[发明专利]一种气动可变刚度的软体抓手

说明书

本发明提供了一种气动可变刚度的软体抓手，软体抓手包括基座和设置于基座上的软体执行部分和气源分配部分，软体执行部分呈筒形，其包括多个呈圆周均匀布置的气动软体手指、沿径向方向设置于气动软体手指上的变刚度软体部和连接在两个气动软体手指上的连接软体部，在轴向方向上变刚度软体部与气动软体手指并行，在周向方向上连接软体部呈手风琴形结构，其中气动软体手指的内部具有第一空腔，变刚度软体部具有第二空腔，连接软体部具有第三空腔，气源分配部分分别与第一空腔、第二空腔和第三空腔连通。本发明具有负载能力强、抓捕性能好、抓捕范围广的优点。

技术领域

本发明属于抓捕技术领域，具体涉及一种气动可变刚度的软体抓手。

背景技术

在机器人研究领域，对复杂物体的抓取是一个具有挑战性的研究；直接与物体接触的机器人需要与环境交互，以便在自动化生产过程、微创手术、环境深海探测等不同的应用场景中执行某些任务。目前的抓手有刚性的抓手和软体的抓手，刚性的抓手具有高精度、大作用力、低机械灵活性的特点，这使得在夹持物体的时候施加较大的力，使得物体变形甚至损坏；而现有的软体抓手都是基于软体材料制造的，材料柔软灵活，具有较好的适应性和安全性，但是由于驱动方式和材料特性，普遍存在抓手负载小，抓捕对象有限，抓捕性能差等问题。

中国专利文献CN208428261U公布了一种可调整式气动软体抓手，由三个气动手指组成，可以根据物体的形状大小等来调整柔性单指的相对安装位置。弧形的滑块与单指通过卡扣相连接，可以快速的安装、拆卸，方便了柔性抓手的维护和更换，但是，抓捕性能差，抓取的对象有限。

中国专利文献CN110788881A公开了一种真空吸附式锁定关节的气动软体抓手，该结构由四个气动手指、固位结构、柔性吸盘脊柱构成，该结构提高了负载力，但是抓捕的对象有限，抓捕性能差。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种气动可变刚度的软体抓手，具有负载能力强、抓捕性能好、抓捕范围广的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气动可变刚度的软体抓手，软体抓手包括基座和设置于基座上的软体执行部分和气源分配部分，软体执行部分呈筒形，其包括多个呈圆周均匀布置的气动软体手指、沿径向方向设置于气动软体手指上的变刚度软体部和连接在两个气动软体手指上的连接软体部，在轴向方向上变刚度软体部与气动软体手指并行，在周向方向上连接软体部呈手风琴形结构，其中气动软体手指的内部具有第一空腔，变刚度软体部具有第二空腔，连接软体部具有第三空腔，气源分配部分分别与第一空腔、第二空腔和第三空腔连通。

作为本发明的另一种具体实施方式，变刚度软体部设置于气动软体手指的径向内侧，连接软体部连接在变刚度软体部上，其中气动软体手指、变刚度软体部和软体连接部连接为一体或预制为一体。

作为本发明的另一种具体实施方式，气动软体手指、变刚度软体部和软体连接部采用采用硅胶浇筑一体成型。

作为本发明的另一种具体实施方式，软体抓手还包括压紧部分，压紧部分包括连接环部、外压紧环部和内压紧环部，连接环部位于软体执行部分的轴向端部，连接环部具有外作用部和内作用部，外压紧环部从软体执行部分的外侧套装在基座上并压紧外作用部，内压紧环部从软体执行部分的内侧连接在基座上并压紧内作用部。

作为本发明的另一种具体实施方式，外压紧环部为套圈形状，其具有与软体执行部分的外侧形状相适配的内轮廓边缘。

作为本发明的另一种具体实施方式，内压紧环部为圆盘形状，其具有与软体执行部分的内侧形状相适配的外轮廓边缘。

作为本发明的另一种具体实施方式，第三空腔包括多个截面为多边形的条形通道，多个条形通道之间互不连通，在轴向方向上条形通道与气动软体手指并行。