[发明专利]变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法

说明书

本发明公开了一种基于层干扰技术的变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法，包括基座，基座的边缘装有多个柔性手指和电机，每个柔性手指的外部均套有真空袋，基座的中部装有真空泵，真空泵与真空袋连接；柔性手指包括柔性手指骨架，柔性手指骨架中间为薄片结构，两侧均布置一列T形块结构，T形块结构中间设有圆孔，圆孔中穿有腱绳，键绳的上端与所述电机连接，键绳的下端与所述柔性手指骨架的顶端相连；T形块结构的外端连接有柔性薄片。由电机旋转带动腱绳从而使手指弯曲，通过外接负压泵来控制抓手刚度变化，弯曲与变刚度的驱动都很安全。操作简易可控，抓取空间较大，并能实现变刚度效果，适用于较多场合。

技术领域

本发明涉及一种软体机器人，尤其涉及一种变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法。

背景技术

机器人技术被广泛认为是从制造、医学到科学探索等众多领域的关键技术之一。传统的刚性机器人已经不能满足人们对于人机交互安全性的要求，软体机器人逐渐进入大众的视野。同时软体机器人相比刚性机器人有很多优势，它可以更好适应各种环境，受到外界冲击后也不会产生大的伤害，在空间狭小、非结构下的环境下都可以完成复杂的任务，例如医疗、军事及探测领域。

抓取器是一种用于抓取对象和操作对象的机器人。尽管目前市场上的具有很多良好性能的刚性抓取器，但这些抓取器在处理不规则物体时仍存在很多不足。由于传统的抓取装置如机械手爪、吸盘等存在设计周期较长，更新频率较高，利润附加值较低，难以抓取易损坏、易变形物体等问题，近年来，学术界出现了“软体手”的概念，将机械手由传统的气缸等刚性体变换成柔性的有机聚合物，以克服现有传统机械手在特定应用场景的缺点。柔性或者软体的抓手在抓取对象时能更好的与物体相贴合，不易破坏物体本身结构，同时抓取不规则形状物体时也存在较大的优势。

目前，市场上也存在一些柔性抓手，不过其负载能力有限，针对不同抓取的任务，需要有不同的抓取器，而本发明的变刚度柔性抓手在普通柔性抓手的基础上大大提高了抓手的负载能力，将会很大程度上拓宽柔性抓手的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于层干扰技术的变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的变刚度线驱动柔性抓手，包括基座，所述基座的边缘装有多个柔性手指和电机，每个柔性手指的外部均套有真空袋，所述基座的中部装有真空泵，所述真空泵与所述真空袋连接；

所述柔性手指包括柔性手指骨架，所述柔性手指骨架中间为薄片结构，两侧均布置一列T形块结构，所述T形块结构中间设有圆孔，所述圆孔中穿有腱绳，所述键绳的上端与所述电机连接，所述键绳的下端与所述柔性手指骨架的顶端相连；

所述T形块结构的外端连接有柔性薄片。

上述的变刚度线驱动柔性抓手实现变刚度控制方法，通过调节真空泵来调节真空袋内部负压大小，调节所述T形块结构的外端面与所述柔性薄片的内表面之间及相邻的柔性薄片的接触面之间的摩擦力，从而调节整个抓手的刚度大小。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法，由电机旋转带动腱绳从而使手指弯曲，通过外接负压泵来控制抓手刚度变化，弯曲与变刚度的驱动都很安全。提升了抓手的负载能力，抓取牢靠，并可以完成各种易碎物品的抓取。

附图说明

图1为本发明实施例提供的变刚度线驱动柔性抓手整体结构示意图。

图2为本发明实施例柔性手指结构示意图。

图3为本发明实施例柔性手指拆分结构示意图。

图4a和图4b分别为本发明实施例柔性手指骨架及其A部放大结构示意图。

具体实施方式