CN108638097A - 一种含非牛顿流体的柔性机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含非牛顿流体的柔性机械手,包括：第一管体，所述第一管体沿其长度方向设有具有一端开口的容纳腔，所述容纳腔内设有非牛顿流体；加压装置，所述加压装置与所述第一管体连接以通过所述开口向所述容纳腔内的非牛顿流体施加压力。根据本发明实施例的含非牛顿流体的柔性机械手，利用第一管体和加压装置相结合的结构，不仅能实现柔性机械手的弯曲程度可控以及柔性机械手的形状保持和变形状态可控，同时还能对待抓取物品进行有效抓取，具有结构简单、操作方便，便于加工生产等优点。

Description

一种含非牛顿流体的柔性机械手
技术领域
本发明涉及机械手技术领域,具体涉及一种含非牛顿流体的柔性机械手。
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，特别是对于机械手的弯曲程度以及形状保持进行有效控制，需要采用结构更为复杂，生产制造成本高的柔性机械手。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种含非牛顿流体的柔性机械手。
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含非牛顿流体的柔性机械手，包括：第一管体，所述第一管体沿其长度方向设有具有一端开口的容纳腔，所述容纳腔内设有非牛顿流体；加压装置，所述加压装置与所述第一管体连接以通过所述开口向所述容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
进一步地，所述加压装置间歇性地给所述容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
进一步地，所述第一管体包括设于所述容纳腔内的隔档板，所述容纳腔包括：第一容纳腔，所述隔档板和所述第一管体的内壁相互配合限定有所述第一容纳腔，所述第一容纳腔内设有非牛顿流体，所述加压装置向所述第一容纳腔内的非牛顿流体施加压力；第二容纳腔，所述隔档板和所述第一管体的内壁相互配合限定有所述第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔间隔开布置，所述第二容纳腔内设有非牛顿流体，所述加压装置向所述第二容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
进一步地，所述的含非牛顿流体的柔性机械手还包括：吸附组件，所述吸附组件设于所述第一管体一侧，所述吸附组件产生吸附力。
进一步地，所述吸附组件包括：第二管体，所述第二管体具有中空结构，所述第二管体内设有牛顿流体，所述第二管体沿其壁厚方向贯通有多个第一通孔，所述第一通孔与所述第二管体连通，通过所述第一通孔产生所述吸附力；流体抽排组件，所述流体抽排组件与所述第二管体连通以向所述第二管体内抽排所述牛顿流体。
进一步地，所述吸附组件还包括：吸盘，所述吸盘的一端设于所述第二管体外侧。
进一步地，根据权利要求6所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述吸盘具有中空结构，所述吸盘的一端通过所述第一通孔与所述第二管体连通，所述吸盘的另一端为弹性面。
进一步地，所述的含非牛顿流体的柔性机械手还包括：第三管体，所述第三管体为柔性件且具有中空结构，所述第一管体设于所述第三管体内，所述第三管体沿其长度方向设有第二通孔，所述吸附组件的一端设于所述第三管体内，所述吸附组件的另一端穿过所述第二通孔。
进一步地，所述的含非牛顿流体的柔性机械手还包括控制组件，所述控制组件与所述加压装置连接以控制所述加压装置的开启或关闭。
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含非牛顿流体的柔性机械手，通过采用第一管体和加压装置相结合的装置，具有如下优点：
(1)通过第一管体和加压装置相结合的装置，通过非牛顿流体和加压装置相互配合，可以实现对于第一管体的形状的控制，具有结构简单，操作方便，便于控制等优点；
(2)通过调整第一容纳腔和第二容纳腔之间的膨胀关系大小，可以实现弯曲方向可控；
(3)吸盘采用中空结构且一端为弹性面，当吸盘膨胀时，弹性面会鼓起来，弹性面与被抓取物品之间的接触面和吸附力会缩小，吸盘和物品之间的吸力会减小，降低劳动力强度；
(4)吸盘内的流体可选择为气体或者液体，通过调整流体类型，可以调整膨胀程度。
附图说明
图1为本发明的一实施例的含非牛顿流体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含非牛顿流体的柔性机械手的结构示意图。
附图标记：
含非牛顿流体的柔性机械手100
第一管体10；隔档板11；
加压装置20；容纳腔30；
吸附组件40；第二管体41；吸盘42；
第三管体50。
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含非牛顿流体的柔性机械手100。
根据本发明实施例的含非牛顿流体的柔性机械手100包括第一管体10和加压装置20。
具体而言，第一管体10沿其长度方向设有具有一端开口的容纳腔30，容纳腔30内设有非牛顿流体，加压装置20与第一管体10连接以通过开口向容纳腔30内的非牛顿流体施加压力。
换言之，根据本发明实施例的含非牛顿流体的柔性机械手100主要由第一管体10和加压装置20组成，第一管体10内设有容纳腔30，容纳腔30具有开口，在容纳腔30内可设有非牛顿流体，与第一管体10连接有加压装置20，通过加压装置20可以向容纳腔30内的非牛顿流体施加压力，由于非牛顿流体的特异性，因此向容纳腔30内的非牛顿流体施加压力时，容纳腔30内的非牛顿流体保持一定的硬度不变形，从而使容纳腔30变形程度小，当向容纳腔30内的非牛顿流体停止施加压力时，容纳腔30内的非牛顿流体变形，从而致使第一管体10变形。
由此，根据本发明实施例的含非牛顿流体的柔性机械手100采用第一管体10和加压装置20相结合的装置，通过非牛顿流体和加压装置20相互配合，可以实现对于第一管体10的形状的控制，具有结构简单，操作方便，便于控制等优点。
根据本发明的一个实施例，加压装置20间歇性地给容纳腔30内的非牛顿流体施加压力。
在本发明的一些具体实施方式中，第一管体10包括设于容纳腔30内的隔档板11，容纳腔30包括第一容纳腔31和第二容纳腔32。
具体地，隔档板11和第一管体10的内壁相互配合限定有第一容纳腔31，第一容纳腔31内设有非牛顿流体，加压装置20向第一容纳腔31内的非牛顿流体施加压力，隔档板11和第一管体10的内壁相互配合限定有第二容纳腔32，第一容纳腔31和第二容纳腔32间隔开布置，第二容纳腔32内设有非牛顿流体，加压装置20向第二容纳腔32内的非牛顿流体施加压力，也就是说，当第一容纳腔31和第二容纳腔32的膨胀程度不同时，第一管体10会朝向膨胀程度低的一侧弯曲，因此不仅可以控制第一管体10的弯曲程度，还能控制第一管体10的形变。
根据本发明的一个实施例，含非牛顿流体的柔性机械手100还包括吸附组件40，吸附组件40设于第一管体10一侧，吸附组件40产生吸附力。
可选地，吸附组件40包括第二管体41和流体抽排组件，第二管体41具有中空结构，第二管体41内设有牛顿流体，第二管体41沿其壁厚方向贯通有多个第一通孔，第一通孔与第二管体41连通，通过第一通孔产生吸附力，流体抽排组件与第二管体41连通以向第二管体41内抽排牛顿流体。
进一步地，吸附组件40还包括吸盘42，吸盘42的一端设于第二管体41外侧。
可选地，吸盘42具有中空结构，吸盘42的一端通过第一通孔与第二管体41连通，吸盘42的另一端为弹性面。
根据本发明的一个实施例，含非牛顿流体的柔性机械手100还包括第三管体50，第三管体50为柔性件且具有中空结构，第一管体10设于第三管体50内，第三管体50沿其长度方向设有第二通孔，吸附组件40的一端设于第三管体50内，吸附组件40的另一端穿过第二通孔。
在本发明的一些具体实施方式中，含非牛顿流体的柔性机械手100还包括控制组件，控制组件与加压装置20连接以控制加压装置20的开启或关闭。
总而言之，根据本发明实施例中的含非牛顿流体的柔性机械手100，不仅可以控制调整弯曲方向和形状，还能提高吸附抓取能力和效率，具有控制方法简便，结构简单，便于操作，便于加工生产等优点。
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 (9)

1.一种含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，包括：
第一管体，所述第一管体沿其长度方向设有具有一端开口的容纳腔，所述容纳腔内设有非牛顿流体；
加压装置，所述加压装置与所述第一管体连接以通过所述开口向所述容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
2.根据权利要求1所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述加压装置间歇性地给所述容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
3.根据权利要求1所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述第一管体包括设于所述容纳腔内的隔档板，所述容纳腔包括：
第一容纳腔，所述隔档板和所述第一管体的内壁相互配合限定有所述第一容纳腔，所述第一容纳腔内设有非牛顿流体，所述加压装置向所述第一容纳腔内的非牛顿流体施加压力；
第二容纳腔，所述隔档板和所述第一管体的内壁相互配合限定有所述第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔间隔开布置，所述第二容纳腔内设有非牛顿流体，所述加压装置向所述第二容纳腔内的非牛顿流体施加压力。
4.根据权利要求1所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，还包括：
吸附组件，所述吸附组件设于所述第一管体一侧，所述吸附组件产生吸附力。
5.根据权利要求4所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述吸附组件包括：
第二管体，所述第二管体具有中空结构，所述第二管体内设有牛顿流体，所述第二管体沿其壁厚方向贯通有多个第一通孔，所述第一通孔与所述第二管体连通，通过所述第一通孔产生所述吸附力；
流体抽排组件，所述流体抽排组件与所述第二管体连通以向所述第二管体内抽排所述牛顿流体。
6.根据权利要求5所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述吸附组件还包括：
吸盘，所述吸盘的一端设于所述第二管体外侧。
7.根据权利要求6所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，所述吸盘具有中空结构，所述吸盘的一端通过所述第一通孔与所述第二管体连通，所述吸盘的另一端为弹性面。
8.根据权利要求7所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，还包括：
第三管体，所述第三管体为柔性件且具有中空结构，所述第一管体设于所述第三管体内，所述第三管体沿其长度方向设有第二通孔，所述吸附组件的一端设于所述第三管体内，所述吸附组件的另一端穿过所述第二通孔。
9.根据权利要求1所述的含非牛顿流体的柔性机械手，其特征在于，还包括：
控制组件，所述控制组件与所述加压装置连接以控制所述加压装置的开启或关闭。
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