CN116476117A - 一种软体抓手及其制造方法 - Google Patents

一种软体抓手及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116476117A
CN116476117A CN202310356191.4A CN202310356191A CN116476117A CN 116476117 A CN116476117 A CN 116476117A CN 202310356191 A CN202310356191 A CN 202310356191A CN 116476117 A CN116476117 A CN 116476117A
Authority
CN
China
Prior art keywords
regular hexagon
soft
finger
folding
crease
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
CN202310356191.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116476117B (zh
Inventor
魏宁
胡尧凯
康晓然
陈宜凡
朱力
张伟
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.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
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 Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN202310356191.4A priority Critical patent/CN116476117B/zh
Publication of CN116476117A publication Critical patent/CN116476117A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116476117B publication Critical patent/CN116476117B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种软体抓手及其制造方法,涉及机械手技术领域,该抓手包括通过剪裁得到的手掌部和通过折叠得到的手指部,手掌部与所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;对所述手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制所述作用力的大小及方向,进而控制所述抓取空间的体积发生变化,使得所述抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体;本发明通过折‑剪纸的方式提高了抓手的刚度和延展度,且折痕的存在使得抓手便于收纳;通过外界作用力使抓手和物体产生较大的摩擦力从而对物体进行抓取,该抓手抓取能力强,适用于多种被抓取物体,尤其是对软体材料的分类和抓取。

Description

一种软体抓手及其制造方法
技术领域
本发明涉及机械手技术领域,尤其是一种软体抓手及其制造方法。
背景技术
当前软体材料的发展态势良好,越来越多的软体材料被用于生产制造的各个领域当中。在生产过程中,常常需要通过自动化设备对软体材料进行抓取和分类,以满足不同阶段的要求。通过自动化设备进行生产和操作,能够大大提高生产效率和生产质量,有效提高经济效益。在自动化生产过程中,软体材料的抓取一直是一个较大的难点,由于软体材料本身的性质,难以使用传统的机械抓手和机械臂进行相关抓取和分类的操作,这是由于传统的机械抓手一般依靠刚性材料制作,在抓取过程中难以控制抓取力,容易对软体材料造成损坏,且抓取的稳定性较差,容易滑落无法抓取,难以满足现阶段生产者的需求。
随着对抓手的结构和材料提出了更高的要求,当前柔性抓手、软体抓手大兴发展,拥有较强的灵活性和柔软性,但是大多数软体抓手的结构依然是传统的类人手式结构,通过三根到四根机械手指进行抓取,这并没有脱离传统机械抓手的本质。这种类人手式的软体抓手能够抓取的软体材料种类有限,只适用于抓取体积较大且表面较为规则的物体,否则物体很容易滑落或者造成损坏。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求,提出了一种软体抓手及其制造方法,能够解决由于软体抓手与被抓取物体不匹配导致的抓取不稳定的问题,本发明的技术方案如下:
第一方面,本申请提供了一种软体抓手的制造方法,包括如下步骤:
准备一个正六边形的平面软体材料,并在其上绘制第一正六边形,两个正六边形共用一个中心,边长相互平行且按预定比例变化;
对第一正六边形以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部,手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;
对第一正六边形进行剪裁形成软体抓手的手掌部,手掌部与手指部一体相连,并与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;
对手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制作用力的大小及方向,进而控制抓取空间的体积发生变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
其进一步的技术方案为,另一种制造方法包括如下步骤:
准备一个正六边形的第一平面软体材料,第一平面软体材料的中心区域存在一个形状为第一正六边形的镂空部,两个正六边形共用一个中心,边长相互平行且按预定比例变化;
对第一平面软体材料进行折叠形成软体抓手的手指部,手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;
准备一个正六边形的第二平面软体材料,第二平面软体材料与镂空部的大小、形状相同,对第二平面软体材料进行剪裁形成软体抓手的手掌部;
将手掌部与手指部进行拼接,手掌部与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;
对手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制作用力的大小及方向,进而控制抓取空间的体积变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
第二方面,本申请还提供了一种软体抓手,包括通过剪裁得到的手掌部和通过折叠得到的手指部,手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;手掌部与手指部一体相连,或者手掌部与手指部通过拼接相连;手掌部与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;对手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制作用力的大小及方向,进而控制抓取空间的体积发生变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
本发明的有益技术效果是:
基于折叠-剪裁形成的软体抓手,其手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,使得手指部与手掌部形成的可容纳物体的抓取空间与被抓取物体的接触面积远远大于类人手式结构的软体抓手与被抓取物体的接触面积;在夹持物体时,软体抓手的抓取和松开的动作依靠作用于手指部的一对作用力实现,则形成抓取空间的手指部借力会给予被抓物体一定大小的力,相对于传统的机械抓手,抓取更加可靠,且由软体材料制得的抓手不易破坏同样为软体材料的被抓取物体;当被抓取物体存在体积较大、质量较大、物体表面不规则等情况时,控制作用力逐渐增大且相向施加,使得抓取空间的体积缩小,同时刚度也随着体积的减小而增大,增加了与被抓取物体的接触面积从而产生较大的摩擦力,以此加大了软体抓手的抓取力,尽可能的包裹住整个被抓取物体;还通过在手掌部形成的多个互通的内凹六边形负泊松比通道,提高了软体抓手的延展性,使得软体抓手对易损物体的抓取有较大的应用范围,进一步减小了生产成本。
附图说明
图1是本申请提供的软体抓手的制造流程图。
图2是本申请提供的软体抓手的平面展开图。
图3是本申请提供的一个四通的内凹六边形负泊松比通道的结构示意图。
图4是本申请提供的软体抓手的手指部呈放松状态时的示意图。
图5是本申请提供的软体抓手的手指部呈抓力最大状态时的示意图。
图6是本申请提供的软体抓手的另一制造流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1:
如图1所示,本实施例提供了一种软体抓手的制造方法,包括如下步骤:
步骤1:准备一个正六边形的平面软体材料,并在其上绘制第一正六边形和第二正六边形。
如图2所示,第二正六边形2在第一正六边形1的外侧,三个正六边形共用一个中心,第一正六边形1、第二正六边形2、平面软体材料3的边相互平行且边长从小到大呈等比变化。在本实施例中,第一正六边形1由顶点a-b-c-d-e-f-a顺时针依次连接围成,其边长记为l1;第二正六边形2由顶点A-B-C-D-E-F-A顺时针依次连接围成,其边长记为l2=2×l1;平面软体材料3由顶点3a-3b-3c-3d-3e-3f-3a顺时针依次连接围成,其边长记为l3=4×l1
可选的,选用的平面软体材料为回弹材料或塑性材料。以此材料制得的软体抓手不易破坏同样为软体材料的被抓取物体,且由于其软体性质,会与被抓取物体之间产生相对作用力,使得抓取更为牢靠。
步骤2:对第一正六边形1以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部,包括:在第一、第二正六边形1和2的外轮廓及两者之间的区域规划折痕,并按照折痕对应的折叠方式对第一正六边形1以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部。
其中,规划折痕的方法包括:
步骤2.1:①将第一正六边形1的每个边作为第一折痕,第二正六边形2的每个边作为第二折痕。②将第一正六边形1的每个顶点分别与距离其最近的第二正六边形2的顶点相连,所得六条线段作为第三折痕。如图2所示,顶点a与顶点A相连所得线段、顶点b与顶点B相连所得线段、……、顶点f与顶点F相连所得线段均为第三折痕。③取第二正六边形2每条边的中点,每个中点分别与其垂直距离最近的第一正六边形1的边的两个端点相连,所得十二条线段作为第四折痕。如图2所示,中点G分别与端点(即第一正六边形1的顶点)a和b相连所得线段、中点H分别与端点b和c相连所得线段、……、中点L分别与端点f和a相连所得线段均为第四折痕。如图2所示,用虚线表示第三、第四折痕,并且第三、第四折痕将第一、第二正六边形1和2之间的区域划分为十八个等边三角形。
其中,按照折痕对应的折叠方式对第一正六边形1以外的区域进行折叠的方法包括:
步骤2.2:将第一正六边形1以外的区域沿着每个第一折痕、朝着第一方向进行折叠,将第二正六边形2以外的区域沿着每个第二折痕、朝着第二方向进行折叠。经过两次折叠使得在第一、第二正六边形1和2之间的区域相对于第一正六边形1所在平面形成站立部,站立部朝向手掌部的一侧即为手指部中与被抓取物体相接触的一侧,且第三、第四折痕均位于站立部上。其中,第一方向为从手掌部朝向手指部指尖的方向(可以理解为向着屏幕外的方向),第二方向为从手指部指尖朝向手掌部的方向(可以理解为向着屏幕里的方向)。
步骤2.3:对于每个第三折痕,以第三折痕为轴对称的两个等边三角形,沿着第三折痕向内进行折叠聚拢;对于每个第四折痕,以第四折痕为轴对称的两个等边三角形,沿着第四折痕向外进行折叠。
经此折叠步骤得到的手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝。因此手指部与第一正六边形1形成的可容纳物体的抓取空间与被抓取物体的接触面积远远大于类人手式结构的软体抓手与被抓取物体的接触面积。折痕使手指部的最小单元为正三角形,结构统一,方便后续的折叠和收纳。
步骤3:对第一正六边形1进行剪裁形成软体抓手的手掌部,包括:
如图2所示,对第一正六边形1按照预定图形(阴影所示区域)的边进行剪裁,得到多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道4,作为软体抓手的手掌部。多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道4的汇总端4a与手指部的内边相连接,其中手指部的内边与第一正六边形1的外轮廓共边。
在本实施例中,设计内凹六边形负泊松比通道4为四通通道,如图3所示。设内凹六边形负泊松比通道4的密度为ρ,x、y方向上的杨氏模量为Ex、Ey,面内泊松比为νxy,面内剪切模量为Gxy,面外剪切模量Gxz、Gyz,ρS、ES、GS分别为制作材料的密度、杨氏模量和剪切模量,则计算公式为:
角φ在未受到力的作用时为45度,当内凹六边形负泊松比通道4在x方向上受到拉伸时,y方向会发生变形,反之同理,因此从上式可以看出,内凹六边形负泊松比通道4具有一定伸展性,通过对其拉伸或压缩可以改变内凹六边形负泊松比通道4的面积。
按照上述步骤将第一正六边形1以外的区域通过第一、第二、第三和第四折痕进行规则变换,折叠结束得到了软体抓手手指部的初步形态(即抓手处于放松状态),由于折叠平面软体材料3的边自然向中心弯曲,再通过剪裁得到了软体抓手手掌部,如图4所示。手掌部与手指部一体相连,并与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间。从第二方向看去,最终折叠得到的手指部的指尖末端成为了抓取空间的开口端,开口端与手掌部在垂直方向上存在一定距离。开口端形状为六角星形,六角星形的中心与手掌部(即第一正六边形1)的中心共心,按照第三折痕对应的折叠方式进行折叠,使得位于第三折痕上的第二正六边形2的顶点A-F构成六角星的顶点,按照第四折痕对应的折叠方式进行折叠,使得位于第四折痕上的第二正六边形2的中点G-L构成六角星顶点之间的谷点。
步骤4:对手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制作用力的大小及方向,进而控制抓取空间的体积发生变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
当软体抓手处于放松状态(未抓取状态)时,施加如图4示意的一对作用力f1、f2,且f1、f2大小相等、方向相反。由于内凹六边形负泊松比通道4的存在,使第一正六边形1的整体面积减小,相当于改变了抓取空间的横截面积。由于规则折痕的存在,抓取空间的开口端以手掌部的中心线为轴发生旋转、向几何中心收缩,抓取空间的体积逐渐减小,同时刚度也随着体积的减小而增大,使中间夹持的物体通过抓取空间体积的减小而产生的接触面积增大,接触面积增大从而导致两者的摩擦力增大,从而对物体实现夹取的效果。当开口端旋转至极限时,按照折痕规则:A点与f点折叠重合,B点与a点折叠重合,C点与b点折叠重合,D点与c点折叠重合,E点与d点折叠重合,F点与e点折叠重合,此时抓手为抓力最大状态,如图5所示,手指部按照折痕折叠成为一个与手掌部贴合的平面,抓取空间的体积变化为零。
根据被抓取物体适应性的调整抓手上施加的作用力的大小和方向,可以精准的控制抓手形状改变的程度,当施加的作用力较小则抓手形状改变的程度较低,适用于抓取质量较轻、体积较小、物体表面规则等诸如此类的物体;反之,当施加的作用力较大则抓手形状改变的程度也较大,则产生的摩擦力也相应较大,适用于抓取质量较重、体积较大、物体表面不规则等诸如此类的物体。当需要夹取物体时给与相向的作用力,当需要松开物体时给与背向的作用力,抓手与物体逐渐解除接触,开口端变大即松开物体。可选的,还可以通过改变第一正六边形1的边长l1,以改变抓取空间体积的大小,从而适用多种被抓取物体。
由于抓手是柔性的,在受到物体给予的力时也会产生相对应的变形,从而避免对物体产生破坏,同时又因为具有一定的刚性,因此当施加的力的大小一定时,所产生的摩擦力的大小相对一致,产生的空间相对一致,且软体抓手在力的作用下的收缩是规律的,每个等边三角形都具有一致性,因此面对各种形状的被抓取物体都可以进行抓取,能够最大程度地包裹住整个物体,执行抓取动作或松开动作,从而应用于物体的筛选和分类活动中。
需要说明的是,上述步骤2与步骤3不区分先后执行顺序。
实施例2:
如图6所示,本实施例提供了另一种软体抓手的制造方法,与实施例1的区别在于将软体抓手的手指部与手掌部分别制造,再进行拼接形成软体抓手,包括如下步骤:
步骤1:准备一个正六边形的第一平面软体材料,第一平面软体材料的中心区域存在一个形状为第一正六边形的镂空部。
其中,两个正六边形共用一个中心,两个正六边形的边相互平行且边长按预定比例变化。
步骤2:对第一平面软体材料进行折叠形成软体抓手的手指部,包括:在第一平面软体材料上绘制第二正六边形,在第一、第二正六边形的外轮廓及两者之间的区域规划折痕,并按照折痕对应的折叠方式对第一平面软体材料进行折叠形成软体抓手的手指部。
其中,第一平面软体材料的外轮廓与实施例1中的平面软体材料3的外轮廓相同,第一、第二正六边形和第一平面软体材料之间的关系与实施例1中步骤1介绍的内容相同,在此不再赘述。
其中,手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝。具体的折痕规划方法与相应的折叠方式与实施例1中步骤2介绍的内容相同,在此不再赘述。
步骤3:准备一个正六边形的第二平面软体材料,第二平面软体材料与镂空部的大小、形状相同,对第二平面软体材料进行剪裁形成软体抓手的手掌部。
其中,第二平面软体材料相当于实施例1中的第一正六边形,其剪裁方式与实施例1中步骤3介绍的内容相同,在此不再赘述。
步骤4:将手掌部与手指部进行拼接,手掌部与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间。可选的,本实施例中不限定两者拼接的方式。
步骤5:对手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制作用力的大小及方向,进而控制抓取空间的体积变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
通过上述制造方法制得的软体抓手的具体实现方式及效果请参考实施例1给出的内容,在此不再赘述。
实施例3:
本实施例提供了一种根据实施例1或2提供的制造方法制得的软体抓手,结合图2-5所示,包括通过剪裁得到的手掌部和通过折叠得到的手指部,手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝。手掌部与手指部一体相连,或者手掌部与手指部通过拼接相连。手掌部与手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间。从手指部指尖朝向手掌部的方向看去,折叠得到的手指部的指尖末端成为了抓取空间的开口端,开口端与手掌部在垂直方向上存在一定距离。开口端形状为六角星形,六角星形的中心与手掌部的中心共心。手掌部的图形为多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道4,多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道4的汇总端4a与手指部的内边相连接,手指部的内边与手掌部未剪裁时的外轮廓共边。内凹六边形负泊松比通道4在受到作用力时,用于改变抓取空间的横截面积。
对手指部施加一对中心对称的作用力f1、f2,根据不同的被抓取物体控制作用力f1、f2的大小及方向,进而控制抓取空间的体积发生变化,使得抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力f1、f2的方向为相向或背向。当作用力逐渐增大且相向施加时,抓取空间的开口端以手掌部的中心线为轴发生旋转、向内收缩(即向中心收缩),在此过程中,抓取空间的体积逐渐减小,同时刚度也随着体积的减小而增大,使中间夹持的物体通过抓取空间体积的减小而产生的接触面积增大,接触面积增大从而导致两者的摩擦力增大,从而对物体实现夹取的效果。当开口端旋转至极限时,直至手指部按照折痕折叠成为一个与手掌部贴合的平面,抓取空间的体积变化为零,此时抓手为抓力最大状态,如图5所示。可选的,本申请不限制施加作用力f1、f2的方式,比如可以通过在手指部外侧搭建支架,将提供作用力的设备放置在支架的相应位置上,以此提供所需作用力。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式,本发明不限于以上实施例。可以理解,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化,均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软体抓手的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:
准备一个正六边形的平面软体材料,并在其上绘制第一正六边形,两个正六边形共用一个中心,两个正六边形的边相互平行且边长按预定比例变化;
对所述第一正六边形以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部,所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;
对所述第一正六边形进行剪裁形成软体抓手的手掌部,所述手掌部与所述手指部一体相连,并与所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;
对所述手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制所述作用力的大小及方向,进而控制所述抓取空间的体积发生变化,使得所述抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
2.根据权利要求1所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:
准备一个正六边形的第一平面软体材料,所述第一平面软体材料的中心区域存在一个形状为第一正六边形的镂空部,两个正六边形共用一个中心,边长相互平行且按预定比例变化;
对所述第一平面软体材料进行折叠形成软体抓手的手指部,所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;
准备一个正六边形的第二平面软体材料,所述第二平面软体材料与所述镂空部的大小、形状相同,对所述第二平面软体材料进行剪裁形成软体抓手的手掌部;
将所述手掌部与所述手指部进行拼接,所述手掌部与所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;
对所述手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制所述作用力的大小及方向,进而控制所述抓取空间的体积变化,使得所述抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
3.根据权利要求1或2所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,对所述第一正六边形以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部的方法,与对所述第一平面软体材料进行折叠形成软体抓手的手指部的方法相同,包括:
在所述平面软体材料上绘制第二正六边形,所述第二正六边形在所述第一正六边形的外侧,三个正六边形共用一个中心,第一正六边形、第二正六边形、平面软体材料的边相互平行且边长从小到大呈等比变化;
在第一、第二正六边形的外轮廓及两者之间的区域规划折痕,并按照折痕对应的折叠方式对所述第一正六边形以外的区域进行折叠形成软体抓手的手指部。
4.根据权利要求3所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,在第一、第二正六边形的外轮廓及两者之间的区域规划折痕的方法包括:
将第一正六边形的每个边作为第一折痕,第二正六边形的每个边作为第二折痕;
将第一正六边形的每个顶点分别与距离其最近的第二正六边形的顶点相连,所得六条线段作为第三折痕;
取第二正六边形每条边的中点,每个所述中点分别与其垂直距离最近的第一正六边形的边的两个端点相连,所得十二条线段作为第四折痕;第三、第四折痕将所述第一、第二正六边形之间的区域划分为十八个等边三角形。
5.根据权利要求4所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,按照折痕对应的折叠方式对所述第一正六边形以外的区域进行折叠的方法包括:
将所述第一正六边形以外的区域沿着每个所述第一折痕、朝着第一方向进行折叠,将所述第二正六边形以外的区域沿着每个所述第二折痕、朝着第二方向进行折叠;经过两次折叠使得在第一、第二正六边形之间的区域相对于第一正六边形所在平面形成站立部,所述站立部朝向手掌部的一侧为所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧,且第三、第四折痕均位于所述站立部上;其中,所述第一方向为从所述手掌部朝向手指部指尖的方向,所述第二方向为从所述手指部指尖朝向所述手掌部的方向;
对于每个所述第三折痕,以所述第三折痕为轴对称的两个等边三角形,沿着所述第三折痕向内进行折叠聚拢;对于每个所述第四折痕,以所述第四折痕为轴对称的两个等边三角形,沿着所述第四折痕向外进行折叠;从所述第二方向看去,最终折叠得到的所述手指部的指尖末端围成了抓取空间的开口端,形状为六角星形,所述六角星形的中心与所述手掌部的中心共心,按照第三折痕对应的折叠方式进行折叠,使得位于所述第三折痕上的第二正六边形的顶点与所在边构成六角星的顶角,按照第四折痕对应的折叠方式进行折叠,使得位于所述第四折痕上的第二正六边形的中点与所在边构成六角星的顶角之间的内凹角。
6.根据权利要求1或2所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,对所述第一正六边形进行剪裁形成软体抓手的手掌部的方法,与对所述第二平面软体材料进行剪裁形成软体抓手的手掌部的方法相同,包括:
对所述第一正六边形按照预定图形的边进行剪裁,得到多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道,作为所述软体抓手的手掌部;多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道的汇总端与所述手指部的内边相连接,所述手指部的内边与第一正六边形外轮廓共边;所述内凹六边形负泊松比通道在受到所述作用力时,用于改变抓取空间的横截面积。
7.根据权利要求1或2所述的软体抓手的制造方法,其特征在于,选用的平面软体材料为回弹材料或塑性材料。
8.一种软体抓手,其特征在于,包括通过剪裁得到的手掌部和通过折叠得到的手指部,所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧为连续折面,且无指缝;所述手掌部与所述手指部一体相连,或者所述手掌部与所述手指部通过拼接相连;所述手掌部与所述手指部中与被抓取物体相接触的一侧构成半包覆空间,作为软体抓手的抓取空间;对所述手指部施加一对中心对称的作用力,根据不同的被抓取物体控制所述作用力的大小及方向,进而控制所述抓取空间的体积发生变化,使得所述抓取空间以最大程度包裹住整个被抓取物体,其中作用力的方向为相向或背向。
9.根据权利要求8所述的软体抓手,其特征在于,从手指部指尖朝向所述手掌部的方向看去,折叠得到的所述手指部的指尖末端成为了抓取空间的开口端,形状为六角星形,所述六角星形的中心与所述手掌部的中心共心;当所述作用力逐渐增大且相向施加时,所述抓取空间的开口端以手掌部的中心线为轴发生旋转、向内收缩,在此过程中,所述抓取空间的体积逐渐减小,直至所述手指部按照折痕折叠成为一个与所述手掌部贴合的平面,所述抓取空间的体积变化为零。
10.根据权利要求8所述的软体抓手,其特征在于,所述手掌部的图形为多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道,多个相互连通的内凹六边形负泊松比通道的汇总端与所述手指部的内边相连接,所述手指部的内边与手掌部未剪裁时的外轮廓共边;所述内凹六边形负泊松比通道在受到所述作用力时,用于改变抓取空间的横截面积。
CN202310356191.4A 2023-04-03 2023-04-03 一种软体抓手及其制造方法 Active CN116476117B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310356191.4A CN116476117B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种软体抓手及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310356191.4A CN116476117B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种软体抓手及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116476117A true CN116476117A (zh) 2023-07-25
CN116476117B CN116476117B (zh) 2023-09-29

Family

ID=87214766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310356191.4A Active CN116476117B (zh) 2023-04-03 2023-04-03 一种软体抓手及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116476117B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180361596A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-20 Alekh Rajesh BERI Soft robotic assistive gripping device
CN111822642A (zh) * 2020-07-16 2020-10-27 浙江理工大学 一种负重软体仿生手指及其制作工艺
JP2020183029A (ja) * 2019-05-07 2020-11-12 マシーネンバウ オッペンヴァイラー ビンダー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトMaschinenbau Oppenweiler Binder GmbH & Co. KG 製品スタックの操作装置
US20200368922A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Trustees Of Boston University Gripping devices and methods for making the same
CN212421340U (zh) * 2020-09-15 2021-01-29 清华大学深圳国际研究生院 一种气动旋转执行器及气动柔性操作手
CN112959346A (zh) * 2021-04-15 2021-06-15 苏州大学 一种介电弹性体驱动的刚性折纸式灵巧手模块化驱动指节
CN215848227U (zh) * 2021-03-03 2022-02-18 南方科技大学 一种仿生软体手指、软体机械手及水下作业机器人
CN114770585A (zh) * 2022-05-24 2022-07-22 中国科学技术大学 一种螺旋缠绕机器人
CN115056260A (zh) * 2022-07-22 2022-09-16 浙江大学 一种基于双稳态折纸的多抓取模式软体抓手
CN115446860A (zh) * 2022-08-04 2022-12-09 浙江大学 一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180361596A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-20 Alekh Rajesh BERI Soft robotic assistive gripping device
JP2020183029A (ja) * 2019-05-07 2020-11-12 マシーネンバウ オッペンヴァイラー ビンダー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトMaschinenbau Oppenweiler Binder GmbH & Co. KG 製品スタックの操作装置
US20200368922A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Trustees Of Boston University Gripping devices and methods for making the same
CN111822642A (zh) * 2020-07-16 2020-10-27 浙江理工大学 一种负重软体仿生手指及其制作工艺
CN212421340U (zh) * 2020-09-15 2021-01-29 清华大学深圳国际研究生院 一种气动旋转执行器及气动柔性操作手
CN215848227U (zh) * 2021-03-03 2022-02-18 南方科技大学 一种仿生软体手指、软体机械手及水下作业机器人
CN112959346A (zh) * 2021-04-15 2021-06-15 苏州大学 一种介电弹性体驱动的刚性折纸式灵巧手模块化驱动指节
CN114770585A (zh) * 2022-05-24 2022-07-22 中国科学技术大学 一种螺旋缠绕机器人
CN115056260A (zh) * 2022-07-22 2022-09-16 浙江大学 一种基于双稳态折纸的多抓取模式软体抓手
CN115446860A (zh) * 2022-08-04 2022-12-09 浙江大学 一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
桑杲;俞经虎;: "基于MATLAB的采摘手末端执行器的分析及优化", 机械, no. 12 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116476117B (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mizushima et al. Multi-fingered robotic hand based on hybrid mechanism of tendon-driven and jamming transition
CN108501029B (zh) 一种基于鳍条式结构的柔性欠驱动手指
CN112025749B (zh) 一种大范围变刚度软体抓手
Li et al. Determining “grasping” configurations for a spatial continuum manipulator
KR20160120732A (ko) 휴머노이드 로봇에 제공되도록 제작된 손의 작동
KR20220140034A (ko) 배측으로 지지되는 액츄에이션 메커니즘을 구비하는 로봇 엔드 이펙터
Li et al. Autonomous continuum grasping
WO2018204275A1 (en) Structure for a robotic end effector
CN111791247A (zh) 变刚度线驱动柔性抓手及其变刚度控制方法
Tincani et al. Implementation and control of the velvet fingers: a dexterous gripper with active surfaces
CN116476117B (zh) 一种软体抓手及其制造方法
CN111590622A (zh) 主从协同柔性掌面自适应机器人手装置
Hinwood et al. Towards the design of a human-inspired gripper for textile manipulation
Orlofsky et al. Mechanically programmed miniature origami grippers
Li et al. Progressive generation of force-closure grasps for an n-section continuum manipulator
Huan et al. A versatile end effector for grabbing and spreading of flaky deformable object manipulation
CN109760087B (zh) 一种智能化多功能两指仿生灵巧手
JP6817663B1 (ja) ロボットハンド及びロボット
JP2003245883A (ja) ロボットハンド及びロボットハンドの握り込み制御方法、並びにロボット及びロボットの制御方法
TWM576488U (zh) Adjustable stretch angle gripper gripper
Bell et al. Knot tying with single piece fixtures
CN212331032U (zh) 可变弯曲臂和捕获设备
Farag et al. Development of anthropomorphic robotic hand driven by Pneumatic Artificial Muscles for robotic applications
Kok et al. Design and evaluation of an underactuated adaptive finger for parallel grippers
CN113370241A (zh) 网状结构的大承载多指型软体机械手

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