基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，涉及机械手技术领域，包括机械掌本体

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手


[0001]本专利技术涉及机械手
，更具体的，涉及一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手
。

技术介绍

[0002]机器人灵巧手作为人类活动肢体的有效延伸，以其能够完成灵活
、
精细的抓取操作，从
20
世纪后半期开始，作为机器人领域的热门研究方向之一，被各国的科技人员所研究
。
相对于简单的末端操作器
,
机器人灵巧手具有通用性强
、
感知能力丰富
、
能够实现满足几何封闭和力封闭的精确
、
稳固抓取等优点
。
[0003]现有技术中，如公开号为
CN105522587B
的中国专利技术专利公开了一种仿生三指机械手，包括指根
、
指中
、
指尖三个关节组成手指，手指设置有三根，指尖通过第一转轴与指中铰接，指中通过第二转轴与指根铰接，手指驱动装置通过驱动推杆驱动机构使指中和指尖进行联动；还包括，用于安装手指的圆柱形骨架；用于控制手指在水平方向进行旋转的手掌控制装置；安装在指根与圆柱形骨架之间的手掌
。
该专利技术的指尖控制由平行四边形推杆驱动机构实现指中
、
指尖的固定比例摇摆，此设计传递效率高，传动精度高，不会出现因打滑产生的传动误差
。
但上述技术方案中，驱动手指弯曲的结构较为复杂，对加工工艺要求较高，不利于推广
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，利用电流通断来控制介电拱弯曲并向机械掌本体的中心处拱起，进而实现夹持物品的动作，结构简单，加工方便，利用推广使用
。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，包括机械掌本体
、
机械手指
、
介电拱
、
控制模块和储能电池，机械掌本体上均匀设置有三个机械手指，且机械手指与机械掌本体可拆卸连接，机械手指的指腹处固设有介电拱，机械掌本体底部还固设有控制模块和储能电池，介电拱与控制模块电性连接，储能电池用于为设备供电
。
[0007]在本专利技术较佳的技术方案中，所述介电拱为采用石墨烯基弹性体复合材料制成的拱形结构
。
[0008]在本专利技术较佳的技术方案中，所述介电拱的外侧壁上设置有防滑纹路
。
[0009]在本专利技术较佳的技术方案中，所述介电拱的拱顶处还固设有压力传感器
。
[0010]在本专利技术较佳的技术方案中，所述机械掌本体包括壳体
、
第一电机
、
支撑臂和旋转底座，壳体内设置有容纳腔，容纳腔底部固设有第一电机，壳体侧面均匀开设有三个滑槽，且滑槽与容纳腔连通，滑槽内滑动连接有支撑臂，且支撑臂一端与第一电机的动力输出轴连接，支撑臂另一端延伸至壳体一侧与旋转底座固定连接，所述机械手指底端固设于旋转底座上
。
[0011]在本专利技术较佳的技术方案中，所述支撑臂为可伸缩结构
。
[0012]在本专利技术较佳的技术方案中，所述支撑臂上还固设有电动推杆，电动推杆自由端连接有摩擦块，且摩擦块与所述容纳腔内侧壁可以抵接
。
[0013]在本专利技术较佳的技术方案中，所述壳体顶端中心处还固设有瞄准灯
。
[0014]本专利技术的有益效果为：
[0015]本专利技术提出的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，利用电流通断来控制介电拱弯曲并向机械掌本体的中心处拱起，进而实现夹持物品的动作，结构简单，加工方便，利用推广使用
。
附图说明
[0016]图1是本专利技术具体实施方式提供的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手的俯视图；
[0017]图2是图1中
A
‑
A
方向的剖视图；
[0018]图3是图2中
B
处的局部放大图
。
[0019]图中：
[0020]1、
机械掌本体；
11、
壳体；
12、
容纳腔；
13、
滑槽；
14、
第一电机；
15、
支撑臂；
16、
旋转底座；
17、
电动推杆；
18、
摩擦块；
19、
瞄准灯；
2、
机械手指；
3、
介电拱；
4、
控制模块；
5、
储能电池
。
具体实施方式
[0021]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案
。
[0022]如图1‑3所示，实施例中提供了一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，包括机械掌本体
1、
机械手指
2、
介电拱
3、
控制模块4和储能电池5，机械掌本体1上均匀设置有三个机械手指2，且机械手指2与机械掌本体1可拆卸连接，机械手指2的指腹处固设有介电拱3，机械掌本体1底部还固设有控制模块4和储能电池5，介电拱3与控制模块4电性连接，储能电池5用于为设备供电
。
本实施例中，三个机械手指2呈品字型布置，介电拱3的两端通过紧固螺栓固定安装在机械手指2上
。
介电拱3为介电材料，当通电时，能够使介电拱3弯曲并拱起，进而使得三个介电拱3的拱顶同步向机械掌本体1的中心处运动，以实现将物品夹持固定，且通过控制模块4调节施加在介电拱3两端电压的大小，能够达到控制通入介电拱3的弯曲程度的效果
。
此外，机械手指2可拆卸连接在机械掌本体1上，方便进行更换
。
[0023]具体的，介电拱3为采用石墨烯基弹性体复合材料制成的拱形结构
。
本实施例中，石墨烯基弹性体复合材料包括弹性基体和分散在所述弹性基体中的石墨烯介电填料，石墨烯介电填料为表面负载多孔聚多巴胺的氧化石墨烯纳米片，弹性基体为丙烯酸丁酯弹性体
。
其中，以氧化石墨烯纳米片为导电填料，通过表面包覆多孔聚多巴胺改性，阻止填料之间的相互搭接形成导电通路，降低电导率，同时，多孔的聚多巴胺表层结构提高了填料与弹性基体间的相容性，降低界面极化造成的介电损耗，提高击穿强度
。
通过设置多层结构，在不降低掺量的基础上，降低了整体弹性模量，同时，多层非均匀的渐变填充结构形成的介电差异导致电极电场在弹性体中重新分配，进一步提高击穿强度
。
也即，通过向弹性基体中添加少量的石墨烯介电填料，能够显著增大介电常数，进而使得更小的电压就能够驱动介电
拱3产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，其特征在于：包括机械掌本体
(1)、
机械手指
(2)、
介电拱
(3)、
控制模块
(4)
和储能电池
(5)
，机械掌本体
(1)
上均匀设置有三个机械手指
(2)
，且机械手指
(2)
与机械掌本体
(1)
可拆卸连接，机械手指
(2)
的指腹处固设有介电拱
(3)
，机械掌本体
(1)
底部还固设有控制模块
(4)
和储能电池
(5)
，介电拱
(3)
与控制模块
(4)
电性连接，储能电池
(5)
用于为设备供电
。2.
根据权利要求1所述的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，其特征在于：所述介电拱
(3)
为采用石墨烯基弹性体复合材料制成的拱形结构
。3.
根据权利要求1所述的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，其特征在于：所述介电拱
(3)
的外侧壁上设置有防滑纹路
。4.
根据权利要求3所述的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，其特征在于：所述介电拱
(3)
的拱顶处还固设有压力传感器
。5.
根据权利要求1所述的一种基于石墨烯增强介电弹性拱的柔性仿人三指机械手，其特征在于：所述机械掌本体
(1)
包括壳体
(11)、
第一电机
(14)、
支撑臂

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智诚，刘爱荣，许家绵，傅继阳，朱立学，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：