一种具有触觉感知的软体气动手爪制造技术

本发明专利技术提供了一种具有触觉感知的软体气动手爪，包括软体气动手爪和设置在软体气动手爪上的触觉感知系统；软体气动手爪包括驱动部和夹持部，驱动部与夹持部连通，驱动部与气源相连接；夹持部包括两个相对设置的夹指，夹指为锥形的空腔结构，两个夹指之间连通设置；触觉感知系统包括数据接口模块和两个触觉感知模块，两个触觉感知模块均通过橡胶层分别封装在两个夹指内侧的夹持面上；触觉感知模块从内到外依次包括柔性电路板和压敏件，压敏件包括两层重叠设置的压阻膜，两层压阻膜之间通过绝缘框隔离，柔性电路板上设置有多个电极，电极与其中一块压阻膜表面相贴合；柔性电路板与数据接口模块电连接。据接口模块电连接。据接口模块电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种具有触觉感知的软体气动手爪


[0001]本专利技术涉及机械手爪
，尤其涉及一种具有触觉感知的软体气动手爪。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的不断发展，机器人综合应用了机械、电子、控制、传感、人工智能等多个领域的技术，且在汽车制造、物流运输、食品工业、电气设备等行业进行了广泛的应用。机器人工作时接收到的反馈信息中，视觉和触觉是最有用的。当有与目标物体直接接触的信息时，目标物体和机器人都可以得到有效的保护，可以安全的进行操作。触觉具有很强的敏感性，它可以直接测量所接触物体的多种物体特质，包括物体的硬度、重量和温度等。
[0003]目前，传统手爪大都无法实现夹持过程中的精确力控制，且无法反馈是否夹持到目标物体。因此，现有机械手爪还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有触觉感知的软体气动手爪，以解决传统手爪在夹持物体过程中夹持力难以精确控制、且无法准确反馈夹持力度大小等问题，本专利技术的具有触觉感知的软体气动手爪可以对夹持力进行控制，并在抓取过程中进行力触觉信息的采集和反馈控制。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种具有触觉感知的软体气动手爪，包括软体气动手爪和设置在所述软体气动手爪上的触觉感知系统；
[0006]所述软体气动手爪包括驱动部和夹持部，所述驱动部与夹持部连通，所述驱动部与气源相连接；所述夹持部包括两个相对设置的夹指，所述夹指为锥形的空腔结构，两个所述夹指之间连通设置；
[0007]所述触觉感知系统包括数据接口模块和两个触觉感知模块，两个所述触觉感知模块均通过橡胶层分别封装在两个所述夹指内侧的夹持面上；所述触觉感知模块从内到外依次包括柔性电路板和压敏件，所述压敏件包括两层重叠设置的压阻膜，两层所述压阻膜之间通过绝缘框隔离，所述柔性电路板上设置有多个电极，所述电极与其中一块所述压阻膜表面相贴合；所述柔性电路板与所述数据接口模块电连接。
[0008]进一步，所述夹指内侧的夹持面上设置有安装槽，所述触觉感知模块通过橡胶层封装在所述安装槽内。
[0009]进一步，所述电极设置有十一个，十一个所述电极分为两组设置。
[0010]进一步，所述数据接口模块包括一个数据交换口和两组电导线，所述数据交换口分别通过两组所述电导线与两个所述柔性电路板电连接。
[0011]进一步，所述数据交换口安装在所述驱动部表面。
[0012]进一步，所述软体气动手爪采用硅胶制作。
[0013]本专利技术的具有触觉感知软体气动手爪可以实时监测并控制手爪对物体的夹持力大小，同时可以反馈力触觉信息，经过机器学习，可以识别所抓取的物体对象，实现物体识
别分类。并且，基于电阻抗原理的触觉传感器没有检测盲点，可以弥补阵列传感器的不足。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪的结构示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪的触觉感知模块的安装结构示意图；
[0016]图3为本专利技术实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪的触觉感知模块的安装结构爆炸图；
[0017]图4为本专利技术实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪的柔性电路板的结构示意图；
[0018]图5为本专利技术实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪的触觉数据接口模块的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0020]如图1
‑
图5所示，本实施例提供的一种具有触觉感知的软体气动手爪，包括软体气动手爪和设置在软体气动手爪上的触觉感知系统，软体气动手爪采用硅胶制作。软体气动手爪包括驱动部1和夹持部2，驱动部1与夹持部2连通，驱动部1与气源相连接。夹持部2包括两个相对设置的夹指3，夹指3为锥形的空腔结构，两个夹指3之间连通设置。通入正压时，夹持部2的两个夹指3张开；通入负压时，两个夹指3闭合，从而达到夹持物体的目的。夹指3的指腔为由外至内锥形的结构，使得指腔外侧的弹性模量大于内侧的弹性模量。因而在充入一定量的正压后，两个夹指3的指尖能像剪刀状张开；反之，在通入一定量的负压后能够使两个夹指3的指尖闭合，从而完成整个抓取动作。
[0021]触觉感知系统包括触觉数据接口模块和两个触觉感知模块13，两个触觉感知模块13均通过橡胶层5分别封装在两个夹指3内侧的夹持面上。触觉感知模块13从内到外依次包括柔性电路板6和压敏件，压敏件包括两层重叠设置的压阻膜7，两层压阻膜7之间通过绝缘框8隔离，柔性电路板6上设置有多个电极9，电极9与其中一块压阻膜7表面相贴合。柔性电路板6与触觉数据接口模块电连接，柔性电路板6的表面设有绝缘层。
[0022]具体的，夹指3内侧的夹持面上设置有安装槽10，触觉感知模块13通过橡胶层5封装在安装槽10内。如图4所示，电极9设置有十一个，十一个电极9分为两组设置。
[0023]具体的，如图5所示，触觉数据接口模块包括一个数据交换口11和两组电导线12，数据交换口11分别通过两组电导线12与两个柔性电路板6电连接。数据交换口11用于与上位机连接，负责进行信号传输。数据交换口11粘贴安装在驱动部1表面。
[0024]当手爪夹持物体时，压力传递到触觉传感模块，在力的作用下，由绝缘框8所隔开的两层压阻膜7相互接触，产生接触电阻。将两层压阻膜分别记为压阻膜A和压阻膜B，在压阻膜A和压阻膜B受到压力后，其自身电阻也发生变化，使负责数据传输的十一个电极处的电位发生变化。不同物体或不同压力下会导致两层压阻膜之间的接触电阻以及压阻膜A和
压阻膜B自身的电阻发生变化，从而电极9所获取的电位数据也是不同的。
[0025]综上，本专利技术的具有触觉感知软体气动手爪可以实时监测并控制手爪对物体的夹持力大小，同时可以反馈力触觉信息，经过机器学习，可以识别所抓取的物体对象，实现物体识别分类。并且，基于电阻抗原理的触觉传感器没有检测盲点，可以弥补阵列传感器的不足。
[0026]上述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不对本专利技术起到任何限制作用。任何所属
的技术人员，在不脱离本专利技术的技术方案的范围内，对本专利技术揭露的技术方案和
技术实现思路
做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本专利技术的技术方案的内容，仍属于本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有触觉感知的软体气动手爪，其特征在于：包括软体气动手爪和设置在所述软体气动手爪上的触觉感知系统；所述软体气动手爪包括驱动部(1)和夹持部(2)，所述驱动部(1)与夹持部(2)连通，所述驱动部(1)与气源相连接；所述夹持部(2)包括两个相对设置的夹指(3)，所述夹指(3)为锥形的空腔结构，两个所述夹指(3)之间连通设置；所述触觉感知系统包括触觉数据接口模块和两个触觉感知模块(13)，两个所述触觉感知模块(13)均通过橡胶层(5)分别封装在两个所述夹指(3)内侧的夹持面上；所述触觉感知模块(13)从内到外依次包括柔性电路板(6)和压敏件，所述压敏件包括两层重叠设置的压阻膜(7)，两层所述压阻膜(7)之间通过绝缘框(8)隔离，所述柔性电路板(6)上设置有多个电极(9)，所述电极(9)与其中一块所述压阻膜(7)表面相贴合；所述柔性电路板(6)与所述触觉数据接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡李花，董硕，方海峰，李琛，佘建国，曹晋，陈恺，徐君成，魏杨杨，薛梁，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：