[发明专利]一种刚柔复合机械手爪

说明书

一种刚柔复合机械手爪，刚柔复合软指结构为：弹性薄片埋设在限制层内，限制层上表面固定膨胀层，膨胀层从左向右依次为指尖段、膨胀段和固定段；膨胀段由若干膨胀节组成；固定段的矩管右端上有固定沿，该矩管内腔与若干膨胀节组成；固定段的矩管右端上有固定沿，该矩管内腔与若刚膨胀节内腔连通，该软指模块为：外主固定块从三面贴合在固定段的矩管上，外辅固定块贴合在该矩管的另一面上，并经螺栓与外主固定块相固定，且矩管上的固定沿嵌入外主、外辅固定块的卡槽内，内固定块的矩管凸起插入固定段的矩管内，气动接头旋接在内固定块上的螺纹通孔中，前与该矩管内腔连通，采用上述符合软指形式可组成二指、四指机械手爪。本机械手爪的竖直和水平方面抓取性能得到有效提升，特别是水平抓取性能得到显著改善。

技术领域

本发明涉及一种机械手爪，尤其涉及一种刚柔复合的用于实现柔性夹持的机械手爪。

背景技术

在商品生产过程中，自动化水平不断提升，生产线柔性化需求更加强烈，在部分场景中机器人与人的物理隔离被打破，机器人成为人的协作者；机器人同时也进入到餐厅、办公室等公共场所及家庭中。这对机器人的末端执行器提出了高适应性、高安全性的需求。

当前末端执行器主要包括刚性机械手爪、真空吸盘、以及新出现的纯软体机械爪。刚性机械爪抓取不安全、真空吸盘难以适应表面粗糙、不规则物体等。

当前软体机械爪如专利（CN201620683993.1和CN201710667157.3）纯软体机械爪结构上主要由手指底板和手指指面组成，材料使用软体材料如硅橡胶制作而成。在水平方向抓取物体时，由于材料刚度低，抓取时会发生较大倾斜变形，并且导致抓取负载的减小，这限制了其在水平方向抓取的应用，导致目前基本为垂直方向抓取应用。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的问题而提供一种刚柔复合机械手爪，旨在能有效提升竖直方向以及水平方向抓取性能，特别是显著提升水平方向抓取性能。

本发明的目的是这样实现的：一种刚柔复合软指模块，刚柔复合软指结构为：限制层内埋设有弹性薄片，而将限制层分隔成上限制层和下限制层，上限制层上表面固定有膨胀层，该膨胀层从左向右依次为实心的指尖段、膨胀层以及固定段，该膨胀段由若干向上隆起的中空的膨胀节组成，每个膨胀节的横截面为圆锥形状，固定段由前、后侧立板，作为顶板的膨胀层的外固定部以及作为底板的上限制层围合组成矩管，该矩管的右端面上有向外伸出的固定沿；该矩管的内腔与上述若干膨胀节内腔连通；其内有弹性薄片的限制层的弹性模量≥膨胀层的弹性模量；外主固定块前后侧立板固定在底板上组成，外主固定块由下向上包覆贴合在固定段的矩管上，外辅固定块由竖向板焊接在水平板顶面右侧组成；外辅固定块的水平板覆盖贴合在该矩管的顶板上，并经4颗螺栓固定在外主固定板的前后侧立板的端面上，且该矩管上的固定沿嵌入外主固定块和外辅固定块的卡槽内；内固定块由矩管凸起固定在竖板左侧面上组成；内固定块的矩管凸起从右向左插入上述固定段上的矩管内，并与之形成滑动配合或紧配合，内固定块的竖板经四颗螺栓紧固在固定沿上、并与之形成气密性配合，气动接头从右向左旋接在内固定块的竖板也称顶板上的螺纹通孔中，并与该矩管内腔连通。

所述弹性薄片材质为钢片或铜片或PVC片或聚酰胺塑料片。

所述弹性薄片上的固定部分宽度与限制层的固定部分宽度相同或略小；所述弹性薄片上的非固定部的宽度小于限制层非固定部的宽度；所述弹性薄片上有若干镂空结构。

所述膨胀层和限制层均为硅橡胶；所述下限制层非固定部分的底面上均布有若干增摩条。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

一、使用所提的刚柔复合机械手爪，在水平方向抓取物体时刚柔复合软指的倾斜变形角度得到大幅度减小。经对比实验测量约减小为原来的1/7左右。

二、使用所提的刚柔复合机械手爪，在水平方向抓取物体时负载得到较大提升，经对比实验测量约为原来的2-3倍。