CN108582147A - 一种实物抓取装置以及软体机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实物抓取装置以及软体机器人，涉及机器人技术领域。该实物抓取装置包括抓取臂、真空罩、气动机构和多个软体指。真空罩和多个软体指均安装于抓取臂的一端，多个软体指围绕真空罩分布，气动机构安装于抓取臂上，且分别与指空腔和吸附空腔连通，气动机构能够吸收吸附空腔内的气体，以将实物吸附在真空罩上，气动机构还能够吸收指空腔内的气体，以使多个软体指合拢并抓取实物。与现有技术相比，本发明提供的实物抓取装置由于采用了与气动机构连接的真空罩以及安装于真空罩周围的软体指，所以既能够将实物吸附于真空罩上，又能够对实物进行抓取，双重固定防止实物掉落，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强。

Description

一种实物抓取装置以及软体机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种实物抓取装置以及软体机器人。

背景技术

软体机器人是一种新型柔韧机器人，可以仅用空气来驱动。科学家最新研究的软体机器人是采用纸质和硅橡胶制成，能够弯曲、扭转和抓起自身重量100多倍的物体。软体机器人的设计灵感是模仿人类的内部构造或昆虫的外形架构等，尤其是后者。

软体充气机器人模型并不像机械机器人那样先进，但是它们的柔软身体中不包含任何电子装置。充气柔体机器人被认为是最好的工具，这类机器人能够完成许多传统机械机器人所无法实现的功能。传统主流机器人是采用金属和其他硬质材料制造，装载连接电子仪器和元件，它们可以制造汽车、携带较重的物体装置，甚至拆卸炸弹。发明人研究发现，在工业生产过程中，传统的刚性机械夹爪在抓取物体，特别是针对精密仪器件进行抓取时，易对物体表面造成刮伤或者划痕，甚至对物体造成更严重的损害而影响其正常使用。

有鉴于此，设计制造出一种抓取牢固的实物抓取装置以及软体机器人特别是在机器人生产中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实物抓取装置，结构简单，能够在柔性条件下对物体进行抓取，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强。

本发明的另一目的在于提供一种软体机器人，结构简单，能够在柔性条件下对物体进行抓取，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强，性价比高。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种实物抓取装置，包括抓取臂、真空罩、气动机构和多个软体指，真空罩和多个软体指均安装于抓取臂的一端，多个软体指围绕真空罩分布，真空罩内设置有吸附空腔，软体指内设置有指空腔，气动机构安装于抓取臂上，且分别与指空腔和吸附空腔连通，气动机构能够吸收吸附空腔内的气体，以将实物吸附在真空罩上，气动机构还能够吸收指空腔内的气体，以使多个软体指合拢并抓取实物。

进一步地，气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，第一气动组件和第二气动组件均安装于抓取臂上，第一气动组件与吸附空腔连通，第二气动组件与指空腔连通。

进一步地，第一气动组件包括空气泵、送气管和接头，空气泵安装于抓取臂上，接头安装于真空罩上，送气管的一端与空气泵连接，另一端通过接头与吸附空腔连通。

进一步地，软体指包括多个指单元，多个指单元依次连接，指单元内设置有单元空腔，多个单元空腔连通，且组合形成指空腔。

进一步地，指单元包括第一半体和第二半体，第一半体和第二半体一体成型，且组合形成单元空腔，第一半体靠近真空罩设置，第一半体用于抵持实物。

进一步地，第一半体的硬度大于第二半体的硬度。

进一步地，真空罩呈环形，且安装于抓取臂的中部，多个软体指以真空罩为中心呈环形阵列分布。

进一步地，软体指的数量为三个，相邻两个软体指之间的角度为120度。

进一步地，真空罩和软体指均由硅胶材料制成。

一种软体机器人，包括机器人本体和实物抓取装置，实物抓取装置包括抓取臂、真空罩、气动机构和多个软体指，真空罩和多个软体指均安装于抓取臂的一端，抓取臂的另一端安装于机器人本体上，多个软体指围绕真空罩分布，真空罩内设置有吸附空腔，软体指内设置有指空腔，气动机构安装于抓取臂上，且分别与指空腔和吸附空腔连通，气动机构能够吸收吸附空腔内的气体，以将实物吸附在真空罩上，气动机构还能够吸收指空腔内的气体，以使多个软体指合拢并抓取实物。

本发明提供的实物抓取装置以及软体机器人具有以下有益效果：

本发明提供的实物抓取装置，真空罩和多个软体指均安装于抓取臂的一端，多个软体指围绕真空罩分布，真空罩内设置有吸附空腔，软体指内设置有指空腔，气动机构安装于抓取臂上，且分别与指空腔和吸附空腔连通，气动机构能够吸收吸附空腔内的气体，以将实物吸附在真空罩上，气动机构还能够吸收指空腔内的气体，以使多个软体指合拢并抓取实物。与现有技术相比，本发明提供的实物抓取装置由于采用了与气动机构连接的真空罩以及安装于真空罩周围的软体指，所以既能够将实物吸附于真空罩上，又能够对实物进行抓取，双重固定防止实物掉落，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强。

本发明提供的软体机器人，包括实物抓取装置，结构简单，既能够将实物吸附于真空罩上，又能够对实物进行抓取，双重固定防止实物掉落，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强，性价比高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的实物抓取装置的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的实物抓取装置中软体指的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的实物抓取装置中气动机构的结构示意图；

图4为图2中指单元的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的软体机器人的结构示意图。

图标：10-软体机器人；100-实物抓取装置；110-抓取臂；130-真空罩；131-吸附空腔；150-气动机构；151-第一气动组件；1511-空气泵；1513-送气管；1515-接头；153-第二气动组件；170-软体指；171-指空腔；172-指单元；1721-单元空腔；1722-第一半体；1724-第二半体；200-机器人本体。

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1，本发明实施例提供了一种实物抓取装置100，用于对实物进行抓取。其结构简单，能够在柔性条件下对物体进行抓取，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强。

该实物抓取装置100包括抓取臂110、真空罩130、气动机构150和多个软体指170。真空罩130和多个软体指170均安装于抓取臂110的一端，多个软体指170围绕真空罩130分布。真空罩130用于与实物贴合，以将实物吸附起来。多个软体指170能够相对于抓取臂110合拢或者分离，以对实物进行抓取。真空罩130和多个软体指170共同作用，以对实物进行双重固定，牢固可靠，实物不易掉落。气动机构150安装于抓取臂110上，且分别与真空罩130和多个软体指170连接，以控制真空罩130吸附实物，并控制多个软体指170发生运动，从而对实物进行抓取或者放开的动作。

值得注意的是，真空罩130内设置有吸附空腔131，气动机构150与吸附空腔131连通。在需要抓取实物的时候，真空罩130与实物的一侧抵持，实物将吸附空腔131封闭，气动机构150吸收吸附空腔131内的气体，使得吸附空腔131内形成真空，此时实物在外界大气压的作用下被吸附到真空罩130上。气动机构150还能够向吸附空腔131内充气，降低真空罩130内外的气压差，以使实物脱离真空罩130。

请参照图2，值得注意的是，软体指170内设置有指空腔171，气动机构150分别与多个指空腔171连通。气动机构150能够吸收指空腔171内的气体，以使软体指170弯曲变形，从而使得多个软体指170合拢并抓取实物。气动机构150还能够向指空腔171内充气，以使软体指170伸直变形，从而使得多个软体指170分开并放下被抓取的实物。

本实施例中，真空罩130呈环形，且安装于抓取臂110的中部，真空罩130的一端与抓取臂110连接，另一端用于与实物抵持，以对实物进行吸附。多个软体指170以真空罩130为中心呈环形阵列分布，以对真空罩130吸附的实物的侧壁进行夹持抓取，防止实物掉落，提高抓取的牢固性。

本实施例中，软体指170的数量为三个，相邻两个软体指170之间的角度为120度。但并不仅限于此，软体指170的数量也可以为两个，两个软体指170相对设置于真空罩130的两侧，软体指170的数量也可以为四个，相邻两个软体指170之间的角度为90度，对软体指170的数量不作具体限定，但凡能够实现稳定抓取实物的软体指170的数量均在本发明的保护范围之内。

本实施例中，真空罩130和软体指170均由硅胶材料制成，但并不仅限于此，对真空罩130和软体指170的制作材料不作具体限定。

请参照图3，气动机构150包括第一气动组件151和第二气动组件153。第一气动组件151和第二气动组件153均安装于抓取臂110上，第一气动组件151与吸附空腔131连通，以吸收吸附空腔131内的空气或者向吸附空腔131内充气。第二气动组件153与指空腔171连通，以吸收指空腔171内的空气或者向指空腔171内充气。

第一气动组件151包括空气泵1511、送气管1513和接头1515。空气泵1511安装于抓取臂110上，接头1515安装于真空罩130上，送气管1513的一端与空气泵1511连接，另一端通过接头1515与吸附空腔131连通，以向吸附空腔131内充气或者吸收指空腔171内的气体。

本实施例中，第二气动组件153的具体结构与第一气动组件151的具体结构相同，在此不再赘述。

请参照图4，软体指170包括多个指单元172。多个指单元172依次连接，以形成软体指170，并能够发生弯曲或者伸直的动作。指单元172内设置有单元空腔1721，多个单元空腔1721连通，且组合形成指空腔171。

指单元172包括第一半体1722和第二半体1724。第一半体1722和第二半体1724一体成型，且组合形成单元空腔1721，当第二气动组件153向单元空腔1721内充气时，第一半体1722和第二半体1724均发生伸直变形；当第二气动组件153吸收单元空腔1721内的气体时，第一半体1722和第二半体1724均发生弯曲变形。第一半体1722靠近真空罩130设置，第一半体1722用于抵持实物。当第二气动组件153吸收单元空腔1721内的气体时，多个第一半体1722合拢，实物在多个第一半体1722的作用下被夹持抓取起来。

值得注意的是，第一半体1722的硬度大于第二半体1724的硬度。当第二气动组件153吸收单元空腔1721内的气体时，第一半体1722和第二半体1724在外界大气压力的作用下均弯曲变形，此时第一半体1722和第二半体1724承受的压力相同，但由于第一半体1722的硬度大于第二半体1724的硬度，第一半体1722的弯曲程度小于第二半体1724的弯曲程度，导致整个软体指170向内弯曲，直至多个软体指170合拢，并对实物进行抓取；当第二气动组件153向单元空腔1721内充气时，第一半体1722和第二半体1724在气压的作用下均伸直变形回到原位，导致整个软体指170伸直，多个软体指170分开，将被抓取的实物放下。

本实施例中，第一半体1722由硬质硅胶材料制成，第二半体1724由软质硅胶材料制成，但并不仅限于此，对第一半体1722和第二半体1724的制作材料不作具体限定。

本发明实施例提供的实物抓取装置100，真空罩130和多个软体指170均安装于抓取臂110的一端，多个软体指170围绕真空罩130分布，真空罩130内设置有吸附空腔131，软体指170内设置有指空腔171，气动机构150安装于抓取臂110上，且分别与指空腔171和吸附空腔131连通，气动机构150能够吸收吸附空腔131内的气体，以将实物吸附在真空罩130上，气动机构150还能够吸收指空腔171内的气体，以使多个软体指170合拢并抓取实物。与现有技术相比，本发明提供的实物抓取装置100由于采用了与气动机构150连接的真空罩130以及安装于真空罩130周围的软体指170，所以既能够将实物吸附于真空罩130上，又能够对实物进行抓取，双重固定防止实物掉落，牢固可靠，避免在物体表面产生抓痕，实用性强。

第二实施例

请参照图5，本发明实施例提供了一种软体机器人10，包括机器人本体200和实物抓取装置100。其中，实物抓取装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例中，抓取臂110的一端与真空罩130和多个软体指170连接，另一端安装于机器人本体200上，且能够相对于机器人本体200活动，以使真空罩130和多个软体指170能够从多个角度对实物进行抓取，提高抓取的准确度，灵活方便。

本发明实施例提供的软体机器人10的有益效果与第一实施例相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实物抓取装置，其特征在于，包括抓取臂、真空罩、气动机构和多个软体指，所述真空罩和多个所述软体指均安装于所述抓取臂的一端，多个所述软体指围绕所述真空罩分布，所述真空罩内设置有吸附空腔，所述软体指内设置有指空腔，所述气动机构安装于所述抓取臂上，且分别与所述指空腔和所述吸附空腔连通，所述气动机构能够吸收所述吸附空腔内的气体，以将实物吸附在所述真空罩上，所述气动机构还能够吸收所述指空腔内的气体，以使多个所述软体指合拢并抓取实物。

2.根据权利要求1所述的实物抓取装置，其特征在于，所述气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，所述第一气动组件和所述第二气动组件均安装于所述抓取臂上，所述第一气动组件与所述吸附空腔连通，所述第二气动组件与所述指空腔连通。

3.根据权利要求2所述的实物抓取装置，其特征在于，所述第一气动组件包括空气泵、送气管和接头，所述空气泵安装于所述抓取臂上，所述接头安装于所述真空罩上，所述送气管的一端与所述空气泵连接，另一端通过所述接头与所述吸附空腔连通。

4.根据权利要求1所述的实物抓取装置，其特征在于，所述软体指包括多个指单元，多个指单元依次连接，所述指单元内设置有单元空腔，多个所述单元空腔连通，且组合形成所述指空腔。

5.根据权利要求4所述的实物抓取装置，其特征在于，所述指单元包括第一半体和第二半体，所述第一半体和所述第二半体一体成型，且组合形成所述单元空腔，所述第一半体靠近所述真空罩设置，所述第一半体用于抵持实物。

6.根据权利要求5所述的实物抓取装置，其特征在于，所述第一半体的硬度大于所述第二半体的硬度。

7.根据权利要求1所述的实物抓取装置，其特征在于，所述真空罩呈环形，且安装于所述抓取臂的中部，多个所述软体指以所述真空罩为中心呈环形阵列分布。

8.根据权利要求7所述的实物抓取装置，其特征在于，所述软体指的数量为三个，相邻两个所述软体指之间的角度为120度。

9.根据权利要求1所述的实物抓取装置，其特征在于，所述真空罩和所述软体指均由硅胶材料制成。

10.一种软体机器人，其特征在于，包括机器人本体和实物抓取装置，所述实物抓取装置包括抓取臂、真空罩、气动机构和多个软体指，所述真空罩和多个所述软体指均安装于所述抓取臂的一端，所述抓取臂的另一端安装于所述机器人本体上，多个所述软体指围绕所述真空罩分布，所述真空罩内设置有吸附空腔，所述软体指内设置有指空腔，所述气动机构安装于所述抓取臂上，且分别与所述指空腔和所述吸附空腔连通，所述气动机构能够吸收所述吸附空腔内的气体，以将实物吸附在所述真空罩上，所述气动机构还能够吸收所述指空腔内的气体，以使多个所述软体指合拢并抓取实物。