CN216657986U - 一种仿生软体夹持器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生软体夹持器，属于软体机器人手指技术领域，用于解决现有技术中软体夹持器夹持负载能力弱，导致被夹持目标滑脱夹持器的技术问题；本实用新型设置有底板和装设在所述底板下部用于夹持物体的多个软体仿生手指；所述软体仿生手指远离所述底板端装设有爪部；所述爪部一端通过轴与所述软体仿生手指旋转连接，所述爪部另一端通过吸附部件与所述软体仿生手指能够贴合或脱离；所述软体仿生手指内部还装设有驱动件，用于推动所述爪部脱离所述软体仿生手指、以便使所述爪部承托物体，本实用新型具有较强的夹持能力，实现夹持稳定、高效抓取被夹持目标的有益效果。

Description

一种仿生软体夹持器

技术领域

本实用新型涉及软体机器人手指技术领域，尤其涉及一种仿生软体夹持器。

背景技术

软体机器人涉及仿生学，机器人学，软材料学以及控制等学科，其灵感来源于模仿自然界的软体动物与结构，软体夹持器形态结构简单，能够安全、柔顺地物品夹取，能量密度高，抵御外部冲击能力强，复杂环境适应性强，且设计灵活，易于制造，成本低廉，在一定程度上能够弥补传统刚性夹持器的不足，其优势主要体现在：能适应更多大小形状各异物体的夹持；与被抓物体的接触更为安全；不需要精确的控制，更为简单，

但是，尽管软体夹持器有着不同优点和应用场合，软体夹持器也存在着弊端，其中重要一点夹持负载能力弱，导致被夹持目标滑脱夹持器。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种仿生软体夹持器，具有较强的夹持能力，实现夹持稳定、高效抓取被夹持目标。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型公开的一种仿生软体夹持器，包括：

底板和装设在所述底板下部用于夹持物体的多个软体仿生手指；

所述软体仿生手指远离所述底板端装设有爪部；

所述爪部一端通过轴与所述软体仿生手指旋转连接，所述爪部另一端通过吸附部件与所述软体仿生手指能够贴合或脱离；

所述软体仿生手指内部还装设有驱动件，用于推动所述爪部脱离所述软体仿生手指、以便使所述爪部承托物体。

进一步的，所述软体仿生手指内部依次形成有第一气室、第二气室；以及

预埋在位于所述软体仿生手指手心侧能够弯曲并限制所述软体仿生手指长度的限制层；

所述第一气室一端连通有第一气管；

所述第二气室另一端连通有第二气管；

所述软体仿生手指外部位于手心的表面间隔的布设有凸出所述软体仿生手指表面的凸棱，用于防滑；

所述软体仿生手指的手背和两个侧面均固连有弹性绷带，且所述软体仿生手指的手背还开设有多个指关节间隙凹槽。

进一步的，所述凸棱沿所述软体仿生手指本体宽度方向延伸。

进一步的，所述软体仿生手指的指尖远离所述凸棱侧的表面布设有限位块，用于阻挡所述爪部旋转，以使所述爪部脱离所述软体仿生手指后与所述软体仿生手指之间形成夹角不大于180°。

进一步的，所述爪部呈朝向所述软体仿生手指手心方向弯曲的弧形结构。

进一步的，所述吸附部件为形成在所述软体仿生手指和所述爪部上的磁铁。

进一步的，所述驱动件包括形成在所述软体仿生手指内部的气缸和装设在所述气缸内推动所述爪部脱离所述软体仿生手指的活塞杆；

所述气缸远离所述软体仿生手指指尖端连通有第三气管。

进一步的，所述活塞杆还套有复位弹簧，用于使所述活塞杆复位远离所述爪部。

进一步的，所述底板布设有转动机构，所述转动机构固连有多个所述软体仿生手指，并且所述转动机构逆时针或顺时针转动形成有任意直径的轨迹圆，所述软体仿生手指在所述轨迹圆上呈等分点分布，用于与不同直径的物体匹配。

进一步的，所述转动机构设置为三爪自定心卡盘，所述三爪自定心卡盘的卡爪均固连有基座，用于固定连接所述软体仿生手指。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种仿生软体夹持器，有益效果：

本实用新型设计的仿生软体夹持器与现有技术相比，软体仿生手指的指尖布设有爪部和驱动件，爪部一端与软体仿生手指旋转连接另一端通过吸附部件与软体仿生手指能够贴合或脱离，驱动件安装于软体仿生手指内部，在自由状态时，爪部通过吸附部件贴合在软体仿生手指的指尖上，工作时，驱动件伸展推动爪部脱离软体仿生手指、使软体仿生手指夹持、提取物体的同时爪部从软体仿生手指下部承托物体，避免物体滑脱软体仿生手指，使软体仿生手指保持夹持能力，提高该软体仿生手指提取物体的成功率和稳定性；

其次，底板布设有转动机构，转动机构为三爪自定心卡盘，通过在三爪自定心卡盘的的卡爪与软体仿生手指固定连接，使用时，通过调整三爪自定心卡盘的夹爪控制三个软体仿生手指形成不同轨迹圆，便于该仿生软体夹持器与不同直径的物体匹配，有利于提高该仿生软体夹持器通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型公开的一种仿生软体夹持器的整体结构示意图；

图2是本实用新型公开的一种仿生软体夹持器的主视图；

图3是本实用新型公开的一种仿生软体夹持器仿生手指的剖视图；

图4是本实用新型公开的一种仿生软体夹持器仿生手指爪部展开时的剖视图；

图5是本实用新型公开的一种仿生软体夹持器仿生手指底板仰视图。

附图标记说明：

底板10；转动机构11；卡爪12；基座13；

软体仿生手指20；第一气室21、第二气室22；第一气管23；第二气管24；限制层25；凸棱26；弹性绷带27；限位块28；

爪部30；吸附部件31；

驱动件40；气缸41；第三气管42；活塞杆43。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1所示；

实用新型一种仿生软体夹持器，包括：

底板10和装设在底板10下部用于夹持物体的多个软体仿生手指20；

软体仿生手指20远离底板10端装设有爪部30；

爪部30一端通过轴与软体仿生手指20旋转连接，爪部30另一端通过吸附部件31与软体仿生手指20能够贴合或脱离；

软体仿生手指20内部还装设有驱动件40，用于推动爪部30脱离软体仿生手指20、以便使爪部30承托物体。

具体的，参见图1所示，底板10的下部安装有三个软体仿生手指20，软体仿生手指20模仿成年人的食指尺寸、比例及形状，单指实现类人指式弯曲运动，多指配合实现仿人指交叉提物动作；

三个软体仿生手指20的指尖均通过轴与爪部30的一端旋转连接，爪部30另一端通过吸附部件31与软体仿生手指20能够贴合或脱离，软体仿生手指20内部装设有驱动件40，在自由状态时，爪部30通过吸附部件31贴合在软体仿生手指20的指尖上，工作时，驱动件40伸展推动爪部30脱离软体仿生手指20、使软体仿生手指20夹持、提取物体的同时爪部30从软体仿生手指20下部承托物体，避免物体滑脱软体仿生手指20，使软体仿生手指20保持夹持能力，提高该软体仿生手指20提取物体的成功率和稳定性；

参见图2、3所示；

优选的，软体仿生手指20内部依次形成有第一气室21、第二气室22；以及预埋在位于软体仿生手指20手心侧能够弯曲并限制软体仿生手指20长度的限制层25；第一气室21一端连通有第一气管23；第二气室22另一端连通有第二气管24；

软体仿生手指20外部位于手心的表面间隔的布设有凸出软体仿生手指20表面的凸棱26，用于防滑；

软体仿生手指20的手背和两个侧面均固连有弹性绷带27，且软体仿生手指20的手背还开设有多个指关节间隙凹槽。

具体的，该结构中，软体仿生手指20内部设置有第一气室21、第二气室22和限制层25，软体仿生手指20外部手心的表面设置有凸棱26，第一气室21通过第一气管23与外部充气设备连通，第二气室22通过第二气管24与外部充气设备连通，软体仿生手指20位于凸棱26侧的内部，在凸棱26与第一气室21和第二气室22之间布设有限制层25，限制层25为能够弯曲不能伸长的材料制成，通过限制层25限制软体仿生手指20伸长，软体仿生手指20设置有三个指节，在指节连接位置设置有楔形槽结构，当第一气室21、第二气室22膨胀时，软体仿生手指20从楔形槽结构位置弯曲，软体仿生手指20位于楔形槽结构的两侧还设置有指关节间隙凹槽，软体仿生手指20在夹持、提取物体时呈两两互锁增强负载能力；

参见图2所示，软体仿生手指20除手心位置的表面均粘贴有弹性绷带27，弹性绷带27伸展到一定程度后不再伸长，该结构中通过弹性绷带27限制第一气室21和第二气室22膨胀、使第一气室21和第二气室22内的压强不断增加来提高第一气室21和第二气室22驱动力，进而实现提高软体仿生手指20强度，而且，该结构中软体仿生手指20手心表面设置有凸棱26，优选的，凸棱26沿软体仿生手指20宽度方向延伸。通过凸棱26增大被提取物体和软体仿生手指20摩擦力；

参见图4所示；

优选的，软体仿生手指20的指尖远离凸棱26侧的表面布设有限位块28，用于阻挡爪部30旋转，以使爪部30脱离软体仿生手指20后与软体仿生手指20之间形成夹角不大于180°。

具体的，该结构中软体仿生手指20的指尖位置设有与爪部30端部接触的限位块28，当爪部30末端脱离软体仿生手指20时，爪部30与软体仿生手指2连接段与限位块28接触，通过限位块28阻挡爪部30旋转，并将爪部30和软体仿生手指20之间的夹角限制在180°范围内，有利于给被提取物体提供一个向上的作用力，使爪部30能够承托被提取物体。优选的，爪部30呈朝向软体仿生手指20手心方向弯曲的弧形结构。

参见图4所示；优选的，吸附部件31为形成在软体仿生手指20和爪部30上的磁铁。具体的，吸附部件31为磁铁，软体仿生手指20和爪部30上布设有一对磁铁，手指20在自由状态时，通过磁铁吸附地固定在软体仿生手指20之间上。

参见图4所示；

优选的，驱动件40包括形成在软体仿生手指20内部的气缸41和装设在气缸41内推动爪部30脱离软体仿生手指20的活塞杆43；气缸41远离软体仿生手指20指尖端连通有第三气管42。

具体的，参见图4所示，该结构中驱动件40包括气缸41，气缸41内部设置有活塞杆43，气缸41远离软体仿生手指20指尖的一端与第三气管42连通，气缸41通过第三气管42充气推动活塞杆43伸出，通过活塞杆43推动爪部30的吸附部件31脱离，进而实现爪部30打开用于承托被提取物体，优选的，活塞杆43还套有复位弹簧，用于使活塞杆43复位远离爪部30。具体的，当气缸41内部的气压消失时，复位弹簧推动爪部30收回气缸41内；

参见图1、5所示；

优选的，底板10布设有转动机构11，转动机构11固连有多个软体仿生手指20，并且转动机构11逆时针或顺时针转动形成有任意直径的轨迹圆，软体仿生手指20在轨迹圆上呈等分点分布，用于与不同直径的物体匹配。

优选的，转动机构11设置为三爪自定心卡盘，三爪自定心卡盘的卡爪12均固连有基座13，用于固定连接软体仿生手指20。具体的，该结构中转动机构11为三爪自定心卡盘，通过在三爪自定心卡盘的的卡爪12设置基座13，基座13与软体仿生手指20固定连接，使用时，通过调整三爪自定心卡盘的夹爪控制三个软体仿生手指20形成不同轨迹圆，便于该仿生软体夹持器与不同直径的物体匹配，有利于提高该仿生软体夹持器通用性。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种仿生软体夹持器；

有益效果：

本实用新型设计的仿生软体夹持器与现有技术相比，软体仿生手指的指尖布设有爪部和驱动件，爪部一端与软体仿生手指旋转连接另一端通过吸附部件与软体仿生手指能够贴合或脱离，驱动件安装于软体仿生手指内部，在自由状态时，爪部通过吸附部件贴合在软体仿生手指的指尖上，工作时，驱动件伸展推动爪部脱离软体仿生手指、使软体仿生手指夹持、提取物体的同时爪部从软体仿生手指下部承托物体，避免物体滑脱软体仿生手指，使软体仿生手指保持夹持能力，提高该软体仿生手指提取物体的成功率和稳定性；

其次，底板布设有转动机构，转动机构为三爪自定心卡盘，通过在三爪自定心卡盘的的卡爪与软体仿生手指固定连接，使用时，通过调整三爪自定心卡盘的夹爪控制三个软体仿生手指形成不同轨迹圆，便于该仿生软体夹持器与不同直径的物体匹配，有利于提高该仿生软体夹持器通用性。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种仿生软体夹持器，其特征在于，包括：

底板(10)和装设在所述底板(10)下部用于夹持物体的多个软体仿生手指(20)；

所述软体仿生手指(20)远离所述底板(10)端装设有爪部(30)；

所述爪部(30)一端通过轴与所述软体仿生手指(20)旋转连接，所述爪部(30)另一端通过吸附部件(31)与所述软体仿生手指(20)能够贴合或脱离；

所述软体仿生手指(20)内部还装设有驱动件(40)，用于推动所述爪部(30)脱离所述软体仿生手指(20)、以便使所述爪部(30)承托物体。

2.根据权利要求1所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述软体仿生手指(20)内部依次形成有第一气室(21)、第二气室(22)；以及

预埋在位于所述软体仿生手指(20)手心侧能够弯曲并限制所述软体仿生手指(20)长度的限制层(25)；

所述第一气室(21)一端连通有第一气管(23)；

所述第二气室(22)另一端连通有第二气管(24)；

所述软体仿生手指(20)外部位于手心的表面间隔的布设有凸出所述软体仿生手指(20)表面的凸棱(26)，用于防滑；

所述软体仿生手指(20)的手背和两个侧面均固连有弹性绷带(27)，且所述软体仿生手指(20)的手背还开设有多个指关节间隙凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述凸棱(26)沿所述软体仿生手指(20)本体宽度方向延伸。

4.根据权利要求2所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述软体仿生手指(20)的指尖远离所述凸棱(26)侧的表面布设有限位块(28)，用于阻挡所述爪部(30)旋转，以使所述爪部(30)脱离所述软体仿生手指(20)后与所述软体仿生手指(20)之间形成夹角不大于180°。

5.根据权利要求1所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述爪部(30)呈朝向所述软体仿生手指(20)手心方向弯曲的弧形结构。

6.根据权利要求1所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述吸附部件(31)为形成在所述软体仿生手指(20)和所述爪部(30)上的磁铁。

7.根据权利要求1所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述驱动件(40)包括形成在所述软体仿生手指(20)内部的气缸(41)和装设在所述气缸(41)内推动所述爪部(30)脱离所述软体仿生手指(20)的活塞杆(43)；

所述气缸(41)远离所述软体仿生手指(20)指尖端连通有第三气管(42)。

8.根据权利要求7所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述活塞杆(43)还套有复位弹簧，用于使所述活塞杆(43)复位远离所述爪部(30)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述底板(10)布设有转动机构(11)，所述转动机构(11)固连有多个所述软体仿生手指(20)，并且所述转动机构(11)逆时针或顺时针转动形成有任意直径的轨迹圆，所述软体仿生手指(20)在所述轨迹圆上呈等分点分布，用于与不同直径的物体匹配。

10.根据权利要求9所述的一种仿生软体夹持器，其特征在于；

所述转动机构(11)设置为三爪自定心卡盘，所述三爪自定心卡盘的卡爪(12)均固连有基座(13)，用于固定连接所述软体仿生手指(20)。

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