[发明专利]网状结构的大承载多指型软体机械手

说明书

本发明提供一种网状结构的大承载多指型软体机械手，其包括刚性保持架、至少三只软体手指单元和驱动绳索。软体手指单元伞状地固定在刚性保持架上，驱动绳索将各软体手指单元彼此穿连在一起，编织成网状结构。软体手指单元内嵌有至少一条0.3‑1mm厚度的薄片型弹簧钢板。在驱动绳索的作用下，软体手指单元展开或闭合，实现物体的抓取。在软体机械手呈展开状态时，软体手指单元自然伸直呈网状结构，具有较大的抓取范围；在软体机械手呈闭合状态时，软体手指单元弯曲呈圆弧型，整体构型呈封闭的笼子形状。本发明具有抓取范围大、承载能力强的特点，且由于其由软体材料制成对易碎物品具有保护作用，从而满足多样化的任务需求。

技术领域

本发明属于机器人末端执行器技术领域，涉及一种软体机械手，具体地说，涉及一种网状结构的大承载多指型软体机械手。

背景技术

传统工业机器人的末端机械手大都为刚性夹爪形式，在对目标物体的抓取作业中，能够实现稳、准、快的工作效果，已在分拣、装配、制造等领域中获得广泛应用。但是，此类机械手的抓取对象通常为形状规则的物体，当抓取对象为异形物体时，其抓取效果往往不尽人意，此外其刚性结构在抓取易碎物品时往往会造成物体破损，带来不必要的经济损失。

随着机械手技术的发展，软体机械手应运而生。由于软体机械手的材料特性在理论上具有无限多自由度，可以依靠其形状的改变实现对各种形状物体的良好包覆，并且基于软体材料硬度低的特点，其在抓取过程中也能确保物体不受损伤。

软体机械手对物体的抓取主要通过弹性变形实现，其工作模式通常表现为平面弯曲及径向或轴向伸缩，工作过程中可根据目标物体被动改变自身几何形状。公开号为CN107718021A的中国专利公开了一种气动多指型软体机械手，该机械手主要由三个分段式软体手指加保持架构成，各手指均可实现大范围弯曲变形，并实现物体的抓取。但是，由于其气动驱动方式，工作气压低，导致这类机械手存在负载能力较低的问题。公开号为CN109746933A的中国专利公开了一种基于气压驱动的封闭式软体机械手，其主要包括增强型气囊和柔性保持架，通过对气囊充气使软体机械手径向收缩进而完成对物体的抓取，其负载能力较大且柔性保持架可以起到对易碎品的保护作用，但是其可抓取尺寸受保持架几何尺寸限制，不能抓取大尺寸物体。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种网状结构的大承载多指型软体机械手。该软体机械手具有抓取范围大、抓取负载力强的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种网状结构的大承载多指型软体机械手，其包括刚性保持架、至少三只软体手指单元和驱动绳索；所述软体手指单元伞状地固定在所述刚性保持架上，所述驱动绳索将各所述软体手指单元彼此穿连在一起，编织成网状结构，并在所述驱动绳索的作用下，所述软体手指单元展开或闭合，实现物体的抓取；

所述软体手指单元内嵌有至少一条0.3-1mm厚度的薄片型弹簧钢板，在软体机械手呈展开状态时，所述软体手指单元自然伸直呈网状结构，在软体机械手呈闭合状态时，所述软体手指单元弯曲呈圆弧型，整体构型呈封闭的笼子形状。

优选地，所述软体手指单元包括软体手指，所述软体手指呈镊子形状，其开口端为末端，与所述刚性保持架相连，其闭合端为执行端；所述弹簧钢板贯穿所述软体手指的闭合端和开口端；在所述软体手指两条夹臂之间增设有若干条加强筋；在所述软体手指的夹臂上间隔地开有若干个第一穿线孔。

优选地，所述驱动绳索为钢丝绳索，其以缠绕式或交叉式的穿线方式将所述各软体手指单元穿连在一起，编织成网状结构。

优选地，所述刚性保持架包括叠加设置的顶盖、中间连接件和底座；所述顶盖包括用于与工业机械臂机构连接的法兰盘和用于压固所述软体手指开口端的压板；所述软体手指的第一个夹臂插在所述顶盖和所述中间连接件之间，第二个夹臂插在所述中间连接件和所述底座之间，所述顶盖、中间件和底座通过长螺栓紧固在一起。