一种光电触觉传感柔性机器人手指制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光电触觉传感柔性机器人手指，包括：手指网络结构；手指网络结构的受力面上布设有多根光纤；在手指网络结构的中部区域去除部分光纤，留出空腔；在光纤的手指网络结构表面设有硅胶层。本实用新型专利技术在手指网络结构上布设多根光纤来传导光线，进行本体感知；在光纤表面铸一层硅胶层来固定光纤位置，隔绝环境光干扰，增加接触摩擦力，提高抓取可靠性；在手指网络结构的中间区域去除部分光纤，留下小段空腔，提高光强变化随手指变形的灵敏度。灵敏度。灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种光电触觉传感柔性机器人手指


[0001]本技术涉及机器人
，具体涉及一种光电触觉传感柔性机器人手指。

技术介绍

[0002]现有专利201910461095X公开的机器人网络结构上设有光路入口和光路出口，连杆的中空通道中内嵌单根或多根光纤回路；光源器件、光敏器件与光信号处理器相连，光源器件置于光路入口处，光敏器件置于光路出口处；光源器件发出的光经光路入口进入光纤回路中，并经光路出口传输至光敏器件处；光信号处理器对光源器件和光敏器件的光信号进行处理，转化为机器人网络结构的形变信号，实现传感功能。
[0003]上述结构中，其光纤无法仅集中在连杆的中空通道中，无法实现均匀感知。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供一种光电触觉传感柔性机器人手指。
[0005]本技术公开了一种光电触觉传感柔性机器人手指，包括：手指网络结构；
[0006]所述手指网络结构的受力面上布设有多根光纤；
[0007]在所述手指网络结构的中部区域去除部分光纤，留出空腔；
[0008]在所述光纤的手指网络结构表面设有硅胶层。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述手指网络结构为空间三维网络结构，所述空间三维网络结构基于节点的位置并采用连杆在空间中进行有序组合。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述手指网络结构的最上层为横杆、次上层至最底层为正方形连杆，两根所述斜杆连接多层正方形连杆的两个节点和横杆的一个节点，另两根所述斜杆连接多层正方形连杆的另两个节点和横杆的另一个节点；
[0011]所述软体摇杆本体的结构轴对称，具有两个三角形的侧接触面和两个四边形的侧接触面。
[0012]作为本技术的进一步改进，五根所述光纤设置在相对应的两个四边形侧接触面上。
[0013]作为本技术的进一步改进，两根所述光纤穿设在所述斜杆的中空通道内，三根所述光纤穿设在对应横杆的过线孔中。
[0014]作为本技术的进一步改进，一侧的所述四边形侧接触面的中部区域去除部分光纤，留出空腔。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述手指网络结构使用TPU软体材料3D打印制作而成。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述硅胶层为添加有黑色素的黑色硅胶层。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述光纤的进光端设有光源、出光端设有光敏电阻。
[0018]作为本技术的进一步改进，所述光源为出射520
‑
525nm波段光的LED灯。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0020]本技术在手指网络结构上布设多根光纤来传导光线，进行本体感知；
[0021]本技术在光纤表面铸一层硅胶层来固定光纤位置，隔绝环境光干扰，增加接触摩擦力，提高抓取可靠性；
[0022]本技术在手指网络结构的中间区域去除部分光纤，留下小段空腔，提高光强变化随手指变形的灵敏度。
附图说明
[0023]图1为本技术一种实施例公开的光电触觉传感柔性机器人手指的结构示意图；
[0024]图2为图1中内部光纤的结构示意图；
[0025]图3为图1中手指网络结构的结构示意图；
[0026]图4为本技术一种实施例公开的传统抓取方式(左)与本技术抓取优化后的抓取方式(右)的抓取效果比较图。
[0027]图中：
[0028]1、手指网络结构；2、光纤；3、硅胶层；4、空腔。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]下面结合附图对本技术做进一步的详细描述：
[0031]如图1所示，本技术提供一种光电触觉传感柔性机器人手指，包括：手指网络结构1、光纤2和硅胶层3；其中，为便于显示内部光纤结构，图1中的硅胶层3设为透明状，实际为不透光的黑色硅胶层；
[0032]如图3所示，本技术的手指网络结构1为空间三维网络结构，空间三维网络结构上设有用于布设光纤2的通道或过线孔，空间三维网络结构基于节点的位置并采用连杆在空间中进行有序组合。具体的，空间三维网络结构为第一基本单元、第二基本单元、一个第一基本单元和多个第二基本单元的叠合、或多个第二基本单元的叠合；其中，第一基本单元包括第一上层结构和第一下层结构，第一上层结构包含一个第一节点，第一下层结构包含至少三个第二节点，至少三个第二节点不共线；第一节点和所有第二节点通过连杆构成三维网络结构，连杆连接在两个第二节点之间或第一节点与第二节点之间；第二基本单元包括第二上层结构和第二下层结构，第二上层结构包含至少两个第三节点，第二下层结构包含至少两个第四节点，至少两个第四节点与至少两个第三节点不共面；所有第三节点和所有第四节点通过连杆构成三维网络结构，连杆连接在两个第三节点之间、两个第四节点之间或第三节点与第四节点之间。进一步，空间三维网络结构参见申请人的现有专利
201910461095X、2019104610911、2019104610907、2019104609933、2019104609967、2019104610428、201910460542X的相关记载。如图1、2所示，本技术的手指网络结构采用的是多个第二基本单元的叠合，其在抓取过程中对目标物品具有全方向的适应性和包覆性。更进一步，手指网络结构1优选使用TPU软体材料3D打印制作而成。具体为：手指网络结构1的最上层为横杆、次上层至最底层为正方形连杆，两根斜杆连接多层正方形连杆的两个节点和横杆的一个节点，另两根斜杆连接多层正方形连杆的另两个节点和横杆的另一个节点；软体摇杆本体的结构轴对称，具有两个三角形的侧接触面和两个四边形的侧接触面。
[0033]本技术在手指网络结构1的受力面上布设有多根光纤2，优选使用阵列式Everheng Fiber制作的商用光纤用来传导光信号从而进行本体感知。如图1、2所示，本技术在由三个第二基本单元叠合而成的手指网络结构1上使用五根光纤进行本体感知；其中，本技术在手指网络结构1的相对的两个四边侧面上，由一个侧面底部起、经顶部后、从另一侧面的底部出布设五根光纤，五根光纤的最外侧两根光纤从连杆内穿过，中间的三根光纤穿过对应水平连杆的光纤孔，具体布设方式如图1～3所示。基于此，通过均布的五根光纤，可实现对手指网络结构1的受力感知。
[0034]如图2所示，本技术在手指网络结构1的变形区域(例如手指的中部区域)去除部分光纤2，留出空腔4；具体为：本技术在将一侧面中部的两个连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电触觉传感柔性机器人手指，其特征在于，包括：手指网络结构；所述手指网络结构的受力面上布设有多根光纤；在所述手指网络结构的中部区域去除部分光纤，留出空腔；在所述光纤的手指网络结构表面设有硅胶层。2.如权利要求1所述的光电触觉传感柔性机器人手指，其特征在于，所述手指网络结构为空间三维网络结构，所述空间三维网络结构基于节点的位置并采用连杆在空间中进行有序组合。3.如权利要求2所述的光电触觉传感柔性机器人手指，其特征在于，所述手指网络结构的最上层为横杆、次上层至最底层为正方形连杆，两根斜杆连接多层正方形连杆的两个节点和横杆的一个节点，另两根斜杆连接多层正方形连杆的另两个节点和横杆的另一个节点；所述手指网络结构的结构轴对称，具有两个三角形的侧接触面和两个四边形的侧接触面。4.如权利要求3所述的光电触觉传感柔性机器人手指，其特征在于，五根所述光纤设置在相对应的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋超阳，万芳，杨林瀚，韩旭东，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：