[实用新型]一种带有力触觉感知的深海智能手爪

权利要求书

1.一种带有力触觉感知的深海智能手爪，包括依次连接的驱动机构(Ⅱ)、传动机构(Ⅲ)和末端执行机构(Ⅳ)，其特征在于：

还包括控制模块、多维力传感器模块(Ⅰ)和触觉传感器模块(Ⅴ)；

所述多维力传感器模块(Ⅰ)、触觉传感器模块(Ⅴ)、驱动机构(Ⅱ)和控制模块分别通信连接；

所述驱动机构(Ⅱ)一端与多维力传感器模块(Ⅰ)连接，另一端与传动机构(Ⅲ)连接；

所述触觉传感器模块(Ⅴ)设置在末端执行机构(Ⅳ)上。

2.根据权利要求1所述的带有力触觉感知的深海智能手爪，其特征在于：所述驱动机构(Ⅱ)包括液压缸外壳体(1)、液压缸(2)；

液压缸外壳体(1)通过法兰与多维传感器(Ⅰ)和传动机构(Ⅲ)相连接；

所述传动机构(Ⅲ)和末端执行机构(Ⅳ)分别包括以液压缸(2)活塞杆所在的直线为中心线呈镜像对称的两个单元；

所述传动机构(Ⅲ)的每个单元包括固定罩(3)、推杆(4)、小连杆(5)、大连杆(6)、平行连杆(7)；

所述末端执行机构(Ⅳ)的每个单元包括一个末端执行部件(8)；

所述传动机构(Ⅲ)和末端执行机构(Ⅳ)构成手爪结构；

推杆(4)与液压缸(2)活塞杆直接相连，固定罩(3)设置在推杆(4)的外部，活塞杆驱动小连杆(5)运动，小连杆(5)带动大连杆(6)运动，大连杆(6)与固定罩(3)、平行连杆(7)及末端执行部件(8)构成平行四边形结构，实现手爪的平移夹持运动。

3.根据权利要求2所述的带有力触觉感知的深海智能手爪，其特征在于：所述手爪结构与液压缸具备以下关系：

手爪开合距离H取决于液压缸行程及杆长关系，液压缸行程S与手爪开合距离H存在一一对应关系：

H＝h₂-2*u (3)

联立(1)(2)(3)式可得液压缸行程S与手爪开合距离H的对应关系,记为F(S,H)＝0；

其中，S为液压缸行程，H为手爪开合距离，L为推杆杆长，θ为小连杆转角，r为小连杆杆长，b为大连杆杆长，h₁为大连杆始端间距，h₂为大连杆终端间距，u为爪间间隙。

4.根据权利要求2所述的带有力触觉感知的深海智能手爪，其特征在于：液压缸推力F与手爪夹持力F_N存在如下关系式：

-F*r₁＝F_N*b₁ (4)

式(4)即为液压缸推力F与手爪夹持力F_N的对应关系，二者存在较好的单调对应关系；

其中，F为液压缸推力，F_N为手爪夹持力，F₁为F的分力1，F₂为F的分力2，r₁为推力力臂，b₁简化连杆2的杆长。

5.根据权利要求1所述的带有力触觉感知的深海智能手爪，其特征在于：触觉传感器模块(Ⅴ)具体为触觉传感器阵列(10)；

触觉传感器阵列(10)通过固定胶层(9)粘连在末端执行部件(8)表面。

6.根据权利要求5所述的带有力触觉感知的深海智能手爪，其特征在于：

所述末端执行部件(8)预留凹槽，通过将固定法兰(11)安装凹槽内用于锁紧触觉传感器阵列(10)。