座上，并且每个水泵均通过所述进液孔向对应夹爪组件的空腔内注水；作为优选，水泵的驱动电压为0～5V。所述摄像头和主控制器均安装在筒状内仓中；其中上基座上开设有通信线引出孔33，以便外部线路连接主控制器；所述下基座上开设有摄像头探出孔24，用于摄像头伸出，以便摄像头对水下环境以及采集目标的姿态进行图像采集。所述主控制器用于接收摄像头和力传感器的采集信号，并根据接收到的信号对水泵的注水量进行调节，进而精确控制夹爪组件的抓取力度，大大提高抓取成功率；作为优选，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，其特征在于：包括安装在水下机器人末端的基座、安装在基座上以抓取采集目标的若干夹爪组件(1)以及安装在基座上以控制夹爪组件的控制系统；/n所述夹爪组件包括与采集目标相接触的内侧胶体(14)、与内侧胶体胶合连接的外侧胶体(15)、设置在内侧胶体与外侧胶体之间的空腔(17)、开设在内侧胶体上并与空腔相连通的进液孔(13)、安装在内侧胶体内部以采集夹爪组件抓取力度信号的力传感器(16)以及均匀设置在内侧胶体表面以增大摩擦力的若干仿生突起(11)；/n所述控制系统包括与若干夹爪组件一一对应并通过进液孔向夹爪组件的空腔内注水的若干水泵(4)、用于采集水下图像信息的摄像头以及主控制器；所述水泵、摄像头和力传感器分别与主控制器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种视觉辅助的水下液压软体夹爪，其特征在于：包括安装在水下机器人末端的基座、安装在基座上以抓取采集目标的若干夹爪组件(1)以及安装在基座上以控制夹爪组件的控制系统；
所述夹爪组件包括与采集目标相接触的内侧胶体(14)、与内侧胶体胶合连接的外侧胶体(15)、设置在内侧胶体与外侧胶体之间的空腔(17)、开设在内侧胶体上并与空腔相连通的进液孔(13)、安装在内侧胶体内部以采集夹爪组件抓取力度信号的力传感器(16)以及均匀设置在内侧胶体表面以增大摩擦力的若干仿生突起(11)；
所述控制系统包括与若干夹爪组件一一对应并通过进液孔向夹爪组件的空腔内注水的若干水泵(4)、用于采集水下图像信息的摄像头以及主控制器；所述水泵、摄像头和力传感器分别与主控制器电连接。


2.根据权利要求1所述的视觉辅助的水下液压软体夹爪，其特征在于：所述基座包括同轴布置且固定连接的上基座(3)和下基座(2)；所述上基座一侧与水下机器人固定连接，另一侧中部设置有凸出的筒状内仓(31)；所述下基座中部设置有与筒状内仓螺纹连接的安装槽(21)。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，杨鑫，张徐杰，卢裕旺，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33