[发明专利]增稳自愈合仿生手指及仿生软性手

说明书

本公开提供一种增稳自愈合仿生手指，包括：连接气室单元，包括多个连接气室，每个连接气室均连接至气动系统；多列主气室单元，对应连接于所述多个连接气室，每列主气室单元包括顺次串接设置的多个主气室；以及吸盘结构，设置于每个所述主气室的表面；其中，所述气动系统对所述主气室单元充放气能够使得所述主气室单元朝不同方向弯曲，同时使得所述吸盘结构能够在负压状态下产生吸附力。同时本公开还提供一种基于所述增稳自愈合仿生手指的仿生软性手。

技术领域

本公开涉及仿生机器人\机械技术领域，尤其涉及一种增稳自愈合仿生手指及仿生软性手。

背景技术

传统的机器人末端执行器在抓取非规则物体时存在抓取困难的问题，因为非规则物体具有异性异构的特点，即物体的形状、软硬各异；此外，非规则物体还可能在抓取过程中产生较大晃动，如具有生命的非规则物体。

根据构成末端执行机构主体材料的软硬度，机器人的末端执行机构基本可分为刚性和软性两大类。对于刚性末端执行机构，又可大致分为多指夹爪和多指灵巧手。多指夹爪大多针对具有特定形状和软硬程度的物体设计，难以胜任异性异构物体的抓取。刚性灵巧手虽能满足多样、复杂的需求，但刚性材料比所夹取物体的材料硬、与材料接触对为点接触等特点，使其容易损伤被抓物体，这限制了刚性灵巧手的执行速度。此外，刚性灵巧手一般价格昂贵，这些因素极大限制了刚性灵巧手的使用范围。

与刚性末端执行机构相比，作为软性末端执行机构的软性灵巧手具有不易损伤物体、控制灵活简单、成本低廉等优势，在快速稳定抓取复杂几何形状物体方面有着广阔的应用前景。根据抓取原理，软抓手可大致分为驱动抓取、变刚度抓取和利用吸附抓取三类。采用驱动原理或变刚度原理抓取的软性末端执行机构，对于具有扁平表面和可变形表面物体的抓取效果一般。利用吸附原理抓取物体的软性末端执行机构，则不适合抓取具有非凸表面的物体。此外，由于软材料固有的低刚度的特点，使软性末端执行机构较难抵抗如剪切、扭转等载荷。对于可能在抓取过程中产生较大自身晃动的物体，软性末端执行机构在抓取运输过程中一般存在抓取稳定性问题，同时，软性末端执行机构也更容易在抓取过程中受到损伤，导致其抓取能力下降，甚至丧失抓取功能，这大大限制了软抓手的应用和推广。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种增稳自愈合仿生手指及仿生软性手，以缓解现有技术中对有较大自晃动的物体抓取效果差，软性末端执行机构易受损等技术问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面，提供一种增稳自愈合仿生手指，包括：连接气室单元，包括多个连接气室，每个连接气室均连接至气动系统；多列主气室单元，对应连接于所述多个连接气室，每列主气室单元包括顺次串接设置的多个主气室；以及吸盘结构，设置于每个所述主气室的表面；其中，所述气动系统对所述主气室单元充放气能够使得所述主气室单元朝不同方向弯曲，同时使得所述吸盘结构能够在负压状态下产生吸附力。

根据本公开实施例，所述主气室单元表面及吸盘结构与所吸附物体接触的表面设置有自愈合软材料保护层。

根据本公开实施例，所述多列主气室单元间设置有隔断。

根据本公开实施例，所述同一主气室单元中相邻的两个主气室之间为变形体侧壁，所述变形体侧壁为凹槽形。

根据本公开实施例，所述吸盘结构包括吸附面，以及吸盘变形体；所述吸盘变形体内部形成一吸盘空腔。

根据本公开实施例，所述吸盘空腔与对应的主腔室相连。

根据本公开实施例，所述隔断两侧分别包括2～6列主气室单元。

根据本公开实施例，位于所述隔断同一侧的相邻列的主气室单元形成抗扭转花纹结构，所述抗扭转花纹结构选自弓形结构、梯形结构、三角形结构。