一种基于介电流体驱动的变刚度软抓手制造技术

本发明专利技术公开了一种基于介电流体驱动的变刚度软抓手。包括多根手指本体、手指驱动器和连接平台，多根手指本体与对应的手指驱动器固定连接后形成多根变刚度手指，多根变刚度手指的手指驱动器通过连接平台相连后形成变刚度软抓手。变刚度手指中，通过电极组件驱动内外两层流道的介电流体从内侧流向外侧，内外侧的腔室体积发生变化，进而使得手指产生弯曲变形，可用于物体的夹取。本发明专利技术通过调整变形层正极线与变刚度层正极线施加电压的大小即可控制介电流体驱动器的泵送效果，宏观上即可任意控制柔性手指的弯曲角度及刚度变化比，实现仅依靠电压的调整实现抓手对软、硬、脆不同对象的适应性抓取需求。象的适应性抓取需求。象的适应性抓取需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于介电流体驱动的变刚度软抓手


[0001]本专利技术涉及了一种变刚度软抓手，具体涉及了一种基于介电流体驱动的具备一定刚度调节能力的软抓手。

技术介绍

[0002]传统的刚性抓手难以适应柔软、易碎对象的抓取，而目前已有的基于气、液等流体驱动的典型软抓手又在承载能力上有所欠佳，同时必要的外附泵源及管路元件也限制了抓手的便携性。
[0003]针对以上情况，有必要研究一款新型的便携式可调节刚度的软抓手来解决这些问题。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种便携式可调节刚度的软抓手。本专利技术使用介电流体作为驱动，并在软抓手中并入阻塞片实现抓手的刚度人为可控，实现软抓手的功能拓展，能满足软、硬、脆不同对象的抓取需求。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]本专利技术包括多根手指本体、手指驱动器和连接平台，多根手指本体与对应的手指驱动器固定连接后形成多根变刚度手指，多根变刚度手指的手指驱动器通过连接平台相连后形成变刚度软抓手，变刚度手指的驱动，控制变刚度软抓手抓取物体。
[0007]所述手指驱动器包括第一分隔片、内壳体、外壳体及电极组件；
[0008]外壳体的顶部与连接平台固定连接，外壳体内部中空，内壳体设置在外壳体内部，内壳体与外壳体之间间隔布置，内壳体和外壳体之间的腔室中内固定安装有电极组件；壳体内部也中空，第一分隔片设置在内壳体内部，第一分隔片与内壳体之间间隔布置，第一分隔片与内壳体之间的腔室中内固定安装有电极组件；
[0009]从外侧到内侧，所述手指本体的内部依次设置有外变形腔、外变刚度腔、内变刚度腔和内变形腔；外变形腔、外变刚度腔、内变刚度腔和内变形腔之间均不互通；外壳体、内壳体的底部设置有开口，外变刚度腔和内变刚度腔之间的腔壁顶部与第一分隔片的底部固定连接，外变形腔与外变刚度腔之间的腔壁顶部、内变刚度腔与内变形腔之间的腔壁顶部均和内壳体的底部固定连接，使得内壳体与第一分隔片之间的腔室与外变刚度腔、内变刚度腔之间连通后形成变刚度层，变刚度层内填充有介电流体；外变形腔外的手指本体顶部以及外的手指本体顶部均与外壳体的底部固定连接，使得内壳体和外壳体之间的腔室与外变形腔、内变形腔之间连通后形成变形层，变形度层内填充有介电流体。
[0010]所述电极组件由多组电极对上下间隔地固定安装在手指驱动器的腔室内，每组电极对包括多个三角电极和多个狭缝电极；每组电极对中，多个三角电极连接形成三角电极组，多个狭缝电极连接形成狭缝电极组，三角电极组与狭缝电极组之间间隔布置并且均固定安装在手指驱动器的腔室内，每个三角电极的其中一个尖端与对应狭缝电极的狭缝相对
并形成一个电级对，电级对通电后，使得腔室内的介电液体从三角电极流向狭缝电极后形成产生射流。
[0011]所述内壳体和外壳体中，靠近内侧的电极组件的三角电极设置于对应狭缝电极的下方，三角电极的尖端指向壳体的顶部；靠近外侧的电极组件的三角电极设置于对应狭缝电极的上方，三角电极的尖端指向壳体的底部。
[0012]所述手指本体的内变刚度腔中还设置有阻塞片。
[0013]所述手指本体外的内侧面设置有多个凸起块或者凹槽，多个凸起块或者凹槽之间间隔布置，使得手指本体外表面为凹凸状。
[0014]所述变刚度腔的腔室体积小于变形腔的腔室体积。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术提供的软抓手可以实现刚度的可控调节，针对软、硬、脆不同目标实现适应性抓取，同时具有高度的便携性。
[0017]本专利技术在抓取能力、系统便携性上比传统的软抓手有了较大改进，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的三维结构示意图；
[0019]图2是左侧介电流体驱动器的总体示意图；
[0020]图3是左侧介电流体驱动器的结构示意图；
[0021]图4是三角
‑
狭缝电极对示意图；
[0022]图5是左侧介电流体驱动器剖面图；
[0023]图6是左侧柔性手指变形示意图；
[0024]图7是左侧柔性手指剖面结构示意图；
[0025]图8是三角
‑
狭缝电极对驱动原理示意图；
[0026]图9是左侧柔性手指变形原理示意图；
[0027]图10是层阻塞变刚度原理示意图；
[0028]图11是左侧柔性手指变刚度原理示意图；
[0029]图12是软抓手抓取作业示意图。
[0030]图中：1、左侧柔性手指，2、右侧柔性手指，3、后侧柔性手指，4、左侧介电流体驱动器，5、右侧介电流体驱动器，6、后侧介电流体驱动器，7、连接平台，8、变形层正极线，9、变刚度层正极线，10、公共负极线，11、外盖板，12、内盖板，13、第一分隔片，14、内壳体，15、外壳体，16、第二分隔片，17、电极对，18、负电级组，19、正电极组，20、外流道，21、内流道，22、外变形腔，23、内变形腔，24、外变刚度腔，25、内变刚度腔，26、阻塞片。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明。
[0032]如图1所示，本专利技术包括多根手指本体、手指驱动器和连接平台7，多根手指本体与对应的手指驱动器固定连接后形成多根变刚度手指，多根变刚度手指的手指驱动器通过连接平台7相连后形成变刚度软抓手，变刚度手指的驱动，控制变刚度软抓手抓取物体。
[0033]具体实施中，变刚度软抓手为三指抓手，如图1所示，分别记为左侧变刚度手指、右侧变刚度手指和后侧变刚度手指，由左侧柔性手指1和左侧介电流体驱动器4组成左侧变刚度手指，右侧柔性手指2和右侧介电流体驱动器5组成右侧变刚度手指，由后侧柔性手指3和后侧介电流体驱动器6组成后侧变刚度手指。软抓手的三根手指结构相同，沿圆周方向均匀分布，俯视为正三角形结构。变形层正极线8、变刚度层正极线9与公共负极线10分别从介电流体驱动器的顶侧小孔穿出，与外接电路相连。该抓手使用介电流体作为驱动介质，给电极对施加电压即可驱动液体流动，无需传统泵源实现抓手变形；并在软抓手中嵌入阻塞片，通过电压控制阻塞层内液体流动实现抓手的刚度可调，从而提升抓手负载能力。
[0034]如图2、图3和图5所示，手指驱动器包括第一分隔片13、内壳体14、外壳体15、第二分隔片16及电极组件；
[0035]外壳体15的顶部与连接平台7固定连接，外壳体15内部中空，内壳体14设置在外壳体15内部，内壳体14与外壳体15之间间隔布置，内壳体14和外壳体15之间的腔室中内固定安装有电极组件，每个电极组件分别与内壳体14和外壳体15的腔壁固定连接，具体实施中，电极组件固定安装在内壳体14和外壳体15之间的内侧腔室和外侧腔室，其中内侧和外侧是相对于变刚度软抓手内的物体而言的；内壳体14内部也中空，第一分隔片13设置在内壳体14内部，第一分隔片13与内壳体14之间间隔布置，第一分隔片13与内壳体14之间的腔室中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于介电流体驱动的变刚度软抓手，其特征在于，包括多根手指本体、手指驱动器和连接平台(7)，多根手指本体与对应的手指驱动器固定连接后形成多根变刚度手指，多根变刚度手指的手指驱动器通过连接平台(7)相连后形成变刚度软抓手，变刚度手指的驱动，控制变刚度软抓手抓取物体。2.根据权利要求1所述的一种基于介电流体驱动的变刚度软抓手，其特征在于，所述手指驱动器包括第一分隔片(13)、内壳体(14)、外壳体(15)及电极组件；外壳体(15)的顶部与连接平台(7)固定连接，外壳体(15)内部中空，内壳体(14)设置在外壳体(15)内部，内壳体(14)与外壳体(15)之间间隔布置，内壳体(14)和外壳体(15)之间的腔室中内固定安装有电极组件；壳体(14)内部也中空，第一分隔片(13)设置在内壳体(14)内部，第一分隔片(13)与内壳体(14)之间间隔布置，第一分隔片(13)与内壳体(14)之间的腔室中内固定安装有电极组件；从外侧到内侧，所述手指本体的内部依次设置有外变形腔(22)、外变刚度腔(24)、内变刚度腔(25)和内变形腔(23)；外变形腔(22)、外变刚度腔(24)、内变刚度腔(25)和内变形腔(23)之间均不互通；外壳体(15)、内壳体(14)的底部设置有开口，外变刚度腔(24)和内变刚度腔(25)之间的腔壁顶部与第一分隔片(13)的底部固定连接，外变形腔(22)与外变刚度腔(24)之间的腔壁顶部、内变刚度腔(25)与内变形腔(23)之间的腔壁顶部均和内壳体(14)的底部固定连接，使得内壳体(14)与第一分隔片(13)之间的腔室与外变刚度腔(24)、内变刚度腔(25)之间连通后形成变刚度层，变刚度层内填充有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹俊，胡振汉，焦中栋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：