CN108527411A - 一种可变刚度的柔性机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可变刚度的柔性机械手,包括：具有中空结构的机械手本体，机械手本体设有：第一容纳腔，内设有第一流体；第二容纳腔，内设有第二流体，第一流体和第二流体的体积不同；吸附组件，设于第一容纳腔和/或第二容纳腔外侧且产生吸附力；变形件，设于第一容纳腔和/或第二容纳腔外侧且位于吸附组件一侧，变形件在加热时为软质件，在冷却时为硬质件；加热元件，与变形件连接；控制组件，控制组件与加热元件连接。根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手，利用第一容纳腔、第二容纳腔、吸附组件、变形件和加热元件相结合的结构，不仅能实现柔性机械手对待抓取物品的吸附力可控，同时还具有结构简单、操作方便，便于加工生产等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域,具体涉及一种可变刚度的柔性机械手。
背景技术
在工业自动化领域，经常使用气动柔性机械手实现抓取动作，但是目前的柔性机械手的结构较为复杂，加工生产成本较高，在柔性气动机械手内的进气、通气管路的连接和结构较为复杂，安装和维护的难度较高，可靠性低，而且控制抓取方向的结构较为复杂，安装和拆卸都浪费时间。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可变刚度的柔性机械手。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手，包括：具有中空结构的机械手本体，所述机械手本体设有：第一容纳腔，所述第一容纳腔内设有第一流体；第二容纳腔，所述第二容纳腔内设有第二流体，所述第二容纳腔与所述第一容纳腔连接，所述第一流体和所述第二流体的体积不同，机械手本体朝向体积小的一侧弯曲；吸附组件，所述吸附组件设于所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔外侧且产生吸附力；变形件，所述变形件设于所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔外侧且位于所述吸附组件一侧，所述变形件在加热时为软质件，在冷却时为硬质件；加热元件，所述加热元件与所述变形件连接以加热所述变形件；控制组件，所述控制组件与所述加热元件连接以控制所述加热元件的开启或关闭。
进一步地，所述的可变刚度的柔性机械手还包括：降温组件，所述降温组件设于所述变形件一侧以用于对所述变形件降温，所述控制组件与所述降温组件连接以控制所述降温组件的开启或关闭。
进一步地，所述降温组件包括降温风扇。
进一步地，所述变形件包括热塑性材料件。
进一步地，所述变形件为热塑性树脂件。
进一步地，所述机械手本体包括：第一管体，所述第一管体具有中空结构，所述变形件设于所述第一管体外部且靠近所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔；隔挡板，所述隔挡板设于所述第一管体，所述第一管体和所述隔挡板相互配合限定所述第一容纳腔和所述第二容纳腔。
进一步地，所述机械手本体包括：第二管体，所述第二管体沿其长度方向设有所述第一容纳腔；第三管体，所述第三管体沿其长度方向设有所述第二容纳腔，所述第三管体设于所述第二管体一侧且与所述第二管体连接，所述变形件设于所述第二管体和/或所述第三管体的外部。
进一步地，所述吸附组件包括：第四管体，所述第四管体形成有第三容纳腔，所述第三容纳腔内设有第三流体，所述第四管体沿其壁厚方向贯通有多个通孔，所述通孔与所述第三容纳腔连通，通过所述通孔产生所述吸附力；第二流体抽排组件，所述第二流体抽排组件与所述第三容纳腔连通以向所述第三容纳腔内抽排所述第三流体。
进一步地，所述吸附组件还包括：吸盘，所述吸盘具有中空结构，所述吸盘通过所述通孔与所述第三容纳腔连通，所述吸盘远离所述第四管体的一端为弹性面。
进一步地，所述变形件形成为沿所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔长度方向延伸的长条形。
本发明上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手，通过采用第一容纳腔、第二容纳腔、吸附组件、变形件、加热元件和控制组件结合的装置，具有如下优点：
(1)采用第一容纳腔与第二容纳腔相互配合，可以实现弯曲方向的控制；
(2)通过变形件与加热元件相互配合，能够提高变形件与待抓取物品之间的吸附力，同时会产生变形以适应待抓取物品的形状；
(3)在第一容纳腔和/或第二容纳腔的外侧可设有吸附组件，通过吸附组件能够对待抓取物品进行吸附，进一步提高吸附效果；
(4)通过在变形件一侧设有降温组件可以对变形件降温，控制组件与降温组件连接以控制降温组件的开启或关闭，使用方便；
(5)通过第一管体和隔挡板相互配合，具有结构紧凑、便于使用等优点；
(6)采用第二管体和第三管体相互配合，具有结构简单，便于加工生产，降低生产成本等优点。
附图说明
图1为本发明的一实施例的可变刚度的柔性机械手的结构示意图；
图2为本发明的又一实施例的可变刚度的柔性机械手的结构示意图。
附图标记：
可变刚度的柔性机械手100；
第一容纳腔10；第二容纳腔20；
吸附组件30；第四管体31；吸盘32；
变形件40；
第一管体50；隔挡板51；
第二管体60；第三管体70。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手100。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手100包括具有中空结构的机械手本体，机械手本体设有第一容纳腔10、第二容纳腔20、吸附组件30、变形件40、加热元件和控制组件。
具体而言，第一容纳腔10内设有第一流体，第二容纳腔20内设有第二流体，第二容纳腔20与第一容纳腔10连接，第一流体和第二流体的体积不同，机械手本体朝向体积小的一侧弯曲，吸附组件30设于第一容纳腔10和/或第二容纳腔20外侧且产生吸附力，变形件40设于第一容纳腔10和/或第二容纳腔20外侧且位于吸附组件30一侧，变形件40在加热时为软质件，在冷却时为硬质件，加热元件与变形件40连接以加热变形件40，控制组件与加热元件连接以控制加热元件的开启或关闭。
换言之，根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手100主要由具有中空结构的机械手本体组成，机械手本体主要由第一容纳腔10、第二容纳腔20、吸附组件30、变形件40、加热元件和控制组件组成，第一容纳腔10与第二容纳腔20连接，在第一容纳腔10内可设有第一流体，在第二容纳腔20内可设有第二流体，由于第一流体和第二流体的体积不同，因此机械手本体会朝向体积小的一侧弯曲，当第一流体的体积大于第二流体的体积时，机械手本体会朝向第二容纳腔20的方向弯曲，在第一容纳腔10和/或第二容纳腔20的外侧可设有吸附组件30，通过吸附组件30能够对待抓取物品进行吸附，在第一容纳腔10和/或第二容纳腔20外侧设有变形件40，对变形件40可以进行加热，在加热时变形件40会变软，在降温时变形件40会变硬，在变软时，变形件40与待抓取物品之间的吸附力增大，同时会产生变形以适应待抓取物品的形状，控制组件与加热元件连接可以通过控制组件控制加热元件的开启或者关闭。
由此，根据本发明实施例的可变刚度的柔性机械手100采用具有中空结构的机械手本体结合的装置，机械手本体采用第一容纳腔10、第二容纳腔20、吸附组件30、变形件40、加热元件和控制组件相结合的装置，采用第一容纳腔10与第二容纳腔20相互配合，可以实现弯曲方向的控制，通过变形件40与加热元件相互配合，能够提高变形件40与待抓取物品之间的吸附力，同时会产生变形以适应待抓取物品的形状，在第一容纳腔10和/或第二容纳腔20的外侧可设有吸附组件30，通过吸附组件30能够对待抓取物品进行吸附，进一步提高吸附效果。
根据本发明的一个实施例，可变刚度的柔性机械手100还包括：降温组件，降温组件可设于变形件40一侧以用于对变形件40降温，控制组件与降温组件连接以控制降温组件的开启或关闭，使用方便。
可选地，降温组件包括降温风扇，价格便宜，降低生产成本。
在本发明的一些具体实施方式中，变形件40可包括热塑性材料件。
可选地，变形件40可为热塑性树脂件。
根据本发明的一个实施例，机械手本体包括第一管体50和隔挡板51。
具体地，第一管体50具有中空结构，变形件40设于第一管体50外部且靠近第一容纳腔10和/或第二容纳腔20，隔挡板51设于第一管体50，第一管体50和隔挡板51相互配合限定第一容纳腔10和第二容纳腔20，通过第一管体50和隔挡板51相互配合，具有结构紧凑、便于使用等优点。
根据本发明的一个实施例，机械手本体包括第二管体60和第三管体70。
具体而言，第二管体60沿其长度方向设有第一容纳腔10，第三管体70沿其长度方向设有第二容纳腔20，第三管体70设于第二管体60一侧且与第二管体60连接，变形件40设于第二管体60和/或第三管体70的外部，第二管体60与第三管体70连接，结构简单，便于加工生产，降低生产成本。
可选地，吸附组件30包括第四管体31和第二流体抽排组件。
具体地，第四管体31形成有第三容纳腔，第三容纳腔内设有第三流体，第四管体31沿其壁厚方向贯通有多个通孔，通孔与第三容纳腔连通，通过通孔产生吸附力，第二流体抽排组件与第三容纳腔连通以向第三容纳腔内抽排第三流体。
进一步地，吸附组件30还包括吸盘32，吸盘32具有中空结构，吸盘32通过通孔与第三容纳腔连通，吸盘32远离第四管体31的一端为弹性面，也就是说，当吸盘32内的第三流体的体积增大时，弹性面会鼓起来，弹性面和待抓取物品之间的接触面以及吸附力会变小。
在本发明的一些具体实施方式中，变形件40可形成为沿第一容纳腔10和/或第二容纳腔20长度方向延伸的长条形，不仅便于安装和加工生产，还便于使用。
总而言之，根据本发明实施例中的可变刚度的柔性机械手100，不仅可以实现弯曲方向的控制，还能够提高变形件40与待抓取物品之间的吸附力，同时会产生变形以适应待抓取物品的形状，并且可以通过吸附组件30能够对待抓取物品进行吸附，进一步提高吸附效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可变刚度的柔性机械手，其特征在于，包括具有中空结构的机械手本体，所述机械手本体设有：
第一容纳腔，所述第一容纳腔内设有第一流体；
第二容纳腔，所述第二容纳腔内设有第二流体，所述第二容纳腔与所述第一容纳腔连接，所述第一流体和所述第二流体的体积不同，机械手本体朝向体积小的一侧弯曲；
吸附组件，所述吸附组件设于所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔外侧且产生吸附力；
变形件，所述变形件设于所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔外侧且位于所述吸附组件一侧，所述变形件在加热时为软质件，在冷却时为硬质件；
加热元件，所述加热元件与所述变形件连接以加热所述变形件；
控制组件，所述控制组件与所述加热元件连接以控制所述加热元件的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，还包括：
降温组件，所述降温组件设于所述变形件一侧以用于对所述变形件降温，所述控制组件与所述降温组件连接以控制所述降温组件的开启或关闭。
3.根据权利要求2所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述降温组件包括降温风扇。
4.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述变形件包括热塑性材料件。
5.根据权利要求4所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述变形件为热塑性树脂件。
6.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述机械手本体包括：
第一管体，所述第一管体具有中空结构，所述变形件设于所述第一管体外部且靠近所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔；
隔挡板，所述隔挡板设于所述第一管体，所述第一管体和所述隔挡板相互配合限定所述第一容纳腔和所述第二容纳腔。
7.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述机械手本体包括：
第二管体，所述第二管体沿其长度方向设有所述第一容纳腔；
第三管体，所述第三管体沿其长度方向设有所述第二容纳腔，所述第三管体设于所述第二管体一侧且与所述第二管体连接，所述变形件设于所述第二管体和/或所述第三管体的外部。
8.根据权利要求6或7所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述吸附组件包括：
第四管体，所述第四管体形成有第三容纳腔，所述第三容纳腔内设有第三流体，所述第四管体沿其壁厚方向贯通有多个通孔，所述通孔与所述第三容纳腔连通，通过所述通孔产生所述吸附力；
第二流体抽排组件，所述第二流体抽排组件与所述第三容纳腔连通以向所述第三容纳腔内抽排所述第三流体。
9.根据权利要求8所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述吸附组件还包括：
吸盘，所述吸盘具有中空结构，所述吸盘通过所述通孔与所述第三容纳腔连通，所述吸盘远离所述第四管体的一端为弹性面。
10.根据权利要求1所述的可变刚度的柔性机械手，其特征在于，所述变形件形成为沿所述第一容纳腔和/或所述第二容纳腔长度方向延伸的长条形。
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