[发明专利]一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手及其制备方法

说明书

本发明涉及机械手，具体是一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手及其制备方法。本发明解决了传统的机械手在抓持形状复杂的物体时容易导致抓持不牢固、在抓持柔软易碎的物体时难以实现安全抓持的问题。一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手，包括基座和三根尺寸一致的仿生手指；所述基座包括圆盘形座体；圆盘形座体的正面延伸设置有三个插接槽，且三个插接槽围绕圆盘形座体的中心线对称分布；每个插接槽的槽底与圆盘形座体的背面之间均贯通开设有一对外侧穿线孔和一对内侧穿线孔；所述每根仿生手指均包括条形人工肌肉层、条形柔性传热层、条形可变刚度层、条形柔性接触层。本发明适用于工业机器人。

技术领域

本发明涉及机械手，具体是一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手及其制备方法。

背景技术

随着工业化进程的推进和经济的迅速发展，劳动力不足、人工成本增加等问题越来越受到人们的普遍关注，机械手应运而生。机械手是工业机器人的重要组成部分，其极大地解放了人力，能替代人手完成诸多复杂且繁琐的劳动任务，是社会生产的中坚力量。

传统的机械手通常由刚性材料制成，其大都采用电机、液压、气动等方式进行驱动，具有刚度大、输出载荷大、运动精度高等特点。但是在实际应用中，传统的机械手由于自身材料和结构的限制，存在如下问题：其一，在抓持形状复杂的物体时，传统的机械手无法很好地包覆被抓持物体，由此导致二者之间的接触面积较小，从而容易导致抓持不牢固。其二，在抓持柔软易碎的物体时，传统的机械手由于干粘附性能较差，容易因抓持力过大而导致被抓持物体损坏或者因抓持力过小而导致抓持不牢固，由此难以实现安全抓持。

基于此，有必要发明一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手及其制备方法，以解决传统的机械手在抓持形状复杂的物体时容易导致抓持不牢固、在抓持柔软易碎的物体时难以实现安全抓持的问题。

发明内容

本发明为了解决传统的机械手在抓持形状复杂的物体时容易导致抓持不牢固、在抓持柔软易碎的物体时难以实现安全抓持的问题，提供了一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手及其制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手，包括基座和三根尺寸一致的仿生手指；

所述基座包括圆盘形座体；圆盘形座体的正面延伸设置有三个插接槽，且三个插接槽围绕圆盘形座体的中心线对称分布；每个插接槽的槽底与圆盘形座体的背面之间均贯通开设有一对外侧穿线孔和一对内侧穿线孔；

所述每根仿生手指均包括条形人工肌肉层、条形柔性传热层、条形可变刚度层、条形柔性接触层；条形人工肌肉层的背面沿宽度方向开设有两道V形豁槽；条形人工肌肉层的内部埋设有由镍铬合金电阻丝绕制而成的U形电热螺线管，且U形电热螺线管的两端均穿过条形人工肌肉层的尾端面向外引出；条形柔性传热层的背面与条形人工肌肉层的正面粘接固定；条形柔性传热层的内部埋设有由镍铬合金电阻丝绕制而成的蛇形电热线圈，且蛇形电热线圈的两端均穿过条形柔性传热层的尾端面向外引出；条形可变刚度层的背面与条形柔性传热层的正面粘接固定；条形柔性接触层的背面与条形可变刚度层的正面粘接固定；条形柔性接触层的正面延伸设置有由多个蘑菇形柔性凸起构成的柔性凸起阵列；

三根仿生手指的尾端一一对应地插接固定于三个插接槽内；三个U形电热螺线管的两端一一对应地贯穿三对外侧穿线孔；三个蛇形电热线圈的两端一一对应地贯穿三对内侧穿线孔。

一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种仿生壁虎脚趾的电热驱动式软体抓手），该方法是采用如下步骤实现的：

步骤一：制备条形人工肌肉层；具体步骤如下：

①将Ecoflex00-50组分A与Ecoflex00-50组分B按质量比1:1混合后搅拌均匀，制得Ecoflex00-50预聚混合物；所述Ecoflex00-50组分A为铂催化硅橡胶基体；所述Ecoflex00-50组分B为铂催化硅橡胶固化剂；