[发明专利]一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人

权利要求书

1.一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人，其特征在于：包括平面移动机构、固定设置于平面移动机构上的气动控制机构和升降与转动执行机构和与升降与转动执行机构活动连接的变刚度柔性抓手（6）；

所述变刚度柔性抓手（6）包括两个结构相同且对称设置的变刚度抓取单元，所述变刚度抓取单元包括接触层（6-4）、变刚度层（6-5）和固定设置于变刚度层（6-5）外侧的柔性驱动层（6-6），所述变刚度层（6-5）的内部由折板机构（6-10）分割出多个独立间隔且多个独立间隔内均设置有变刚度模块，所述变刚度模块包括弹性袋（6-11）且弹性袋（6-11）装有一定数量的颗粒（6-12），所述变刚度层（6-5）的前端和后端均设置有凹槽且前端和后端的凹槽处分别嵌入有折板前端固定块（6-14）和折板后端固定块（6-8），所述接触层（6-4）密贴于变刚度层（6-5）的外侧且将多个变刚度模块密封，所述接触层（6-4）的外侧密贴有薄膜压力传感器（6-13），所述变刚度层（6-5）的外侧密贴有薄膜弯曲传感器（6-3），两个所述变刚度抓取单元的端部固定设置于抓取单元固定连接板（6-1）上，所述抓取单元固定连接板（6-1）通过转轴穿过悬臂连接杆（3）的一端并与固定设置于悬臂连接杆（3）上且带有磁编码器（5）的旋转电机（4）的输出轴连接；

所述升降与转动执行机构包括垂直升降平台支撑块（1）、与垂直升降平台支撑块（1）两端固定连接的垂直升降平台（2）和电推杆（15），所述电推杆（15）的活动端固定连接悬臂连接杆（3）的另一端、固定端固定设置于垂直升降平台（2）上，所述垂直升降平台（2）固定设置于上底盘（12）上；

所述气动控制机构包括设置于下底盘（8）上的小型气泵（11）、小型真空泵（17）、单片机（7）和给单片机（7）供电的蓄电池（13），所述小型气泵（11）的出气口通过气动软管（9）连接气动比例阀（14）的进气口，所述气动比例阀（14）的出气口通过气动软管（9）连接变刚度柔性抓手（6）的进气口（6-7），所述小型真空泵（17）的抽气口通过气动软管（9）连接变刚度柔性抓手（6）的抽气口（6-2）；

所述平面移动机构包括设置于下底盘（8）上方的电机（18）和设置于下底盘（8）下方的四个麦克纳姆轮（10）。

2.根据权利要求1所述的一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人，其特征在于：所述抽气口（6-2）设置于折板后端固定块（6-8）上，所述进气口（6-7）设置于柔性驱动层（6-6）的端部，所述折板后端固定块（6-8）和变刚度层（6-5）之间设置有变刚度层内部气道（6-9）。

3.根据权利要求 1所述的一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人，特征在于：所述折板机构（6-10）包括通过转动副连接的多片折板，多片所述折板两侧面分别为具有任意弯曲的自适应能力可弯曲侧面和具有刚度的非弯曲侧面。

4.根据权利要求 1所述的一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人，特征在于：所述弹性袋（6-11）内部的颗粒（6-12）在常压下具有流动性和自适应性。

5.根据权利要求1所述的一种基于折板机构的变刚度多向抓取机器人，其特征在于：所述电推杆（15）的活动端两侧固定连接有滑动块（16）且滑动块（16）滑动设置于垂直升降平台（2）的内侧，所述悬臂连接杆（3）与滑动块（16）固定连接。