一种驱冷一体化的变刚度软体机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种驱冷一体化的变刚度软体机械手，包括支架及至少两个软体手指，其中，各个软体手指均包括变形机构及变刚度机构；变形机构的一端固定于支架上，变形机构内具有相互连通的第一型腔及第二型腔；变刚度机构设置于第二型腔内，变刚度机构的两端分别与第二型腔的内壁固定连接。本发明专利技术的有益效果是：当带压水源通过第一型腔时，第一型腔的外壁伸长，当带压水源通过第二型腔时，由于第二型腔内的变刚度机构不能伸长、仅能弯曲，因此第二型腔的外壁无法伸长，从而使变形机构弯曲变形，可实现对目标物体的抓取；同时，当带压水源流经第二型腔时，可对变刚度机构进行冷却，从而本发明专利技术中不需要设置额外的冷却装置对变刚度机构进行冷却。构进行冷却。构进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种驱冷一体化的变刚度软体机械手


[0001]本专利技术涉及软体机器人
，尤其是涉及一种驱冷一体化的变刚度软体机械手。

技术介绍

[0002]软体机器人是一种柔韧性较好的新型机器人，机器人本体或部分结构使用灵活、柔软的材料制作，具有良好的顺应性和适应性，能够抵御外部冲击，适合用于非结构化和复杂的环境中。软体机械手是软体机器人领域的重要组成部分，软体机械手性能的好坏影响着整个机器人在实际应用中的表现。然而，单纯的软体机械手虽然有着安全的人机交互性等特点，但正是软体机械手柔软的特点体现出了它刚度不足的问题。这说明定刚度的软体机械手的抓取力较小，只能抓取质量较轻的目标，对于质量较大的抓取目标却无能为力，适用范围相对较小。
[0003]目前变刚度软体机械手变刚度方式主要有基于人工肌肉、堵塞原理、智能材料和磁流体等，基于人工肌肉的方式、堵塞原理和形状记忆合金材料的变刚度范围均较小，基于低熔点合金的变刚度范围较大，但响应速度慢，而根据磁流体效应实现变刚度比较困难，制备复杂，实现的变刚度范围较小。
[0004]此外，一些利用温度变化实现变刚度的材料冷却速度较慢，需要设置相应的冷却装置(如申请号CN201811145587.X的中国专利技术专利)，这样便增加了额外的制冷驱动元件。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种驱冷一体化的变刚度软体机械手，用以解决现有的利用温度变化实现变刚度的材料冷却速度较慢、需要设置相应的冷却装置、从而增加了额外的制冷驱动元件的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种驱冷一体化的变刚度软体机械手，包括支架及至少两个软体手指，其中，各个所述软体手指均包括变形机构及变刚度机构；
[0007]所述变形机构的一端固定于所述支架上，所述变形机构内具有相互连通的第一型腔及第二型腔，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述变形机构的长度方向延伸，所述变形机构上开设有与所述第一型腔连通的进水口，所述变形机构上还开设有与所述第二型腔连通的出水口；
[0008]所述变刚度机构设置于所述第二型腔内，所述变刚度机构的两端分别与所述第二型腔的内壁固定连接。
[0009]在一些实施例中，所述变形机构包括硅胶体，所述硅胶体的一端固定于所述支架上，所述第一型腔及所述第二型腔均开设于所述硅胶体内，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述硅胶体的长度方向延伸，所述进水口及所述出水口均开设于所述硅胶体上。
[0010]在一些实施例中，所述第一型腔的侧壁上形成有褶皱部。
[0011]在一些实施例中，所述变形机构还包括尼龙线，所述尼龙线绕设于所述硅胶体的
侧壁上。
[0012]在一些实施例中，所述变形机构还包括进水管及出水管，所述进水管及所述出水管均固定于所述硅胶体上，所述进水管的一端与所述进水口连通，所述出水管的一端与所述出水口连通。
[0013]在一些实施例中，所述变形机构还包括固定块，所述固定块固定于所述硅胶体上，所述固定块上开设有第一固定孔及第二固定孔，所述进水管固定插设于所述第一固定孔内，所述出水管固定插设于所述第二固定孔内。
[0014]在一些实施例中，所述变形机构还包括指根固定套，所述指根固定套的一端固定套设于所述硅胶体的一端，所述指根固定套的另一端与所述支架固定连接。
[0015]在一些实施例中，所述变刚度机构包括聚己内酯、加热器、编织套管及压簧，所述聚己内酯设置于所述第二型腔内，所述聚己内酯沿所述变形机构的长度方向延伸，所述聚己内酯的两端分别与所述第二型腔的内壁固定连接，所述加热器嵌设于所述聚己内酯内，所述编织套管及所述压簧均沿所述聚己内酯的长度方向嵌设于所述聚己内酯内。
[0016]在一些实施例中，所述软体手指还包括前端固定件，所述前端固定件的一端与所述变刚度机构的一端固定连接，所述前端固定件的另一端与所述第二型腔的内壁固定连接。
[0017]在一些实施例中，所述软体手指还包括后端固定件，所述后端固定件的一端与所述变刚度机构的另一端固定连接，所述后端固定件的另一端与所述第二型腔的内壁固定连接。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提出的技术方案的有益效果是：在使用时，向进水口内通入带压水源，带压水源依次进入第一型腔及第二型腔后从出水口返排至带压水源内，形成循环，当带压水源通过第一型腔时，第一型腔的外壁伸长，当带压水源通过第二型腔时，由于第二型腔内的变刚度机构不能伸长、仅能弯曲，因此第二型腔的外壁无法伸长，从而使变形机构弯曲变形，在多个软体手指的变形机构均向内弯曲时，可实现对目标物体的抓取；同时，机械手在工作的过程中，可以根据抓取目标的不同，调节变刚度机构的刚度，变刚度机构在常温的空气中由软化的状态转化成固态需要的时间比较长，所以需要设置冷却装置来加快其冷却速度，而本专利技术中，当带压水源流经第二型腔时，可对变刚度机构进行冷却，从而本专利技术中不需要设置额外的冷却装置对变刚度机构进行冷却，即实现了驱动和冷却一体化，从而减少驱动元件的数量。
附图说明
[0019]图1是本专利技术提供的驱冷一体化的变刚度软体机械手的一实施例的立体结构示意图；
[0020]图2是图1中的支架的立体结构示意图；
[0021]图3是图1中的一个软体手指的爆炸视图；
[0022]图4是图3中的软体手指的结构示意图；
[0023]图5是图4中区域A的局部放大图；
[0024]图6是图4中的硅胶体的结构示意图；
[0025]图7是图4中的变形机构的爆炸视图；
[0026]图8是图7中的变形机构的结构示意图；
[0027]图中：1
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支架、2
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软体手指、21
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变形机构、211
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硅胶体、2111
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第一型腔、21111
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褶皱部、2112
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第二型腔、2113
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进水口、2114
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出水口、212
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尼龙线、213
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进水管、214
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出水管、215
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固定块、216
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指根固定套、22
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变刚度机构、221
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聚己内酯、222
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加热器、223
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编织套管、224
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压簧、23
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前端固定件、24
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后端固定件。
具体实施方式
[0028]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0029]请参照图1
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图6，本专利技术提供了一种驱冷一体化的变刚度软体机械手，包括支架1及至少两个软体手指2，其中，各个所述软体手指2均包括变形机构21及变刚度机构22，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱冷一体化的变刚度软体机械手，其特征在于，包括支架及至少两个软体手指，其中，各个所述软体手指均包括变形机构及变刚度机构；所述变形机构的一端固定于所述支架上，所述变形机构内具有相互连通的第一型腔及第二型腔，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述变形机构的长度方向延伸，所述变形机构上开设有与所述第一型腔连通的进水口，所述变形机构上还开设有与所述第二型腔连通的出水口；所述变刚度机构设置于所述第二型腔内，所述变刚度机构的两端分别与所述第二型腔的内壁固定连接。2.根据权利要求1所述的驱冷一体化的变刚度软体机械手，其特征在于，所述变形机构包括硅胶体，所述硅胶体的一端固定于所述支架上，所述第一型腔及所述第二型腔均开设于所述硅胶体内，所述第一型腔及所述第二型腔均沿所述硅胶体的长度方向延伸，所述进水口及所述出水口均开设于所述硅胶体上。3.根据权利要求2所述的驱冷一体化的变刚度软体机械手，其特征在于，所述第一型腔的侧壁上形成有褶皱部。4.根据权利要求2所述的驱冷一体化的变刚度软体机械手，其特征在于，所述变形机构还包括尼龙线，所述尼龙线绕设于所述硅胶体的侧壁上。5.根据权利要求2所述的驱冷一体化的变刚度软体机械手，其特征在于，所述变形机构还包括进水管及出水管，所述进水管及所述出水管均固定于所述硅胶体上，所述进水管的一端与所述进水口连通，所述出水管的一端与所述出水口连通。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军锋，吴祖祺，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：