一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器制造技术

本发明专利技术公开了一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，设计基座上安装电机丝杆驱动单元产生水平直线运动，进一步通过设计剪叉连杆传动机构将该水平直线运动转换为竖直运动，通过该竖直运动带动剪叉连杆传动机构两侧安装的鱼鳍状软体手单元的打开或闭合，实现自适应抓取及对鱼鳍状软体手单元上安装的黏附垫的切向加载/卸载，其中仿生楔形黏附垫单元用于黏附光滑表面目标物体；同时在鱼鳍状软体手单元上还设计仿生爪刺单元主动控制爪刺伸缩，适应粗糙表面攀附或抓取；本发明专利技术实现了对光滑和粗糙多曲率复杂表面形貌物体的抓取和攀附，超过180

【技术实现步骤摘要】
一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器


[0001]本专利技术属于自适应末端执行器领域，具体来说是一种能够对多曲率复杂形貌物体的粗糙及光滑表面进行抓取或攀附的融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器。

技术介绍

[0002]末端执行器作为机械臂或攀爬机器人末端的任务执行器件，需具备抓取、攀爬、附着等功能。现有刚性末端执行器通过刚性抓持产生摩擦力的方式对合作目标物体进行操作，对于复杂表面形貌的非合作目标及易碎物体，刚性末端执行器难以满足操作需求，柔性末端执行器因其柔顺性可适用于多介质不规则物体表面，然而单一的软体手结构抓取刚度有限，这时人们联想到自然界中的壁虎，甲壳虫，蝗虫等具有优异的攀附能力，希望将其攀附系统应用于末端执行器，提升抓取攀附能力。
[0003]近年来，针对于光滑表面，以壁虎脚掌为仿生对象，有学者研制了仿壁虎楔形黏附垫，具备壁虎脚掌高黏附，易脱附的特性，并将静电吸附与仿生干黏附相结合，增强黏附性能；对于粗糙表面，人们以昆虫爪刺为仿生对象，设计的钩爪结构可勾挂在粗糙表面；然而，现有的这些末端执行器多针对于单一的粗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：包括基座、电机丝杆驱动单元、剪叉连杆传动机构、鱼鳍状软体手单元、仿生楔形黏附垫单元与仿生爪刺单元；所述电机丝杆驱动单元安装于基座上，使滑块产生直线运动；剪叉连杆传动机构中的剪叉结构底部两端分别与基座及滑块间铰接，使滑块的直线运动转换为剪叉结构的伸缩运动；剪叉结构顶部设置驱动台，驱动台两侧与对应的基座两侧连接端间铰接鱼鳍状软体手单元，使剪叉结构的伸缩运动带动两侧鱼鳍状软体手单元打开或闭合；上述两侧的鱼鳍状软体手单元相对侧面间铺设有仿生楔形黏附垫单元；上述两个鱼鳍状软体手单元顶端固定安装有仿生爪刺单元；仿生爪刺单元具有伸缩可控的爪刺，爪刺伸缩方向平行于鱼鳍状软体手单元顶端。2.如权利要求1所述一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：基座为U形结构，前后两端用来配合连杆连接鱼鳍状软体手单元，左右两侧设计有侧板，两侧板上开有条形槽与电机丝杆驱动单元中滑块两侧圆柱销配合插接；剪叉机构底部剪叉单元两端分别与基座两侧侧板及滑块两侧圆柱销连接形成转动副；剪叉机构顶部具有驱动台，剪叉结构顶部一端与驱动台间铰接，另一端与驱动台上设计的条形槽间通过圆柱销配合插接；驱动台前后两端分别通过连杆与两个鱼鳍状软体手单元铰接，两个鱼鳍状软体手单元还与基座前后两端间铰接。3.如权利要求1所述一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：剪叉结构中，各杆件铰接处的铰接轴上安装有轴套。4.如权利要求1所述一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：鱼鳍状软体手单元包括软体手基座、鱼鳍结构与手指固定块；其中，鱼鳍结构为等腰梯形结构；手指固定块为梯形嵌入于鱼鳍结构下部的镂空部分内固定；手指固定块位于U形结构的软体手基座内部，两者间固连；软体手基座用于连接驱动台及基座。5.如权利要求4所述一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：鱼鳍结构上沿纵向等间隔设计有梯形镂空部分。6.如权利要求1所述一种融合爪刺和楔形干黏附垫的仿生自适应末端执行器，其特征在于：仿生楔形黏...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁希仑，王畅，徐坤，罗杨，黄龙飞，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：