[发明专利]表面曲率自适应的可控粘附机械手

说明书

本发明公开了一种表面曲率自适应的可控粘附机械手，包括：基座和粘附足单元，粘附足单元设在基座上，粘附足单元包括：粘附单元底座、承载单元、长度方向自适应锁定机构、角度方向自适应锁定机构和粘脱附控制机构。粘附单元底座位于基座下方，粘附单元底座相对基座可上下运动，承载单元可枢转地设于粘附单元底座上，承载单元的底部设有粘附单元。长度方向自适应锁定机构可锁定和释放粘附单元底座。角度方向自适应锁定机构可锁定和释放承载单元。剥离单元设于承载单元和粘附单元之间，剥离单元可活动以使粘附单元相对于待抓取件剥离开。根据本发明实施例的表面曲率自适应的可控粘附机械手，可以对多种物体进行高速、稳定、重复的抓取、操作和转移。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种表面曲率自适应的可控粘附机械手。

背景技术

相关技术中，对于不同形状物体的可控稳定抓取技术是实现精密制造、机械作业、工业生产、物流分拣等实际应用的重要基础和关键保障。传统的机械手抓取技术主要基于摩擦作用或包覆作用，通过力封闭和形封闭的方式实现对物体的稳定抓取。然而，这两种抓取方式要求待抓取件体尺寸要小于机械手的额定抓取范围，且难以直接抓取具有大曲率半径表面的物体。相较之下，基于界面粘附的机械手不仅能够抓取大面积的平面物体，还能有效应对大曲率半径曲面物体，为多种表面物体的抓取提供了新的解决思路。

随着仿生可逆粘附表面的多样化发展，研究人员提出了各种不同的粘脱附控制技术方案，但是仍然存在结构单一、承载不均、负载较低、释放缓慢等问题，制约了可控粘附抓取技术在实际生产生活中的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种表面曲率自适应的可控粘附机械手，可以对多种物体表面进行高速、稳定、重复的抓取、操作和转移。

根据本发明实施例的表面曲率自适应的可控粘附机械手，包括：基座；粘附足单元，所述粘附足单元设在所述基座上，所述粘附足单元包括一个或者多个，每个所述粘附足单元均包括：粘附单元底座和承载单元，所述粘附单元底座位于所述基座下方，所述粘附单元底座相对所述基座可上下运动，所述承载单元可枢转地设于所述粘附单元底座上，所述承载单元的底部设有粘附单元，所述粘附单元可粘附待抓取件；长度方向自适应锁定机构，长度方向自适应锁定机构与所述基座相连，所述长度方向自适应锁定机构可锁定和释放所述粘附单元底座；角度方向自适应锁定机构，所述角度方向自适应锁定机构与所述粘附单元底座相连，所述角度方向自适应锁定机构可锁定和释放所述承载单元；粘脱附控制机构，所述粘脱附控制机构包括剥离单元，所述剥离单元设于所述承载单元和所述粘附单元之间，所述剥离单元可活动以使所述粘附单元相对于所述待抓取件剥离开。

根据本发明实施例的表面曲率自适应的可控粘附机械手，通过长度方向自适应锁定机构和角度方向自适应锁定机构的设置，使得粘附足单元可以适应表面轮廓以实现良好接触、锁定粘附状态均匀承载。通过粘脱附控制机构的设置，可以使得剥离粘附表面实现快速释放。由此，表面曲率自适应的可控粘附机械手可以实现对具有多种表面的物体进行高速、稳定、重复的抓取、操作和转移。例如可以适应于单一的平面物体，也可以适用于具有大曲率半径球面或圆柱面的曲面物体，还可以应对多种不同类型、不同面积表面。

在一些实施例中，所述长度方向自适应锁定机构包括：长度方向滑动套筒，所述长度方向滑动套筒穿过所述基座后与所述粘附单元底座相连，所述长度方向滑动套筒相对于所述基座可上下移动，所述长度方向滑动套筒上设有限位挡圈；长度方向回复弹簧，所述长度方向回复弹簧套设在所述长度方向滑动套筒外部且其两端分别止抵在所述基座后与所述粘附单元底座之间；长度方向弹性抱紧夹具，所述长度方向弹性抱紧夹具可抱紧和可释放所述长度方向滑动套筒，当所述长度方向弹性抱紧夹具抱紧所述长度方向滑动套筒时，所述长度方向滑动套筒相对于所述基座静止，当所述长度方向弹性抱紧夹具释放所述长度方向滑动套筒时，所述长度方向滑动套筒相对于所述基座可上下移动。