一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，包括仿生柔性机械手，手部收缩气缸、气泵驱动装置、连接板、固定底座。本发明专利技术的仿生柔性机械手表面使用高弹性结构，接触表面采用凸起条纹设计，增加手指表面接触摩擦力，抓取目标时不易脱落，而且由于高弹性材料仿生结构自身的材料属性，使得仿生手指在抓取易碎物体时具有良好的安全性。本发明专利技术使用气缸来代替电机，使得成下降，响应速度加快，同时操作便宜，控制简单。本发明专利技术实用性高，由于手指采用柔性仿生材料，可以针对不规则、多规格、多形状物体进行自适应柔性抓取，稳定性高，易于控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手


[0001]本专利技术涉及一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，属于机器人领域。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，更多的机器人替代人手在工业和医疗领域中起到重要的作用。而机械手作为机器人的末端执行装置，能适应非结构化环境,使机器人能够更智能且更仿人般地为人类工作。
[0003]在抓取不规则、多规格、多形状物体时，为了避免对物体的损坏并保证成功稳定地抓取，常常需要精确控制机械手的位移和抓取力。但是，这不仅增加了控制难度，而且极大地提升了抓取的成本，从而使这类机械手在工业、医疗等领域难以广泛应用。为了解决这个问题，一些研究者提出了采用柔性结构杆件的机械手，这类机械手通过结构杆件的弹性变形实现机械手的柔性和抓取过程中的缓冲，降低了抓取过程中对物体损坏的可能性，但是由于结构杆件的弹性变形是非线性的大挠度变形，因此难以实现实时的精确计算与控制。科研人员借助于智能材料和新型驱动技术，设计开发几乎很少使用刚性机械手结构，这类软体机械手一般具有充分的柔顺性、适应性、超冗余或无限自由度，甚至可以任意改变自身形状和尺寸以适应环境和目标。
[0004]因此，为了实现多种特殊形状物体的柔性抓取，同时能够降低成本，加快响应速度，同时操作简便，控制简单，需要结构简单，稳定性高，安全性高的机械手。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于克服上述不足，提供一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，不仅可以避免抓取过程中对不规则、多规格、多形状物体的损坏并实现成功抓取，且具有低控制难度和低成本的优势。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，利用气泵驱动装置通过通气阀驱动连接板来促使仿生柔性机械手运动实现抓取功能。
[0007]为实现上述目标，本专利技术装置包括：固定底座1、连接板2、仿生柔性机械手3，手部收缩气缸4、气泵驱动装置5。仿生柔性机械手表面使用高弹性结构，接触表面采用凸起条纹设计，增加手指表面接触摩擦力，抓取目标时不易脱落，而且由于高弹性材料仿生结构自身的材料属性，使得仿生手指在抓取易碎物体时具有良好的安全性。
[0008]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0009]1、本专利技术的手指外部结构采用高弹性材料，接触表面采用凸起条纹设计，增加手指表面接触摩擦力，抓取目标时不易脱落，而且由于高弹性材料自身的弹性缓冲特点，使得柔性手指在抓取易碎物体时具有良好的安全性，而且在抓取形状不规则物体时具有良好的柔性自适应性，降低了抓取过程中的控制难度；
[0010]2、本专利技术使用气缸来代替电机，使得成本大大下降，响应速度大大加快，同时操作
及控制简单。从而增加了气动仿生三指机械手抓取过程中的灵活性和多样性，提高了任务的可靠性；
[0011]3、本专利技术所提出的气动仿生三指机械手整体质量轻，所采用的制作方法简单，有利于其在工业和医疗等领域的广泛应用。
附图说明
[0012]图1是气动仿生三指机械手结构总图。
[0013]图2是单个手指结构图。
[0014]图3是三指张开俯视图图。
[0015]图4是三指闭合主视图图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0017]如图1所示的具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，图中：1.固定底座、2.连接板、3.仿生柔性机械手，4.手部收缩气缸、5.气泵驱动装置。上述仿生柔性机械手3与连接板2通过细杆螺栓连接，固定底座1主要来固定手部收缩气缸4以及气泵驱动装置5，图2所示的仿生柔性机械手3与连接板2由气泵驱动装置5驱动手部收缩气缸4来完成手指的抓取动作。
[0018]如图3所示，当仿生三指机械手3需要张开时，首先通过通气阀对手部收缩气缸4中的气穴充气，使气穴中的气压增大，从而带动仿生三指机械手3的高弹性材料结构呈张开的趋势；如图4所示当仿生三指机械手3需要抓取时，首先通过通气阀对部收缩气缸中的气穴抽气，使气穴中的气压减小，从而带动仿生三指机械手3的高弹性材料结构呈抓取的趋势。仿生三指机械手3通过三个气动仿生手指的相互配合，可以实现机器人手爪的不同抓取方式，仿生三指机械手可以根据抓取目标的形状、大小和位置确定不同的抓取手势。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，包括固定底座(1)、连接板(2)、仿生柔性机械手(3)、手部收缩气缸(4)、气泵驱动装置(5)，其特征在于：仿生柔性机械手(3)与连接板(2)通过细杆螺栓铰接连接，固定底座(1)固定手部收缩气缸(4)以及气泵驱动装置(5)；仿生柔性机械手(3)与连接板(2)之间的铰接运动，由气泵驱动装置(5)驱动手部收缩气缸(4)来完成。2.根据权利要求1所述的一种具备自适应柔性的气动仿生三指机械手，其特征在于，所述仿生柔性机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：程强，徐文祥，郝小龙，黄河，张彩霞，许静静，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：