[发明专利]一种基于磁球增强弹性体的软体机器人夹持器

说明书

本发明涉及一种基于磁球增强弹性体的软体机器人夹持器，包括基座和夹持手指；基座为环形，基座外侧设有用于安装夹持手指的连接臂，夹持手指固定在连接臂下方，夹持手指包括作为夹持面的内侧和对应的外侧，外侧固定有多个磁球，每个磁球之间均设有凸台；夹持手指为条状软性材质，夹持手指内设有第一线孔，夹持手指内侧设有多个第一线槽，连接臂上设有第二线槽，基座的内侧壁上开设有多个第二线孔。本技术方案利用磁球之间的磁力场和硅胶自身的弹性耦合形成一种自弯曲复合结构，伺服电机驱动系绳往复调控这种自弯曲复合结构，解决了响应时间慢、形态变化有局限的问题，同时增强了弹性体的弹性性能，夹持范围大从而也保证了夹持的稳定性及实用性。

技术领域

本发明涉及机器人末端夹持器技术领域，具有涉及一种基于磁球增强弹性体的软体机器人夹持器。

背景技术

夹持器是机器人的末端执行机构之一，它能够通过力约束或形状约束实现对目标抓取物体的夹紧及松开，广泛用于各类工业自动化生产中。软体夹持器是指用低刚度的软弹性材料制作的夹持器，能够在一定范围内自适应抓取不同形状的物体或易碎物体，逐渐成为智能机器人的重要工具附件之一。

而现有的夹持器都具有一定的问题，像专利号CN201710392167.0公开的一款完全仿人手的机械手，整个手具有14个弯曲自由度，12个接触觉传感器，4个弯曲传感器，可以实时进行抓取感知。整体采用3D打印技术一次成型制作出5指仿人机械手，本发明提供的机械手具有很高的仿生性，其具有结构简单、体积小、柔软度高的特点，但这款机械手夹持物体范围有限，且手指材料属于塑料，硬度高，容易造成物体外表面的损坏。5个手指同时利用绳驱动，电机负荷过大，极大减少手指使用寿命。

同样，像专利号为CN201920037409.9公开的一种气动软体夹持器，手指由硅橡胶一次浇筑成型，内嵌凯夫拉线和玻璃纤维，利用气体的可压缩性与软体夹爪的弹性，对易损物品进行无损夹持。软体夹持器是由电机驱动，通过丝杆转动带动摆臂，同时利用气压驱动手指弯曲夹持，整个过程涉及零件过多，组装复杂，夹持器的自身重量也过大。

又如专利号为CN202010934730.4公开一种软体夹持器，主要安装在外部升降机构上，包括多个夹爪组件，以及控制部。通过手指上设定压强的气囊感知接触到物体，再通过夹持程序控制多个夹爪同时相向运动，完成夹持动作。本发明能够很好的确定预定工件进入到多个夹爪的夹持范围内以及完成该多个夹爪对预定工件的夹持，但该夹持器夹持范围有限，完成夹持响应时间过长，且气囊内部颗粒物长时间摩擦会造成气囊破损，缩短使用寿命。

发明人通过研究现有的夹持器，并且致力于对现有的夹持器进行改进，利用磁球和弹性体之间的关系，通过磁球之间的磁力场和硅胶自身的弹性耦合，并且利用电机驱动的特性；设计了一种基于磁球增强弹性体的软体夹持器，以解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

本发明为解决现有的软体夹持器响应时间、形态变化方面局限性以及装配复杂等问题，提供一种用磁球-硅胶耦合弹性体结构制备的软体机器人夹持器，有效的增强了弹性体的弹性性能，夹持范围大的同时也保证了夹持的稳定性及实用性。

本发明的具体技术方案如下：

一种基于磁球增强弹性体的软体机器人夹持器，包括基座和夹持手指；所述基座为环形，所述基座外侧一圈还设有至少3个用于安装夹持手指的连接臂，所述夹持手指固定在所述连接臂下方，所述夹持手指包括作为夹持面的内侧和对应的外侧，所述外侧固定有多个磁球，每个磁球之间均设有凸台；所述夹持手指为软性材质的条状结构，所述夹持手指自一端向另一端设有贯通的第一线孔，所述夹持手指的内侧设有多个第一线槽，所述连接臂上设有第二线槽，所述基座的内侧壁上开设有多个第二线孔。

进一步地，还包括固定翼，所述固定翼设置于所述环形基座的上方中部位置，所述固定翼呈十字形，所述十字形固定翼的四个的端部均设有第三线孔。