[发明专利]吸附和爪子复合仿生机器人手爪

说明书

本发明公开了一种吸附和爪子复合仿生机器人手爪，包括本体基座、吸附模块和爪钩装置；所述吸附模块和爪钩装置均固定在仿生机器人手爪本体基座上，吸附模块用于提供吸附和爪子复合仿生机器人手爪与目标物表面之间的吸附力；爪钩装置用于为吸附和爪子复合仿生机器人手爪提供拉力以及与目标物表面之间的摩擦力。本发明能够在不同粗糙程度的表面上实现稳定的栖息，应用在较为光滑的表面时，主要利用吸附的方式实现栖息，爪钩产生的摩擦力作为辅助手段；应用在较为粗糙的表面时，主要利用吸附的方式提供正压力，增强爪钩产生的拉力来实现栖息，吸附产生的摩擦力作为辅助手段。

技术领域

本发明涉及一种仿生机器人手爪，特别是一种应用于空间物体表面栖息领域的吸附和爪子复合仿生机器人手爪。

背景技术

随着科学技术的发展，自动化机器人被广泛应用到各个领域，爬壁机器人和飞行机器人是常见的两种。爬壁机器人和飞行机器人通过仿生机器人手爪栖息在垂直墙壁等目标物表面完成作业。

传统仿生机器人手爪固定在目标物表面的方式主要有吸附固定方式和爪钩固定方式；吸附方式有负压吸附、静电吸附等方式，在光滑的表面上能够取得较好的吸附效果，但是在较为粗糙的表面效果不理想，且功耗比较大。爪钩固定方式通过爪钩手爪在较为粗糙的表面能够实现稳定的固定，但是在较为光滑的表面会产生相对滑动，且在没有施加正压力的情况下，爪钩也可能在粗糙的表面滑落。

发明内容

本发明的目的在于解决机器人通过手爪在不同粗糙表面栖息的适应性和稳定性问题，基于壁虎类生物的吸附机理和鸟类生物爪子的工作机制的观察，提出一种吸附和爪子复合的仿生机器人手爪，能够适应不同粗糙程度的表面实现稳定的栖息。

实现本发明目的的技术方案为：一种吸附和爪子复合仿生机器人手爪，包括本体基座、吸附模块和爪钩装置；

所述吸附模块和爪钩装置均固定在仿生机器人手爪本体基座上，吸附模块用于提供吸附和爪子复合仿生机器人手爪与目标物表面之间的吸附力；爪钩装置用于为吸附和爪子复合仿生机器人手爪提供拉力以及与目标物表面之间的摩擦力。

进一步的，所述爪钩装置包括推杆、连接板旋转轴、连接板、推杆轴、导向轴、弹簧、连接杆、拉杆、薄片弹簧座、薄片弹簧、支撑板和爪钩；

所述拉杆与连接杆的一端固定，连接杆和弹簧套接在导向轴上，弹簧的一端与连接杆相接，另一端与导向轴的一端相接；导向轴与支撑板固定连接，所述连接杆的另一端通过推杆轴与连接板的一端连接，连接板的另一端与推杆转动连接，连接板通过连接板旋转轴与支撑板连接，连接板旋转轴位于推杆和推杆轴之间；所述薄片弹簧座与支撑板固定连接，所述薄片弹簧的底部与薄片弹簧座连接，顶部与爪钩连接，所述爪钩与推杆接触；所述爪钩和薄片弹簧的数量相同。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：

本发明的吸附和爪子复合仿生机器人手爪能够在不同粗糙程度的表面实现稳定的固定，具有较高的表面适应性，能够在诸如飞行吸附两栖机器人得到很好的应用；在较为光滑的表面上，主要利用吸附模块产生的摩擦力实现栖息，爪钩装置产生的摩擦力作为辅助手段；在较为粗糙的表面上，主要利用爪钩装置产生的拉力进行固定，吸附模块产生的正压力能够增强爪钩装置的拉力，并且其产生的摩擦力作为辅助手段。

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明的吸附和爪子复合仿生机器人手爪结构图。

图2是爪钩装置示意图。

图3是吸附模块并列安装在本体基座示意图。

图4-1～图4-3是吸附和爪子复合仿生机器人手爪的工作过程示意图。

图5-1～图5-3是爪钩的工作过程示意图。