[发明专利]可快速脱附式软体机器人手爪结构

说明书

本发明涉及一种可快速脱附式软体机器人手爪结构，包括线性移动机构，包括两个可相对开合转动的支撑臂，每个支撑臂的末端通过连接组件转动连接有软体结构，其结构为：包括柔性本体，柔性本体成指状，其一侧面上设有成齿状均匀排列的鳞部，鳞部中穿设有多条形状记忆合金体。多条形状记忆合金体由柔性本体指根向指尖方向成发散状对称分布，且多条形状记忆合金体在指根端汇合成一体，与设于柔性本体端面上的供能模块相连。本发明使用对称分布式形状记忆合金(SMA)人工肌肉驱动软体结构进行外翻、内收动作，进而对物体进行抓取和脱附，抓取效率高抓取力稳定，在农业、轻工、电商等行业具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及软体机器人手爪技术领域，尤其是一种可快速脱附式软体机器人手爪结构。

背景技术

脊椎动物(如老虎、牛等)的舌头经过长期自然选择进化出了非凡的黏取能力，其强大的黏取能力来源于其舌本体的纯软体结构，具有很高的灵活性和柔顺性，能够适用于各种形状和大小的物体抓取。同时，一些动物的舌软体部分具有强黏附性，能够提供很大的黏附力，此外还具有快速脱附的能力。

得益于仿生力学、生物学、智能材料、微电子等科学技术的进步，软体机器人在近十几年得到了突飞猛进的发展。国外对软体机器人研究开展较早，典型代表有美国的哈佛大学、麻省理工学院，欧洲的牛津大学、比萨圣安娜生物机器人研究所等研究的软体机器人。根据不同的仿生对象，哈佛大学基于Pneu-Net架构研制了仿海星软体机器人手。Festo公司仿蜥蜴舌研制了一款FlexShapeGripper，根据驱动方式不同，Calisti等人研制的仿章鱼机器人，在硅胶制备软体本体中嵌入腱绳，通过张紧腱绳实现目标的抓取。

但是，目前的软体机器人手爪研究中，尚未考虑软体机器人手爪在具有较高黏附性高黏附力时快速脱附的方法。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，针对现有的软体机器人爪柔顺性，负载能力和表面材料黏附作用下的脱附困难的问题，提供一种结构合理的可快速脱附式软体机器人手爪结构，提出一种可快速脱附式软体机器人手爪结构，通过手爪的外翻、内收动作，可以实现复杂特征物体柔顺、稳定的抓取和脱附。

本发明所采用的技术方案如下：

一种可快速脱附式软体机器人手爪结构，包括线性移动机构，所述线性移动机构包括两个可相对开合转动的支撑臂，每个支撑臂的末端通过连接组件转动连接有软体结构，所述软体结构的结构为：包括柔性本体，柔性本体成指状，其一侧面上设有成齿状均匀排列的鳞部，所述鳞部中穿设有多条形状记忆合金体。

作为上述技术方案的进一步改进：

多条形状记忆合金体由柔性本体指根向指尖方向成发散状对称分布，且多条形状记忆合金体在指根端汇合成一体，与设于柔性本体端面上的供能模块相连。

柔性本体另一侧面为光面结构。

所述连接组件的结构为：包括第一转轴，其一端与支撑臂转动连接，另一端通过十字轴组件与第二转轴的一端连接，第二转轴的另一端与所述软体结构的端面连接。

第一转轴和第二转轴的结构相同且相对设置，第二转轴的端部具有U形槽，U形槽的槽底处安装有驱动第二转轴绕自身轴线转动的第一舵机；十字轴组件安装于U形槽的槽口处，并通过第二舵机驱动旋转；支撑臂上连接有驱动第一转轴绕其自身轴线转动的第三舵机。

所述线性移动机构整体成对称式结构：包括顶架，所述顶架中部穿设一根驱动杆，所述驱动杆的顶端连接驱动件，底端同时和两根连杆一端铰接，两根连杆另一端分别铰接于两支撑臂中部，两支撑臂的顶部分别铰接于顶架的两端。

每个支撑臂底端设有两个软体结构，所述两个软体结构分别设于支撑臂的相邻两垂直面上。

两支撑臂的软体结构的位置对应，其中一组软体结构分别位于两支撑臂的相对面上。