CN109968344A - 一种气动多功能柔性机械手 - Google Patents

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Abstract

一种气动多功能柔性机械手，它涉及一种机械手，它包括柔性变形体和支撑管；所述柔性变形体为具有内外柔性膜并含充液的筒状结构，柔性变形体的外柔性膜可以向内翻滚变成内柔性膜，同时，内柔性膜向外翻滚变成外柔性膜，支撑管的一端敞口，另一端封闭，支撑管的封闭端安装有用于向支撑管内充气的充气接头，所述外柔性膜与支撑管的内壁无缝贴合接触并能在外压作用下滚进支撑管内。本发明结构简单，柔顺性好，适应多种不同刚度物体的抓取。

Description

一种气动多功能柔性机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别涉及一种气动多功能柔性机械手。
背景技术
目前，机械手作为重要的执行工具广泛应用于机器臂上，在机器人领域有着至关重要得作用。传统刚性机械手因其固有刚性对柔性物体的适应性差，若要实现柔顺抓取通常需要提供更高的自由度和融合多种传感器，大大提高了机械手的结构和制造成本。
发明内容
本发明是为克服现有技术的不足，提供一种气动多功能柔性机械手，该机械手解决了传统刚性机械手柔顺性差及结构复杂的问题。
本发明的技术方案是：一种气动多功能柔性机械手包括柔性变形体和支撑管；
所述柔性变形体为具有内外柔性膜并含充液的筒状结构，柔性变形体的外柔性膜可以向内翻滚变成内柔性膜，同时，内柔性膜向外翻滚变成外柔性膜，支撑管的一端敞口，另一端封闭，支撑管的封闭端安装有用于向支撑管内充气的充气接头，所述外柔性膜与支撑管的敞口端的内壁无缝贴合接触并能在外压作用下滚进支撑管内。
进一步地，所述柔性变形体是由一柔性管体向外翻折后再将柔性管体的内外两端粘合封闭而形成的双层管，在内外柔性膜之间的封闭空间内有填充液。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
通过包裹方式抓取和真空吸盘方式抓取，柔性机械手抓取不同物体更加灵活。
该机械手通过柔性变形体自身的柔性实现柔性抓取，同时由于其内部液体流动性且体积不变的液体的特性可以抓取多种不同外形、尺寸和刚度的物体，可作为一种通用型的柔性机械手。采用抓不住的柔性变形体作为柔性机械手的结构，成本低，结构简单，容易制作。
附图说明
图1为本发明气动柔性机械手的结构示意图；
图2为柔性变形体的结构示意图；
图3为支撑管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参见图1-图3所示，一种气动多功能柔性机械手包括柔性变形体1和支撑管2；所述柔性变形体1为具有内外柔性膜并含充液的筒状结构，柔性变形体1的外柔性膜11可以向内翻滚变成内柔性膜12，同时，内柔性膜12向外翻滚变成外柔性膜11，支撑管2的一端敞口，另一端封闭，支撑管2的封闭端安装有用于向支撑管2内充气的充气接头21，所述外柔性膜11与支撑管2的内壁22无缝贴合接触并能在外压作用下滚进支撑管2内。外柔性膜11由支撑管2的敞口端插入。
柔性变形体1是由一柔性管体向外翻折后再将柔性管体的内外两端粘合封闭而形成的双层管，在内外柔性膜之间的封闭空间内有填充液。柔性变形体1为长条圆柱形结构，诸如水蛇玩具。
柔性变形体1的柔性外膜11与支撑管2的内壁22无缝贴合接触滚进支撑管2组成柔性机械手。该柔性机械手为基于气压驱动式，通过充气接头21的气孔打气或者抽气驱动柔性变形体1在支撑管2内壁22上纯滚动。在抽气过程中，支撑管2与柔性变形体1的充气接头之间的空腔内气压迅速降低，外部大气压推动柔性变形体1在支撑管2内向里运动，同时柔性变形体1末端柔性外膜11向内翻滚变成柔性内膜12，若果此时柔性变形体1末端接触被抓取物体，在摩擦力作用下，依靠柔性膜以及内部流动性液体的特有性质，柔性外膜11在向内翻滚过程中包裹住被抓取物体达到抓取目的。此外由于是气动式结构且柔性变形体1具有很好的柔顺性，所以此结构还可以以吸盘的方式进行抓取，吸盘穿过柔性变形体1并安装在支撑管2的敞口端，此时柔性变形体1末端充当真空吸盘，可抓取多种物体。
一个实施方式中，所述支撑管2为3D打印制成的支撑管。采用3D打印一体成型，可采用塑胶管、树脂、尼龙或ABS等，制造使用方便。另一个实施方式中，支撑管2采用铝或钢金属材料。另一个实施方式中，所述双层管为透明管体或半透明管体。填充液为液体或凝胶体。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (6)

1.一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：它包括柔性变形体(1)和支撑管(2)；
所述柔性变形体(1)为具有内外柔性膜并含充液的筒状结构，柔性变形体(1)的外柔性膜(11)可以向内翻滚变成内柔性膜(12)，同时，内柔性膜(12)向外翻滚变成外柔性膜(11)，支撑管(2)的一端敞口，另一端封闭，支撑管(2)的封闭端安装有用于向支撑管(2)内充气的充气接头(21)，所述外柔性膜(11)与支撑管(2)的内壁(22)无缝贴合接触并能在外压作用下滚进支撑管(2)内。
2.根据权利要求1所述一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：所述柔性变形体(1)是由一柔性管体向外翻折后再将柔性管体的内外两端粘合封闭而形成的双层管，在内外柔性膜之间的封闭空间内有填充液。
3.根据权利要求2所述一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：所述支撑管(2)为3D打印制成的支撑管。
4.根据权利要求2或3所述一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：所述双层管为透明管体或半透明管体。
5.根据权利要求4所述一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：所述填充液为液体或凝胶体。
6.根据权利要求1、2、3或5所述一种气动多功能柔性机械手，其特征在于：所述支撑管(2)为塑胶管。
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CB03 Change of inventor or designer information
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