CN112060111A - 一种自适应缠绕式大承载软体抓持装置 - Google Patents
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Abstract
一种自适应缠绕式大承载软体抓持装置，其主要包括连接座、柔性套、气动人工肌肉、气囊以及各个气管与固定件组成，柔性套安装在连接座上，气动人工肌肉缠绕在柔性套的外表面上，通过充气能够柔性套内腔的收缩，气囊安装在柔性套的内腔里，通过充气实现对抓取物体的挤压抓取。本发明主要由硅胶、乳胶管、纤维这些柔性材料制成，抓取物品时通过气囊接触物品，能够实现对物品的无损抓持。在柔性套内表面内置了4个气囊，有效提高了封闭式手爪的内腔抓取范围。此外，在柔性套外侧设计有螺旋形缠绕结构，在气囊挤压物品的时候，气动人工肌肉充气收缩，进一步缠紧柔性套，增强了本发明的大承载能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种软体抓持装置。
背景技术
工业自动化生产中机器人固定、转移中间产品等过程都需要抓持装置。传统的抓持装置主要由刚性连杆机构组成，并通过电机等驱动装置进行驱动。这种刚性抓持装置具有运动灵活精确、承载力大等优点，并已经广泛应用于现代工业生产中。但传统刚性抓持装置难以实现易损易碎物品抓持以及人机安全交互任务需求，软体抓持抓持装置能够较好满足上述需求，具有重要的应用前景和研究价值。目前，在推进软体抓持装置的研究上，德国FESTO公司相继推出了MultiChoiceGripper、FlexShapeGripper等多款新型产品，国内的北京软体机器人科技有限公司也推出了SFG系列柔性夹爪，具有良好的抓取效果和市场潜力。然而，目前大多数柔性软体抓持装置存在抓取力不足的问题，极大制约了软体抓持装置的运用范围与推广前景，具有大负载特性的软体抓持装置的研究具有较大的研究意义。
发明内容
为兼顾软体抓持装置的柔顺抓持与大力承载特性，本发明提供一种能够顺应抓取物体表面的缠绕式大承载软体抓持装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种自适应缠绕式大承载软体抓持装置，主要由连接座、柔性套、气动人工肌肉、气囊以及各个气管与固定件组成，所述的柔性套安装在连接座上，所述的气动人工肌肉缠绕在柔性套的外表面上，通过充气能够柔性套内腔的收缩，所述的气囊安装在柔性套的内腔里，通过充气实现对抓取物体的挤压抓取。
所述的连接座为金属材质的三段式回转壳型结构，上部直径较小的一端设有法兰盘，该法兰盘上设有周向均布的4个圆形通孔，用于与机械臂相连接。中部设有一个圆形通孔，用于气管A的穿入，下部直径较大的一端通过卡箍A与柔性套相连。所述的柔性套为硅胶材料制成的两端开口管状回转结构，其上段管状结构直径较小，与连接座的下部通过卡箍A相固连，中部为截锥壳体结构，下部为空心圆管结构，圆管外侧表面上设有螺旋形管道结构，用于气动人工肌肉的穿过，并在螺旋形管道结构的两侧出口处分别设有一个斜面凸台，凸台的中间设有一个卡槽结构，用于和气管接头A、气管接头B相配合连接；柔性套的最下部开口内侧出设有截面形状为倒梯形的回转结构。所述的气管接头A为“T”型管状结构，其与柔性套的上部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索绑定在柔性套的上部斜面凸台上，其余两侧为“L”型气管结构，通过卡箍B与卡箍C分别和气管B以及气动人工肌肉相固连。所述的气管接头B为圆形凸台结构，其与柔性套的下部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索绑定在柔性套的下部斜面凸台上，另一侧为实心圆柱型结构，通过卡箍D与气动人工肌肉的另一端相固连。所述的气动人工肌肉主要由乳胶管和编织网构成，编织网套在乳胶管的外侧，两端分别通过卡箍C和卡箍D固定在气管接头A和气管接头B上。
所述的柔性套内表面周向均布粘结有4个气囊，所述的气囊四周带有褶皱结构，充气后能够实现较大的膨胀，其中有2个气囊之间通过气管A相连，其余气囊之间均通过气管C相连。所述的气管A为“T”型硅胶管状结构，其中两端与气囊相连，另一端沿着柔性套、连接座的内壁粘接后从连接座的圆形通孔伸出。
所述的卡箍A、卡箍B、卡箍C、卡箍D为带有松紧装置的金属薄片结构。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
①整个软体抓持装置主要由硅胶、乳胶管、纤维这些柔性材料制成，抓取物品时通过气囊接触物品，能够实现对物品的无损抓持。
②通过在柔性套内表面内置气囊的设计有效提高了封闭式手爪的内腔抓取范围。
③在柔性套外侧设计有螺旋形缠绕结构形成力封闭式抓取结构，在气囊挤压物品的时候，气动人工肌肉充气收缩，进一步缠紧柔性套，增强了本发明的大承载能力。
附图说明
图1为本发明外部立体示意图。
图2为本发明内部立体示意图。
图3为本发明内部结构剖视图。
图中：1-连接座、2-气管A、3-卡箍A、4-气管B、5-卡箍B、6-卡箍C、7-气管接头A、8-绳索、9-柔性套、10-气管接头B、11-卡箍D、12-气动人工肌肉、13-气囊、14-气管C。
具体实施方式
如图1-图3所示的自适应缠绕式大承载软体抓持装置示意图，主要由连接座1、柔性套9、气动人工肌肉12、气囊13以及各个气管与固定件组成，所述的柔性套9安装在连接座1上，所述的气动人工肌肉12缠绕在柔性套9的外表面上，通过充气能够柔性套9内腔的收缩，所述的气囊13安装在柔性套9的内腔里，通过充气实现对抓取物体的挤压抓取。
所述的连接座1为金属材质的三段式回转壳型结构，上部直径较小的一端设有法兰盘，该法兰盘上设有周向均布的4个圆形通孔，用于与机械臂相连接。中部设有一个圆形通孔，用于气管A2的穿入，下部直径较大的一端通过卡箍A3与柔性套9相连。所述的柔性套9为硅胶材料制成的两端开口管状回转结构，其上段管状结构直径较小，与连接座1的下部通过卡箍A3相固连，中部为截锥壳体结构，下部为空心圆管结构，圆管外侧表面上设有螺旋形管道结构，用于气动人工肌肉12的穿过，并在螺旋形管道结构的两侧出口处分别设有一个斜面凸台，凸台的中间设有一个卡槽结构，用于和气管接头A7、气管接头B10相配合连接；柔性套9的最下部开口内侧出设有截面形状为倒梯形的回转结构。所述的气管接头A7为“T”型管状结构，其与柔性套9的上部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索8绑定在柔性套9的上部斜面凸台上，其余两侧为“L”型气管结构，通过卡箍B5与卡箍C6分别和气管B4以及气动人工肌肉12相固连。所述的气管接头B10为圆形凸台结构，其与柔性套9的下部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索8绑定在柔性套9的下部斜面凸台上，另一侧为实心圆柱型结构，通过卡箍D11与气动人工肌肉12的另一端相固连。所述的气动人工肌肉12主要由乳胶管和编织网构成，编织网套在乳胶管的外侧，两端分别通过卡箍C6和卡箍D11固定在气管接头A7和气管接头B10上。
所述的柔性套9内表面周向均布粘结有4个气囊13，所述的气囊13四周带有褶皱结构，充气后能够实现较大的膨胀，其中有2个气囊13之间通过气管A2相连，其余气囊13之间均通过气管C14相连。所述的气管A2为“T”型硅胶管状结构，其中两端与气囊13相连，另一端沿着柔性套9、连接座1的内壁粘接后从连接座1的圆形通孔伸出。所述的卡箍A3、卡箍B5、卡箍C6、卡箍D11为带有松紧装置的金属薄片结构。
本发明的工作过程如下：抓取物品时，首先通过气管A2对均布在柔性套9内表面的4个气囊13进行充气，气囊13充气膨胀后挤压物品表面，形成包裹式抓取状态，然后通过气管B4对气动人工肌肉12进行充气，气动人工肌肉12充气后缩短变粗，缠紧柔性套9，增大柔性套9的抓持力。释放物体时，对气囊13和气动人工肌肉12进行放气处理，在柔性套9的作用下，软体抓持抓持装置恢复初始状态。
Claims (2)
1.一种自适应缠绕式大承载软体抓持装置，其特征在于：主要由连接座、柔性套、气动人工肌肉、气囊以及各个气管与固定件组成，所述的柔性套安装在连接座上，所述的气动人工肌肉缠绕在柔性套的外表面上，通过充气能够柔性套内腔的收缩，所述的气囊安装在柔性套的内腔里，通过充气实现对抓取物体的挤压抓取；所述的连接座为金属材质的三段式回转壳型结构，上部直径较小的一端设有法兰盘，该法兰盘上设有周向均布的4个圆形通孔，用于与机械臂相连接；中部设有一个圆形通孔，用于气管A的穿入，下部直径较大的一端通过卡箍A与柔性套相连；所述的柔性套为硅胶材料制成的两端开口管状回转结构，其上段管状结构直径较小，与连接座的下部通过卡箍A相固连，中部为截锥壳体结构，下部为空心圆管结构，圆管外侧表面上设有螺旋形管道结构，用于气动人工肌肉的穿过，并在螺旋形管道结构的两侧出口处分别设有一个斜面凸台，凸台的中间设有一个卡槽结构，用于和气管接头A、气管接头B相配合连接；柔性套的最下部开口内侧出设有截面形状为倒梯形的回转结构；所述的气管接头A为“T”型管状结构，其与柔性套的上部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索绑定在柔性套的上部斜面凸台上，其余两侧为“L”型气管结构，通过卡箍B与卡箍C分别和气管B以及气动人工肌肉相固连；所述的气管接头B为圆形凸台结构，其与柔性套的下部斜面凸台连接的一侧设有半圆形凸台结构，并在圆心位置处设有圆形通孔，通过绳索绑定在柔性套的下部斜面凸台上，另一侧为实心圆柱型结构，通过卡箍D与气动人工肌肉的另一端相固连；所述的气动人工肌肉主要由乳胶管和编织网构成，编织网套在乳胶管的外侧，两端分别通过卡箍C和卡箍D固定在气管接头A和气管接头B上；所述的柔性套内表面周向均布粘结有4个气囊，所述的气囊四周带有褶皱结构，充气后能够实现较大的膨胀，其中有2个气囊之间通过气管A相连，其余气囊之间均通过气管C相连；所述的气管A为“T”型硅胶管状结构，其中两端与气囊相连，另一端沿着柔性套、连接座的内壁粘接后从连接座的圆形通孔伸出。
2.根据权利要求1所述的基于并联平台驱动的绳牵引机器人，其特征在于：所述的卡箍A、卡箍B、卡箍C、卡箍D为带有松紧装置的金属薄片结构。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20201211 |
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