[实用新型]一种形状记忆聚合物“软加硬”抓手有效

专利信息
申请号: 201920316744.2 申请日: 2019-03-13
公开(公告)号: CN210121847U 公开(公告)日: 2020-03-03
发明(设计)人: 令狐昌鸿;张顺;王成军;李城隆;俞凯鑫;宋吉舟;曾寅家;朱昊东;游镇宇;金晓慧;钱诚浩 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: B25J9/10 分类号: B25J9/10;B25J15/00
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 万尾甜;韩介梅
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 形状 记忆 聚合物 软加硬 抓手
【说明书】:

实用新型公开了一种形状记忆聚合物“软加硬”抓手,所述的抓手为形状记忆聚合物块体或薄膜,在形状记忆聚合物块体或薄膜设有柱状阵列结构,所述的柱状阵列高度与待抓取的物体的高度为同一个量级。本实用新型的抓手结构简单,无需复杂的控制系统;制备方便,成本低廉;适用于任意形状的和尺度物体的抓取,能同时抓取多个物体,经柔性结构设计后可以抓取较脆和软的物体。

技术领域

本实用新型涉及一种抓手设计,尤其涉一种形状记忆聚合物“软加硬”抓手,可用于任意形状和尺度的物体的抓取-释放与操纵。

背景技术

工业、农业和科研中常常需要用到抓手来抓取和操纵物体,宏观尺度上有如流水线上产品的挑拣拆分、农产品采摘;微观尺度上有如微机/电系统元件的装配。这些应用需要抓取的物体形状、尺寸各异。

宏观尺度上(通常,大于1mm),人手可以非常容易地完成对不同形状物体的抓取操纵,但是对于机械抓手来说要抓取不同形状的物体还是非常具有挑战性,需要在机械抓手上布置大量的力学、视觉等传感器并配备复杂的驱动器和控制算法。

通常,硬的机械抓手除非经过精细设计并配备复杂的控制系统,否则硬抓手在与物体接触的时候,冲击产生的机械波会损坏物体并导致物体偏离预定的路线。而使用软抓手可以很好地解决该问题。

通常,宏观尺度上的软抓手有多手指夹取方式(如可参见[1]Ilievski F,MazzeoA D, Shepherd R F,et al.Soft Robotics for Chemists[J].Angewandte Chemie,2011,50(8):1890-1895,[2]Shintake J, Rosset S,Schubert B E,et al.Versatile SoftGrippers with Intrinsic Electroadhesion Based on Multifunctional PolymerActuators[J].Advanced Materials,2016,28(2):231-238.)和利用粘附力抓取的方式(如可参见 [3]Hawkes E W,Christensen D L,Han A K,et al.Grasping withoutsqueezing:Shear adhesion gripper with fibrillar thin film[C]2015 IEEEInternational Conference on Robotics and Automation(ICRA).IEEE,2015.)。多手指夹取方式通常需要较为复杂的结构和驱动设计,而利用粘附力抓取的软抓手结构简单,同时能适用于表面为平面到曲面的各种物体的抓取。

通常,依靠粘附力抓取的软抓手在抓取物体时,特别是在抓取具有复杂形状的物体时对抓手的模量存在一个矛盾的要求:一方面,抓手要足够软,以便与物体表面形成充分的接触而增加粘附力;另外一方面,抓手要足够硬以便增加抓取力。

通常,微观尺度上的抓手有静电吸附(可参加Hoxhold B,Wrege J,S.Bütefisch,et al. Tools for Handling and Assembling of Microparts[M]Design andManufacturing of Active Microsystems.Springer Berlin Heidelberg,2011.)、微机械抓手夹取(可参见Hoxhold B,Wrege J,S.Bütefisch,et al.Tools for Handling andAssembling of Microparts[M]Design and Manufacturing of ActiveMicrosystems.Springer Berlin Heidelberg,2011.)方式。这些抓手结构复杂,制备困难。

通常,现有的抓手,尺寸适用范围通常都有一定的限制,如微机械抓手,其可抓取物体的尺寸受限于微观的镊子的开合范围。

实用新型内容

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