[发明专利]一种柔性机械手

说明书

本发明涉及一种机械手，具体地说是一种柔性机械手。包括支撑架、瓣形手、瓣形手驱动机构、柔性吸头组件及柔性吸头驱动机构，其中柔性吸头驱动机构和瓣形手驱动机构均设置于支撑架上，柔性吸头组件与柔性吸头驱动机构的输出端连接，瓣形手设置于柔性吸头组件的外侧、并且通过瓣形手驱动机构与柔性吸头组件连接；柔性吸头驱动机构驱动柔性吸头组件伸出或缩回，同时带动瓣形手驱动机构动作，从而驱动瓣形手张开或闭合；当瓣形手闭合时，将柔性吸头组件包含于其手掌内。本发明可大大降低机械手对目标物定位精度的要求，提高了夹取和移动过程的稳定性和可靠性，同时柔性包裹不会对目标物体造成损伤。

技术领域

本发明涉及一种机械手，具体地说是一种柔性机械手。

背景技术

随着机器人技术的迅猛发展，对于能在复杂环境执行任务的特种机械手需求也日益增加，在水下打捞、海生物捕捉等领域该类型机械手的需求也极为迫切。现阶段水下机械手普遍采用夹取式，且通常为关节结构，这种结构的机械手作业范围受到很大的限制，尤其是在深海打捞，海底捕捉等方面，而且工作效率较低。主要原因有三点：1、由于水流和海底复杂的作业环境，夹取式机械手在工作中很难对目标物实现准确的定位，即使成功抓取也容易出现移动过程中夹取物脱落；2、当目标物的尺寸，形状和类型发生改变时，由于机械手不能随目标物体发生自适应变形导致其工作稳定性将进一步下降；3、夹取式机械手夹取力大小的控制极为不便，容易对目标物体造成挤压伤害。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种柔性机械手。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性机械手，包括支撑架、瓣形手、瓣形手驱动机构、柔性吸头组件及柔性吸头驱动机构，其中柔性吸头驱动机构和瓣形手驱动机构均设置于所述支撑架上，所述柔性吸头组件与所述柔性吸头驱动机构的输出端连接，所述瓣形手设置于所述柔性吸头组件的外侧、并且通过所述瓣形手驱动机构与所述柔性吸头组件连接；所述柔性吸头驱动机构驱动柔性吸头组件伸出或缩回，同时带动所述瓣形手驱动机构动作，从而驱动所述瓣形手张开或闭合；当所述瓣形手闭合时，将所述柔性吸头组件包含于其手掌内。

所述支撑架包括安装板Ⅰ、安装板Ⅱ及支撑杆，其中安装板Ⅰ和安装板Ⅱ平行设置、并且通过多组支撑杆连接。

所述柔性吸头驱动机构包括减速电机、驱动丝杆、气缸、输出杆及活塞其中减速电机安装在所述安装板Ⅰ上，所述气缸安装在所述安装板Ⅱ上，所述驱动丝杆的一端与所述减速电机的输出轴固定连接，另一端与所述气缸内的活塞螺纹副连接，所述输出杆的一端插设于气缸的腔体内、并且与所述活塞固定连接，另一端穿过所述安装板Ⅱ、并且与所述柔性吸头组件固定连接，所述输出杆为中空结构、并且位于气缸腔体内的一端沿径向设有侧孔。

所述减速电机的前端通过电机固定盘安装在所述安装板Ⅰ上、并且输出轴通过深沟球轴承与所述安装板Ⅰ连接，所述气缸通过气缸固定盘安装在所述安装板Ⅱ上。

所述柔性吸头组件包括柔性吸头、固定盖、定形件及微型吸盘，其中柔性吸头的上端穿过定形件的内通孔、并且外翻包裹于定形件的上端外圆柱面上，所述固定盖通过环氧树脂与柔性吸头的外翻部分固定连接，所述柔性吸头的下端面布设有多个微型吸盘，所述瓣形手驱动机构与固定盖铰接。

所述瓣形手包括沿周向均布且呈花瓣式结构的多根手指，各手指分别与一组所述瓣形手驱动机构连接。

所述瓣形手驱动机构包括拉杆、主动推杆、内侧四连杆机构及外侧四连杆机构，其中内侧四连杆机构和外侧四连杆机构分别与所述支撑架铰接，所述主动推杆的两端分别与内侧四连杆机构及外侧四连杆机构铰接，所述拉杆的一端与所述内侧四连杆机构铰接，另一端与所述柔性吸头组件铰接，所述外侧四连杆机构与所述瓣形手中的一手指固定连接。