[发明专利]一种仿鱼鳍结构的静电吸附式软体抓手

说明书

本发明公开了一种仿鱼鳍结构的静电吸附式软体抓手，包括软体抓手本体和静电吸附电极，所述静电吸附电极为柔性电极并贴附固定于软体抓手本体的抓握面；所述软体抓手本体为鳍条式抓手，该结构可实现对物体的自适应包覆式紧密贴合，通过给静电吸附电极施加电压能使软体抓手与被吸附物体表面之间产生静电吸附力。将软体抓手与静电吸附技术结合在一起，既能依靠静电吸附力来吸附物体，又能依靠软体抓手对物体的表面紧密贴合产生的夹持力来抓取物体，达到同时运用夹持力和静电吸附力来抓取物体，实现对不同形状大小物体的适应性抓取。

技术领域

本发明涉及机械手领域，具体涉及一种仿鱼鳍结构的静电吸附式软体抓手。

背景技术

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橡胶、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体手运动和控制中潜在的“机械智能”作用，从而降低控制的复杂度，实现高灵活性和良好交互性。而目前，大部分软体抓手对物体的拾取仍然靠的是抓手对物体的夹持力来实现，相比于刚性抓手，软体抓手对于物体的接触是柔性的，不易损坏被抓取物体。但是软体抓手毕竟是柔性材料，对物体的夹持不像刚性抓手那样牢固，容易发生脱落现象。而且由于软体抓手自身的局限性，被抓取物体的重量也同样受限制。

因此，为解决以上问题，需要一种静电吸附式软体抓手，其结构能够通过实现对不同形状大小物体的自适应贴合夹持，同时依靠静电吸附力来抓取物体，可以很大程度上改善目前机器人末端执行器的适应性和灵活性，大大提高抓取性能，抓取负载大且稳固性好，适用范围广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种仿鱼鳍结构的静电吸附式软体抓手，能够通过实现对不同形状大小物体的自适应贴合夹持，同时依靠静电吸附力来抓取物体，可以很大程度上改善机器人末端执行器的适应性和灵活性，大大提高抓取性能，抓取负载大且稳固性好，适用范围广。

本发明的一种仿鱼鳍结构的静电吸附式软体抓手，包括软体抓手本体和静电吸附电极，所述静电吸附电极为柔性电极并贴附固定于软体抓手本体的抓握面；所述软体抓手本体为鳍条式抓手。

进一步，所述鳍条式抓手包括安装座、安装于安装座上呈环形且均匀间隔分布的多个鳍条式手指和用于驱动鳍条式手指张开及闭合的直线电机；所述鳍条式手指包括两块纵梁柔性板和设置于两块纵梁柔性板之间的底部横梁硬质板，所述两块纵梁柔性板和底部横梁硬质板呈等腰三角形连接，所述两块纵梁柔性板之间中间段沿纵向间隔设置有多个中间横梁硬质板，多个中间横梁硬质板以沿纵向由内到外递减的方式铰接于两块纵梁柔性板之间；所述底部横梁硬质板与安装座铰接，所述直线电机的驱动轴与底部横梁硬质板驱动配合，底部横梁硬质板在驱动轴的驱动下翻转并带动两块纵梁柔性板转动。

进一步，所述安装座上固定设置有用于安装底部横梁硬质板并沿竖向布置的固定块，所述固定块底部形成第一安装槽，所述底部横梁硬质板外侧端适形嵌入第一安装槽内并通过第一铰销铰接，所述底部横梁硬质板内侧通过连杆与直线电机的驱动轴传动连接实现底部横梁硬质板转动。

进一步，所述中间横梁硬质板为矩形板且中间横梁硬质板上位于横向两侧的侧面均设置有接头，接头为四个并分列于中间横梁硬质板的四个角，所述纵梁柔性板一体成型形成与接头分别对应的铰接支耳，所述铰接支耳上开设有与铰接销对应的铰接孔。

进一步，所述鳍条式手指为三个并呈环形均匀间隔分布，还包括与直线电机的驱动轴固定连接的驱动盘，所述连杆的一端嵌入底部横梁硬质板内侧上的第二安装槽中，且通过第二铰销铰接，另一端与驱动盘的径向外侧铰接。

进一步，所述驱动盘的外圆沿径向向内凹陷成第三安装槽，所述连杆的端部嵌入第三安装槽内，第三铰销穿过连杆且固定位于安装槽侧面的安装孔中，使连杆铰接于驱动盘。