[发明专利]一种包络形深海软体手指及深海软体抓手

说明书

本发明涉及软体机器人的软体手指，具体地说是一种包络形深海软体手指及深海软体抓手。软体手指设有手指指尖、包络结构板、小压力囊、大压力囊、密封夹紧片、压力管道等结构，软体手指内部设有两个压力通道，当向压力通道充入液体时，充入的液体通过压力通道导入到小压力囊和大压力囊中，压力囊充液膨胀使得手指实现弯曲。本发明通过手指、夹紧件、直角宝塔接头与三指手掌组装，能够得到三指深海软体抓手。本发明设置的大小压力囊能够在加压时让软体手指不同位置均达到合适的弯曲角度，包络结构板相互配合能够牢牢地包裹住被抓物体，压力管道与直角宝塔接头相互配合能够实现水下密封。

技术领域

本发明涉及软体机器人的软体手指，具体地说是一种包络形深海软体手指及深海软体抓手。

背景技术

手作为人体的器官，在抓取物体，精细操作方面有着不可代替的重要作用。在机器人发展史上，刚性的机械手层见叠出；但刚性机械手具有刚度大，适应性不好等缺点。传统的软体手包络性差，抓取物体时，物体易逃脱。且现有软体手大多适用于陆地或是较浅水域，目前在深海领域过于依赖刚性机械手，但刚性结构很容易破坏深海中易碎物及生物体结构。

海洋是地球上最大、勘探最少的环境，对于深海中生物的多样性、分布特性和时空变异性的研究才刚刚起步。据估计，深海中还有多达一百万种生物未被发现。科学家在研究深海海洋生物时，对生物的收集与互动十分困难；并且在深海古董打捞方面，传统刚性机械手极易破坏抓取物。早在1889年达尔文就注意到了128米以下珊瑚礁的存在。深海中的珊瑚礁以及其他深海生态系统具有独特的生物多样性和遗传性的特点，许多深海生物寿命长，生长缓慢，且十分的脆弱。比如，现在所知道的深海黑珊瑚的年龄4625岁，海绵的年龄为18000岁，所以在成功抓取的同时更要注意不要对抓取物造成损坏。但现存软体手大多没有较好的包络结构，抓取成功率较低，特别是对深海海洋生物的捕捞效率低，生物易逃脱。因此研制和开发出一款能够减少对抓取物破坏，提高抓取成功率的深海软体抓手是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包络形深海软体手指及深海软体抓手。本发明的软体手指设计为波纹管型柔性结构体，通过手指内部通道加压，实现手指弯曲变形，配合包络结构板，达到对水下物体的包络形抓取。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的软体手指由前至后依次分为手指指尖、形变段、手指固定段、密封夹紧片及压力管道，所述形变段的左右两侧均设有多个包络结构板；所述形变段包括小压力囊及大压力囊，所述小压力囊内的内部腔室及大压力囊内的内部腔室均通过压力通道与压力管道相连通，所述压力管道由密封夹紧片及手指固定段穿过，液体通过所述压力管道流入小压力囊及大压力囊的内部腔室中，所述小压力囊及大压力囊在液体压力作用下膨胀形变，所述包络结构板在小压力囊及大压力囊发生形变时包裹住被抓物体。

其中：所述小压力囊的内部腔室中及大压力囊的内部腔室中均设有分隔板，所述小压力囊的内部腔室及大压力囊的内部腔室分别通过各自的分隔板分为左腔室、右腔室，所述分隔板的下端面与内部腔室的底面之间留有实现左腔室与右腔室连通的分隔板下通道；所述压力通道分为左压力通道及右压力通道，所述小压力囊与大压力囊的左腔室通过左压力通道与压力管道连通，所述小压力囊与大压力囊的右腔室通过右压力通道与压力管道连通。

所述小压力囊及大压力囊均为多个，由前至后顺序布置，每个所述小压力囊内具有一个内部腔室，每个所述大压力囊内具有多个内部腔室，每个所述大压力囊内的多个内部腔室通过压力通道相连通。

所述手指指尖及形变段与被抓物体接触的一面设有仿人指纹防滑凸台。

所述包络结构板为弧形，在每个所述包络结构板的外表面均设有包络结构支撑条。

所述压力通道在相邻压力囊之间部分的顶部为拱形段，即所述压力通道在相邻压力囊之间部分的纵向截面的顶部为半圆柱。