[发明专利]一种可变向的气动软体夹持手及其使用方法

说明书

本发明适用于软体机器人领域，公开了一种可变向的气动软体夹持手及其使用方法，主要包括软体手臂和软体手爪。软体手臂由三个腔室构成，通过改变软体手臂腔室的小气囊气压大小实现软体手臂方位的变化，使软体手臂转向并靠近待抓物体。通过对软体手爪的软体手指内部充气、抽气来改变软体手指的张开程度，从而实现软体手爪对物体的抓取与释放。本发明的软体夹持手具有可变向的功能来适应不同结构的空间条件，能独立实现对不同方位的物体进行灵活抓取。同时，软体手臂和软体手爪采用软体材料制成，在抓取物体时也减少了对物体的损伤程度。

技术领域

本发明涉及软体机器人领域，具体涉及一种可变向的气动软体夹持手及其使用方法。

背景技术

随着工业自动化和机械化的不断发展，机械手装置已经被广泛应用于人类的生产生活中，很大程度上解放了劳动力。机械手主要分为刚性机械手和软体机械手两大类。传统的刚性机械手一般结构较复杂，且体积大，适用于工业现场中重复、危险的工作。

随着社会的不断进步与发展，人们对机械手的要求也越来越严格。例如，对易碎品的抓取，这种情况下刚性机械手就很难满足人们的需求。因此，软体机械手就被广泛应用于人们的生产生活中。较刚性机械手而言，软体机械手具有更多的灵活性和安全性，能够保证被抓物体的完整，适应于更多的环境条件。

目前，现有的软体机械手大多与刚性机械手配合工作，但是刚性机械手结构复杂，控制难度大，灵活度有限，对复杂的作业空间适应能力较差。因此，可以单独工作，适应于多种环境，并能减少对物体的损伤程度的机械手还未被推广使用。

发明内容

为解决现有技术中所存在的不足，本发明提供一种可变向的气动软体夹持手及其使用方法，目的是为了让软体夹持手脱离刚性机械手独立工作，如何使软体机械手适应不同结构的空间实现对物体的灵活抓取，以及如何在抓取物体的过程中减少对物体的损伤程度。

本发明主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明公开了一种可变向的气动软体夹持手，主要包括软体手爪，软体手爪的上端设有软体手臂，软体手臂通过手爪连接件与软体手爪相接，软体手臂中心为气道，围绕该气道对称设有第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室、第二腔室和第三腔室之间互不相通，在第一腔室、第二腔室和第三腔室的顶端分别有一个进气口，第一腔室、第二腔室和第三腔室均为均匀排布的小气囊构成的波纹结构，手爪连接件的中心设有与软体手臂的气道相通的手爪进气口，软体手爪由若干个软体手指构成，每个软体手指是由均匀排布的大气囊构成的波纹结构。

优选地，软体手臂和手爪连接件由螺栓固定连接。

优选地，第一腔室、第二腔室和第三腔室分别由三个气源单独控制。

优选地，软体手爪由一个气源单独控制。

优选地，软体手爪由四个软体手指构成，软体手指内部相通。

优选地，软体手臂和软体手爪采用柔性材料，通过光固化3D打印技术制造而成。

本发明公开了一种可变向的气动软体夹持手的使用方法，包括抓取物体前、抓取物体时和释放物体时三个阶段。抓取物体前，确定待抓物体的方位后通过气道对软体手爪进气口抽气，软体手指的大气囊发生贴合，使软体手指向外侧弯曲，通过控制软体手臂的第一腔室、第二腔室和第三腔室内部的气压，第一腔室、第二腔室和第三腔室发生方位的转变，使软体手爪转向并靠近待抓物体；

抓取物体时，通过气道对软体手爪进气口充气，软体手指的大气囊膨胀并相互挤压，使软体手指向内侧弯曲，完成对物体的抓取。

释放物体时，确定待放物体的方位后通过控制软体手臂的第一腔室、第二腔室和第三腔室内部气压，使软体手爪方位发生改变，并靠近待放物体的方位，通过气道对软体手爪进气口抽气，软体手指的大气囊发生贴合，使软体手指向外侧弯曲，完成对物体的释放。