CN109927070A - 用于物体分拣的多功能软体抓手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于物体分拣的多功能软体抓手，所述软体抓手包括抓手总成、固定安装于抓手总成下方的若干单指连接头、固定安装于单指连接头下方的软体单指、及固定于软体单指内侧的软体应变传感器，所述软体单指在气压驱动下发生的弯曲变形，所述软体应变传感器用于测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量。本发明通过粘贴在软体单指上的软体应变传感器能够精准的测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量，从而识别不同物体的大小，完成不同物体的分类分拣任务。

Description

用于物体分拣的多功能软体抓手

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，特别是涉及一种用于物体分拣的多功能软体抓手。

背景技术

软体机器人是当今机器人技术的新兴热点和未来发展前沿，与传统刚性机器人相比，表现出了前所未有的适应性、灵敏性和敏捷性，并不断地扩充着机器人的应用领域，是机器人未来发展的主要趋势之一。

软体抓手是软体机器人研究的主要方向之一，当前基于气动、记忆合金(SMA)等智能驱动方式，开发了多种不同类型的软体抓手。

但是目前开发的各类型软体抓手基本都只有简单的抓取功能，针对易碎物体具有良好的抓取能力，但是多功能的软体抓手受限于软体应变传感器的发展目前还开发的较少，无法完成不同物体的分类分拣工作。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于物体分拣的多功能软体抓手。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于物体分拣的多功能软体抓手，其能够根据软体单指的弯曲变形量识别不同物体大小，从而完成物体分类分拣工作。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种用于物体分拣的多功能软体抓手，所述软体抓手包括抓手总成、固定安装于抓手总成下方的若干单指连接头、固定安装于单指连接头下方的软体单指、及固定于软体单指内侧的软体应变传感器，所述软体单指在气压驱动下发生的弯曲变形，所述软体应变传感器用于测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量。

作为本发明的进一步改进，所述软体单指为多气囊式驱动器，包括若干相互连通的气囊，所述多气囊式驱动器在不同气压下发生相应的弯曲变形，正压下的向内弯曲变形，负压下的向外弯曲变形。

作为本发明的进一步改进，所述软体单指中的气囊间距从下到上依次增大。

作为本发明的进一步改进，所述软体单指中的气囊高度从下到上依次增大。

作为本发明的进一步改进，所述软体单指的末端设有硅胶纹路，以增加软体抓手与物体表面的摩擦力。

作为本发明的进一步改进，所述软体应变传感器粘贴于软体单指与物体接触的内侧表面上。

作为本发明的进一步改进，所述软体应变传感器包括内部具有若干连续空槽结构的硅胶本体、及填充于空槽结构中的液态金属。

作为本发明的进一步改进，所述硅胶本体表面设有向上倾斜设置的硅胶倒刺结构，以增加与物体表面的抓取摩擦力。

作为本发明的进一步改进，所述单指连接头下方设有卡槽结构，所述软体单指的上端固定安装于所述卡槽结构内。

作为本发明的进一步改进，所述抓手总成呈空心结构。

本发明的有益效果是：

本发明基于液态金属和硅胶材料设计的软体应变传感器，该传感器可以通过电阻值的变化检测其弯曲变形量，进而识别物体的大小，完成不同物体的分类分拣工作；

在软体应变传感器的表面设计倒刺结构，可以增加抓手与物体接触时的摩擦力，增强软体抓手的抓取能力；

基于传统的气动软体单指，设计了一种气囊高度梯度变化的软体单指，从下到上气囊高度依次增大，相对于传统的等高度气囊，该梯度高度设计可以在同等气压条件下增加软体单指末端的弯曲角度，同时单指弯曲时也可以增加单指末端与地面的接触距离；

基于传统的气动软体单指，设计了一种气囊间距梯度变化的软体单指，从下到上气囊间距依次增大，相对于传统等间距气囊，该梯度设计可以在同等气压条件下增加软体单指末端的弯曲变形量；

在软体单指的末端设计倒刺结构，可以增加抓手末端的摩擦力，增强软体抓手的抓取能力；

抓手总成为空心结构，可以很好地收纳所有的气管以及导线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明一具体实施例中软体抓手的立体结构示意图；

图2为本发明一具体实施例中软体单指的立体结构示意图；

图3为本发明一具体实施例中软体单指的气囊结构示意图；

图4为本发明一具体实施例中抓手总成的立体结构示意图；

图5为本发明一具体实施例中单指连接头的立体结构示意图；

图6为本发明一具体实施例中软体应变传感器的立体结构示意图；

图7为本发明一具体实施例中软体应变传感器的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本文使用的例如“左”、“左侧”、“右”、“右侧”、“上”、“下”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“左侧”的单元将位于其他单元或特征“右侧”。因此，示例性术语“左侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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文中的具体含义。

本发明公开了一种用于物体分拣的多功能软体抓手，包括抓手总成、固定安装于抓手总成下方的若干单指连接头、固定安装于单指连接头下方的软体单指、及固定于软体单指内侧的软体应变传感器，软体单指在气压驱动下发生的弯曲变形，软体应变传感器用于测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量。

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参图1所示，本发明一具体实施例中公开了一种用于物体分拣的多功能软体抓手，该软体抓手包括抓手总成10、固定安装于抓手总成下方的若干单指连接头20、固定安装于单指连接头下方的软体单指30、及固定于软体单指内侧的软体应变传感器40，软体单指30在气压驱动下发生的弯曲变形，软体应变传感器40用于测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量。

具体地，参图1并结合图2、图3所示，本实施例中的软体单指30为多气囊式驱动器，包括若干相互连通的气囊31，多气囊式驱动器在不同气压下发生相应的弯曲变形，正压下的向内弯曲变形，负压下的向外弯曲变形。

如本实施例中的多气囊式驱动器设有7个相互连通的气囊31，气囊间距从下到上依次增大，气囊高度从下到上依次增大，在相同的气压条件下可以增大软体抓手末端的弯曲变形量，增加抓手的抓取能力。

进一步地，软体单指30的末端设有硅胶纹路32，以增加软体抓手与物体表面的摩擦力。

参图1并结合图6、图7所示，软体应变传感器40粘贴于软体单指30与物体接触的内侧表面上，软体应变传感器40为应变式传感器，包括内部具有若干连续空槽结构的硅胶本体41、及填充于空槽结构中的液态金属42。

由硅胶材料以及液态金属材料构成的软体应变传感器40具有良好的拉伸特性。在软体应变传感器发生变形时，空槽结构里的液态金属将在轴向方向拉长，因此电阻将会发生改变，从而通过电阻值的变化来检测其弯曲变量。

进一步地，硅胶本体41表面设有向上倾斜设置的硅胶倒刺结构411，该结构可以增加抓手与物体接触时的摩擦力，增强软体抓手的抓取能力。

参图1并结合图5所示，单指连接头20下方设有卡槽结构21，软体单指30的上端固定安装于卡槽结构21内。卡槽结构能够紧密的连接软体单指，具有良好的气密性。

同时，单指连接头20与抓手总成10之间采用螺钉连接，在保证连接强度的同时也方便后期的拆卸和维修。

参图1并结合图4所示，抓手总成10呈空心结构，该空心结构的抓手总成10与单指连接头20相连，将三个软体单指30构成了一个整体结构。同时由于空心结构的设计，该结构可以将软体抓手的所有硅胶气管以及导线都收纳起来，具有良好的隐藏效果。

应当理解的是，本实施例中以3个单指连接头和3个软体单指为例进行说明，每个软体单指上设有7个相互连通的气囊，在其他实施例中，单指连接头、软体单指、及气囊的数量可以根据需要设置为其他数量，此处不再一一举例进行说明。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明基于液态金属和硅胶材料设计的软体应变传感器，该传感器可以通过电阻值的变化检测其弯曲变形量，进而识别物体的大小，完成不同物体的分类分拣工作；

在软体应变传感器的表面设计倒刺结构，可以增加抓手与物体接触时的摩擦力，增强软体抓手的抓取能力；

基于传统的气动软体单指，设计了一种气囊高度梯度变化的软体单指，从下到上气囊高度依次增大，相对于传统的等高度气囊，该梯度高度设计可以在同等气压条件下增加软体单指末端的弯曲角度，同时单指弯曲时也可以增加单指末端与地面的接触距离；

基于传统的气动软体单指，设计了一种气囊间距梯度变化的软体单指，从下到上气囊间距依次增大，相对于传统等间距气囊，该梯度设计可以在同等气压条件下增加软体单指末端的弯曲变形量；

在软体单指的末端设计倒刺结构，可以增加抓手末端的摩擦力，增强软体抓手的抓取能力；

抓手总成为空心结构，可以很好地收纳所有的气管以及导线。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体抓手包括抓手总成、固定安装于抓手总成下方的若干单指连接头、固定安装于单指连接头下方的软体单指、及固定于软体单指内侧的软体应变传感器，所述软体单指在气压驱动下发生的弯曲变形，所述软体应变传感器用于测量软体单指在抓取不同大小物体时的弯曲变形量。

2.根据权利要求1所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体单指为多气囊式驱动器，包括若干相互连通的气囊，所述多气囊式驱动器在不同气压下发生相应的弯曲变形，正压下的向内弯曲变形，负压下的向外弯曲变形。

3.根据权利要求2所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体单指中的气囊间距从下到上依次增大。

4.根据权利要求2所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体单指中的气囊高度从下到上依次增大。

5.根据权利要求2所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体单指的末端设有硅胶纹路，以增加软体抓手与物体表面的摩擦力。

6.根据权利要求1所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体应变传感器粘贴于软体单指与物体接触的内侧表面上。

7.根据权利要求6所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述软体应变传感器包括内部具有若干连续空槽结构的硅胶本体、及填充于空槽结构中的液态金属。

8.根据权利要求7所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述硅胶本体表面设有向上倾斜设置的硅胶倒刺结构，以增加与物体表面的抓取摩擦力。

9.根据权利要求1所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述单指连接头下方设有卡槽结构，所述软体单指的上端固定安装于所述卡槽结构内。

10.根据权利要求1所述的用于物体分拣的多功能软体抓手，其特征在于，所述抓手总成呈空心结构。