CN116787476A - 一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂，软体抓手包括支撑装置、抓手装置和推杆装置，支撑装置分别与抓手装置和推杆装置连接，用于固定抓手装置和推杆装置；抓手装置包括至少两个手指机构；手指机构包括至少两个手指单元，各手指单元之间可拆卸活动连接，手指单元内部具有容纳磁流变液的流体通道，各手指单元连接有液压控制单元，液压控制单元用于控制磁流变液通入和排出手指单元，通入磁流变液的手指单元能够变形；推杆装置设置于支撑装置的中心轴位置，用于产生磁场并控制磁场沿着推杆装置的轴线竖直移动，控制手指单元中的磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的包络和抓取。本发明可提高软体抓手的抓取范围、抓取力和灵活度。

Description

一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂

技术领域

本发明涉及机械抓手领域，特别是涉及一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂。

背景技术

随着技术的进步和人机交互场景的广泛需求，软抓手由于抓取轻柔、姿态灵活的优势受到越来越多的关注。在解决易碎物品抓取或者复杂人机交互场景时软抓手表现优异，但由于抓取力和软体材料的原因，软抓手解决不了抓取力大、准确定位等问题。变刚度软体抓手由于同时具有刚性抓手和软抓手的优势，逐渐成为大家关注的热点。如专利文献CN 111618902 B提供了一种刚柔耦合双驱气动抓手，其中软体抓手单元具有良好的抓取贴合性，可用于抓取较脆弱的物体，而刚性抓手单元可以显著提升抓取力，通过将二者并联连接，可获得抓取质量范围大、抓取贴合性好的刚柔耦合双驱气动抓手。

而磁流变液作为一种新型智能材料，能够实现从软状态到刚状态的转换，在外部无磁场的情况下，和常规牛顿流体一致，呈现低粘度特性，当外部有磁场时，呈现高粘度，低流动性，类似于固体。越来越多的研究注重于变刚度软体机器人和磁流变液的结合，如发表在国际期刊《Advanced Intelligent Systems（先进智能系统）》上的文献。（McDonald K,Rendos A, Woodman S, et al. Magnetorheological fluid‐based flow control forsoft robots（基于磁流变流体的软机器人流量控制）[J]. Advanced IntelligentSystems, 2020, 2(11): 2000139.）该文献介绍了一种利用磁场来控制连续流式流体执行器内的压力的磁流变学流体阀，通过磁场的应用来简化流体控制的驱动方法，使机器人能够以一种可扩展和兼容的方式增加自主性。

然而，目前基于磁流变液的变刚度软体抓手的抓取范围较小，抓取力和灵活度也较低。

发明内容

为了解决现有软体抓手的抓取范围小、抓取力低和灵活度低的问题，提出了一种变刚度软体抓手及其控制方法和机械臂。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种变刚度软体抓手，包括支撑装置、抓手装置和推杆装置，其中：

所述支撑装置分别与所述抓手装置和所述推杆装置连接，用于固定所述抓手装置和所述推杆装置；

所述抓手装置包括至少两个手指机构；所述手指机构包括至少两个手指单元，各手指单元之间可拆卸活动连接，所述手指单元内部具有容纳磁流变液的流体通道，每个所述手指单元连接有液压控制单元，所述液压控制单元用于控制所述磁流变液通入和排出所述手指单元，通入磁流变液的手指单元能够变形，从而实现对目标物体的包络；

所述推杆装置设置于所述支撑装置的中心位置，用于产生磁场并控制磁场沿着所述推杆装置的轴线竖直移动，从而控制所述手指单元中的所述磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。

在一些实施例中，所述手指单元还包括流入孔、流出孔、磁流变液、软体外壳；所述流体通道内嵌于所述软体外壳，所述磁流变液用于装填至所述流体通道；所述软体外壳具有连接孔或连接轴，所述连接孔用于与其相邻的手指单元的连接轴配合实现可拆卸活动连接；所述流入孔和所述流出孔相对所述流体通道的轴线对称地设置于所述流体通道两侧，所述流体通道嵌入式设置于软体外壳内，所述流入孔和所述流出孔分别与所述流体通道连通。

在一些实施例中，所述手指机构还包括公插头，所述公插头设置于与所述支撑装置相邻的手指单元上，所述手指机构通过所述公插头连接所述支撑装置。

在一些实施例中，所述支撑装置包括固定板、第一锁扣和第二锁扣；所述固定板的下侧设置有与所述公插头配合连接的安装部，所述安装部具有凹槽，用于与所述公插头轴孔连接，实现所述手指机构与所述支撑装置的轴孔连接，所述第一锁扣和第二锁扣配合夹紧所述公插头和所述安装部连接的部位，通过所述第一锁扣和第二锁扣与所述公插头和所述安装部配合安装，实现对所述手指机构的固定。

在一些实施例中，所述推杆装置包括：驱动机构、推杆移动机构和电磁铁机构；所述电磁铁机构设置于所述推杆移动机构的一端并与所述抓手装置同侧，用于产生磁场；所述推杆移动机构的另一端与所述驱动机构连接，通过所述驱动机构控制所述推杆移动机构带动所述电磁铁机构沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

在一些实施例中，所述驱动机构包括电机，所述推杆移动机构包括丝杆和两根导柱，所述电磁铁机构包括电磁铁和磁铁座；所述电机固定安装在所述支撑装置的上侧，所述丝杆的上端连接所述电机，所述丝杆的下端连接所述磁铁座，所述磁铁座用于固定所述电磁铁，通过所述电机的转动带动所述丝杠移动，从而带动所述电磁铁移动，两根导柱对称分布在所述支撑装置的左右两侧，用于使所述丝杆带动所述电磁铁沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

在一些实施例中，所述驱动机构包括电机，所述推杆移动机构包括连杆、轮盘凸轮和外支撑板，所述电磁铁机构包括电磁铁；所述外支撑板固定安装在所述支撑装置的上侧，所述外支撑板的两侧中部设置有滑槽，所述电机转动带动所述连杆转动时，所述轮盘凸轮能够在所述滑槽上下移动，从而带动所述电磁铁沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

在一些实施例中，所述支撑装置还包括多根顶柱和法兰盘；所述多根顶柱沿所述固定板的轴线对称设置在所述固定板上侧，顶柱的另一端连接所述法兰盘，所述法兰盘用于连接所使用的机械臂。

本发明还提出了一种变刚度软体抓手的控制方法，基于上述的变刚度软体抓手，包括以下步骤：

S1：通过所述液压控制单元控制所述磁流变液通入手指单元，使所述手指单元变形，实现对目标物体的包络；

S2：通过所述推杆装置产生磁场并控制磁场沿着所述推杆装置的轴线竖直移动，从而控制所述手指单元中的所述磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。

本发明还提出了一种机械臂，包括上述的变刚度软体抓手。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：

本发明提出的变刚度软体抓手，通过每个手指单元连接有液压控制单元，控制磁流变液通入和排出手指单元，从而控制手指单元变形，实现对目标物体的包络。本发明还通过推杆装置控制电磁铁的轴向位置，从而控制电磁铁径向方向的手指单元中磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。本发明能够大大提升软体抓手的抓取范围、抓取力和灵活度。

本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。

附图说明

图1为本发明实施例中的变刚度软体抓手的正视图；

图2为本发明实施例中的变刚度软体抓手的轴测图；

图3为本发明实施例中的抓手装置的轴测图；

图4为本发明实施例中的抓手装置的剖视图；

图5为本发明实施例中的支撑装置中的第一锁扣的轴测图；

图6为本发明实施例中的支撑装置中的第二锁扣的轴测图；

图7为本发明实施例中的支撑装置和抓手装置连接处的爆炸图；

图8为本发明实施例中的支撑装置的轴测图；

图9为本发明实施例中的推杆装置的轴测图；

图10为本发明实施例中的推杆装置的爆炸图；

图11为本发明实施例2中的变刚度软体抓手的轴测图；

图12为本发明实施例2中的推杆装置的正视图；

图13为本发明实施例2中的推杆装置的轴测图；

图14为本发明实施例2中的推杆装置的爆炸图；

图15为本发明实施例中的轮盘凸轮的正视图；

图16为本发明实施例中的外支撑板的轴测图；

图17a为本发明实施例中的变刚度软体抓手初始状态的正视图；

图17b为本发明实施例中的变刚度软体抓手的中间手指单元弯曲的正视图；

图17c为本发明实施例中的变刚度软体抓手的中间手指单元和末端手指单元弯曲的正视图；

附图标记说明如下：

1—抓手装置，11—末端手指单元，12—中间手指单元，13—首端手指单元，14—公插头，2—支撑装置，21—固定板，22—第一锁扣，23—第二锁扣，24—顶柱，25—法兰盘，3—推杆装置，31—伺服电机，312—丝杠，313—导柱，314—磁铁座，322—连杆，323—轮盘凸轮，324—外支撑板，4—电磁铁。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

磁流体变刚度原理如下：

软体抓手广泛应用时面临的一个问题是刚度不足，抓取或者吸附受限。变刚度作为一种在外部激励作用下能够改变自身结构刚度的方式，能够实现从软状态到刚状态的转换，这对于软体抓手有良好的适配性。通过变刚度，提高抓手的承载和输出能力。磁流变液是一种新型流体变刚度材料，其特点是在外部无磁场的情况下，和常规牛顿流体一致，呈现低粘度特性，当外部有磁场时，呈现高粘度，低流动性，类似于固体。

如图1所示，本发明实施例提出了一种基于磁流变液的变刚度液压软体抓手，其包括支撑装置2以及与支撑装置2连接的抓手装置和推杆装置3，其中：推杆装置设置在支撑装置中的中心轴位置，抓手装置包括至少两根手指机构，每一根手指机构由至少两个手指单元串联形成。

手指单元内部填充磁流变液，液压驱动达到弯曲效果，从而实现对目标物体的包络；施加磁场时，手指单元刚度变化，起到变刚度包覆效果，实现对目标物体的抓取。驱动伺服电机31，带动推杆装置3沿竖直方向移动，到达相应位置时，电磁铁4通电，指定手指单元弯曲变形，实现抓取动作。该变刚度软体抓手响应速度快、灵活性高，适应于不同形状物体的抓取。

本发明实施例为解决目前磁流变软抓手抓取范围小、灵活度低的问题，同时大多数目前提出的磁流变抓手并没有相应的外界磁场控制装置，提出了一种基于磁流变弹性体和磁流变液的变刚度软体抓手，其中磁流变弹性体用于3d打印做成手指单元的软体外壳，磁流变液用于填充手指单元的流体通道，再通过外加磁场实现对手指单元的形变，从而实现对变刚度软体抓手的抓取和开合的控制。

本发明实施例提出的变刚度液压软体抓手包括支撑装置2以及与支撑装置2连接的抓手装置和末端设置电磁铁4的推杆装置3，其中：

在一些实施例中的抓手装置包括两个结构相同的手指机构，分别对称固定在软体抓手的左右两侧，每一根手指机构由末端手指单元11，中间手指单元12和首端手指单元13串联形成，手指单元内部填充磁流变液，液压驱动达到弯曲效果，施加磁场时，手指单元刚度变化，起到变刚度包覆效果；各个手指单元都有连接孔和连接轴，前一个手指单元的连接孔和后一个手指单元的连接轴尺寸一样，手指单元的连接方式裤采用过盈配合或胶接。

推杆装置3的轴线沿着两根手指机构的对称轴，推杆装置3的末端驱动磁铁座314带动电磁铁4沿推杆装置3的轴线竖直移动；两根手指机构的首端手指单元13连接到支撑装置2的固定板21下侧，推杆装置3的驱动机构设置于固定板21上侧。

本发明实施例中的中间手指单元12包括连接孔、连接槽、流入孔、流出孔、流体通道、磁流变液、软体外壳；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部，连接孔位于软体外壳尾部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内。

本发明实施例中的末端手指单元11包括连接槽、流入孔、流出孔、流体通道、磁流变液、软体外壳；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内。

本发明实施例中的首端手指单元13包括连接孔、连接槽、流入孔、流出孔、流体通道、磁流变液、软体外壳、公插头14；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部，连接孔位于软体外壳尾部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内；公插头14位于首端手指单元13上侧，用于连接支撑装置2。

本发明实施例中的支撑装置2包括固定板21，第一锁扣22，第二锁扣23，顶柱24和法兰盘25；其中的固定板21的下侧设置有凹槽，通过第一锁扣22和第二锁扣23与抓手装置配合安装，实现对抓手装置的固定，顶柱24沿固定板21的轴线对称分布在固定板21上侧，连接法兰盘25。法兰盘25可以与机械臂连接使用。

本发明实施例中的推杆装置3包括：驱动机构、推杆移动机构和电磁铁机构；电磁铁机构设置于推杆移动机构的一端并与抓手装置同侧，用于产生磁场；推杆移动机构的另一端与驱动机构连接，通过驱动机构控制推杆移动机构带动电磁铁机构沿推杆装置3的轴线竖直移动。

在一些实施例中，抓手装置的手指机构超过两根，则手指机构可以沿支撑装置的固定板中心圆周分布；不论手指机构的数量，仅由一个推杆装置控制多根手指机构的弯曲变形。

具体地，推杆装置3的一种具体结构如下：

其中驱动装置为伺服电机31，推杆移动机构包括丝杠312和两根导柱313，电磁铁机构包括磁铁座314和电磁铁4；其中伺服电机31固定在固定板21上侧，丝杠312一端（上端）连接伺服电机31，另一端（丝杆的下端）连接磁铁座314，磁铁座314用于固定电磁铁4，两根结构相同的导柱313对称分布在固定板21左右两侧，用于使丝杠312沿固定板21的轴线竖直移动，从而带动电磁铁4沿推杆装置3的轴线竖直移动。

在另一些实施例中，推杆装置3的另一种结构如下：

其中驱动机构包括伺服电机31，推杆移动机构包括连杆322、轮盘凸轮323和外支撑板324，电磁铁机构包括电磁铁4；其中外支撑板324固定在固定板21上侧，外支撑板324两侧中部设置有滑槽，连杆322移动时，轮盘凸轮323可以在滑槽上下移动，带动电磁铁4沿固定板21的轴线竖直移动。

本发明实施例还提出了一种变刚度软体抓手的控制方法，基于上述的变刚度软体抓手，包括以下步骤：

S1：通过所述液压控制单元控制所述磁流变液通入手指单元，使所述手指单元变形，实现对目标物体的包络；

S2：通过所述推杆装置3产生磁场并控制磁场沿着所述推杆装置3的轴线竖直移动，从而控制所述手指单元中的所述磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。

本发明实施例还提出了一种机械臂，包括上述的变刚度软体抓手。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供的变刚度液压软体抓手，其手指单元内部填充磁流变液，外部由软体材料组成，有良好的抓取柔性，可以自适应包络各种形状的物体，同时不易损伤物体表面；多节手指单元串联连接，独立液压控制，实现类似于人手的灵活度和多模态；同时由于磁流变液的良好物理性质，响应迅速，无需安装传感器，就可以适应复杂的外界环境。

此外，本发明还提供了变刚度液压软体抓手的结构及对其进一步优化，对于其中的推杆装置3，给出了两种不同结构的解决方案。并进一步给出了控制外部磁场的方法，通过控制伺服电机31直接控制每一个手指单元的弯曲，方便整个手指机构的多模态姿势和抓取动作。

实施例

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种变刚度液压软体抓手，该抓手包括支撑装置2以及与支撑装置2连接的抓手装置1和末端设置电磁铁4的推杆装置3，其中：

如图3和图4所示，抓手装置包括两个结构相同的手指机构，分别对称固定在软体抓手的左右两侧，每一根手指机构由末端手指单元11，中间手指单元12和首端手指单元13串联形成，手指单元内部填充磁流变液，液压驱动达到弯曲效果，施加磁场时，手指单元刚度变化，起到变刚度包覆效果；推杆装置3的轴线沿着两根手指机构对称轴，末端驱动磁铁座314带动电磁铁4沿推杆装置3的轴线竖直移动；两根手指机构的首端手指单元13连接到支撑装置2的固定板21下侧，推杆装置3驱动部分设置于固定板21上侧。

具体地，抓手装置由末端手指单元11，中间手指单元12，首端手指单元13和公插头14串联组成。其中，中间手指单元12包括连接孔、连接槽、流入管、流出管、流体通道、磁流变液、软体外壳；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部，连接孔位于软体外壳尾部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内。中间手指单元12在实际连接时可以是一个，也可以是多个。

末端手指单元11包括连接槽、流入管、流出管、流体通道、磁流变液、软体外壳；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内。

首端手指单元13包括连接孔、连接槽、流入管、流出管、流体通道、磁流变液、软体外壳、公插头14；流体通道内嵌于软体外壳，磁流变液装填至流体通道；连接槽位于软体外壳头部，连接孔位于软体外壳尾部；流入孔和流出孔位于流体通道两侧且相对于轴线对称，同时嵌入软体外壳内；公插头14位于首端手指单元13上侧，用于连接支撑装置2。

如图5至图7所示，支撑装置2以及与抓手装置1的连接通过第一锁扣22和第二锁扣23的锁紧实现。固定板21的下侧设置有与公插头14配合连接的安装部，安装部具有凹槽，用于与公插头14轴孔连接，实现抓手装置1的手指机构与支撑装置2的轴孔连接，第一锁扣22左侧凸起，凸起截面为矩形，与之对称的第二锁扣23右侧凸起，凸起截面也为矩形，两者配合夹紧公插头14和安装部连接的部位，通过第一锁扣22和第二锁扣23与公插头14和安装部配合安装，实现对抓手装置1的手指机构的固定；第一锁扣22前侧有第一通孔，后侧对称位置有第二通孔，第二锁扣23前侧有第三通孔，后侧对称位置有第四通孔，第一通孔与第三通孔配合，第二通孔与第四通孔配合，实现第一锁扣22与第二锁扣23的紧固；第一锁扣22底部有矩形槽，用来实现和首端手指单元13的定位。

如图8所示，支撑装置2包括固定板21，第一锁扣22，第二锁扣23，顶柱24，法兰盘25。第一锁扣22和第二锁扣23按上段方式连接到固定板21，固定板21上侧安装有4根两两对称、长度相同的顶柱24，顶柱24另一端连接法兰盘25，法兰盘25上开有通孔，用于机械臂连接，法兰盘25的通孔位置和形状可以根据所使用的机械臂进行调整。

如图9和图10所示，推杆装置3可以包括伺服电机31，丝杠312，导柱313，磁铁座314和电磁铁4；其中伺服电机31固定在固定板21上侧，丝杠312一端连接伺服电机31，另一端连接磁铁座314，磁铁座314用于固定电磁铁4，两根结构相同的导柱313对称分布在固定板21左右两侧，用于使丝杠312沿固定板21的轴线竖直移动。伺服电机31的转动转化为丝杠312的移动，进而带动磁铁座314和电磁铁4沿竖直方向移动，两侧导柱313起到导向作用。

实施例

如图11至图16所示，在支撑装置2、推杆装置3与连接方式不变的情况下，推杆装置3包括伺服电机31，连杆322，轮盘凸轮323，外支撑板324和电磁铁4；其中外支撑板324固定在固定板21上侧，外支撑板324两侧中部设置有滑槽，连杆322移动时，轮盘凸轮323可以在滑槽上下移动，带动电磁铁4沿固定板21的轴线竖直移动。

本发明实施例中的软体外壳及内嵌的流体通道采用增材制造技术制作，具体来说是采用墨水直写3d打印技术，该技术所需原始材料为粒径在3-5微米的碳基铁颗粒，固体含量39%天然橡胶乳胶、三乙醇胺、油酸和二氧化硅，具体操作步骤如下：

第一步将0.7g三乙醇胺和0.8g二氧化硅颗粒加入到20g天然橡胶乳胶，机械搅拌7min。然后将质量百分比为25.7碳基铁颗粒加入上述形成的混合物中搅拌5min，形成3d打印油墨。

第二步将2.0g二氧化硅，4.0g十二烷基苯磺酸钠，0.5g膨润土和质量百分比为28.2的28.1g碳基铁颗粒加入到65g二甲基硅油中放置在超声波环境中形成稳定的磁流变液。

第三步利用三维计算机辅助设计软件生成不同的三维打印对象，用第一步形成的3d打印油墨进行墨水直写打印，在打印过程中，将第二步形成的磁流变液密封在行程的磁流变弹性体中。第四步，在80°C的烤箱中放置12小时，形成混合磁流变材料。

本发明实施例提出的变刚度软体抓手的工作原理为：通入磁流变液的手指单元弯曲，进一步调节磁流变液所在一侧磁场强度，手指单元刚度变化，实现对物体的包络和抓取。若干模块化手指单元串联形式首尾连接，每个手指单元独立液压控制，实现类似于人手的灵活度和多模态。

变刚度软体抓手的抓取策略如图17a至图17c所示，控制抓取物体的流程如下：

初始阶段：如图17a所示，首端手指单元13、中间手指单元12和末端手指单元11自然放置，软体抓手未抓取物体。

弯曲阶段：如图17b所示，对中间手指单元12通入磁流变液使其弯曲，当末端手指单元11接近目标物体时，通过推杆装置3将外界磁场移动到中间手指单元12位置，施加磁场使中间手指单元12刚度变硬，位置固定。

抓取阶段：如图17c所示，施加到中间手指单元12的磁场保留，同时对末端手指单元11通入磁流变液使其变形包络目标物体，通过推杆装置3将外界磁场移动到末端手指单元11位置，再对末端手指单元11施加磁场使其变硬以有足够的力量抓取目标物体。

复原阶段：如图17b所示，施加到中间手指单元12的磁场保留，通过推杆装置3将外界磁场移动到中间手指单元12位置，即撤去施加到末端手指单元11的磁场，使抓手放下目标物体。

回到初始阶段：如图17a所示，撤去所有施加的磁场，使抓手整体呈竖直状态，等待下次抓取任务。

本发明实施例提出的变刚度软体抓手可以同时控制前几节手指单元向目标物体靠近，然后再控制最后一节手指单元包络目标物体，从而得到较大的抓取范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变刚度软体抓手，其特征在于，包括支撑装置、抓手装置和推杆装置，其中：

所述支撑装置分别与所述抓手装置和所述推杆装置连接，用于固定所述抓手装置和所述推杆装置；

所述抓手装置包括至少两个手指机构；所述手指机构包括至少两个手指单元，各手指单元之间可拆卸活动连接，所述手指单元内部具有容纳磁流变液的流体通道，每个所述手指单元连接有液压控制单元，所述液压控制单元用于控制所述磁流变液通入和排出所述手指单元，通入磁流变液的手指单元能够变形，从而实现对目标物体的包络；

所述推杆装置设置于所述支撑装置的中心轴位置，用于产生磁场并控制磁场沿着所述推杆装置的轴线竖直移动，从而控制所述手指单元中的所述磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。

2.如权利要求1所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述手指单元还包括流入孔、流出孔、磁流变液、软体外壳；所述流体通道内嵌于所述软体外壳，所述磁流变液用于装填至所述流体通道；所述软体外壳具有连接孔或连接轴，所述连接孔用于与其相邻的手指单元的连接轴配合实现可拆卸活动连接；所述流入孔和所述流出孔相对所述流体通道的轴线对称地设置于所述流体通道两侧，所述流体通道嵌入式设置于软体外壳内，所述流入孔和所述流出孔分别与所述流体通道连通。

3.如权利要求1或2所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述手指机构还包括公插头，所述公插头设置于与所述支撑装置相邻的手指单元上，所述手指机构通过所述公插头连接所述支撑装置。

4.如权利要求3所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述支撑装置包括固定板、第一锁扣和第二锁扣；所述固定板的下侧设置有与所述公插头配合连接的安装部，所述安装部具有凹槽，用于与所述公插头轴孔连接，实现所述手指机构与所述支撑装置的轴孔连接，所述第一锁扣和第二锁扣配合夹紧所述公插头和所述安装部连接的部位，通过所述第一锁扣和第二锁扣与所述公插头和所述安装部配合安装，实现对所述手指机构的固定。

5.如权利要求1所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述推杆装置包括：驱动机构、推杆移动机构和电磁铁机构；所述电磁铁机构设置于所述推杆移动机构的一端并与所述抓手装置同侧，用于产生磁场；所述推杆移动机构的另一端与所述驱动机构连接，通过所述驱动机构控制所述推杆移动机构带动所述电磁铁机构沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

6.如权利要求5所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述驱动机构包括电机，所述推杆移动机构包括丝杆和两根导柱，所述电磁铁机构包括电磁铁和磁铁座；所述电机固定安装在所述支撑装置的上侧，所述丝杆的上端连接所述电机，所述丝杆的下端连接所述磁铁座，所述磁铁座用于固定所述电磁铁，通过所述电机的转动带动所述丝杠移动，从而带动所述电磁铁移动，两根导柱对称分布在所述支撑装置的左右两侧，用于使所述丝杆带动所述电磁铁沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

7.如权利要求5所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述驱动机构包括电机，所述推杆移动机构包括连杆、轮盘凸轮和外支撑板，所述电磁铁机构包括电磁铁；所述外支撑板固定安装在所述支撑装置的上侧，所述外支撑板的两侧中部设置有滑槽，所述电机转动带动所述连杆转动时，所述轮盘凸轮能够在所述滑槽上下移动，从而带动所述电磁铁沿所述推杆装置的轴线竖直移动。

8.如权利要求4所述的变刚度软体抓手，其特征在于，所述支撑装置还包括多根顶柱和法兰盘；所述多根顶柱沿所述固定板的轴线对称设置在所述固定板上侧，顶柱的另一端连接所述法兰盘，所述法兰盘用于连接所使用的机械臂。

9.一种变刚度软体抓手的控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至8中任一项所述的变刚度软体抓手，包括以下步骤：

S1：通过所述液压控制单元控制所述磁流变液通入手指单元，使所述手指单元变形，实现对目标物体的包络；

S2：通过所述推杆装置产生磁场并控制磁场沿着所述推杆装置的轴线竖直移动，从而控制所述手指单元中的所述磁流变液的刚度变化，实现对目标物体的抓取。

10.一种机械臂，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的变刚度软体抓手。