[发明专利]一种基于光纤光栅力感知的多模态柔性手爪

说明书

本发明涉及自动化控制领域，公开了一种基于光纤光栅力感知的多模态柔性手爪，能够改变抓取模态，适应不同形状的被抓取物体。本发明包括基座、第一机械爪、第二机械爪、第三机械爪及驱动组件；第一机械爪设有能够靠近或远离基座中心的第一手指；第二、第三机械爪与基座转动连接，第二机械爪设有能够靠近或远离基座中心的第二手指、第三机械爪设有能够靠近或远离基座中心的第三手指；驱动组件驱动第二机械爪和第三机械爪能够沿基座的周边转动。本发明配合驱动组件及第二机械爪和第三机械爪与基座之间的转动连接结构，可以改变第二、第三机械爪之间相对于基座之间的夹角，以实现不同的抓取模态，以抓取不同形状的物体，提升了适应性范围。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别是一种基于光纤光栅力感知的多模态柔性手爪。

背景技术

机械手臂在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域等应用广泛，而目前的机械手臂在抓取不同规格的物体时，需要根据实际物体形状更换不同的抓取装置，甚至需要更换整个机械手臂，切换十分地繁复，效率低；此外，机械手臂中的柔性机器手由于其自身特性，在抓取过程中会产生较大的形变，因此传统的力传感器和力感知方法很难适用于柔性机械手。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于光纤光栅力感知的多模态柔性手爪，能够改变抓取模态，适应不同形状的被抓取物体。

根据本发明实施例的基于光纤光栅力感知的多模态柔性手爪，包括基座、第一机械爪、第二机械爪、第三机械爪及驱动组件；所述第一机械爪设于所述基座上，所述第一机械爪设有能够靠近或远离所述基座中心的第一手指；所述第二机械爪与所述基座转动连接，所述第二机械爪设有能够靠近或远离所述基座中心的第二手指；所述第三机械爪与所述基座转动连接，所述第三机械爪设有能够靠近或远离所述基座中心的第三手指；所述驱动组件设于所述基座上，以驱动所述第二机械爪和第三机械爪能够沿所述基座的周边转动。

根据本发明的一些实施例，所述驱动组件同步驱动所述第二机械爪和所述第三机械爪，以调整所述第二手指和所述第三手指相对于所述基座之间的夹角。

根据本发明的一些实施例，所述第一机械爪还包括第一底座、第一驱动件、第一传动组件；所述第一底座的第一端设于所述基座内，所述第一底座的第二端与所述第一手指转动连接；所述第一驱动件设于所述基座内；所述第一传动组件传动连接于所述第一驱动件和所述第一手指之间。

根据本发明的一些实施例，所述第二机械爪还包括第二底座、第二传动组件及第二驱动件；所述第二底座的第一端与所述基座转动连接，所述第二底座的第一端还与所述驱动组件传动连接，所述第二底座的第二端与所述第二手指转动连接；所述第二传动组件的第一端与所述第二底座的第一端转动连接，所述第二传动组件的第二端与所述第二手指传动连接；所述第二驱动件设于所述基座内，且与所述第二传动组件的第一端传动连接，以实现所述第二驱动件驱动所述第二手指能够靠近或远离所述基座的中心。

根据本发明的一些实施例，所述第三机械爪还包括第三底座、第三传动组件及第三驱动件，所述第三底座的第一端与所述基座转动连接，所述第三底座的第一端还与所述驱动组件传动连接，所述第三底座的第二端与所述第三手指转动连接；所述第三传动组件的第一端与所述第三底座的第一端转动连接，所述第三传动组件的第二端与所述第三手指传动连接；所述第三驱动件设于所述基座内，且与所述第三传动组件的第一端传动连接，以实现所述第三驱动件驱动所述第三手指能够靠近或远离所述基座的中心。

根据本发明的一些实施例，所述驱动组件包括第四驱动件和第四传动组件，所述第四驱动件固定于所述基座内；所述第四传动组件传动连接于所述第四驱动件与所述第二机械爪和所述第三机械爪之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一手指、所述第二手指及所述第三手指由弹性材料制成。

根据本发明的一些实施例，所述第一手指、所述第二手指及所述第三手指的抓取面覆盖有柔性材料。