[发明专利]一种柔性手爪及机械手

说明书

本申请提供了一种柔性手爪及机械手，涉及工业机器人技术领域。该柔性手爪包括多个手爪单元和控制器。每个手爪单元包括线圈，控制器与线圈电连接，控制器被配置为控制线圈的通电方向。多个手爪单元通过柔性管连接。当线圈正向通电时，相邻两个手爪单元相互吸引或排斥。该机械手包括机架和多个上述的柔性手爪，多个柔性手爪与机架连接。该柔性手爪采用电磁驱动，相较于传统的气压与液压手爪，可用环境更加多样，工作也更加稳定。相较于传统机械与电力驱动的传统柔性手爪，其设计抓取功能更加多样，可适应抓取物体的大小形状也更加复杂。由于电信号可以实现数字化，故该柔性手爪的抓取力度可以由计算精确控制。该机械手对被抓取物品的适应性好。

技术领域

本申请涉及工业机器人技术领域，具体而言，涉及一种柔性手爪及机械手。

背景技术

现有的柔性机械手爪产品大多数采用液压、气压、机械和电力传动。

液压传动机械手是以油液的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是：抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油液泄漏对机械手的工作性能有很大的影响。并且液压传动机械手不宜在高温、低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。

气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是介质来源极方便、气动动作迅速、结构简单、成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。

机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠、动作频率高，但结构较大，动作程序不可变。它常被用于为工作主机的上、下料。

本申请提供了一种电磁驱动的新型机械手。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种柔性手爪，其旨在改善相关技术中不具备电磁驱动的柔性机械手的问题。

本申请实施例提供了一种柔性手爪，该柔性手爪包括多个手爪单元和控制器。每个手爪单元包括线圈，控制器与线圈电连接，控制器被配置为控制线圈的通电方向。多个手爪单元通过柔性管连接。当线圈正向通电时，相邻两个手爪单元相互吸引或排斥。在手爪单元上设置线圈，当线圈通电时，根据电生磁的原理，线圈会产生N、S磁极。通过控制器控制各个手爪单元中电流的方向从而可以达到控制极性的目的。当相邻手爪单元的线圈中所通电流方向相反时，相邻两手爪单元之间相对的两个面所产生的极性相同，即会产生斥力。当相邻的手爪单元的线圈所通电流方向相同时，相邻两手爪单元之间相对的两个面所产生的极性相反，即会产生吸力。多个手爪单元通过柔性管连接，在斥力或吸力作用的推动下，柔性管将会向一侧弯曲，从而实现了柔性手爪的弯曲动作。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，线圈未通电时，多个手爪单元等间隔地分布。将多个手爪单元等间隔的布置，便于控制器计算，实现精确抓取。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，相邻两个手爪单元之间设置有两个垫片，垫片套设于柔性管。两个垫片间隔设置，两个垫片到与其相邻的手爪单元之间的距离相等。在相邻两个手爪单元之间设置垫片，便于确定相邻两个手爪单元之间的距离，保证每个手爪单元之间的距离相等。另外，当相邻两个手爪单元互相吸引时，垫片可以起到缓冲减压的作用，避免两个手爪单元直接碰撞，产生冲击。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，柔性管设置有两根，两根柔性管间隔设置。采用两根柔性管并排排列，增加柔性手爪的稳定性，避免了由于手爪单元之间极性互斥而可能发生的错位扭曲。