[发明专利]一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪及其使用方法

权利要求书

1.一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，包括基座(2)、夹持驱动组件和不少于两个爪体单元；各个爪体单元均安装在基座(2)上，且能够在夹持驱动组件的驱动下进行张合运动；其特征在于：所述爪体单元的末端设置有旋转夹持部(5)；所述的旋转夹持部(5)包括夹持主体(13)和膨胀驱动部(15)；夹持主体(13)中开设有让位缺口(13-1)；让位缺口(13-1)与夹持主体(13)的内侧边缘连通；夹持主体(13)的两端分别定义为固定端和让位端；让位缺口(13-1)上设有限位边和导向边；限位边位于夹持主体(13)内的其中一端；各爪体单元中旋转夹持部(5)的限位边的位置沿基座(2)中心轴线的周向保持一致；膨胀驱动部(15)采用介电弹性体，通电时能够发生膨胀；膨胀驱动部(15)设置在让位缺口(13-1)内，并与限位边固定；当膨胀驱动部(15)通电时，其向远离限位边的一侧膨胀。

2.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：各爪体单元的内端均与基座连接，并沿基座(2)中心轴线的周向均布。

3.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述爪体单元还包括第一连杆(3)和第二连杆(4)；第一连杆(3)和第二连杆(4)的一端与基座(2)上的两个不同位置分别转动连接；第一连杆(3)和第二连杆(4)的另一端与旋转夹持部(5)的两个不同位置分别转动连接；基座(2)、第一连杆(3)、第二连杆(4)和旋转夹持部(5)形成平行四边形机构。

4.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述的夹持驱动组件安装在基座(2)上；夹持驱动组件包括电机支架(6)、螺杆(7)、螺母(8)和驱动杆(11)；螺杆(7)转动连接在基座(2)上；螺母(8)与螺杆(7)构成螺旋副；多根驱动杆(11)的内端均与螺母(8)的外侧转动连接；各驱动杆(11)的外端与各爪体单元内的第二连杆(4)分别转动连接；螺杆(7)由电机驱动旋转。

5.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述的夹持驱动组件安装在基座(2)上；夹持驱动组件包括气缸、推块和驱动杆(11)；气缸固定在基座(2)上；气缸的活塞杆上固定有推块；多根驱动杆(11)的内端均与推块转动连接；各驱动杆(11)的外端与各爪体单元内的第二连杆(4)分别转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：夹持主体(13)的内侧边缘上间隔设置的两个弹性夹片(14)；膨胀驱动部(15)位于两个弹性夹片(14)之间。

7.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述的夹持主体(13)的内侧边缘呈弧形；让位缺口(13-1)与夹持主体(13)的两侧面均不连通；让位缺口(13-1)与夹持主体(13)的让位端连通；让位缺口(13-1)与夹持主体(13)的固定端不连通，使得让位缺口(13-1)形成相互垂直的两条边缘，该两条边缘分为限位边和导向边；导向边沿夹持主体(13)对应的圆心的切向设置。

8.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述的夹持主体(13)上设置有两个电极(12)；两个电极(12)与膨胀驱动部(15)两侧的碳片分别连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪，其特征在于：所述的膨胀驱动部(15)的介电弹性材料具体为掺杂有二氧化钛的PDMS。

10.如权利要求1所述的一种基于介电弹性体实现物体旋转的机械爪的使用方法，其特征在于：使用爪体单元夹持住目标物体；需要转动目标物体时，各爪体单元中的膨胀驱动部(15)通电膨胀；膨胀过程中的三个膨胀驱动部(15)对目标物体的摩擦力形成转矩，使得目标物体发生旋转。