[发明专利]一种柔性机械手

说明书

本发明公开了一种柔性机械手，包括手掌、柔性手指、间距调节机构、抓取驱动机构、抓取感应系统和控制系统，所述手掌上固定有模拟人体手指的柔性手指，所述手掌上固定有能够调节柔性手指之间间距的间距调节机构以及能够驱动柔性手指抓取物品的抓取驱动机构，所述间距调节机构、抓取驱动机构以及抓取感应系统均电连接控制系统。本发明的优点在于，该机械手能够模拟人体手指撑开或收缩的功能，并且通过抓取感应系统控制抓取驱动机构，进而控制柔性手指膨胀压紧来实现不同质量物品的抓取。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种柔性机械手。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统”，它能为人类带来许多方便之处，即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(机械手)和行走部(对于移动机器人)等。

机械手作为机器人上的重要执行机构，在减轻工人劳动强度，提高生产加工精度，保证工人劳动安全等方面均发挥着重大的作用。例如中国实用新型专利公开号为CN206551044U公开了一种新型的机械爪传动装置，有效减轻机械爪前端的重量，同时传动可靠稳定，但该机械手所具有的自由度较为单一，难以适用于抓取形状不定、质量不定的物品，甚至会因为自身的刚性结构对抓取物品造成损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种不受物品形状和质量限制以及不会损坏物品质量的机械手。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种柔性机械手，包括手掌、柔性手指、间距调节机构、抓取驱动机构、抓取感应系统和控制系统，所述手掌上固定有模拟人体手指的柔性手指，所述手掌上固定有能够调节柔性手指之间间距的间距调节机构以及能够驱动柔性手指抓取物品的抓取驱动机构，所述间距调节机构、抓取驱动机构以及抓取感应系统均电连接控制系统，所述抓取感应系统受到物品重力并将信号传递至控制系统，致使控制系统驱动所述抓取驱动机构驱动，进而驱动柔性手指膨胀压紧来抓取物品。

所述抓取感应系统包括指肚滑块、弹簧、三相电阻丝应变花、刚性丝线和光敏传感器，所述柔性手指的指尖处开设有透光孔，所述透光孔顶部的柔性手指内壁设置有三相电阻丝应变花，所述三相电阻丝应变花通过弹簧贯穿透光孔与指肚滑块连接，所述三相电阻丝应变花与指肚滑块之间还连接有刚性丝线，所述透光孔边缘处的柔性手指内壁上还设置有光敏感传感器，所述三相电阻丝应变花和光敏传感器均电连接所述控制系统。

当柔性手指抓取物品时，指肚滑块接触到物品后，使得指肚滑块与透光孔之间的间隙减小，光敏传感器将信号输送至控制系统，停止柔性手指运动，并控制其他手指抓取物品，直至所有的柔性手指均抓取接触物品，当向上提取物品时，由于指肚滑块与物品接触，物品的自重会带动指肚滑块向下运动，而指肚滑块与三相电阻丝应变花通过刚性丝线相连，三相电阻丝应变花感应到指肚滑块相对滑动的信息会传达控制系统，控制系统则会将控制抓取驱动机构驱动，使得柔性手指膨胀压紧，从而实现对物品的抓取，故只要指肚滑块在相对滑动，柔性手指就会膨胀压紧，当指肚滑块与物品之间的摩擦满足提起物品的临界值，则物品可以被抓紧并向上提升，实现不同质量物品的抓取与提升。