[发明专利]一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手及其抓取方法

权利要求书

1.一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手，其特征在于：主要包括触手、气管、电气比例阀、应变片和电磁阀，触手模仿章鱼触手形状，成不规则长条圆锥状，触手端部有直径较大的触手凸起，触手内部在比径向截面半径小的同心圆周上，均匀分布有成组的椭球形调压型腔，触手内部成组的椭球形调压型腔沿触手轴向均匀分布，椭球形调压型腔的长轴沿触手径向方向，短轴沿触手轴向方向，触手内部有沿其轴向布有主气路，沿轴向分布的每一列椭球形调压型腔对应一条主气路，主气路不直接通过椭球形调压型腔，由支气路与椭球形调压型腔相连；椭球形调压型腔和主气路相连的支气路处设有电磁阀；主气路直径大于支气路直径，主气路末端连有气管，气管与电气比例阀相连；每两组椭球形调压型腔中间放置有应变片。

2.根据权利要求1所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手，其特征在于：触手表面有吸盘形凸起，吸盘形凸起背面装有沿触手轴向布置的应变片，吸盘形凸起径向分布位置与椭球形调压型腔一一相对，其轴向分布位置位于每两组椭球形调压型腔中间。

3.根据权利要求1或2所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手，其特征在于：所述的触手及其内部椭球形调压型腔、主气路、支气路使用3D打印技术一次成型；或根据通过调压型腔的轴向截面将其分割成多个相同的部分，使用模压成型而后粘合成触手形状。

4.根据权利要求1所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手，其特征在于：所述的触手内部可以沿轴向嵌入钢丝绳，嵌入钢丝绳的位置在触手径向截面的圆心，或在径向截面不同半径的同心圆周上隔过椭球形调压型腔均匀分布。

5.权利要求2所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手的抓取方法，其特征在于：将触手固定在机械臂上，对于较短的触手使其轴向方向与水平方向平行，同时保证触手多列吸盘形凸起中的一列正对物体；将触手移动至贴近物体处，此时所有电磁阀处于关闭状态；当该列的第一个吸盘形凸起与物体接触后，第一个应变片产生电压力信号，当压力信号达到初始设定值时，第一组椭球形调压型腔的电磁阀开启，同时电气比例阀开始工作，有电压力信号一侧的主气路对应的电气比例阀调负压，无电压力信号一侧的主气路对应的电气比例阀调正压，随着椭球形调压型腔的变形，整个触手像靠近物体一侧弯曲，直至该列的第二个吸盘行凸起与物体接触后，第二个应变片产生电压力信号，当电压力信号达到初始设定值时，第一组椭球形调压型腔的电磁阀关闭，第二组椭球形调压型腔的电磁阀开启，重复上述步骤，直至整根触手实现对物体的缠绕，完成抓取过程；打开所有电磁阀，同时所有电气比例阀开始工作，将其对应气路内所有椭球形型腔的压力调整为大气压，则触手恢复原状，平稳的放开物体。

6.根据权利要求5所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手的抓取方法，其特征在于：对于长度较长触手使其轴向方向与水平方向成一定角度，该角度应小于30度，最大不超过45度。

7.根据权利要求5或6所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手的抓取方法，其特征在于：将触手固定在机械臂上，随后将触手移动到贴近物体处，此时所有电磁阀处于开启状态；当该列的第一个吸盘形凸起与物体接触后，第一个应变片产生电压力信号，当压力信号达到设定值时，电气比例阀开始工作，有电压力信号一侧的主气路对应的电气比例阀调负压，无电压力信号一侧的主气路对应的电气比例阀调正压，随着调压型腔的变形，整个触手像靠近物体一侧弯曲，当该列某个吸盘形凸起与物体接触后，对应的应变片产生电压力信号，当压力信号达到设定值时，对应的该组椭球形调压型腔的电磁阀关闭，随着吸盘形突起挨个与物体接触，对应的电磁阀逐渐关闭，直至所有电磁阀关闭，整根触手实现对物体的缠绕，完成抓取过程；打开所有电磁阀，所有电气比例阀开始工作将其对应气路内所有椭球形型腔内部压力调整为大气压，则触手恢复原状，平稳的放开物体。

8.根据权利要求5或6所述的一种仿章鱼触手适应性抓取软体机械手的抓取方法，其特征在于：对于体积较大的物体可由多条触手同时作用，此时触手在机械臂上的固定角度可以超过45度，乃至与水平面垂直成90度。