CN111590613A - 一种磁流变液软体夹具 - Google Patents

一种磁流变液软体夹具 Download PDF

Info

Publication number
CN111590613A
CN111590613A CN202010429336.5A CN202010429336A CN111590613A CN 111590613 A CN111590613 A CN 111590613A CN 202010429336 A CN202010429336 A CN 202010429336A CN 111590613 A CN111590613 A CN 111590613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soft
magnetorheological fluid
curved
cylindrical structure
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010429336.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111590613B (zh
Inventor
刘新华
华德正
郭潇强
方淙敏
李强
申玉瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN202010429336.5A priority Critical patent/CN111590613B/zh
Publication of CN111590613A publication Critical patent/CN111590613A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111590613B publication Critical patent/CN111590613B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0023—Gripper surfaces directly activated by a fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

一种磁流变液软体夹具，包括上部线圈、下部线圈、软体曲板，软体曲板包括外表面的弹性薄膜和内部填充的磁流变液，若干软体曲板围成上、下开口的筒状结构，软体曲板向筒状结构内侧弯曲一定弧度，上部线圈、下部线圈分别固定在筒状结构的顶部、底部。本发明的一种磁流变液软体夹具，通过电流控制线圈运动以及产生空间磁场，结构简单，成本较低，且磁流变液具有毫秒级磁化能力，整体抓取过程反应迅速、效率较高。

Description

一种磁流变液软体夹具
技术领域
本发明涉及一种夹具，具体涉及一种磁流变液软体夹具。
背景技术
传统的机器人手臂夹具可分为刚体夹具和软体夹具，刚体夹具应用较早，适应范围广泛。但是，当刚体夹具抓取力矩较大时，其较高硬度的接触表面容易对软体或者易碎物品造成损害；抓取力矩较小时，又不能实现可靠的抓取目的。目前应用较多的软体夹具主要是通过气动和液压等方式控制软体抓手变形，实现抓取目的。但是，气动与液压装置成本较高，体积较大，不易集成化处理，且驱动反应滞后时间较长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是刚体夹具硬度较高、易对被夹取的软体或易碎物品造成损害。本发明提出一种基于磁流变液的软体夹具，该夹具通过电流控制线圈运动以及产生空间磁场，实现对软体或者易碎物品的可靠、无损害抓取。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种磁流变液软体夹具，其特征在于，包括上部线圈、下部线圈、软体曲板，所述软体曲板包括外表面的弹性薄膜和内部填充的磁流变液，若干所述软体曲板围成上、下开口的筒状结构，所述软体曲板向所述筒状结构内侧弯曲，所述上部线圈固定在所述筒状结构的顶部，所述下部线圈固定在所述筒状结构的底部。
进一步的，每个所述软体曲板的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的内侧有两个水平方向的弯曲凹槽，其中一个内侧的弯曲凹槽位于所述软体曲板的上部，另一个内侧的弯曲凹槽位于所述软体曲板的中部；每个所述软体曲板的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的外侧有两个水平方向的弯曲凹槽，其中一个外侧的弯曲凹槽位于所述软体曲板的上部，另一个外侧的弯曲凹槽位于所述软体曲板的中部。
进一步的，所述弯曲凹槽的横截面为半圆形。
进一步的，每个所述软体曲板的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的内侧具有水平方向的上曲面凸起和下曲面凸起，所述上曲面凸起和下曲面凸起位于所述软体曲板的下部。
进一步的，所述上曲面凸起和所述下曲面凸起的截面为半圆形，所述上曲面凸起的截面半圆直径小于所述下曲面凸起的截面半圆直径。
进一步的，还包括与所述软体曲板数量相等的若干铰链，每个所述铰链的第一叶片固定粘结在所述下部线圈与一个所述软体曲板的底部之间，每个所述铰链的第二叶片固定粘结在一个所述软体曲板的下曲面凸起表面，所述铰链的铰接部位置于所述筒状结构内部。
进一步的，所述软体曲板的数量设置为4。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的一种磁流变液软体夹具，通过软体曲板在线圈移动与空间磁场联合作用下挤压变形，紧密贴合抓取物的不规则表面并保持稳定，避免刚性接触损伤物体；软体曲板的下曲面凸起带动铰链第二叶片转动，可有效贴合并锁住抓取物，避免抓取物的脱落。
通过电流控制线圈运动以及产生空间磁场，结构简单，成本较低，且磁流变液具有毫秒级磁化能力，整体抓取过程反应迅速、效率较高。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明实施例中的磁流变液软体夹具三维模型；
图2是本发明实施例中的磁流变液软体夹具三维截面图；
图3是本发明实施例中的磁流变液软体夹具抓取物体三维模型；
图4是本发明实施例中的磁流变液软体夹具抓取物体三维截面图；
图5是本发明实施例中的铰链三维模型。
以上图1-5中：1-上部线圈；1’-下部线圈；2-软体曲板；3-第一叶片；3’-第二叶片；4-下曲面凸起；4’-上曲面凸起；5-弯曲凹槽；6-抓取物。
具体实施方式
如图1所示，一种磁流变液软体夹具，包括上部线圈1、下部线圈1’、软体曲板2，4个相同的软体曲板2围成上、下开口的筒状结构，上部线圈1、下部线圈1’分别固定在软体曲板2围成的筒状结构的顶部、底部。软体曲板2由外表面的弹性薄膜和内部填充的磁流变液构成，每个软体曲板2整体都向筒状结构的内侧弯曲一定的弧度，便于软体曲板2向筒状结构的内侧弯曲。如图2所示，每个软体曲板2外表面的弹性薄膜上，上部和中部位置在筒状结构的内、外两侧各有两个水平方向的弯曲凹槽5，筒状结构的内、外两侧弯曲凹槽5相对设置，每个软体曲板2有4个弯曲凹槽5，弯曲凹槽5的横截面为半圆形，方便软体曲板2在弯曲凹槽5的位置向筒状结构的内侧弯曲。每个软体曲板2的外表面弹性薄膜在筒状结构的内侧具有水平方向的上曲面凸起4’和下曲面凸起4，上曲面凸起4’和下曲面凸起4位于软体曲板2的下部。上曲面凸起4’和所述下曲面凸起4的截面为半圆形，上曲面凸起4’的截面半圆直径小于所述下曲面凸起4的截面半圆直径。磁流变液软体夹具还包括4个铰链，每个所述铰链的第一叶片3与第二叶片3’之间的最大角度为180°。每个铰链的第一叶片3固定粘结在下部线圈1’与一个软体曲板2的底部之间，第二叶片3’固定粘结在一个软体曲板2的下曲面凸起4表面，铰链的铰接部位置于筒状结构内部。
如图3所示，当上部线圈1和下部线圈1’通入方向相同的电流时，上部线圈1和下部线圈1’内的电流产生的磁场方向相同，两线圈具有相互吸引的运动，由于每个软体曲板2整体都向筒状结构的内侧弯曲一定的弧度，两个线圈相互吸引挤压4个软体曲板2向内侧弯曲，此时软体曲板2上的弯曲凹槽5易产生形变，促进了软体曲板2整体向筒状结构内侧弯曲并挤压抓取物6。同时，上部线圈1和下部线圈1’产生的空间磁场对软体曲板2内部填充的磁流变液进行磁化，磁流变液由流体转变为胶体，使得软体曲板2紧密接触抓取物6的表面并保持稳定。如图4所示，软体曲板2向筒状结构内侧弯曲时，下部的上曲面凸起4’和下曲面凸起4受到磁流变液的压力增大，产生大尺度形变，带动与其粘结在一起的第二叶片3’旋转贴合至抓取物6的表面。铰链的第二叶片3’最大可旋转至与第一叶片3处于同一平面的位置。因此，当抓取物6因重力下滑时，第二叶片3’会进一步旋转，当旋转至与第一叶片3平行时铰链自锁，有效防止了抓取物6的脱落。最后，当上部线圈1和下部线圈1’通入方向相反电流时，上部线圈1和下部线圈1’内的电流产生的磁场方向相反，两线圈相互排斥，使得软体曲板2被拉伸并与抓取物6脱离，第二叶片3’往回旋转，第二叶片3’与第一叶片3夹角变小，完成对抓取物6的释放。

Claims (7)

1.一种磁流变液软体夹具，其特征在于，包括上部线圈(1)、下部线圈(1’)、软体曲板(2)，所述软体曲板(2)包括外表面的弹性薄膜和内部填充的磁流变液，若干所述软体曲板(2)围成上、下开口的筒状结构，所述软体曲板(2)向所述筒状结构内侧弯曲，所述上部线圈(1)固定在所述筒状结构的顶部，所述下部线圈(1’)固定在所述筒状结构的底部。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，每个所述软体曲板(2)的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的内侧有两个水平方向的弯曲凹槽(5)，其中一个内侧的弯曲凹槽(5)位于所述软体曲板(2)的上部，另一个内侧的弯曲凹槽(5)位于所述软体曲板(2)的中部；每个所述软体曲板(2)的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的外侧有两个水平方向的弯曲凹槽(5)，其中一个外侧的弯曲凹槽(5)位于所述软体曲板(2)的上部，另一个外侧的弯曲凹槽(5)位于所述软体曲板(2)的中部。
3.根据权利要求2所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，所述弯曲凹槽(5)的横截面为半圆形。
4.根据权利要求3所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，每个所述软体曲板(2)的外表面弹性薄膜在所述筒状结构的内侧具有水平方向的上曲面凸起(4’)和下曲面凸起(4)，所述上曲面凸起(4’)和下曲面凸起(4)位于所述软体曲板(2)的下部。
5.根据权利要求4所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，所述上曲面凸起(4’)和所述下曲面凸起(4)的截面为半圆形，所述上曲面凸起(4’)的截面半圆直径小于所述下曲面凸起(4)的截面半圆直径。
6.根据权利要求5所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，还包括与所述软体曲板(2)数量相等的若干铰链，每个所述铰链的第一叶片(3)固定粘结在所述下部线圈(1’)与一个所述软体曲板(2)的底部之间，每个所述铰链的第二叶片(3’)固定粘结在一个所述软体曲板(2)的下曲面凸起(4)表面，所述铰链的铰接部位置于所述筒状结构内部。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种磁流变液软体夹具，其特征在于，所述软体曲板(2)的数量设置为4。
CN202010429336.5A 2020-05-20 2020-05-20 一种磁流变液软体夹具 Active CN111590613B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010429336.5A CN111590613B (zh) 2020-05-20 2020-05-20 一种磁流变液软体夹具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010429336.5A CN111590613B (zh) 2020-05-20 2020-05-20 一种磁流变液软体夹具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111590613A true CN111590613A (zh) 2020-08-28
CN111590613B CN111590613B (zh) 2021-06-01

Family

ID=72182754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010429336.5A Active CN111590613B (zh) 2020-05-20 2020-05-20 一种磁流变液软体夹具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111590613B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113008623A (zh) * 2021-04-14 2021-06-22 重庆交通大学 一种水生态调查的深水沉积物采样方法
CN113029678A (zh) * 2021-04-14 2021-06-25 重庆交通大学 一种深水底部沉积物采样装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103831837A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 基于磁流变液的柔性夹持装置及夹持方法
CN106141708A (zh) * 2016-08-11 2016-11-23 张广 一种增加磁流变液柔性夹具夹紧力的装置
KR20180066361A (ko) * 2016-12-08 2018-06-19 알엠에스테크놀러지(주) Mr 유체를 이용한 그리퍼 및 그에 의한 물체 장악 제어 방법
CN109032274A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 张斌 一种硬盘固定结构
US20190067510A1 (en) * 2017-08-16 2019-02-28 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Transferring device and transferring method of micro light emitting diode
CN109773819A (zh) * 2019-03-20 2019-05-21 蔡鹏飞 一种基于磁流变液的机械手柔顺夹具
CN110125707A (zh) * 2019-05-14 2019-08-16 上海理工大学 用于薄壁凹形曲面件加工的磁流变夹具装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103831837A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 基于磁流变液的柔性夹持装置及夹持方法
CN106141708A (zh) * 2016-08-11 2016-11-23 张广 一种增加磁流变液柔性夹具夹紧力的装置
KR20180066361A (ko) * 2016-12-08 2018-06-19 알엠에스테크놀러지(주) Mr 유체를 이용한 그리퍼 및 그에 의한 물체 장악 제어 방법
US20190067510A1 (en) * 2017-08-16 2019-02-28 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Transferring device and transferring method of micro light emitting diode
CN109032274A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 张斌 一种硬盘固定结构
CN109773819A (zh) * 2019-03-20 2019-05-21 蔡鹏飞 一种基于磁流变液的机械手柔顺夹具
CN110125707A (zh) * 2019-05-14 2019-08-16 上海理工大学 用于薄壁凹形曲面件加工的磁流变夹具装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘海波等: "磁流变液励磁固化夹持对薄壁件模态参数的影响分析", 《现代制造工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113008623A (zh) * 2021-04-14 2021-06-22 重庆交通大学 一种水生态调查的深水沉积物采样方法
CN113029678A (zh) * 2021-04-14 2021-06-25 重庆交通大学 一种深水底部沉积物采样装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111590613B (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111590613B (zh) 一种磁流变液软体夹具
US10286560B1 (en) Shape compliant gripper
CN104924315B (zh) 磁流变液辅助柔性掌面自适应欠驱动机器人手装置
CN108839051B (zh) 一种基于形状记忆合金驱动的微型柔性夹持器
KR20190052589A (ko) 형상적응형 전기접착 그리퍼
CN110238869B (zh) 一种柔性磁力网式机械抓取装置
KR102410081B1 (ko) 로봇 그리퍼
CN113070899A (zh) 一种变刚度柔性机械手
CN113618711A (zh) 一种基于光磁驱动的复合水凝胶软体机器人
CN112299010A (zh) 一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置
CN111452065A (zh) 流体驱动膜皮收缩杆阵自适应机器人手装置
CN212374410U (zh) 一种机器人用可刚柔切换的磁性抓取装置
JP7387749B2 (ja) 電磁把持装置およびその動作方法
KR102233999B1 (ko) 소프트 그리퍼
CN109397278A (zh) 仿刺猬磁驱杆球自适应机器人手装置
CN109623781A (zh) 一种基于介电弹性体驱动的跳跃机器人
CN110002223B (zh) 一种具有表面黏附能力的夹持器
CN211362296U (zh) 末端执行器及机械臂
CN210757803U (zh) 末端执行器和机器人
CN112873179B (zh) 抓持器
CN210025324U (zh) 机器人手爪和机器人
WO2021044079A1 (en) Adaptive gripper finger, gripper device and method of using adaptive gripper device
KR102151653B1 (ko) 유압 그리퍼 및 유압 그리퍼 시스템
CN210365880U (zh) 一种具有表面黏附能力的夹持器
US20240051156A1 (en) Electromagnetic gripping device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant