本發(fā)明涉及仿生機(jī)械手，特別涉及一種多角度柔性仿生機(jī)械手。

背景技術(shù)：

1、仿生機(jī)械手的設(shè)計(jì)與開發(fā)，是近年來(lái)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，它結(jié)合了仿生學(xué)、材料科學(xué)、傳感器技術(shù)、控制理論和機(jī)械工程等多個(gè)學(xué)科的最新成果，旨在創(chuàng)造出能夠執(zhí)行復(fù)雜操作、適應(yīng)多變環(huán)境、并具有高度靈活性與智能性的機(jī)械裝置，在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療手術(shù)、空間探索、救援任務(wù)和日常生活輔助等領(lǐng)域，這種機(jī)械手的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于自然界中生物的靈活肢體，如人類的手、章魚的觸手或蛇的軀體，它們通常采用柔性的材料和結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)，模仿生物肢體的靈活性和適應(yīng)性。例如，通過使用形狀記憶合金、軟體機(jī)器人技術(shù)或氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)類似生物肌肉的伸縮和彎曲，以適應(yīng)不同形狀和大小的物體，多角度柔性仿生機(jī)械手通常配備有豐富的傳感器，如力覺傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器等，這些傳感器能夠提供關(guān)于環(huán)境和物體的實(shí)時(shí)反饋，使機(jī)械手能夠感知物體的質(zhì)地、形狀和位置，從而進(jìn)行精確的抓握和操作，并結(jié)合先進(jìn)的控制算法，機(jī)械手能夠根據(jù)任務(wù)需求和環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)整抓握力度、角度和方向，實(shí)現(xiàn)智能化的交互。

2、現(xiàn)有的仿生機(jī)械手大多采用五指或四指設(shè)計(jì)，雖較為靈活，但是物體進(jìn)行抓握時(shí)，與物體的接觸面積較小，從而導(dǎo)致裝置的抓握穩(wěn)定性較差，使物體容易在移動(dòng)的過程中出現(xiàn)傾倒或滑落的情況，特別是在對(duì)多邊形物體進(jìn)行抓握時(shí)，多邊形物體的多個(gè)面受力不均，更容易出現(xiàn)這種情況，因此現(xiàn)提出一種多角度柔性仿生機(jī)械手具有增加接觸面積和摩擦力和提高裝置抓握時(shí)穩(wěn)定性的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提出采用五指或四指設(shè)計(jì)，雖較為靈活，但是物體進(jìn)行抓握時(shí)，與物體的接觸面積較小，從而導(dǎo)致裝置的抓握穩(wěn)定性較差，使物體容易在移動(dòng)的過程中出現(xiàn)傾倒或滑落的情況，特別是在對(duì)多邊形物體進(jìn)行抓握時(shí)，多邊形物體的多個(gè)面受力不均，更容易出現(xiàn)這種情況問題，本發(fā)明提供了一種多角度柔性仿生機(jī)械手。

2、一種多角度柔性仿生機(jī)械手，包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的表面設(shè)置有主體機(jī)構(gòu)，主體機(jī)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有固定機(jī)構(gòu)；

3、所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)板，轉(zhuǎn)動(dòng)板上固定連接有第一氣囊，第一氣囊遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)板的一側(cè)固定連接有若干個(gè)凸塊，轉(zhuǎn)動(dòng)板的上下兩端分別開設(shè)有限位槽，兩個(gè)限位槽的內(nèi)部均滑動(dòng)連接有限位桿，限位桿遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)板的一端與滑動(dòng)架之間固定連接，滑動(dòng)架上固定連接有兩個(gè)滑板，滑動(dòng)架遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)板的一側(cè)固定連接有第一活塞桿，第一活塞桿遠(yuǎn)離滑動(dòng)架的一端固定連接有第一彈簧，第一彈簧遠(yuǎn)離滑動(dòng)架的一端與密封艙之間滑動(dòng)連接。

4、優(yōu)選地，所述的兩個(gè)滑板均位于滑動(dòng)架遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)板的一側(cè)，第一活塞桿位于兩個(gè)滑板之間，第一活塞桿遠(yuǎn)離滑動(dòng)架的一端通過第一彈簧與密封艙之間彈性連接，滑動(dòng)架的外形呈現(xiàn)為“u”字型，滑動(dòng)架的兩端與轉(zhuǎn)動(dòng)板之間滑動(dòng)連接。

5、優(yōu)選地，所述的主體機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手主體，機(jī)械手主體的頂部設(shè)置有柔性機(jī)械臂，機(jī)械手主體的底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有兩個(gè)夾爪。

6、優(yōu)選地，所述的夾爪的內(nèi)部開設(shè)有四個(gè)第一滑槽，四個(gè)第一滑槽均貫穿夾爪的內(nèi)壁延伸至兩個(gè)夾爪之間，第一滑槽的尺寸與滑板的尺寸相適配，滑板與第一滑槽之間滑動(dòng)連接。

7、優(yōu)選地，所述的機(jī)械手主體的內(nèi)部開設(shè)有密封槽，夾爪的內(nèi)部開設(shè)有通氣槽，夾爪的內(nèi)部開設(shè)有兩個(gè)第二滑槽。

8、優(yōu)選地，所述的兩個(gè)第二滑槽均貫穿夾爪的內(nèi)壁延伸至兩個(gè)夾爪之間，兩個(gè)第二滑槽位于四個(gè)第一滑槽的上方，密封槽位于四個(gè)第一滑槽之間，通氣槽與密封槽之間相通。

9、優(yōu)選地，所述的夾爪遠(yuǎn)離柔性機(jī)械臂的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板，第一氣囊位于轉(zhuǎn)動(dòng)板遠(yuǎn)離夾爪的一側(cè)，密封艙與夾爪的內(nèi)壁之間固定連接。

10、優(yōu)選地，所述的固定機(jī)構(gòu)包括觸發(fā)板，觸發(fā)板上固定連接有第二活塞桿，第二活塞桿遠(yuǎn)離觸發(fā)板的一端固定連接有第二彈簧，通氣槽的內(nèi)部滑動(dòng)連接有第三活塞桿，第三活塞桿遠(yuǎn)離通氣槽的一端固定連接有移動(dòng)板，移動(dòng)板遠(yuǎn)離第三活塞桿的一端固定連接有第二氣囊，移動(dòng)板遠(yuǎn)離第二氣囊的一側(cè)固定連接有兩個(gè)滑桿。

11、優(yōu)選地，所述的第三活塞桿位于兩個(gè)滑桿之間，移動(dòng)板位于觸發(fā)板的上方。

12、優(yōu)選地，所述的觸發(fā)板位于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板之間，第二活塞桿與密封槽之間滑動(dòng)連接，第二活塞桿遠(yuǎn)離觸發(fā)板的一端通過第二彈簧與密封槽的內(nèi)壁之間彈性連接，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)板以觸發(fā)板為中心對(duì)稱分布，滑桿與第二滑槽之間滑動(dòng)連接。

13、本發(fā)明的工作原理及工作過程：

14、在需要對(duì)多邊形物體進(jìn)行抓握時(shí)，先通過傳感器感知物體的質(zhì)地、形狀和位置，并通過控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使柔性機(jī)械臂帶動(dòng)夾爪移動(dòng)到物體的上方，使機(jī)械手主體底部的兩個(gè)夾爪分別位于物體的兩側(cè)，然后通過控制系統(tǒng)控制兩個(gè)夾爪向相互靠近的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；

15、在此過程中，兩個(gè)夾爪上的觸發(fā)板會(huì)先與物體的表面相抵，然而夾爪會(huì)繼續(xù)向靠近物體的方向移動(dòng)，從而使第二活塞桿在密封槽的內(nèi)部向靠近通氣槽的方向滑動(dòng)，并擠壓第二彈簧，同時(shí)會(huì)擠壓密封槽內(nèi)部的空氣并將其擠壓至通氣槽的內(nèi)部，通過氣壓使第三活塞桿帶動(dòng)移動(dòng)板向遠(yuǎn)離通氣槽的方向滑動(dòng)，最終通過移動(dòng)板帶動(dòng)兩個(gè)夾爪上的兩個(gè)第二氣囊與物體的表面相抵，并擠壓通氣槽使第二氣囊與物體的表面在最大程度上相貼合；

16、同時(shí)夾爪在向靠近物體移動(dòng)的過程中，物體上的斜面會(huì)與轉(zhuǎn)動(dòng)板上的第一氣囊相抵，并隨著夾爪的移動(dòng)擠壓第一氣囊，使轉(zhuǎn)動(dòng)板在夾爪的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使限位桿在限位槽的內(nèi)部滑動(dòng)，又因?yàn)榛瑒?dòng)架通過滑板與第一滑槽之間滑動(dòng)，所以轉(zhuǎn)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)滑動(dòng)架施加靠近夾爪方向的壓力，從而帶動(dòng)第一活塞桿在密封艙的內(nèi)部滑動(dòng)，并擠壓密封艙內(nèi)部空氣和第一彈簧，直至轉(zhuǎn)動(dòng)板的角度與物體斜面的角度一致時(shí)，第一氣囊上的凸塊與物體的斜面相貼合，且通過密封艙內(nèi)部氣壓和第一彈簧的彈力，將物體固定在四個(gè)第一氣囊之間，完成對(duì)物體的抓握。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明通過設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)板和凸塊等結(jié)構(gòu)的配合，提升了裝置在對(duì)物體抓握時(shí)的穩(wěn)定性，夾爪在向靠近物體移動(dòng)的過程中，物體上的斜面會(huì)與轉(zhuǎn)動(dòng)板上的第一氣囊相抵，并隨著夾爪的移動(dòng)擠壓第一氣囊，使轉(zhuǎn)動(dòng)板在夾爪的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使限位桿在限位槽的內(nèi)部滑動(dòng)，又因?yàn)榛瑒?dòng)架通過滑板與第一滑槽之間滑動(dòng)，所以轉(zhuǎn)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)滑動(dòng)架施加靠近夾爪方向的壓力，從而帶動(dòng)第一活塞桿在密封艙的內(nèi)部滑動(dòng)，并擠壓密封艙內(nèi)部空氣和第一彈簧，直至轉(zhuǎn)動(dòng)板的角度與物體斜面的角度一致時(shí)，第一氣囊上的凸塊與物體的斜面相貼合，且通過密封艙內(nèi)部氣壓和第一彈簧的彈力，將物體固定在四個(gè)第一氣囊之間，增加裝置對(duì)物體抓握時(shí)的接觸面積，而在第一氣囊上設(shè)置若干個(gè)凸塊，可以提高裝置抓握時(shí)的摩擦力，從而提高裝置的抓握的穩(wěn)定性，同時(shí)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)板可以適應(yīng)多種不同的多邊形物體的斜面角度，便于對(duì)其進(jìn)行抓握，從而可以提高裝置的適用范圍；

19、本發(fā)明通過設(shè)置觸發(fā)板和第二氣囊等結(jié)構(gòu)的配合，便利了與轉(zhuǎn)動(dòng)板之間配合，對(duì)物體進(jìn)行雙層固定，夾爪在向靠近物體移動(dòng)的過程中，兩個(gè)夾爪上的觸發(fā)板會(huì)先與物體的表面相抵，然而夾爪會(huì)繼續(xù)向靠近物體的方向移動(dòng)，從而使第二活塞桿在密封槽的內(nèi)部向靠近通氣槽的方向滑動(dòng)，并擠壓第二彈簧，同時(shí)會(huì)擠壓密封槽內(nèi)部的空氣并將其擠壓至通氣槽的內(nèi)部，通過氣壓使第三活塞桿帶動(dòng)移動(dòng)板向遠(yuǎn)離通氣槽的方向滑動(dòng)，最終通過移動(dòng)板帶動(dòng)兩個(gè)夾爪上的兩個(gè)第二氣囊與物體的表面相抵，并擠壓通氣槽使第二氣囊與物體的表面在最大程度上相貼合，可以進(jìn)一步提高裝置在對(duì)物體進(jìn)行抓握時(shí)的穩(wěn)定性，同時(shí)通過雙層固定，可以避免裝置對(duì)物體進(jìn)行移動(dòng)時(shí)物體傾倒或滑落的情況發(fā)生。