【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气动抓手，尤其涉及的是一种多自由度、多功能软体气动抓手。
技术介绍
1、传统的刚性操作手和灵巧手等仿人手的功能和形态的机械装置已经被广泛应用于人类的社会生活和生产中，为解放人的繁重劳动、实现工业生产的机械化和自动化发挥了重要作用。其中，机械手往往负责工业现场中结构性的、重复的、笨重的、较危险的工作，而灵巧手主要体现在具有较多的自由度和精确的力位控制上。
2、随着科学技术的进步和生产的发展，人们在诸多领域对仿人手机械装置提出了新的要求，包括人-机、机-环境交互的安全性、友好性以及灵活性等。例如在对外形多变，表面易碎物体(水果、蔬菜和生物组织等)的分拣中，在对中风患者的医疗康复和辅助助力器械的设计中，以及在辅助手术等医疗器械中均要求相应的操作设备具有更高的柔顺性，绝对的安全性，更好的人机交互性等。这些工作环境往往是非结构化的，而且相对于刚性操作设备而言环境刚度很低，因此传统的刚性操作手很难胜任这样的工作，它们在与环境(人和物)的交互过程中，在本体材料上很难实现与环境的刚度相匹配，而且像刚性灵巧手那样依靠传感和控制实现安全交互不仅带来技术上的难度，也使得整套装置成本较高，不利于推广应用。
3、近年来，应用软材料设计制造的软体手引起了国内外学者和机构的广泛关注，并受到了持续的研究，这为从本质上解决刚性操作手和人以及环境交互性差、复杂环境适应性差、不灵活等问题提供了全新的思路和方向。软体手充分利用和发挥各种柔性材料包括硅胶、聚合物、智能材料、多功能材料等天然的柔顺性，及其非线性、粘弹性和迟滞特性等在软
4、软体气动执行器是目前应用最广泛的软体驱动器，由气体驱动的软体手具有易于制造、坚固耐用、反应迅速、驱动效率高、成本低廉等优点。气动驱动是通过气体施加在由高度可变形材料制成的腔室上的压力来实现的。气动抓手的结构通常是几何不对称或材料各向异性的，当充入气体时结构的各向异性膨胀转化为整个抓手的弯曲，从而实现抓握的功能。
5、目前已有不少关于气动夹持器械的专利技术，然而这些气动抓手存在的普遍问题是抓手的变形形状单一，不能根据被抓取物体的形状和尺寸灵活改变抓手自身的形状，导致抓手通用性差、抓取稳定性差、使用成本高、抓取力较小。此外，现有的气动软体抓手无法抓取平整、光滑的物体，这也是目前软体夹持装置的一大弊端。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种多自由度、多功能软体气动抓手，可以根据被抓取物体的形状、尺寸自主调节抓手的变形形状以及自主选择抓取模式，达到多尺寸、多形状物体柔顺夹持的目的，具有通用性强、夹持力大、稳定性强的优点。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种多自由度、多功能软体气动抓手，所述软体气动抓手包括主空腔单元，所述软体气动抓手还包括副空腔单元、负压吸附单元和辅助抓手单元，主空腔单元、副空腔单元和负压吸附单元从上往下依次排布；
4、主空腔单元包括主基体，主基体上设有沿左右方向排列的至少两个主空腔组，每个主空腔组包括沿前后方向排成一排的多个主空腔，相邻的主空腔之间通过第一气道相连通；
5、副空腔单元包括副基体，副基体上设有沿左右方向排列的至少两个副空腔组，每个副空腔组包括沿前后方向排成一排的多个副空腔，相邻的副空腔之间通过第二气道相连通；
6、负压吸附单元包括内设负压腔的负压基体，负压基体底部设有多个负压吸盘；
7、辅助抓手单元包括位于主空腔单元左右两侧的两个辅助抓手，每个辅助抓手上设有沿左右方向排列的多个辅助空腔，相邻的辅助空腔之间通过第三气道相连通。
8、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述主基体的各个主空腔开设在主基体底部，副基体的各个副空腔开设在副基体顶部，主基体与副基体之间设有密封垫板，主基体各个主空腔底部敞口端以及副基体各个副空腔顶部敞口端分别通过密封垫板实现密封。
9、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述主基体顶部开有主分隔槽和次分隔槽，通过主分隔槽将相邻的两个主空腔组分隔，通过次分隔槽将每个主空腔组中相邻的两个主空腔分隔。
10、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述辅助抓手的各个辅助空腔开设在辅助抓手底部，辅助抓手底部设有辅助垫板，通过辅助垫板对辅助抓手的各个辅助空腔底部敞口端进行密封。
11、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述辅助抓手顶部开有辅助分隔槽，通过辅助分隔槽将相邻的两个辅助空腔隔开。
12、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述主基体上设有至少两个第一气管接头，各个第一气管接头与各个主空腔组一一对应，第一气管接头与对应的主空腔组的其中一个主空腔相连通。
13、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述副基体上设有至少两个第二气管接头，各个第二气管接头与各个副空腔组一一对应，第二气管接头与对应的副空腔组的其中一个副空腔相连通。
14、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述负压基体上设有与负压腔连通的负压气管接头。
15、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述辅助抓手上设有第三气管接头，第三气管接头与其中一个辅助空腔相连通。
16、作为上述软体气动抓手的优选方案，所述软体气动抓手为硅胶抓手。
17、本专利技术相比现有技术具有以下优点：
18、本专利技术提供的一种多自由度、多功能软体气动抓手，设置了副空腔单元、负压吸附单元和辅助抓手单元与主空腔单元配合使用，通过几者各自的控制以及几者相互之间的协同配合，能实现软体气动抓手多种变形，从而可根据被夹持物的尺寸与形状灵活地调整抓手的弯曲方向和弯曲角度，能柔顺地适应多种形状及尺寸的物体，并很好地贴合物体表面，保证了对多种规格的物体的抓取效果；同时，由于负压吸附单元的设置，使得本软体气动抓手可以有效地抓取平整、光滑的物体，而这是传统的软体气动抓手无法做到的；此外，辅助抓手单元的设置，可从被抓取物体的两侧进行包裹式的辅助抓取，增大了该抓手与被抓取物体的接触面积，提高了抓取力与抓取的稳定性，从而保证了抓取效果。
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1.一种多自由度、多功能软体气动抓手，所述软体气动抓手包括主空腔单元(1)，其特征在于：所述软体气动抓手还包括副空腔单元(2)、负压吸附单元(3)和辅助抓手单元(4)，主空腔单元(1)、副空腔单元(2)和负压吸附单元(3)从上往下依次排布；
2.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述主基体(5)的各个主空腔(7)开设在主基体(5)底部，副基体(12)的各个副空腔(14)开设在副基体(12)顶部，主基体(5)与副基体(12)之间设有密封垫板(17)，主基体(5)各个主空腔(7)底部敞口端以及副基体(12)各个副空腔(14)顶部敞口端分别通过密封垫板(17)实现密封。
3.如权利要求2所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述主基体(5)顶部开有主分隔槽(10)和次分隔槽(11)，通过主分隔槽(10)将相邻的两个主空腔组(6)分隔，通过次分隔槽(11)将每个主空腔组(6)中相邻的两个主空腔(7)分隔。
4.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述辅助抓手(21)的各个辅助空腔(
5.如权利要求4所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述辅助抓手(21)顶部开有辅助分隔槽(26)，通过辅助分隔槽(26)将相邻的两个辅助空腔(22)隔开。
6.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述主基体(5)上设有至少两个第一气管接头(9)，各个第一气管接头(9)与各个主空腔组(6)一一对应，第一气管接头(9)与对应的主空腔组(6)的其中一个主空腔(7)相连通。
7.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述副基体(12)上设有至少两个第二气管接头(16)，各个第二气管接头(16)与各个副空腔组(13)一一对应，第二气管接头(16)与对应的副空腔组(13)的其中一个副空腔(14)相连通。
8.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述负压基体(18)上设有与负压腔连通的负压气管接头(20)。
9.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述辅助抓手(21)上设有第三气管接头(24)，第三气管接头(24)与其中一个辅助空腔(22)相连通。
10.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述软体气动抓手为硅胶抓手。
...【技术特征摘要】
1.一种多自由度、多功能软体气动抓手，所述软体气动抓手包括主空腔单元(1)，其特征在于：所述软体气动抓手还包括副空腔单元(2)、负压吸附单元(3)和辅助抓手单元(4)，主空腔单元(1)、副空腔单元(2)和负压吸附单元(3)从上往下依次排布；
2.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述主基体(5)的各个主空腔(7)开设在主基体(5)底部，副基体(12)的各个副空腔(14)开设在副基体(12)顶部，主基体(5)与副基体(12)之间设有密封垫板(17)，主基体(5)各个主空腔(7)底部敞口端以及副基体(12)各个副空腔(14)顶部敞口端分别通过密封垫板(17)实现密封。
3.如权利要求2所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述主基体(5)顶部开有主分隔槽(10)和次分隔槽(11)，通过主分隔槽(10)将相邻的两个主空腔组(6)分隔，通过次分隔槽(11)将每个主空腔组(6)中相邻的两个主空腔(7)分隔。
4.如权利要求1所述的一种多自由度、多功能软体气动抓手，其特征在于：所述辅助抓手(21)的各个辅助空腔(22)开设在辅助抓手(21)底部，辅助抓手(21)底部设有辅助垫板(25)，通过辅助垫板(25)对辅助抓手(21)的各个辅助空腔(22)底部敞口端进行密封。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓杰，刘通，周卫冕，徐潺潺，谢超，陈贵松，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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