[发明专利]一种具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪

说明书

本发明公开了一种具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪，具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪，包括至少两根手指、基体、电机和气泵；手指包括弹性板，弹性板上装有至少5个硬质指骨，硬质指骨上覆盖有一层硅胶膜，吸盘连接件穿过弹性板、硬质指骨和硅胶膜与吸盘连接，吸盘通过导管与气泵连接，手指通过钢丝与基体和电机连接；基体上设有手指支架、钢丝走线滑轮、电机和滚轮，钢丝搭载在钢丝走线滑轮上并与滚轮连接，两根手指结构相同、对称安装在手指支架上。结合软硬手爪二者优点，通过结构上同时采用“软体材料”和“硬质材料”的方式，一定程度上提高了手爪抓取负载的能力，能应用于多种环境下的物体抓取等。包括但不限于家用服务领域，物流、垃圾分拣领域等。

技术领域

本发明涉及一种机器人手爪，尤其涉及一种具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪。

背景技术

现有的传统机器人手爪多使用硬质金属材料作为支撑结构，使用电机或者液压驱动，这一类手爪比较稳定，易于操作；另外则是采用硅胶等超弹性体软体材料作为支撑结构，使用气压驱动，这一类手爪灵活性高，比较安全。现在各种手爪都已经运用在工业机器人、分拣机器人、家庭服务机器人等机器人上面执行抓取物体或其他操作。

在日常生活中，人机进行互动的需求越来越大，特别是家用机器人上，而传统的硬质手爪在动态的环境中容易损坏自身，损坏物体，甚至对人体造成伤害。在家庭环境中，传统手爪若要实现精确抓取多种物体，需要一系列电机、传感器协同工作，手爪自由度提高的同时会导致大规模的运算量、昂贵的成本。而软手爪又不能提供足够大的负载。在安全性，低成本，足够负载的要求下，欠驱动软硬结合手爪应运而生。

合理的手爪结构及抓取物体的方法，是实现抓取的必要条件。现有的欠驱动软硬结合手爪通常依赖于通过接触被抓物体的表面产生的摩擦力来抓取物体，但是由于材料的局限性，它们并不能提供较大的摩擦力，导致负载不能很大，同时抓取的物体也不够稳定。此外，手爪也不能抓取大体积或特殊的物品，比如大体积的水桶和纸张。

由于，硬质材料制作的机器人手爪一般不能抓取柔性物体，而且人机安全交互能力差；而软体材料制作的机器人手爪一般功能单一，抓取力小，因此，两者均不能满足家庭服务机器人能够抓取各种日常生活物体的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪，包括多根手指、基体、电机和气泵；

所述手指包括弹性板，所述弹性板上装有至少5个硬质指骨，所述硬质指骨上覆盖有一层硅胶膜，吸盘连接件穿过所述弹性板、硬质指骨和硅胶膜与吸盘连接，所述吸盘通过导管与所述气泵连接，所述手指通过钢丝与所述基体和电机连接，所述钢丝置于所述硬质指骨与硅胶膜之间；

所述基体包括基座，所述基座上设有手指支架、钢丝走线滑轮和滚轮，所述电机固定在基座上，所述滚轮固定在电机的输出轴上，所述钢丝搭载在所述钢丝走线滑轮上并与所述滚轮连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪，结合软硬手爪二者优点，通过结构上同时采用“软体材料”和“硬质材料”的方式，一定程度上提高了手爪抓取负载的能力。由“软体材料”与“硬质材料”结合制成。该发明的手爪适用于机器人与人类互动时进行的物体抓取。真空吸盘和机械结构使手爪能够同时抓取大尺寸和小尺寸的物体，在稳定抓取基础之上，扩大抓取物体的尺寸范围，降低了抓取物体时对形状的建模要求。能应用于多种环境下的物体抓取等。包括但不限于家用服务领域，物流、垃圾分拣领域等。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有多种抓取模式的欠驱动真空吸盘手爪的主视结构示意图；