一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手制造技术

本发明专利技术公开了一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，包括：变形腔体

【技术实现步骤摘要】
一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手


[0001]本专利技术涉及机器人软体夹爪
，具体涉及一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手
。

技术介绍

[0002]机械夹爪在机器人领域发挥着至关重要的作用，可以作为机器人的末端执行器进行多样的夹取操作，在装配
、
运输
、
分料等领域有着广泛的运用
。
然而，传统机器人夹爪一般是刚性结构，无法对待夹取物体的形状进行自适应，也无法根据待夹取物体的强度改变夹爪自身的刚度，因此在夹取较为脆弱的物体时，容易出现将物体损坏的情况
。
而常见的机器人软体夹爪虽然可以对物体形状进行自适应，但其不具备变刚度能力，对物体的夹持稳定性较差
。
[0003]如专利公开号为
CN115648275A
的一种变刚度混合双模态二指软体抓手及其抓取方法，其利用记忆合金和弹簧钢片制作手爪，通过记忆合金会根据温度变化改变自身刚度的特性来调节手爪的刚度，进而适应不同的抓取物体的抓取刚度需求，但是其结构复杂，成本高昂，且二指夹爪的形式只能对物体的两个方向进行夹取，无法形成更加全面的夹持约束，夹持稳定性不高
。
[0004]如专利公开号为
CN116141355A
的一种基于正压驱动的仿生变刚度拾取器及驱动方法，其利用装置底面楔形刚毛束单元对物体进行稳定黏附，并利用颗粒阻塞原理使装置表现为高刚度，增强了黏附的稳定性，但是其黏附力较低，且只能对物体的表面进行覆盖黏附，对目标物体的整体包裹性较差，抓取力和抓取稳定性较差
。
[0005]因此，亟需一种能对待夹取物体的形状进行自适应，也能够根据待夹取物体的强度改变夹爪自身的刚度的软体抓手
。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，本专利技术结构简单，适应范围广，抓取成功率高，可以实现变刚度抓取
。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，包括：变形腔体
、
变刚度腔体
、
摩擦颗粒
、
安装基座
、
变形气管和变刚度气管；
[0009]所述变形腔体将变刚度腔体包裹在内，所述变形腔体与变刚度腔体固定连接；
[0010]所述摩擦颗粒设于变刚度腔体的空腔内；
[0011]所述变形腔体
、
变刚度腔体均与基座固定连接，所述变刚度腔体和基座围合形成软体抓手的圆筒状空间，所述圆筒状空间与变形腔体
、
变刚度腔体的中心轴重合；
[0012]所述变形气管的一端与变形腔体的内部空腔连接，所述变形气管的另一端用于连接外部气源设备；
[0013]所述变刚度气管的一端与变刚度腔体的内部空腔连接，所述变刚度气管的另一端
用于连接外部负压设备；
[0014]所述变形腔体随内部气压变化产生相应的膨胀和收缩，带动变刚度腔体弯曲变形，向靠近或远离软体抓手圆筒状空间中心线的方向弯曲，所述变刚度腔体内部的摩擦颗粒随内部气压变化产生相应的挤压力，调整夹取目标物体的刚度变化
。
[0015]作为优选的技术方案，所述变形腔体的外壁设有多层的中空矩形块，相邻层的中空矩形块之间设有竖直孔道，所述竖直孔道用于连通相邻层的中空矩形块的内部腔体
。
[0016]作为优选的技术方案，所述变形腔体的底部设有多个水平孔道，所述水平孔道与竖直孔道连通，所述水平孔道与变形气管连通，外部气源设备为变形腔体提供气体正压时，变形腔体整体向靠近软体抓手圆筒状空间中心线的方向弯曲，外部气源设备为变形腔体提供气体负压时，变形腔体整体向远离软体抓圆筒状空间手中心线的方向弯曲
。
[0017]作为优选的技术方案，所述摩擦颗粒整体的体积与变刚度腔体无变形状态下的空腔体积相等
。
[0018]作为优选的技术方案，所述安装基座的顶部设有安装板，所述安装板与变形腔体的底部固定连接，所述安装基座的底部设有法兰，所述法兰用于与外部设备固定连接
。
[0019]作为优选的技术方案，所述变刚度气管与变刚度腔体连接的一端设有过滤网
。
[0020]作为优选的技术方案，所述变形腔体
、
变刚度腔体采用软体硅胶材料的圆筒状构件
。
[0021]作为优选的技术方案，所述变形气管
、
变刚度气管采用圆管状气管
。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0023](1)
本专利技术利用颗粒阻塞原理对抓手整体的刚度进行调整，改善了软体抓手夹取力不足的问题，提高了抓取时的稳定性
。
[0024](2)
本专利技术采用软体硅胶材料，具有良好的自适应性和保护性，可以对目标物体产生良好的保护，并且采用圆周抓取方式，对目标物体具有良好的包裹性，接触面积大，可抓取范围大
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的结构正视图；
[0026]图2为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的半剖正视图；
[0027]图3为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的半剖轴测图；
[0028]图4为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的未变形示意图；
[0029]图5为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的夹紧状态示意图；
[0030]图6为本专利技术基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手的张开状态示意图
。
[0031]其中，1‑
变形腔体，2‑
变刚度腔体，3‑
摩擦颗粒，4‑
安装基座，5‑
变形气管，6‑
变刚度气管
。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0033]实施例
[0034]如图1‑
图3所示，本实施例提供一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，主要针对机器人装配
、
运输等过程中对物体的自适应夹取操作，其包括变形腔体
1、
变刚度腔体
2、
摩擦颗粒
3、
安装基座
4、
变形气管5和变刚度气管
6。
变形腔体1在本实施例变刚度软体抓手的最外围，变刚度腔体2被变形腔体1包裹在内，变形腔体1与变刚度腔体2互相粘连固定，变形腔体发生弯曲变形时可以带动变刚度腔体一起弯曲变形，摩擦颗粒3填充在变刚度腔体2的空腔内，变形腔体1的底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，其特征在于，包括：变形腔体
、
变刚度腔体
、
摩擦颗粒
、
安装基座
、
变形气管和变刚度气管；所述变形腔体将变刚度腔体包裹在内，所述变形腔体与变刚度腔体固定连接；所述摩擦颗粒设于变刚度腔体的空腔内；所述变形腔体
、
变刚度腔体均与基座固定连接，所述变刚度腔体和基座围合形成软体抓手的圆筒状空间，所述圆筒状空间与变形腔体
、
变刚度腔体的中心轴重合；所述变形气管的一端与变形腔体的内部空腔连接，所述变形气管的另一端用于连接外部气源设备；所述变刚度气管的一端与变刚度腔体的内部空腔连接，所述变刚度气管的另一端用于连接外部负压设备；所述变形腔体随内部气压变化产生相应的膨胀和收缩，带动变刚度腔体弯曲变形，向靠近或远离软体抓手圆筒状空间中心线的方向弯曲，所述变刚度腔体内部的摩擦颗粒随内部气压变化产生相应的挤压力，调整夹取目标物体的刚度变化
。2.
根据权利要求1所述的基于颗粒阻塞原理的变刚度软体抓手，其特征在于，所述变形腔体的外壁设有多层的中空矩形块，相邻层的中空矩形块之间设有竖直孔道，所述竖直孔道用于连通相邻层的中空矩形块的内部腔体
。3.
根据权利要求2所述的基于颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万琦，占宏，杨辰光，
申请(专利权)人：佛山纽欣肯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：