[实用新型]一种仿生海星夹持装置

说明书

本实用新型涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种仿生海星夹持装置。一种仿生海星夹持装置，包括夹爪主体，所述夹爪主体中设置有腔体结构，所述夹爪主体上并位于腔体结构下方设置有使用柔性材料的内凹结构，夹爪主体上设置有若干软体夹爪，所述夹爪主体可通过对腔体结构充气增压和抽取真空来控制夹爪主体的内凹结构变形进而带动软体夹爪张开和夹紧，降低了夹取时软体夹爪对被夹持物体的冲击力和充气过多软体夹爪爆开的风险，通过每个软体夹爪上设置的杀菌装置，可对软体夹爪和被夹持物体进行杀菌消毒，降低了多次重复夹取生熟食物时细菌滋生的问题，提高了夹取过程中的卫生安全性。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种仿生海星夹持装置。

背景技术

随着机器人技术在高端制造业、现代农业、医疗服务业等领域复杂抓取类任务的深入应用，异型结构、柔性抓取、共融交互等高难度任务需求对机器人抓取装置设计提出了更高挑战。现代工业中，面对玻璃制品，瓷器等易损易碎件的分拣任务具有目标物体不规则、几何尺寸不一致、目标姿态随机、易损伤、表面光滑等技术难点。类似抓取任务要求夹持装置具有良好的柔性和适应性，既能稳定可靠地进行抓取，又不会对目标物产生破坏。因此，有必要研究面向玻璃制品，瓷器等不规则目标物稳定可靠抓取难题的夹持方案。

传统刚性电动/液动夹爪、负压吸盘等夹持装置虽然具备较高动作精度与夹持力，但是在抓取过程中一般对目标物体结构形状、摆放定位精度等条件具有严格约束，一旦出现抓取偏差会引起目标物体和夹持装置发生刚性碰撞而导致损伤。因此国内外研究人员将目光转向软体机器人夹持装置上，利用装置自身的柔性和良好环境交互性实现异型结构目标物体的抓取。

柔性夹持装置多数以气体直接作用于夹持装置的柔性夹爪部分，通过充气使柔性夹爪部分主动变形来达到夹持作用。柔性夹爪部分工作时容易沾染细菌和利于细菌生长的营养物质，导致柔性夹爪不便于夹取对细菌数量有严格要求的物品。

运用软体夹爪夹持易损物品，是当前行业的成熟解决方案。经检索，2019年大连理工大学李特等在申请号为201910841727.5的发明专利：一种仿生水母软体机器人夹持装置的制作方法中，提出一种用于软体夹持器、机器人手等领域的具有较好负载能力的高弹性硅胶夹持器，该装置通过选用软体硅胶材质制作夹爪可对果蔬、海产品等不规则物体进行夹持操作。然而该技术方案对于极端易损物品，如超薄壁玻璃制品、成品蛋糕等，仿手指式软体夹爪对物品的夹取，会出现软体夹爪夹持力不稳定以及软体夹爪充气过度而存在爆开的问题，此外还需考虑解决对卫生要求水平高的被夹持物体夹持时细菌滋生的问题。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是克服上述装置的不足，针对不规则易损目标物稳定可靠抓取的问题，以及软体充气过度而导致夹爪爆开的严重危险的问题，提供一种仿生海星夹持装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种仿生海星夹持装置，包括夹爪主体，所述夹爪主体中设置有腔体结构，所述夹爪主体上并位于腔体结构下方设置有使用柔性材料的内凹结构，夹爪主体上设置有若干软体夹爪，在向所述腔体结构抽真空时，所述夹爪主体带动所述软体夹爪产生形变。

在本技术方案中，所述夹爪主体中设置有腔体结构，所述夹爪主体上并位于腔体结构下方设置有内凹结构。在本技术方案中，通过对腔体结构实施充气增压，围绕内凹结构设置的腔体结构体积增大使夹爪主体膨胀张开，软体夹爪向外侧张开，软体夹爪开角变大，避免了软体夹爪在装夹就位时与被夹持物体发生碰撞的可能。对腔体结构抽真空时，夹爪主体中沿着中间内凹结构的腔体结构收缩变形，夹爪主体向中间收起，带动软体夹爪产生夹紧动作，实现对被夹持物体的包裹夹紧。内凹结构的设置可以避免夹爪主体夹持动作时出现边缘不同步变形的情况，保证了软体夹爪抓取易损易碎及不规则物体时的稳定性，避免了采用充气方式夹紧的柔性夹爪发生充气过量爆开的问题，提高了软体夹爪的适应性和稳定性。