[发明专利]软体机械手

说明书

本说明书提供了一种软体机械手，包括：仿生手掌，具有掌心面、端面和侧面；仿生手指机构，包括：连接于端面的第一手指单元、第二手指单元；连接于侧面的拇指单元，第一手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第一气腔，第二手指单元在背离掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第二气腔，拇指单元在背离掌心面的表面上横向间隔设置有左气腔和右气腔；气动控制机构，包括：气泵；连接于气泵与仿生手指机构之间的第一开关机构，用于独立控制向每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔供压；用于独立控制每个第一气腔、每个第二气腔、左气腔和右气腔泄压的第二开关机构。本申请能够适应被抓取物体形状、材料，动作灵活且安全性高。

技术领域

本申请涉及软体机器人技术领域，尤其涉及一种软体机械手。

背景技术

长期以来，人类为了提高自身的活动能力，不断地向自然界中的生物学习。自然界中的软体生物能够利用身体的软组织和顺应性结构减少外界环境带来的负面影响，通过模仿这种柔软特性，人们研制出了软体机器人。

软体机器人通过使用柔软材料具有无限多自由度和连续变形能力，在探索未知环境、康复医疗等领域有广阔应用前景。而软体机械手作为软体机器人中重要的一类，相关研究正逐渐兴起。柔软的抓手可以通过材料的柔软性将应力均匀地分布在整个接触区域上，从而使其可以通过柔性变形抓握不同尺寸，形状和重量的物体，同时具有安全，轻便和高度柔韧性的优势。

现有技术中，软体机械手的驱动方式多种多样，气体驱动是目前应用最广泛的驱动方式。气体介质施加到柔软基体中引起局部变形，响应快速，并且只受到材料强度限制，具有较大的工作负荷、良好的可逆性和可控性。

但是，目前软体机械手的每个手指活动形式单一，并不能充分模仿人手指的单个关节的固定运动或多个关节的联合运动，难以实现复杂的目标运动。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种软体机械手，能够适应被抓取物体形状、材料，动作灵活且安全性高。

为了达到上述目的，本申请提供的技术方案如下所述：

一种软体机械手，包括：

仿生手掌，具有掌心面、端面和侧面；

仿生手指机构，包括：连接于所述端面的第一手指单元、第二手指单元；连接于所述侧面的拇指单元，所述第一手指单元、所述第二手指单元能朝向所述掌心面弯曲，所述拇指单元能朝向所述掌心面旋转；所述第一手指单元在背离所述掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第一气腔，所述第二手指单元在背离所述掌心面的表面上纵向间隔设置有多个第二气腔，所述拇指单元在背离所述掌心面的表面上横向间隔设置有左气腔和右气腔；

气动控制机构，包括：气泵；连接于所述气泵与所述仿生手指机构之间的第一开关机构，所述第一开关机构用于独立控制向每个所述第一气腔、每个所述第二气腔、所述左气腔和所述右气腔供压；用于独立控制每个所述第一气腔、每个所述第二气腔、所述左气腔和所述右气腔泄压的第二开关机构。

作为一种优选的实施方式，所述拇指单元包括：第一主体段和第二主体段，所述第一主体段与所述第二主体段之间形成预定夹角，所述第二主体段连接于所述第一主体段与所述侧面之间，所述左气腔和所述右气腔设置在所述第一主体段，所述第二主体段在背离所述掌心面的表面上设置有鱼际气腔。

作为一种优选的实施方式，所述鱼际气腔的内部呈栅格结构，所述鱼际气腔的外部设置有第一纤维线，所述第一纤维线的缠绕方向与所述第二主体段的延伸方向之间呈锐角。

作为一种优选的实施方式，所述气动控制机构包括：

与所述气泵相连的多个进气流道，所述多个进气流道与每个所述第一气腔、每个所述第二气腔、所述左气腔、所述右气腔和所述鱼际气腔一一对应；