[实用新型]一种带有力触觉感知的深海智能手爪

说明书

一种带有力触觉感知的深海智能手爪，可解决传统手爪无法实现夹持过程中的力触觉信息采集与反馈，无法实现夹持过程中的精确力控制，适用性与局限性较大的技术问题。包括依次连接的驱动机构、传动机构和末端执行机构，还包括控制模块、多维力传感器模块和触觉传感器模块；所述多维力传感器模块、触觉传感器模块、驱动机构和控制模块分别通信连接；所述驱动机构一端与多维力传感器模块连接，另一端与传动机构连接；所述触觉传感器模块设置在末端执行机构上。本实用新型结构设计合理，简单紧凑，液压缸的较小行程即可实现手爪的较大开合，模块化的多维力传感器与触觉传感器实现手爪感知功能的完善，实现深海精确作业及精细化作业要求。

技术领域

本实用新型涉及水下作业工具技术领域，具体涉及一种带有力触觉感知的深海智能手爪。

背景技术

海洋中蕴含着丰富的矿物资源和生物资源，是资源开发和科学考察的重要场所之一。水下机器人，作为海洋资源开发和海洋领域研究的利器，极大扩展了研究领域的广度和深度，使得研究可以从浅海延伸到深海。水下机械手是水下机器人作业功能的主要承担者，各类作业型潜水器上均有搭载。作为机械手的末端执行器，直接实现目标物的抓取与夹持，对手爪的研究也显得愈发重要。

随着机器人技术的迅速发展及对深海探索研究的不断深入，水下作业的精细化与完整性要求越来越高。传统手爪无法实现夹持过程中的力触觉信息采集与反馈，无法实现夹持过程中的精确力控制，对脆性及柔性作业对象无法实现完整采集，且精细作业能力有限，故适用性与局限性较大。

实用新型内容

本实用新型提出的一种带有力触觉感知的深海智能手爪，可解决传统手爪无法实现夹持过程中的力触觉信息采集与反馈，无法实现夹持过程中的精确力控制，适用性与局限性较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

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、传动机构和末端执行机构，

还包括控制模块、多维力传感器模块和触觉传感器模块；

所述多维力传感器模块、触觉传感器模块、驱动机构和控制模块分别通信连接；

所述驱动机构一端与多维力传感器模块连接，另一端与传动机构连接；

所述触觉传感器模块设置在末端执行机构上。

进一步的，所述驱动机构包括液压缸外壳体、液压缸；

液压缸外壳体通过法兰与多维传感器和传动机构相连接；

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

所述传动机构的每个单元包括固定罩、推杆、小连杆、大连杆、平行连杆；

所述末端执行机构的每个单元包括一个末端执行部件；

所述传动机构和末端执行机构构成手爪结构；

推杆与液压缸活塞杆直接相连，固定罩设置在推杆的外部，活塞杆驱动小连杆运动，小连杆带动大连杆运动，大连杆与固定罩、平行连杆及末端执行部件构成平行四边形结构，实现手爪的平移夹持运动。

进一步的，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；