[发明专利]一种应用于空间机械臂的软抓手手指

说明书

本发明公开了一种应用于空间机械臂的软抓手手指，包括气动软体手指、刚性支撑件；多个刚性支撑件对称固定在气动软体手指长度方向两侧下端部位，每一侧的刚性支撑件之间铰接；所述气动软体手指固定在空间机械臂末端。本发明提升了手指的整体刚度，能够有效抑制手指的晃动。

技术领域

本发明涉及航空航天的技术领域，具体涉及一种应用于空间机械臂的软抓手手指。

背景技术

目前应用于空间机械臂的抓取结构多为刚性抓取结构，在抓取移动中的物体时会产生刚性碰撞和振动，有破坏结构的危险。而使用基于软材料制作的软抓手则可以有效地避免这个问题，可完成许多传统刚性抓手无法实现的操作，例如：抓取脆性或柔软易损的物体、穿过比自身常态尺寸小的缝隙等。软抓手的全称是：具有抓取功能的软体机器人，其在现实生活中也有着充分的应用。应用于航天航空领域时，可抓取太空碎片、捕获间谍卫星。软抓手结构简单，可直接驱动，装置不需要齿轮，没有后座和摩擦的影响，动作平滑无噪音，还具有易于小型化等优点。相比于传统的刚性抓手，其具有自由度高、自适应能力强、质量轻、控制简单、成本低、没有后座和摩擦的影响等优点，但也面临着控制、结构设计、等方面的挑战。

总而言之，相较于传统的刚性抓手，软抓手在抓取物体时可以很好地贴合被抓取物，其在抓取过程中的连续变形可以实现柔性接触，防止被抓取物由于刚性接触被破坏。同时，软抓手还具有传统刚性抓手所不具备的缓冲、缓震能力。目前，前人对应用于日常生活的软抓手有着丰富而细致的研究，但仍存在以下问题，阻碍软抓手应用于太空环境：

(1)用于制作软抓手的软材料具有超高自由度，由于结构设计的缺陷导致抓手的大多数自由度不可控。在实际抓取过程中，常表现为手指结构出现不可控的摇摆与晃动；

(2)软抓手的自身刚度有限，在抓取高速和大重量的物体时，会由于刚度不够而导致抓取物体不牢，被抓取物易从抓手中脱离；

(3)软抓手在变形的过程伴随着结构自身刚度的变化，抓手和被抓取物之间贴合程度不高，使得软抓手的抓取效率和抓取效果降低；

(4)软抓手的尺寸会直接影响软抓手的可抓取物体的尺寸范围，难以实现“一爪多用”的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应用于空间机械臂的软抓手手指，提升了手指的整体刚度，能够有效抑制手指的晃动。

本发明采用的技术方案如下：

一种应用于空间机械臂的软抓手手指，包括气动软体手指、刚性支撑件；

多个刚性支撑件对称固定在气动软体手指长度方向两侧下端部位，每一侧的刚性支撑件之间铰接；所述气动软体手指固定在空间机械臂末端。

进一步地，气动软体手指包括气腔及封装层；多个气腔沿同一方向等距间隔排布，所述封装层固定在气腔底部，将气腔封闭。

进一步地，所述封装层上沿手指的宽度方向设有安装孔，通过所述安装孔将两侧的刚性支撑件连接在一起。

进一步地，所述安装孔设置在气腔前端对应的封装层处，手指末端为前方。

进一步地，所述刚性支撑件为片状结构。

进一步地，所述刚性支撑件固定在相邻的两个安装孔内。

进一步地，所述刚性支撑件覆盖三个以上安装孔，并通过最外侧的安装孔与相邻的刚性支撑件转动连接。

进一步地，所述气腔为矩形，内部空腔为矩形。

进一步地，所述气腔为矩形，内部空腔为两侧向内凹陷的立体结构。

进一步地，所述气动软体手指采用硅胶。

有益效果：