CN107433615A - 一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手 - Google Patents

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刘嘉宇
杜宝森
陈志鸿
张科
邓涛
邹河彬
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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
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Abstract

本发明一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，包括气动控制器、气管和N个柔性手指；气管的一端固定连接在气动控制器上，柔性手指套在气管的另一端；气动控制器通过控制每根柔性手指内部气管的供气，使柔性手指处于不同的弯曲状态，实现了机械手的多自由度抓取；还包括外壳，所述气动控制器放置于外壳中；还包括刚性升降器和刚性导环；所述刚性升降器的一端固定连接至外壳上，刚性升降器的另一端连接刚性导环；所述柔性手指从刚性导环的中孔穿过；刚性升降器控制刚性导环沿竖直方向移动，用于限制柔性手指的运动范围。

Description

一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手
技术领域
本发明属于软体机械手领域，涉及一种刚柔混合的多自由度软体抓手装置。
背景技术
机械手作为机器人与目标实物相互作用的执行部件，对于机器人智能化水平和作业水平的提高具有重要意义。传统的机械手结构简单、运动形式单一、自由度少、抓取稳定性差、灵活性不足，很大程度上制约了机器人技术的进一步发展。多自由度软体机械手具有更好的适应性、灵活性和多自由度，可以实现抓、握、夹等复杂灵活的拟人动作，在航空航天、深海探测、医疗康复、远程操作、助残服务等领域应用前景广阔。
采用电机、液压缸驱动的刚体灵巧机械手具有载荷大，易于建模和控制的优点，也存在结构柔巧和运动柔性不足的缺点，容易损害易破碎的物体。采用珪橡胶制作而成的纯软体机械手，优点是具有良好的结构柔性和运动柔性、自由度大，适应性强，缺点是载荷能力有限、手指容易发生侧弯或者扭转运动、手指内气囊非线性大变形不利于手指的力学建模分析。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，解决了软体机械手对不同大小和不同形状目标的抓取问题。
本发明的技术方案是：一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，包括气动控制器、气管和N个柔性手指；气管的一端固定连接在气动控制器上，柔性手指套在气管的另一端；气动控制器通过控制每根柔性手指内部气管的供气，使柔性手指处于不同的弯曲状态，实现了机械手的多自由度抓取；N为大于2的正整数。
还包括外壳，所述气动控制器放置于外壳中。
还包括刚性升降器和刚性导环；所述刚性升降器的一端固定连接至外壳上，刚性升降器的另一端连接刚性导环；所述柔性手指从刚性导环的中孔穿过；刚性升降器控制刚性导环沿竖直方向移动，用于限制柔性手指的运动范围。
所述N个柔性手指沿圆周均匀分布。
所述柔性手指为三根沿圆周成120°角均匀分布的柔性手指。
所述柔性手指的材料选用硅橡胶。
所述刚性升降器和刚性导环的材料选用铝合金。
本发明与现有技术相比的优点是：
1、本发明优选的采用三指柔性手爪，且每根柔性手指内部通过三根气管，实现了对手指的多自由度控制。
2、通过对柔性手指外加刚性导环的方式，实现了对柔性机构的刚性控制，提高了对目标抓取的稳定性。
3、通过刚性导环的升降运动对柔性手指的刚性限制，达到了可以多样化抓取不同大小和不同形状目标的功能。
附图说明
图1为软体机械手原理图；
图2为目标抓捕示意图。
具体实施方式
一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，包括气动控制器、气管和N个柔性手指；气管的一端固定连接在气动控制器上，柔性手指套在气管的另一端；气动控制器通过控制每根柔性手指内部气管的供气，使柔性手指处于不同的弯曲状态，实现了机械手的多自由度抓取；N为大于2的正整数。还包括外壳，所述气动控制器放置于外壳中。还包括刚性升降器和刚性导环；所述刚性升降器的一端固定连接至外壳上，刚性升降器的另一端连接刚性导环；所述柔性手指从刚性导环的中孔穿过；刚性升降器控制刚性导环沿竖直方向移动，用于限制柔性手指的运动范围。所述N个柔性手指沿圆周均匀分布。所述柔性手指的材料选用硅橡胶。所述刚性升降器和刚性导环的材料选用铝合金。
本发明实施例机械手如图1所示，包括气动控制器、气管和3个柔性手指。图中气管的一端固定连接在气动控制器上，柔性手指套在气管的另一端；气动控制器放置于外壳中。刚性升降器的一端固定连接至外壳上，另一端连接刚性导环。柔性手指沿圆周成120°角均匀分布，每根柔性手指从刚性导环的中孔穿过，柔性手指采用硅橡胶材料，在三个柔性手指弯曲时可以实现对目标物的柔性抓取；
如图2所示，气动控制器控制每根柔性手指内部气管的供气，使柔性手指处于不同的弯曲状态。同时由铝合金材料构成的刚性升降器控制刚性导环沿竖直方向移动，限制柔性手指的运动范围，实现了对柔性机构的刚性控制，完成对不同大小和不同形状目标的抓取。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：包括气动控制器、气管和N个柔性手指；气管的一端固定连接在气动控制器上，柔性手指套在气管的另一端；气动控制器通过控制每根柔性手指内部气管的供气，使柔性手指处于不同的弯曲状态，实现了机械手的多自由度抓取；N为大于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：还包括外壳，所述气动控制器放置于外壳中。
3.根据权利要求2所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：还包括刚性升降器和刚性导环；所述刚性升降器的一端固定连接至外壳上，刚性升降器的另一端连接刚性导环；所述柔性手指从刚性导环的中孔穿过；刚性升降器控制刚性导环沿竖直方向移动，用于限制柔性手指的运动范围。
4.根据权利要求2所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：所述N个柔性手指沿圆周均匀分布。
5.根据权利要求4所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：所述柔性手指为三根沿圆周成120°角均匀分布的柔性手指。
6.根据权利要求1-5任意所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：所述柔性手指的材料选用硅橡胶。
7.根据权利要求1-5任意所述的一种刚柔混合的多自由度三指软体机械手，其特征在于：所述刚性升降器和刚性导环的材料选用铝合金。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108555944A (zh) * 2018-03-27 2018-09-21 江苏大学 一种靠伸缩圈伸缩来抓取物体的软体触手
CN108568838A (zh) * 2018-04-08 2018-09-25 西安交通大学 一种基于刚性约束的大负载柔性机械手
CN108638046A (zh) * 2018-05-18 2018-10-12 燕山大学 一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人
WO2019176808A1 (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 日本電産株式会社 ロボットハンド、ロボット
CN110315567A (zh) * 2019-08-02 2019-10-11 大连交通大学 刚柔耦合关节鸡蛋捡拾软体机械手
CN110625641A (zh) * 2019-10-08 2019-12-31 何泽梁 一种多感知机器人柔性手爪的气压控制设备
CN111152209A (zh) * 2020-01-09 2020-05-15 吉林大学 线驱动仿生软体机械手
CN111887026A (zh) * 2020-07-03 2020-11-06 江苏大学 一种基于刚柔结合的可变刚度采摘机械手
CN112045709A (zh) * 2020-08-14 2020-12-08 杭州电子科技大学 一种可变刚度的刚柔耦合机械臂及其驱动方法
CN112781909A (zh) * 2020-12-28 2021-05-11 深圳市人工智能与机器人研究院 一种咽部样本采集装置
CN112894867A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 南京信息工程大学 一种带有仿鱼鳍结构软体机器手的无人机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101209553A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 浙江工业大学 气动柔性三指手爪
US20090142169A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Teradyne, Inc. Vacuum Assisted Manipulation of Objects
CN104476533A (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 清华大学 主从操控的柔性连续体机器人装置及其控制方法
CN104959992A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 北京航空航天大学 一种气动的软体抓持装置
CN204725505U (zh) * 2015-05-12 2015-10-28 江南大学 弹性波纹管单作用气缸驱动串联活页铰链骨架机械手
CN205668277U (zh) * 2016-01-16 2016-11-02 北华大学 气动双向单维弯曲柔性关节
CN205704256U (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 北京软体机器人科技有限公司 一种软体三指机器人
CN106308936A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 北京术锐技术有限公司 一种包含驱动骨的柔性手术工具系统
CN106737788A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 张帆 一种柔性气动机械手

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101209553A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 浙江工业大学 气动柔性三指手爪
US20090142169A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Teradyne, Inc. Vacuum Assisted Manipulation of Objects
CN104476533A (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 清华大学 主从操控的柔性连续体机器人装置及其控制方法
CN204725505U (zh) * 2015-05-12 2015-10-28 江南大学 弹性波纹管单作用气缸驱动串联活页铰链骨架机械手
CN104959992A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 北京航空航天大学 一种气动的软体抓持装置
CN205668277U (zh) * 2016-01-16 2016-11-02 北华大学 气动双向单维弯曲柔性关节
CN205704256U (zh) * 2016-07-01 2016-11-23 北京软体机器人科技有限公司 一种软体三指机器人
CN106308936A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 北京术锐技术有限公司 一种包含驱动骨的柔性手术工具系统
CN106737788A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 张帆 一种柔性气动机械手

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019176808A1 (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 日本電産株式会社 ロボットハンド、ロボット
CN108555944A (zh) * 2018-03-27 2018-09-21 江苏大学 一种靠伸缩圈伸缩来抓取物体的软体触手
CN108568838A (zh) * 2018-04-08 2018-09-25 西安交通大学 一种基于刚性约束的大负载柔性机械手
CN108638046A (zh) * 2018-05-18 2018-10-12 燕山大学 一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人
CN110315567B (zh) * 2019-08-02 2022-04-05 大连交通大学 刚柔耦合关节鸡蛋捡拾软体机械手
CN110315567A (zh) * 2019-08-02 2019-10-11 大连交通大学 刚柔耦合关节鸡蛋捡拾软体机械手
CN110625641A (zh) * 2019-10-08 2019-12-31 何泽梁 一种多感知机器人柔性手爪的气压控制设备
CN111152209A (zh) * 2020-01-09 2020-05-15 吉林大学 线驱动仿生软体机械手
CN111887026A (zh) * 2020-07-03 2020-11-06 江苏大学 一种基于刚柔结合的可变刚度采摘机械手
CN112045709A (zh) * 2020-08-14 2020-12-08 杭州电子科技大学 一种可变刚度的刚柔耦合机械臂及其驱动方法
CN112781909A (zh) * 2020-12-28 2021-05-11 深圳市人工智能与机器人研究院 一种咽部样本采集装置
CN112781909B (zh) * 2020-12-28 2023-12-15 深圳市人工智能与机器人研究院 一种咽部样本采集装置
CN112894867A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 南京信息工程大学 一种带有仿鱼鳍结构软体机器手的无人机

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