[实用新型]基于磁流变效应的机械抓手

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，特别涉及基于磁流变效应的机械抓手。

背景技术

近现代以来随着大工业技术的蓬勃发展，各种自动化技术和设备得到快速发展和广泛应用；其中机器人技术的发展尤为引人注目，而机械抓手作为工业机器人直接的工作机构其重要性不言而喻；目前各种工业专用机械手层出不穷，但是其大多是专注于某一类固定物体，对于其他目标并不适用或者无法应用，适用范围窄；而且大多专用机械抓手结构复杂，响应缓慢，制造成本高，维护难度大。

发明内容

为解决现有技术的不足，提供一种基于磁流变效应的机械抓手，这种机械抓手结构合理、简单，操作便捷，响应速度快，能够有效地抓取允许的重量范围内的各种形状的目标，应用范围广

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

基于磁流变效应的机械抓手，包括上基座及下基座，上基座与机械臂连接，下基座与上基座固定连接，下基座固定有装填有磁流变液的囊，在下基座上对应于囊的位置固定有电磁线圈。

上述的基于磁流变效应的机械抓手，上基座的中部向下凸起，凸起部与下基座的中部凹孔相配合，上、下基座通过螺栓连接，囊的开口环绕上基座的凸起固定于上、下基座之间；下基座的下半部分为开口形状，囊突出于下基座的开口；在下基座的外部对应于囊的位置固定有电磁线圈。

磁流变效应是指磁流变液在外磁场的作用下，能产生明显的流体的屈服应力和表观粘度的变化，大致有2—3个数量级的变化，在外磁场的作用下会从液态变为类似固体的形态；而当撤除外加磁场的作用时，流体又恢复原来的液态；即磁流变液在磁场的作用下可在液态和固态之间进行快速可逆的转换。

当用软性的囊覆盖于物件的表面，再对电磁线圈通电，使得磁流变液固化，从而实现对物件的抓取。

软性的囊可以使用橡胶材料，使用寿命较长，又具有很好的可塑性，能实现对不同形态物件的抓取。

实用新型内容需要突出以下几点：

1、响应快速，结构简单，无需复杂的机械结构和反馈电路以及控制系统。

2、可逆性，磁流变效应的可逆性决定了该机械抓手具有良好的可逆性。

3、能实现通用形状的抓取，即该机械抓手在一定重量范围内可用于各种形状目标物件的抓取。

4、可改进性，该实用新型主要应用了磁流变液的磁流变效应，因此，当采用某些方法使磁流变液磁流变液效应增强时，相应的该机械抓手性能将得到增强。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型剖视结构示意图。

图3为本实用新型软囊的结构示意图。

图4为本实用新型电路原理图。

图中标记为：1上基座，2下基座，3电磁线圈，4橡胶囊，5囊的开口部分,6垫片。

具体实施方式

参照附图，基于磁流变效应的机械抓手，包括上基座1及下基座2，上基座通过螺栓与机械臂连接，上基座的中部向下凸起，凸起部与下基座的中部凹孔相配合，上、下基座通过螺栓连接，橡胶囊4的开口4环绕上基座的凸起固定于上、下基座之间；下基座的下半部分为开口形状，橡胶囊突出于下基座的开口；在下基座的外部对应于橡胶囊的位置固定有电磁线圈3。

在橡胶囊中装填有磁流变液，装填达到囊体积的85%左右，留出的部分以备磁流变液固化时的形变空间。

并且橡胶囊的开口部分稍厚，以增加其固定在上、下基座的稳定性及提高抓取重量。

在上、下基座间添加垫片6，以保证法兰结合面的密封性。

将本实用新型机械抓手安装在机械臂上，本例通过螺栓将上基座固定在机械臂上，以便机械抓手的进行移动。

当确定抓取目标后，通过机械臂移动到目标物体上方，并缓慢向目标物体移动，逐渐接触物体，在重力的作用下将橡胶袋覆盖于物体上，橡胶袋内填充有磁流变液，之后通过电磁线圈产生磁场使橡胶袋内的磁流变液产生磁流变效应，此时磁流变液发生固化，从而将目标物体“抓取”，当移动到预定位置后，撤除磁场，磁流变液恢复流动性，“释放”物体。

电路原理图中R0是限流电阻，起保护电路的作用；R是可变电阻，开关闭合之后，通过调节R的大小可以控制输出电流的大小，从而实现对磁流变液的液—固转换强度的控制。