本发明专利技术公开了一种可变摩擦力的通用气动软体机械手。该机械手包括旋转运动机构、开度调节机构、软体手指、润湿机构、回转架和基座。软体手指包括弯曲层、导液层和中空夹持块。导液层内设置有连通的气体通道和液体通道。润湿机构包括润湿罐、自动控制腔室、翘杆、进气管道、输气管道和出气口。本发明专利技术中软体手指的导液层利用气体通道中气流速度不断增大而在液体通道中形成低压区，使得润湿罐中的液体自动被吸入导液层的液体通道中，并最终涂覆到目标物体上，在不增加动力元件的情况下，仅通过调节输入压力的大小，即可在是否润湿目标物体表面之间进行切换，从而达到调整机械手与目标物体之间摩擦力的作用。体之间摩擦力的作用。体之间摩擦力的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种可变摩擦力的通用气动软体机械手
[0001]本专利技术属于气动软体机械手
，具体涉及一种可变摩擦力的通用气动软体机械手。
技术介绍
[0002]随着科技的发展，现实生活中有着越来越多的复杂环境需要机器参与探索和测量，如提取目标物体的纹路、表面轮廓或粗糙度等信息。而软体机械手有着运行时变形量大，感知反馈能力强，贴合目标物体紧密的特点，可以很好的作为触觉探索装置。但现有的软体机械手往往只能通过改变夹持力的方式来调节摩擦力，使得在测量物体表面时难以实现被抓握物体和机械手之间的相对滑动，进而造成纹理感知反馈的不连续或贴合物体不紧密，使得测量结果精度下降。而现有的可变摩擦力机械手往往结构复杂、控制繁琐。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种可变摩擦力的通用气动软体机械手。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种可变摩擦力的通用气动软体机械手，其包括旋转运动机构、开度调节机构、软体手指、润湿机构、回转架和基座。回转架的中部转动连接在基座上，并由旋转运动机构驱动旋转。m根软体手指通过开度调节机构安装在回转架上，m≥3。开度调节机构能够调节m根软体手指之间的距离。
[0005]所述的软体手指包括弯曲层、导液层和中空夹持块。弯曲层的内端与开度调节机构连接。弯曲层内充压时带动软体手指的外端向靠近回转架中心轴线的方向弯曲。导液层和中空夹持块均固定在弯曲层的内侧。中空夹持块位于导液层的外端。
[0006]所述的导液层内设置有气体通道和液体通道。气体通道的输出口与外界环境连通。液体通道的输出口与中空夹持块的内腔连通。所述气体通道靠近输出口的位置与液体通道靠近输出口的位置连通。所述中空夹持块的内侧面设置有均匀排布的多个毛细润湿孔。
[0007]所述的润湿机构包括润湿罐、自动控制腔室、翘杆、进气管道、输气管道和出气口。润湿罐和自动控制腔室固定在回转架上。所述润湿罐的出液口与各软体手指的导液层中液体通道的输入口连接。所述的自动控制腔室上设置有出气口。出气口与导液层中的气体通道的输入口连通。工作过程中，进气管道的输入口通过调压阀连接至气源的输出口。所述输气管道的一端固定在自动控制腔室的内部，并与进气管道连通。输气管道的另一端与弯曲层内端的进气口连通。
[0008]所述翘杆的中部与自动控制腔室的内侧壁铰接。翘杆的一端分别设置有封塞块；封塞块与进气管道的输出口对齐。翘杆的另一端设置有截止块；截止块与输气管道对齐；截止块挤压输气管道时，输气管道变形而发生截止。
[0009]翘杆与自动控制腔室之间设置有扭簧。初始状态下，扭簧对翘杆施加的弹力使得翘杆上的封塞块封闭进气管道。在进气管道内的气压超过阈值的情况下，封塞块与进气管
道分离，且截止块挤压输气管道。
[0010]作为优选，所述的回转架包括固定在一起的主体支架和转盘。转盘与主体支架通过螺栓连接紧固在一起。
[0011]作为优选，所述的旋转运动机构包括中心轴承、转动电机、第一联轴器、齿条座、齿轮紧固螺母、齿条、第一齿轮、第一丝杆和第一轴承。回转架与基座的中部通过中心轴承转动连接。转动电机固定在基座上。第一丝杆支承在基座上；第一丝杆的一端与转动电机的输出轴通过第一联轴器固定；齿条座滑动连接在基座上。固定在齿条座上的第一螺母与第一丝杆构成螺旋副。齿条通过紧定螺钉固定在齿条座；转盘上固定有中心轴。第一齿轮与转盘的中心轴通过齿轮紧固螺母固定。第一齿轮与齿条啮合。
[0012]作为优选，所述的开度调节机构包括中心电机、固定支座、衬套、中心锥齿轮、第二联轴器和m个径向调节组件。中心电机固定在转盘上，且输出轴的轴线与回转架的转动轴线重合。中心锥齿轮转动连接在回转架的中心位置，并与中心电机的输出轴通过第二联轴器固定。回转架上设置有沿自身中心轴线的周向均布的m条径向导轨。m个径向调节组件分别安装在m条径向导轨上。径向调节组件包括固定支座、第二丝杆、滑块、丝杆锥齿轮和第二螺母。两个固定支座分别固定在对应的径向导轨的两端。第二丝杆的两端与两个固定支座分别通过衬套构成转动副。滑块滑动连接在对应的径向导轨上。固定在滑块上的第二螺母与第二丝杆构成螺旋副。第二丝杆的内端固定有丝杆锥齿轮。m个径向调节组件中的丝杆锥齿轮均与中心锥齿轮啮合。m根软体手指内端与m个径向调节组件的滑块分别固定。
[0013]作为优选，所述的弯曲层远离导液层的一侧设置有多个气囊；各气囊在初始状态下呈V形，且沿着弯曲层的长度方向依次间隔排列。各气囊的内腔均与弯曲层中主体流道连通。
[0014]作为优选，所述中空夹持块的内侧面上设置有触觉传感器。
[0015]作为优选，所述的气体通道在输入口到输出口的方向上，截面积先减小后增大。所述气体通道的截面积最小处与液体通道的侧部连通。
[0016]作为优选，所述中空夹持块采用弹性材料。中空夹持块的外端端部设置有排液孔。
[0017]作为优选，所述的润湿罐中存储有润湿液体。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种可变摩擦力的通用气动软体机械手在水果采摘中的应用；在应用中，润湿罐中存储有水果催熟剂。
[0019]本专利技术具有的有益效果是：
[0020]1、本专利技术的软体手指的导液层利用气体通道中气流速度不断增大而在液体通道中形成低压区，使得润湿罐中的液体自动被吸入导液层的液体通道中，并最终涂覆到目标物体上，在不增加动力元件的情况下，仅通过调节输入压力的大小，即可在是否润湿目标物体表面之间进行切换，从而达到调整机械手与目标物体之间摩擦力的作用。
[0021]2、本专利技术利用润湿机构的功能通过更换液体的类型，即可实现润滑、增大对光滑物体的摩擦力或黏附力、在摘取水果的同时涂抹催熟剂的功能。
[0022]3、本专利技术的手指弯曲层采用波纹状多腔体结构，在正常工作时有足够的抓取力可以抓起物体移动。当需要实现物体的转动时，将物体下放到平台后，通过润湿液体来润湿手指与物体的接触面。
[0023]4、本专利技术的气动软体机械手通过开度调节机构和旋转运动机构，使得机械手能够
抓取、测量的目标物体形状尺寸更加多样和复杂。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0025]图2是本专利技术中旋转运动机构的结构示意图。
[0026]图3是本专利技术中开度调节机构的结构示意图。
[0027]图4是本专利技术中软体手指的结构示意图。
[0028]图5是本专利技术中润湿机构的结构示意图。
[0029]图6是本专利技术中自动控制腔室的内部结构立体图。
[0030]图7是本专利技术中自动控制腔室的内部结构示意图
[0031]图8是本专利技术中导液层的剖视图。
[0032]图9是本专利技术中的中空夹持块的剖视图。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1、图3所示，一种可变摩擦力的通用气动软体机械手，包括旋转运动机构1、开度调节机构2、软体手指3、润湿机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可变摩擦力的通用气动软体机械手，包括旋转运动机构(1)、开度调节机构(2)、软体手指(3)、回转架(5)和基座(6)；其特征在于：还包括润湿机构(4)；回转架(5)的中部转动连接在基座上，并由旋转运动机构(1)驱动旋转；m根软体手指(3)通过开度调节机构(2)安装在回转架(5)上，m≥3；开度调节机构(2)能够调节m根软体手指(3)之间的距离；所述的软体手指(3)包括弯曲层(32)、导液层(33)和中空夹持块(34)；弯曲层(32)的内端与开度调节机构(2)连接；弯曲层(32)内充压时带动软体手指(3)的外端向靠近回转架(5)中心轴线的方向弯曲；导液层(33)和中空夹持块(34)均固定在弯曲层(32)的内侧；中空夹持块(34)位于导液层(33)的外端；所述的导液层(33)内设置有气体通道(331)和液体通道(332)；气体通道(331)的输出口与外界环境连通；液体通道(332)的输出口与中空夹持块(34)的内腔连通；所述气体通道(331)靠近输出口的位置与液体通道(332)靠近输出口的位置连通；所述中空夹持块(34)的内侧面设置有均匀排布的多个毛细润湿孔(341)；所述的润湿机构(4)包括润湿罐(42)、自动控制腔室、翘杆(45)、进气管道(46)、输气管道(47)和出气口(48)；润湿罐(42)和自动控制腔室固定在回转架(5)上；所述润湿罐(42)的出液口与各软体手指(3)的导液层(33)中液体通道(332)的输入口连接；所述的自动控制腔室上设置有出气口(48)；出气口(48)与导液层(33)中的气体通道(331)的输入口连通；工作过程中，进气管道(46)的输入口通过调压阀连接至气源的输出口；所述输气管道(47)的一端固定在自动控制腔室的内部，并与进气管道(46)连通；输气管道(47)的另一端与弯曲层(32)内端的进气口连通；所述翘杆(45)的中部与自动控制腔室的内侧壁铰接；翘杆(45)的一端分别设置有封塞块(453)；封塞块(453)与进气管道(46)的输出口对齐；翘杆(45)的另一端设置有截止块(454)；截止块(454)与输气管道(47)对齐；截止块(454)挤压输气管道(47)时，输气管道(47)变形而发生截止；翘杆(45)与自动控制腔室之间设置有扭簧(452)；初始状态下，扭簧(452)对翘杆(45)施加的弹力使得翘杆(45)上的封塞块(453)封闭进气管道(46)；在进气管道(46)内的气压超过阈值的情况下，封塞块(453)与进气管道(46)分离，且截止块(454)挤压输气管道(47)。2.根据权利要求1所述的一种可变摩擦力的通用气动软体机械手，其特征在于：所述的回转架(5)包括固定在一起的主体支架(51)和转盘(52)；转盘(52)与主体支架(51)通过螺栓连接紧固在一起。3.根据权利要求1所述的一种可变摩擦力的通用气动软体机械手，其特征在于：所述的旋转运动机构包括中心轴承(11)、转动电机(12)、第一联轴器(13)、齿条座(14)、齿轮紧固螺母(15)、齿条(16)、第一齿轮(17)和第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：许明，张永发，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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