本发明专利技术公开了抓手模块及可连续调节抓握姿势的气动通用抓手，其中气动通用抓手包括固定装置33和四个抓手模块。四个抓手模块分别固定安装在固定装置33上，通过调节每个抓手模块的变间距驱动器1的内部压力，使变间距驱动器1伸长，实现抓手模块之间沿X轴方向的距离调节。通过调节每个抓手模块的变角度驱动器2的内部压力，使变角度驱动器2弯曲，实现抓手模块之间沿Y轴方向的角度调节。本发明专利技术通过调节两个抓手模块手指驱动器之间的间距、角度以实现不同抓取姿势。从而用于抓取不同长短、不同半径的物体。
【技术实现步骤摘要】
抓手模块及可连续调节抓握姿势的气动通用抓手
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种抓手模块及可连续调节抓握姿势的气动通用抓手。
技术介绍
机械手在工业生产及日产生活中有广泛应用，它们可以用于生产线上货物的抓取、放置。也可以帮助残疾人完成一些日常的基本操纵，如将机械手制作成外骨骼手套帮助残疾人拿取物品等。由于刚性机器手存在一些问题，诸如：人机交互时存在较高的危险性、抓取物体时需要精确计算物体的位置与形状从而增加计算成本、不易抓取柔软易碎的物体等，因此近年来软体机械手逐渐取代了刚性机械手。软体机械手由于成本低、自由度高、重量轻、体积小等优点而成为机器人领域研究热点。相比于传统刚性机器人，软体机器人由于自身的软材料在与人接触时更加安全。对于软体抓手，自身的柔顺性可以帮助它们适应不同物体的表面特征，抓取不同形状的物体。如中国专利申请公开号为CN110788881，专利技术名称为“真空吸附式锁定关节的气动软体抓手”，公开了可实现变刚度全柔性抓手，包括固位结构、柔性吸盘脊柱和多组成对的软体手指。其中软体手指设置于固位结构上，柔性吸盘脊柱设置于每对软体手指之间以控制软体手指的相对位置。该现有技术公开的软体抓手只能控制软体手指在一个方向的相对位置，在抓取不同长度、不同半径的物体时能力有限。因此有必要对现有技术的软体机械手进行改进。
技术实现思路
为了克服以上不足，本专利技术的目的是公开一种抓手模块及可连续调节抓握姿势的气动通用抓手。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术公开一种抓手模块，包括变间距驱动器(1)、变角度驱动器(2)、手指驱动器(3)和连接件(7)；所述的变间距驱动器(1)与变角度驱动器(2)的一端固定连接；所述的连接件(7)的两端分别与变角度驱动器(2)的另一端和手指驱动器(3)固定连接；所述的变间距驱动器(1)随着其内部压力的增大而伸长，从而调节所述手指驱动器(3)沿X轴方向的位置；所述的变角度驱动器(2)随着其内部压力的增大而弯曲，从而调节所述手指驱动器(3)沿Y轴方向摆动的角度。进一步地，所述的变间距驱动器(1)由直线驱动器(4)、滑块(5)和滑槽(6)组成；所述的滑块(5)为一端开口的腔体结构，所述的直线驱动器(4)置于滑块(5)的腔体中；所述的滑块(5)在滑槽(6)内部滑动；所述的直线驱动器(4)的一端与滑块(5)的腔体底部固定连接，另一端与滑槽(6)的底部固定连接。进一步地，所述的直线驱动器(4)为一体的波纹管结构，包括直线驱动器外壁(8)、直线驱动器侧壁(9)和直线驱动器内壁(10)，以及由直线驱动器外壁(8)、直线驱动器侧壁(9)和直线驱动器内壁(10)形成的直线驱动器气腔(20)；直线驱动器(4)一端封闭，另一端设有直线驱动器进气口(11)；直线驱动器外壁(8)的壁厚大于直线驱动器侧壁(9)的壁厚，且直线驱动器外壁(8)的壁厚大于直线驱动器内壁(10)的壁厚。进一步地，所述的滑槽(6)的内侧壁上设有第一凹槽(17)；所述的滑槽(6)底部设有第一气管通道(19)。进一步地，所述的滑块(5)外表面均匀分布有柱条(12)；所述的滑块(5)的另一端设有第二凹槽(14)，第二凹槽(14)用于连接变角度驱动器(2)；第二凹槽(14)底部留有第二气管通道(16)，外部气源通过第二气管通道(16)为变角度驱动器(2)充气。进一步地，所述的变角度驱动器(2)由橡胶材料一体成型而成，其两端设有第一凸台(211)和第二凸台(213)，中间是变角度部分(212)；其中第一凸台(211)置于滑块(5)的第二凹槽(14)中并通过第二凹槽(14)与滑块(5)固定连接，第二凸台(213)与连接件(7)的一端固定连接。进一步地，所述的第一凸台(211)上设有变角度驱动器充气口(214)。进一步地，所述的变角度部分(212)为中空的气腔结构，包括变角度气腔(23)和变角度外壁(24)；变角度外壁(24)的一个侧壁内嵌有纤维布，其余三个侧壁内嵌有条形纤维层(21)。进一步地，所述的手指驱动器(3)为一体的气动网格结构，其中包括连接部(311)和手指(310)；所述的连接部(311)与所述连接件(7)的另一端固定连接。进一步地，所述的连接部(311)上设有手指驱动器充气口(312)。进一步地，所述的手指(310)内部设有手指气腔(313)和纤维限制层(314)；手指驱动器充气口(312)作为外部气源和手指气腔(313)的连通通道；手指(310)的外形为锥形，由根部到尖端逐渐减小；手指气腔(313)的一部分由根部到尖端宽度递减。进一步地，所述的连接件(7)的一侧设有第三凹槽(28)；变角度驱动器(2)的第二凸台(213)置于第三凹槽(28)中并通过第三凹槽(28)与连接件(7)固定连接；连接件(7)的另一侧有第四凹槽(30)；手指驱动器(3)的连接部(311)置于第四凹槽(30)中并通过第四凹槽(30)与连接件(7)固定连接。进一步地，第四凹槽(30)的侧壁上设有第三气管通道(32)，通过所述第三气管通道(32)为所述手指驱动器充气。第二方面，本专利技术公开一种可连续调节抓握姿势的气动通用抓手，包括固定装置(33)和四个权利要求1至13任一项所述的抓手模块；四个抓手模块分别固定安装在所述固定装置33上，四个抓手模块的滑槽6可以集成在一个固定装置33上，从而形成一个整体气动通用抓手。通过调节每个抓手模块的变间距驱动器(1)的内部压力，使变间距驱动器(1)伸长，实现抓手模块之间沿X轴方向的距离调节；通过调节每个抓手模块的变角度驱动器(2)的内部压力，使变角度驱动器(2)弯曲，实现抓手模块之间沿Y轴方向的角度调节。进一步地，所述的固定装置(33)上设有4个第一气管通道(36)和外部接口(35)。本专利技术的抓手模块及可连续调节抓握姿势的气动通用抓手，能在一个方向调节抓手模块的手指驱动器之间的距离，在另一个方向上调节抓手模块的手指驱动器之间的角度。通过调节两个抓手模块的手指驱动器之间的间距、角度以实现不同抓取姿势。从而用于抓取不同长短、不同半径的物体。可用在生产线上货物分拣，也可用于海洋生物的抓取(如海参)。附图说明图1为本专利技术的抓手模块的外部结构示意图；图2为本专利技术的抓手模块的内部结构示意图；图3为本专利技术的直线驱动器的外部结构示意图；图4为本专利技术的直线驱动器的内部结构示意图；图5为本专利技术的直线驱动器沿轴向伸长后的结构示意图；图6为本专利技术的滑块的外部结构示意图一；图7为本专利技术的滑块的外部结构示意图二；图8为本专利技术的滑槽的结构示意图；图9为本专利技术的变间距驱动器在充气状态下的结构示意图；图10为本专利技术的变角度驱动器的外部结构示意图；图11为本专利技术的变角度驱动器的内部结构示意图；图12为本专利技术的手指驱动器的外部结构示意图；图13为本专利技术的手指驱动器的内部结构示意图之一；图14为本专利技术的手指驱动器的内部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.抓手模块，其特征在于，包括变间距驱动器(1)、变角度驱动器(2)、手指驱动器(3)和连接件(7)；所述的变间距驱动器(1)与变角度驱动器(2)的一端固定连接；所述的连接件(7)的两端分别与变角度驱动器(2)的另一端和手指驱动器(3)固定连接；所述的变间距驱动器(1)随着其内部压力的增大而伸长，从而调节所述手指驱动器(3)沿X轴方向的位置；所述的变角度驱动器(2)随着其内部压力的增大而弯曲，从而调节所述手指驱动器(3)沿Y轴方向摆动的角度。/n
【技术特征摘要】
1.抓手模块，其特征在于，包括变间距驱动器(1)、变角度驱动器(2)、手指驱动器(3)和连接件(7)；所述的变间距驱动器(1)与变角度驱动器(2)的一端固定连接；所述的连接件(7)的两端分别与变角度驱动器(2)的另一端和手指驱动器(3)固定连接；所述的变间距驱动器(1)随着其内部压力的增大而伸长，从而调节所述手指驱动器(3)沿X轴方向的位置；所述的变角度驱动器(2)随着其内部压力的增大而弯曲，从而调节所述手指驱动器(3)沿Y轴方向摆动的角度。
2.根据权利要求1所述的抓手模块，其特征在于，所述的变间距驱动器(1)由直线驱动器(4)、滑块(5)和滑槽(6)组成；所述的滑块(5)为一端开口的腔体结构，所述的直线驱动器(4)置于滑块(5)的腔体中；所述的滑块(5)在滑槽(6)内部滑动；所述的直线驱动器(4)的一端与滑块(5)的腔体底部固定连接，另一端与滑槽(6)的底部固定连接。
3.根据权利要求2所述的抓手模块，其特征在于，所述的直线驱动器(4)为一体的波纹管结构，包括直线驱动器外壁(8)、直线驱动器侧壁(9)和直线驱动器内壁(10)，以及由直线驱动器外壁(8)、直线驱动器侧壁(9)和直线驱动器内壁(10)形成的直线驱动器气腔(20)；直线驱动器(4)一端封闭，另一端设有直线驱动器进气口(11)；直线驱动器外壁(8)的壁厚大于直线驱动器侧壁(9)的壁厚，且直线驱动器外壁(8)的壁厚大于直线驱动器内壁(10)的壁厚。
4.根据权利要求2所述的抓手模块，其特征在于，所述的滑槽(6)的内侧壁上设有第一凹槽(17)；所述的滑槽(6)底部设有第一气管通道(19)。
5.根据权利要求2所述的抓手模块，其特征在于，所述的滑块(5)外表面均匀分布有柱条(12)；所述的滑块(5)的另一端设有第二凹槽(14)，第二凹槽(14)用于连接变角度驱动器(2)；第二凹槽(14)底部留有第二气管通道(16)，外部气源通过第二气管通道(16)为变角度驱动器(2)充气。
6.根据权利要求1所述的抓手模块，其特征在于，所述的变角度驱动器(2)由橡胶材料一体成型而成，其两端设有第一凸台(211)和第二凸台(213)，中间是变角度部分(212)；其中第一凸台(211)置于滑块(5)的第二凹槽(14)中并通过第二凹槽(14)与滑块(5)固定连接，第二凸台(213)与连接件(7)的一端固定连接。
7....
【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧婵，崔亚峰，刘辛军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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