一种具有表面微结构的柔性手爪制造技术

本发明专利技术涉及一种具有表面微结构的柔性手爪，包括电机，其输出轴端部通过连接体连接有弯曲抓取机构；连接体内部设有导气通路，其一端与设置在连接体一侧表面上的充气嘴连通，另一端与弯曲抓取机构连通；弯曲抓取机构的结构为：包括柔性手指指板，其顶端与连接体的底面连接，底端为自由端，柔性手指指板一侧面上连接有弹性体，弹性体由多个相互连通的气囊沿长度方向依次顺接成整体，每个气囊的内部具有充气腔体，相邻两气囊的充气腔体之间通过气路通道相连通，位于最顶部的气囊的充气腔体与所述导气通路连通；在未充气状态下，气囊的充气腔体体积沿远离连接体的方向依次递减。本发明专利技术能够满足具有形状复杂、结构规则物体的有效抓取。

A Flexible Claw with Surface Microstructure

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面微结构的柔性手爪
本专利技术涉及机器人手
，尤其是一种具有表面微结构的柔性手爪。
技术介绍
目前工业应用中采用最多的机器人手爪为刚性手爪，但是刚性手爪存在原理性局限，只能抓握少数规则形状物体，而且成本高、控制难度大、对环境要求苛刻，远不能满足物流、家政服务、救援等新兴产业的需求。传统的柔性手爪大多是利用多个微小刚性元件的连接，以此来达到“柔性”的目的，但是其本质依旧是刚性手爪。在柔性化制造的今天，这些都难以满足形状复杂、种类多样等产品的有效抓取。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的具有表面微结构的柔性手爪，实现对表面摩擦因数不高以及形状不规则物品的有效抓取，同时提高抓取效率和抓取稳定性。本专利技术所采用的技术方案如下：一种具有表面微结构的柔性手爪，包括电机，其输出轴端部通过连接体连接有弯曲抓取机构；所述连接体内部设有导气通路，导气通路的一端与设置在连接体一侧表面上的充气嘴连通，另一端与所述弯曲抓取机构连通；所述弯曲抓取机构的结构为：包括柔性手指指板，其顶端与连接体的底面连接，底端为自由端，柔性手指指板的一侧面上连接有弹性体，所述弹性体由多个相互连通的气囊沿长度方向依次顺接成整体，每个气囊的内部具有充气腔体，相邻两气囊的充气腔体之间通过气路通道相连通，位于最顶部的气囊的充气腔体与所述导气通路连通；在未充气状态下，气囊的充气腔体体积沿远离连接体的方向依次递减。其进一步技术方案在于：弹性体的纵截面呈半波纹管状结构，所述半波纹管状结构的半径沿轴向递减。所述气路通道位于每个气囊的充气腔体的两侧壁上。柔性手指指板的另一侧面上均匀间隔设有多个凸起结构。所述凸起结构沿长度方向间隔设置有多组，每组的凸起结构包括多个第一凸台和多个第二凸台，第一凸台和第二凸台间隔平行排列，第一凸台和第二凸台为体积不同的圆台形或圆锥形结构。所述电机通过键连接在连接体的顶端，所述充气嘴固定连接在连接体的表面，用于与外部气泵连接。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过电机带动柔性抓取机构转动，外部气泵提供的压缩气体通过充气嘴、导气通道，再通过气路通道向整个弹性体的充气腔体内充气，从而实现柔性手指指板的向内弯曲，实现抓取功能，利用凸起结构，增加柔性手指指板与物体间的摩擦力，且凸起结构能够嵌入到一些表面带凹槽的物品内，从而实现对表面摩擦因数不高和以及形状不规则物品的有效抓取。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为本专利技术的局部剖视图。图3为图1的另一视角。图4为本专利技术凸起结构的局部放大图。图5的本专利技术在工作状态时的示意图。其中：1、气路通道；2、凸起结构；3、气囊；4、柔性手指指板；5、导气通路；6、充气嘴；7、连接体；8、电机；9、充气腔体；10、弹性体；21、第一凸台；22、第二凸台。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1和图2所示，本实施例的具有表面微结构的柔性手爪，包括电机8，其输出轴端部通过连接体7连接有弯曲抓取机构；连接体7内部设有导气通路5，导气通路5的一端与设置在连接体7一侧表面上的充气嘴6连通，另一端与弯曲抓取机构连通；弯曲抓取机构的结构为：包括柔性手指指板4，其顶端与连接体7的底面连接，底端为自由端，柔性手指指板4的一侧面上连接有弹性体10，弹性体10由多个相互连通的气囊3沿长度方向依次顺接成整体，每个气囊3的内部具有充气腔体9，相邻两气囊3的充气腔体9之间通过气路通道1相连通，位于最顶部的气囊3的充气腔体9与导气通路5连通；在未充气状态下，气囊3的充气腔体9体积沿远离连接体7的方向依次递减。电机8通过键连接在连接体7的顶端，充气嘴6固定连接在连接体7的表面，用于与外部气泵连接。弹性体10的纵截面呈半波纹管状结构，半波纹管状结构的半径沿轴向递减。气路通道1位于每个气囊3的充气腔体9的两侧壁上。如图3和图4所示，柔性手指指板4的另一侧面上均匀间隔设有多个凸起结构2。凸起结构2沿长度方向间隔设置有多组，每组的凸起结构2包括多个第一凸台21和多个第二凸台22，第一凸台21和第二凸台22间隔平行排列，第一凸台21和第二凸台22为体积不同的圆台形或圆锥形结构。本专利技术的实施过程如下：由电机8驱动连接体7转动，实现弯曲抓取机构以电机输出轴为中轴线，进行360度旋转；由外部气泵提供的压缩气体通过充气嘴6经过导气通道5，向位于弹性体10最顶部的气囊3的充气腔体9内充气，气体通过每个气囊3内的气路通道1，将整个弹性体10进行充气，由于充气腔体9的体积沿长度方向(图3中为由上至下)依次递减，因此底部的气囊3相较于其上部的气囊3首先发生变形，同时，气囊3受内部压缩气体的作用沿长度方向，向上下两端膨胀，引起整个弹性体10长度增加，而柔性手指指板4长度不变，从而实现柔性手指指板4向远离弹性体10的一侧弯曲，并达到抓取物体的目的(如图5所示)。凸起结构2起到了增大摩擦力，在遇到表面有凹槽物品时可与凹槽配合，起到了提高抓取稳定性的作用。以上描述是对本专利技术的解释，不是对专利技术的限定，本专利技术所限定的范围参见权利要求，在本专利技术的保护范围之内，可以作任何形式的修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有表面微结构的柔性手爪，其特征在于：包括电机(8)，其输出轴端部通过连接体(7)连接有弯曲抓取机构；所述连接体(7)内部设有导气通路(5)，导气通路(5)的一端与设置在连接体(7)一侧表面上的充气嘴(6)连通，另一端与所述弯曲抓取机构连通；所述弯曲抓取机构的结构为：包括柔性手指指板(4)，其顶端与连接体(7)的底面连接，底端为自由端，柔性手指指板(4)的一侧面上连接有弹性体(10)，所述弹性体(10)由多个相互连通的气囊(3)沿长度方向依次顺接成整体，每个气囊(3)的内部具有充气腔体(9)，相邻两气囊(3)的充气腔体(9)之间通过气路通道(1)相连通，位于最顶部的气囊(3)的充气腔体(9)与所述导气通路(5)连通；在未充气状态下，气囊(3)的充气腔体(9)体积沿远离连接体(7)的方向依次递减。

【技术特征摘要】
1.一种具有表面微结构的柔性手爪，其特征在于：包括电机(8)，其输出轴端部通过连接体(7)连接有弯曲抓取机构；所述连接体(7)内部设有导气通路(5)，导气通路(5)的一端与设置在连接体(7)一侧表面上的充气嘴(6)连通，另一端与所述弯曲抓取机构连通；所述弯曲抓取机构的结构为：包括柔性手指指板(4)，其顶端与连接体(7)的底面连接，底端为自由端，柔性手指指板(4)的一侧面上连接有弹性体(10)，所述弹性体(10)由多个相互连通的气囊(3)沿长度方向依次顺接成整体，每个气囊(3)的内部具有充气腔体(9)，相邻两气囊(3)的充气腔体(9)之间通过气路通道(1)相连通，位于最顶部的气囊(3)的充气腔体(9)与所述导气通路(5)连通；在未充气状态下，气囊(3)的充气腔体(9)体积沿远离连接体(7)的方向依次递减。2.如权利要求1所述的一种具有表面微结构的柔性手爪，其特征在于：弹性体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琨，董康，蔡嘉辉，王诚意，
申请(专利权)人：江南大学，南京星辰智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32