一种具有调温功能的多功能夹取的机械手制造技术

本发明专利技术公布了一种具有调温功能的多功能夹取机械手，包括手腕、手掌、手指，还包括感应组件、降温组件、控制装置和管道组元，手腕内部设有控制器，所述控制器分别与开关、压力装置、温度传感器和接触式力传感器连接。本发明专利技术的技术方案通过整体骨架为金属材料，手指和手掌内表面和手指关节连接处为弹性材料，可以具有承重性和灵活性相结合的特点，通过降温组件可以实现对高温物体的夹取，通过感应组件可以实现对不同形状和大小的物体进行夹取，从而实现机械手表面弹性材料在高温下有效使用，进而提供高摩擦力易于抓取物体的同时对被抓取物体形成保护。成保护。成保护。

【技术实现步骤摘要】
一种具有调温功能的多功能夹取的机械手


[0001]本专利技术属于智能机器人
，更具体地，涉及一种具有调温功能的多功能夹取机械手。

技术介绍

[0002]机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序夹取、搬运物件或 操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，目前的机械手在夹取工件时，因为固定爪较为坚硬会在各型不同结构工件的表面留下划痕，对于易碎的零部件还会因为力度控制不好，从而导致报废，同时在固定爪在受到冲击时，因为没有缓冲的结构，因此冲击力会对工件造成直接的冲击，从而造成工件的损坏。
[0003]在机械手表面采用有机弹性材料可以对被夹取物品形成保护，同时由于弹性材料较大的摩擦力而有利于在较小的作用力之下实现有效夹取，但是在一些高温环境下，有机弹性材料会因发热发生变形和性能变差的问题，这些都是行业内有待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上现有技术的发展现状和优缺点，本专利技术的目的是提供一种多功能夹取的机械手，通过整体骨架为金属材料，手指和手掌内表面和手指关节连接处为弹性材料，可以具有承重性和灵活性相结合的特点，通过降温组件可以实现对高温物体的夹取，通过感应组件可以实现对不同形状和大小的物体进行夹取。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一种具有调温功能的多功能夹取机械手提供如下技术方案：包括手腕、手掌、手指，还包括感应组件、降温组件、控制器和管道组元；管道组元包括第一输送管道和第二输送管道；降温组件位于机械手的手掌内部，降温组件包括空腔、水凝胶腔、开关、挤压装置和温度传感器；感应组件位于手指和手掌表面，感应组件为弹性材料，感应组件包括排水微孔和接触式力传感器；第一输送管道的两端分别连接所述空腔和手指表面的感应组件的排水微孔，可把受热后液化的基于水凝胶的复合树脂从空腔流入到排水微孔处。
[0006]第二输送管道位于手掌的掌心表面；手腕内部设有控制器，所述控制器分别与开关、挤压装置、温度传感器和接触式力传感器连接，对压力传感器和温度传感器接收到的信息进行处理。
[0007]本专利技术一种具有调温功能的多功能夹取机械手提供如下附属技术方案：所述手掌和手指采用金属3D打印方式制备，3D打印一次成型。
[0008]所述第一输送管道位于所述机械手的内部。
[0009]所述手掌的手掌掌心内部为空心结构，所述降温组件位于所述空心结构中，可用加热枪把液体状态下的水凝胶的复合树脂通过开孔进入水凝胶腔。
[0010]所述挤压装置位于所述水凝胶腔周围。
[0011]所述挤压装置通过挤压水凝胶腔来控制水凝胶向空腔中的输出或回流。
[0012]所述排水微孔为水凝胶的通道，所述弹性材料表面还设有开孔，所述接触式力传感器位于所述开孔中，可以感知物体的位置，大小和形状。
[0013]所述水凝胶腔中的水凝胶材质为水和二甲基亚砜溶液。
[0014]机械手整体骨架为金属材料，手指和手掌内表面和手指关节连接处为弹性材料，可以具有承重性和灵活性相结合的特点。
[0015]所述橡胶状的弹性材料具有吸水功能，可以使液化的水凝胶聚集在表面，对夹取的物体进行降温。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供的一种具有调温功能的多功能夹取机械手，其优点在于：（1）本专利技术的技术方案可实现对被夹持物品外形的识别，进而调整机械手各手指的位置和施加力的力度，避免对被夹持物品的损伤。所述弹性材料感应组件位于机械手手指和手掌表面，在弹性材料感应组件中心有接触式传感器，可以感受夹取物体的大小和形状。
[0017]（2）本专利技术的技术方案中降温组件的设计，可实现机械手表面温度的调节，从而确保机械手表面有机弹性材料在高温下的正常工作。所述降温组件位于机械手内部，具有温度传感器，可以感受夹取物体的温度，具有挤压装置，在控制器控制下可以对水凝胶腔进行挤压，使液态水凝胶进入到空腔，空腔开关可以控制水凝胶流入到输送管道中；所述第一输送管道用来连接手掌掌心和手指关节，可把受热后液化的基于水凝胶的复合树脂流入到指关节处。所述接触式传感器四周具有网状排水小孔，可以使输送管道里液态水凝胶顺着孔流到弹性材料表面，对夹取物和机械手接触表面进行降温，确保具有弹性材料的机械手可以在高温下正常工作，保证弹性材料对被抓取物的保护和高摩擦力；所述第二输送管道内部具有细小的内部纹路，可以使弹性材料里的液态水凝胶顺着纹路流入到降温组件的水凝胶腔中。
[0018]（3）本专利技术的技术方案中弹性材料采用排水微孔和开孔中设置接触式力传感器的设计，使得水凝胶“出汗”和传感器“测力”同时实现，兼顾了降温和外形识别，进而更好地进行水凝胶挤压量调节和手指位置及力度调整。控制器，所述控制器位于机械手腕部位，可以对接触式传感器，温度传感器和机械式挤压装置进行控制。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为降温组件的内部结构示意图；图3弹性材料感应组件的结构示意图；图4为第二输送管道下方的内部结构图；1为机械手腕；2为控制器；3为降温组件；4为机械手指；5为接触式传感器组件；6为感应组件；7为第一输送管道；301为空腔；302为水凝胶腔；303为开关；304为挤压装置；305为温度传感器；602为排水微孔；603为弹性材料表面的开孔；604为接触式力传感器；801为内部纹路；802为回流腔。
具体实施方式
[0020]在本专利技术中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
ꢀ“
水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的 方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有定义，本文中所使用的所有技术和科学术语都具有本专利技术所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。虽然也可采用与本文所述相似或等同的任何方法和材料实施本专利技术，但下面描述了优选的方法、器件和材料。
[0021]本专利技术中水凝胶、“汗液”和复合树脂代指的是同一个含义，都指的是用于给机械手降温的液体，其中水凝胶的材质通常采用复合树脂，作用是“汗液”。
[0022]为实现上述目的，一种具有调温功能的多功能夹取机械手，包括机械手腕1、机械手掌、机械手指4，还包括感应组件6、降温组件3、控制器2和管道组元；管道组元包括第一输送管道7和第二输送管道；降温组件3位于机械手的手掌内部，降温组件包括空腔301、水凝胶腔302、开关303、挤压装置304和温度传感器305；感应组件位于手指和手掌表面，感应组件6为弹性材料，感应组件6包括排水微孔602和接触式力传感器604；第一输送管道7的两端分别连接所述空腔301和手指4表面的感应组件的排水微孔602，可把受热后液化的基于水凝胶的复合树脂从空腔301流入到排水微孔602处。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有调温功能的多功能夹取机械手，包括手腕、手掌、手指，其特征在于，还包括感应组件、降温组件、控制装置和管道组元；管道组元包括第一输送管道和第二输送管道；降温组件位于机械手的手掌内部，降温组件包括空腔、水凝胶腔、开关、挤压装置和温度传感器；感应组件位于手指和手掌表面，感应组件为弹性材料，感应组件包括排水微孔和接触式力传感器；第一输送管道的两端分别连接所述空腔和手指表面的感应组件的排水微孔；第二输送管道位于手掌的掌心表面；手腕内部设有控制器，所述控制器分别与开关、压力装置、温度传感器和接触式力传感器连接。2.如权利要求1所述的具有调温功能的多功能夹取机械手，其特征在于，所述手掌和手指采用金属3D打印方式制备。3.如权利要求1所述的具有调温功能的多功能夹取机械手，其特征在于，所述第一输送管道位于所述机械手的内部。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：田斌，史俊丰，黎繁，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：