本发明专利技术公开了一种多场合机械手抓取装置。电机的输出轴同步连接伸缩细杆的一端，电机的输出轴和伸缩细杆的连接处套装有套筒，伸缩细杆的另一端连接固定块的其中一侧面的中心，固定块远离伸缩细杆的另外一侧面的四边中心分别铰接四个可控变形机械手的根端；伸缩细杆和四个可控变形机械手均电连接外部电源。本发明专利技术可以根据抓取距离和非直道的自由抓取来调节伸缩细杆的长度以及弯曲的角度，同时根据抓取物体的不规则形状来调节机械手的弯曲角度，使得抓取物体抓取更牢固。装置通过自锁器进一步实现对物体的稳固抓取，可以防止物体掉落，适合多场合的应用，结构简单，操作简便。操作简便。操作简便。
【技术实现步骤摘要】
一种多场合机械手抓取装置
[0001]本专利技术涉及了一种机械手抓取装置，具体涉及一种多场合机械手抓取装置。
技术介绍
[0002]随着现代技术的发展，出现了各种各样的机械手来代替人手来抓取不同的物体，但是现代工厂的大部分机械手只能进行水平或者竖直的移动进行物体的抓取，包括机械手的关节部位需要复杂的控制系统实现物体的牢固抓取。因此目前缺乏一种多场合的机械抓取装置，可以对一些弯道条件下物体自由抓取，并且不需要复杂的控制系统就能实现对机械手多个关节的控制来实现对物体的牢固抓取的装置。
技术实现思路
[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种的多场合机械手抓取装置。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]本专利技术机械手抓取装置包括电机、套筒、伸缩细杆、固定块和四个可控变形机械手，电机的输出轴同步连接伸缩细杆的一端，电机的输出轴和伸缩细杆的连接处套装有套筒，伸缩细杆的另一端连接固定块的其中一侧面的中心，固定块远离伸缩细杆的另外一侧面的四边中心分别铰接四个可控变形机械手的根端，每个可控变形机械手的手长方向均垂直于各自所在的固定块一条边；伸缩细杆和四个可控变形机械手均电连接外部电源。根据抓取物体在管道内离管道口的距离的长短，通过驱动电机的正反转来实现伸缩细杆的来回伸缩运动完成物体的接近和抓取。
[0006]所述的伸缩细杆为中空结构并且内部填充有导电合金，伸缩细杆包括若干段细杆段，伸缩细杆采用形状记忆材料SMP，各个细杆段之间相互绝缘；每个细杆段的中心处均设有可控节点Ⅰ，各个可控节点Ⅰ均电连接外部电源。每个可控节点Ⅰ可以控制一段细杆段的弯曲变形，通入不同的电流，细杆段和导电合金升温弯曲变形，可以实现非直道的来回伸缩，达到不同弯曲条件下的伸展，伸缩细杆可以针对不同的弯道实现不同的弯曲变形来适应一个非直道的抓取。
[0007]所述的每个可控变形机械手为中空结构并且内部填充有导电合金，每个可控变形机械手沿自身的手长方向均匀间隔划分为若干段手指段，各段手指段之间相互绝缘，各段手指段的中心处均设有可控节点Ⅱ，各个可控节点Ⅱ均电连接外部电源。加入一些高导电的合金，比如铁，铜等等之类的合金，这样既可以达到导电的效果，也可以提高形状记忆聚合物的硬度，使得可控变形机械手和伸缩细杆能承担比较大的力。
[0008]所述的各个可控变形机械手中的其中两个相邻的可控变形机械手末端的指腹面还安装有自锁器，另外两个相邻的可控变形机械手末端的指腹面还安装有铁块；自锁器包括自锁器盒体、滑动块限位片、滑动块、拉簧、连杆和滑动条，自锁器盒体安装在自身所在的可控变形机械手末端的指腹面，滑动块限位片、滑动块、拉簧、连杆和磁块均安装在自锁器盒体内部；自锁器盒体朝向可控变形机械手末端的一侧面的中部开设有滑动槽，自锁器盒
体在远离可控变形机械手的指腹面的一侧面上的远离滑动槽的一侧开设有通槽，滑动块滑动安装在自锁器盒体的内侧面并正对通槽，滑动块靠近通槽的一端连接滑动块限位片，滑动块限位片穿设过通槽并延伸至自锁器盒体的外部，滑动块远离通槽的另一端的侧面朝向平行于通槽槽面的方向设有连接条，连接条和通槽所在的自锁器盒体的一侧面的内侧之间连接有拉簧，滑动块远离通槽的另一端铰接有连杆的一端，连杆的另一端铰接滑动条的一端，滑动条的另一端垂直穿设过滑动槽并滑动安装在滑动槽内，滑动条的另一端上还安装有磁块。滑动块限位片远离通槽的一端的端面尺寸大于通槽的尺寸。
[0009]采用按压式的磁铁相吸自锁器通过按压使得连杆推出磁块从而达成各个可控变形机械手相吸自锁的状态。当可控变形机械手上最后一段的可控节点Ⅱ控制的长度弯曲到物体表面，自锁器的滑动块限位片会被按压，滑动块会运动，并且滑动块下端有拉簧，滑动块尾端铰接的连杆上固定有磁块，当滑动块运动通过连杆实现水平运动转为竖直运动，从而从自锁器中推出磁块，与铁块相吸达到自锁状态。此时拉簧处于拉伸状态。当需要放开物体即断电，机械手自动展开，此时自锁器上没有压力，通过拉簧回缩带动磁块回到盒内，自锁器自动打开，此时拉簧恢复本身状态。
[0010]机械手抓取装置的可控变形抓取方法包括如下步骤：
[0011]步骤一：获取伸缩细杆的每个细杆段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度；获取每个可控变形机械手的手指段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度。
[0012]步骤二：当机械手抓取装置在管道中抓取物体时，将机械手抓取装置的各个可控变形机械手伸入管道内，驱动电机的输出轴转动带动伸缩细杆伸长进而使得各个可控变形机械手靠近管道内的物体；当管道为弯曲管道时，在伸缩细杆伸长的过程中，根据步骤一中获得的伸缩细杆的每个细杆段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度，通过外部电源给伸缩细杆上的各个可控节点Ⅰ通电，使得各个细杆段通电升温弯曲进而和管道的弯曲角度相同，从而通过伸缩细杆将各个可控变形机械手穿过管道并靠近管道内的物体。
[0013]步骤三：当各个可控变形机械手到达管道内的物体附近时，根据步骤一中获取的每个可控变形机械手的手指段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度，通过外部电源给各个可控变形机械手的可控节点Ⅱ通电使得各个可控变形机械手的各个手指段升温弯曲，各个可控变形机械手的末端相互靠近；当自锁器贴近管道内的物体时，自锁器的滑动块限位片被按压，带动磁块伸出自锁器盒体，两个磁块和两个铁块相吸使得各个可控变形机械手包住管道内的物体。
[0014]步骤四：驱动电机的输出轴转动带动伸缩细杆收缩，使得各个可控变形机械手将物体从管道内抓出，然后将伸缩细杆和各个可控变形机械手断电并降温冷却，使得伸缩细杆恢复为直线状，各个可控变形机械手张开并相互远离，各个可控变形机械手将抓到的物体松开进而完成管道内的物体的可控变形抓取。
[0015]所述的步骤一中，获取伸缩细杆的每个细杆段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度；获取每个可控变形机械手的手指段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度；将每个细杆段和每个手指段作为变形段，针对每个变形段，获取变形段在不同电流下的弯曲角度，具体如下：
[0016]通过有限元分析建立变形段的变形模型，设置变形模型的材料为电致型形状记忆材料，在变形模型中输入不同的电流强度，获取变形模型在不同的电流强度下的不同的弯
曲角度，并获取变形模型在不同的弯曲角度下形成的球形的中心距变形模型的中心处的距离作为中心直径，将各个电流强度及其弯曲角度和中心直径输入regress函数线性回归模型中，regress函数线性回归模型建立变形段的目标函数，将变形段待弯曲的弯曲角度输入目标函数中，目标函数输出变形段在待弯曲的弯曲角度下所通过的电流强度，进而给变形段通电。
[0017]所述的目标函数具体如下：
[0018]a＝k1I+b
[0019]d＝k2I+c
[0020]其中，a为变形段待弯曲的弯曲角度；k1和b分别为目标函数的第一系数和第一偏移常数；I为变形段在待弯曲的弯曲角度a下所通过的电流强度；d为变形段在待弯曲的弯曲角度a下的中心直径；k2和c分别为目标函数的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多场合机械手抓取装置，其特征在于：包括电机(1)、套筒(2)、伸缩细杆(3)、固定块(5)和四个可控变形机械手(6)，电机(1)的输出轴同步连接伸缩细杆(3)的一端，电机(1)的输出轴和伸缩细杆(3)的连接处套装有套筒(2)，伸缩细杆(3)的另一端连接固定块(5)的其中一侧面的中心，固定块(5)远离伸缩细杆(3)的另外一侧面的四边中心分别铰接四个可控变形机械手(6)的根端，每个可控变形机械手(6)的手长方向均垂直于各自所在的固定块(5)一条边；伸缩细杆(3)和四个可控变形机械手(6)均电连接外部电源。2.根据权利要求1所述的一种多场合机械手抓取装置，其特征在于：所述的伸缩细杆(3)为中空结构并且内部填充有导电合金，伸缩细杆(3)包括若干段细杆段，伸缩细杆(3)采用形状记忆材料SMP，各个细杆段之间相互绝缘；每个细杆段的中心处均设有可控节点Ⅰ(4)，各个可控节点Ⅰ(4)均电连接外部电源。3.根据权利要求1所述的一种多场合机械手抓取装置，其特征在于：所述的每个可控变形机械手(6)为中空结构并且内部填充有导电合金，每个可控变形机械手(6)沿自身的手长方向均匀间隔划分为若干段手指段，各段手指段之间相互绝缘，各段手指段的中心处均设有可控节点Ⅱ(7)，各个可控节点Ⅱ(7)均电连接外部电源。4.根据权利要求1所述的一种多场合机械手抓取装置，其特征在于：所述的各个可控变形机械手(6)中的其中两个相邻的可控变形机械手(6)末端的指腹面还安装有自锁器(8)，另外两个相邻的可控变形机械手(6)末端的指腹面还安装有铁块；自锁器(8)包括自锁器盒体、滑动块限位片(9)、滑动块(10)、拉簧(11)、连杆(12)和滑动条，自锁器盒体安装在自身所在的可控变形机械手(6)末端的指腹面，滑动块限位片(9)、滑动块(10)、拉簧(11)、连杆(12)和磁块(13)均安装在自锁器盒体内部；自锁器盒体朝向可控变形机械手(6)末端的一侧面的中部开设有滑动槽，自锁器盒体在远离可控变形机械手(6)的指腹面的一侧面上的远离滑动槽的一侧开设有通槽，滑动块(10)滑动安装在自锁器盒体的内侧面并正对通槽，滑动块(10)靠近通槽的一端连接滑动块限位片(9)，滑动块限位片(9)穿设过通槽并延伸至自锁器盒体的外部，滑动块(10)远离通槽的另一端的侧面朝向平行于通槽槽面的方向设有连接条，连接条和通槽所在的自锁器盒体的一侧面的内侧之间连接有拉簧(11)，滑动块(10)远离通槽的另一端铰接有连杆(12)的一端，连杆(12)的另一端铰接滑动条的一端，滑动条的另一端垂直穿设过滑动槽并滑动安装在滑动槽内，滑动条的另一端上还安装有磁块(13)。5.根据权利要求1
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4任一所述的一种机械手抓取装置的可控变形抓取方法，其特征在于：方法包括如下步骤：步骤一：获取伸缩细杆(3)的每个细杆段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度；获取每个可控变形机械手(6)的手指段在不同的弯曲角度下所通过的电流强度...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭翔，肖贤鹏，王俊，刘国澳，李吉泉，景立挺，蒋林，
申请(专利权)人：浙江工业大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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