本技術(shù)涉及機(jī)械夾持器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種剛?cè)狁詈献ナ旨捌淇刂葡到y(tǒng)、控制方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)夾持器主要以剛性結(jié)構(gòu)為主，在汽車(chē)制造等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。而在汽車(chē)制作過(guò)程中，涉及不同材料屬性，不同形狀及不同大小的零部件，通過(guò)單一夾具難以完成對(duì)這些零部件的抓取。隨著制造技術(shù)和材料學(xué)的發(fā)展，提出了軟體夾持器。軟體夾持器本體使用軟材料加工而成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料屬性，不同形狀及不同大小物體的抓取，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)夾持器的不足。但是軟體夾持器也存在剛度差和強(qiáng)度低等問(wèn)題，致使軟體夾持器的承載能力不足和工作可靠性不高。

2、為此，相關(guān)技術(shù)中嘗試將剛性結(jié)構(gòu)與柔性結(jié)構(gòu)結(jié)合從而設(shè)計(jì)剛?cè)峤Y(jié)合的夾持器，讓二者相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而獲得更好的整體性能。如cn117901162a公開(kāi)了一種剛?cè)狁詈蠆A持器，包括支撐單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，包含多個(gè)驅(qū)動(dòng)源，且氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元與剛性結(jié)構(gòu)耦合在一起，限制了夾持器的柔順性。專(zhuān)利cn115972251a也公布了剛?cè)峤Y(jié)合的夾持器，包含變角度機(jī)構(gòu)和兩個(gè)手指，每個(gè)手指包括手指內(nèi)骨骼和柔性皮膚，內(nèi)骨分為三段，同樣限制了夾持器的柔順性。另外，專(zhuān)利cn116372963a剛?cè)狁詈戏孪蟊鞘綂A持器，包含驅(qū)動(dòng)組件、剛性機(jī)構(gòu)及柔性機(jī)構(gòu)，該夾持器能夾持的范圍較小，且抓取靈活性有限。可見(jiàn)，相關(guān)技術(shù)中提出的剛?cè)狁詈蠆A持器普遍存在夾持力有余而柔順性不夠，柔順性好但夾持力不夠的特點(diǎn)。并且，通過(guò)電機(jī)來(lái)提高夾持力，使用小型或微型電機(jī)時(shí)夾持力的提升有限，使用大型電機(jī)時(shí)使得結(jié)構(gòu)變的笨重。

3、因此，本技術(shù)提供了一種剛?cè)狁詈献ナ旨捌淇刂葡到y(tǒng)、控制方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種剛?cè)狁詈献ナ旨捌淇刂葡到y(tǒng)、控制方法，能夠解決上述提到的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。具體方案如下：

2、根據(jù)本技術(shù)的具體實(shí)施方式，第一方面，本技術(shù)提供一種剛?cè)狁詈献ナ?，包括?/p>

3、氣動(dòng)單元，由第一氣缸（1）和兩個(gè)第二氣缸（7）組成，用于驅(qū)動(dòng)控制；其中，所述第一氣缸（1）分別與氣缸支撐座（2）及第一氣缸推桿（3）相接，用于所述第一氣缸推桿（3）的驅(qū)動(dòng)控制，所述第二氣缸（7）分別與第二氣缸固定板（8）及第二氣缸推桿（9）相接，用于所述第二氣缸推桿（9）的驅(qū)動(dòng)控制；其中，所述第一氣缸（1）對(duì)所述第一氣缸推桿（3）的驅(qū)動(dòng)控制滿足使所述剛?cè)狁詈献ナ终{(diào)節(jié)抓手開(kāi)度，所述第二氣缸（7）對(duì)所述第二氣缸推桿（9）的驅(qū)動(dòng)控制滿足使所述剛?cè)狁詈献ナ终{(diào)節(jié)抓指伸縮；支撐單元，由所述氣缸支撐座（2）、所述第二氣缸固定板（8）、以及柔性抓指固定板（11）組成，用于機(jī)械連接及固定；其中，所述氣缸支撐座（2）用于抓手位置的固定，所述第二氣缸固定板（8）基于用于所述第二氣缸（7）的固定，柔性抓指固定板（11）用于柔性抓指（13）的固定；連桿桿組，由所述第一氣缸推桿（3）、第一連接桿（4）、第二連接桿（5）、擴(kuò)展板（6）、所述第二氣缸推桿（9）、第三連接桿（10）組成，用于各部件連接；其中，所述第一氣缸推桿（3）分別與所述第一氣缸（1）及所述擴(kuò)展板（6）相連接，所述第一連接桿（4）分別與所述氣缸支撐座（2）及所述第二連接桿（5）相連接，所述第二連接桿（5）分別與所述第一連接桿（4）、所述擴(kuò)展板（6）、以及所述第二氣缸固定板（8）相連接，所述第二連接桿（5）輔助所述第二氣缸固定板（8）固定所述第二氣缸（7），所述第二氣缸推桿（9）分別與所述第二氣缸（7）和剛性抓指（12）相連接，所述第三連接桿（10）分別與所述柔性抓指固定板（11）及所述剛性抓指（12）相連接；抓取單元，由所述剛性抓指（12）和所述柔性抓指（13）組成，用于抓??；其中，所述柔性抓指（13）外側(cè)為齒條結(jié)構(gòu)，所述柔性抓指內(nèi)部為全連通的空腔，所述柔性抓指（13）在與所述柔性抓指固定板（11）相接的方向設(shè)有氣孔，所述柔性抓指（12）在被基于所述氣孔進(jìn)行充氣時(shí)，滿足隨充氣進(jìn)行彎曲變形，以對(duì)外施加力。

4、一種實(shí)施方式中，所述第一連接桿（4）、所述第二連接桿（5）、所述第二氣缸（7）、所述第二氣缸固定板（8）、所述第二氣缸推桿（9）、所述第三連接桿（10）、所述柔性抓指固定板（11）、所述剛性抓指（12）和所述柔性抓指（13）成套配置，每套配置中，所述柔性抓指（13）的數(shù)量為2，其他組件的數(shù)量為1。

5、一種實(shí)施方式中，每套所述配置中，一個(gè)所述剛性抓指（12）及兩個(gè)所述柔性抓指（13）并行排列，且所述剛性抓指（12）配置于兩個(gè)所述柔性抓指（13）之間。

6、一種實(shí)施方式中，所述剛?cè)狁詈献ナ譃榘ㄈ姿雠渲玫沫h(huán)繞對(duì)稱結(jié)構(gòu)，三套所述配置中各配置之間具有120°的間隔夾角。

7、一種實(shí)施方式中，所述柔性抓指固定板（11）與所述第二連接桿（5）、所述第一連接桿（4）和所述氣缸支撐座（2）串聯(lián)剛性連接，所述剛性抓指（12）與所述第二氣缸推桿（9）剛性連接，所述第二氣缸（7）與所述第二氣缸固定板（8）剛性連接，所述第二氣缸固定板（8）與所述第二連接桿（5）、所述第一連接桿（4）串聯(lián)剛性連接。

8、一種實(shí)施方式中，所述第一氣缸推桿（3）有效推程為22mm，所述第一氣缸（1）總長(zhǎng)為40mm，所述第一連接桿（4）與豎直方向的夾角范圍在30.31°~?48.09°。

9、一種實(shí)施方式中，所述柔性抓指（13）包括柔性抓指內(nèi)層（206）、柔性抓指表層（207）和應(yīng)變限制層（208）；所述柔性抓指內(nèi)層，為所述空腔的包裹層，所述柔性抓指內(nèi)層滿足在被充氣的情況下進(jìn)行膨脹變形；所述柔性抓指表層，套設(shè)在所述柔性抓指內(nèi)層的外部，所述柔性抓指表層滿足隨所述柔性抓指內(nèi)層的膨脹變形進(jìn)行相應(yīng)延伸；所述應(yīng)變限制層，設(shè)置于所述柔性抓指內(nèi)層的內(nèi)側(cè)內(nèi)表面，所述應(yīng)變限制層受充氣的形變效率低于所述柔性抓指內(nèi)層受充氣的形變效率，用于限制所述柔性抓指內(nèi)層和所述柔性抓指表層對(duì)于內(nèi)側(cè)表面的形變效率,此內(nèi)容不作為本技術(shù)的保護(hù)范圍，故不做圖解。

10、根據(jù)本技術(shù)的具體實(shí)施方式，第二方面，本技術(shù)提供一種剛?cè)狁詈献ナ值目刂葡到y(tǒng)，包括：

11、主控臺(tái)，用于控制第一氣缸的推進(jìn)，用于控制第二氣缸的推進(jìn)，以及用于控制柔性抓指的充氣；以及第一方面中任一項(xiàng)所述的剛?cè)狁詈献ナ郑?/p>

12、一種實(shí)施方式中，所述柔性抓指配置有力傳感器，所述力傳感器用于檢測(cè)所述柔性抓指向內(nèi)側(cè)的施加力；所述主控臺(tái)，還用于響應(yīng)所述施加力的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整抓取方案；其中，所述抓取方案包括只控制所述柔性抓指進(jìn)行抓取、只控制所述剛性抓指進(jìn)行抓取、以及同時(shí)控制所述柔性抓指及所述剛性抓指進(jìn)行抓取。

13、根據(jù)本技術(shù)的具體實(shí)施方式，第三方面，本技術(shù)提供一種剛?cè)狁詈献ナ值目刂品椒?，?yīng)用于第二方面中柔性抓指配置有力傳感器的控制系統(tǒng)，包括：

14、監(jiān)測(cè)所述力傳感器的施加力；在所述施加力小于第一閾值的情況下，控制所述剛?cè)狁詈献ナ謨H采用所述柔性抓指進(jìn)行抓取；在所述施加力大于或等于所述第一閾值且小于第二閾值的情況下，控制所述剛?cè)狁詈献ナ滞瑫r(shí)采用所述柔性抓指及所述剛性抓指進(jìn)行抓??；在所述施加力大于或等于所述第二閾值的情況下，控制所述剛?cè)狁詈献ナ謨H采用所述剛性抓指進(jìn)行抓取。

15、本技術(shù)實(shí)施例的上述方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有以下有益效果：

16、通常的，剛性抓指的優(yōu)勢(shì)在于其強(qiáng)大的抓取力，特別適用于搬運(yùn)質(zhì)量大、強(qiáng)度高的物體，確保了穩(wěn)定性和承重能力。柔性抓指的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)對(duì)被抓取物體造成損傷，且在適應(yīng)形狀變化方面表現(xiàn)出色。本技術(shù)中兼顧剛性抓指及柔性抓指的優(yōu)勢(shì)，提供了一種剛?cè)狁詈献ナ?，該抓手以連桿裝置為傳動(dòng)件，用于規(guī)劃和控制剛?cè)狁詈献ナ值木_抓取動(dòng)作，由于連桿的機(jī)械約束和幾何學(xué)特性，通過(guò)計(jì)算和分析，可以提前規(guī)劃出連桿機(jī)構(gòu)中每個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)軌跡。只要合理地設(shè)計(jì)并設(shè)定好連桿的各項(xiàng)參數(shù)，如長(zhǎng)度、角度和連接點(diǎn)位置等，連桿的運(yùn)動(dòng)就會(huì)按照預(yù)定的軌跡進(jìn)行，確保抓手的抓取動(dòng)作既穩(wěn)定又準(zhǔn)確。采用連桿機(jī)構(gòu)不僅提高了抓手的操作效率，還增強(qiáng)了其適應(yīng)不同抓取任務(wù)的能力。同時(shí)，在僅依賴第一氣缸驅(qū)動(dòng)時(shí)，剛性抓指與柔性抓指在執(zhí)行抓取動(dòng)作時(shí)保持同步且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝粴飧滓苿?dòng)至預(yù)設(shè)的指定位置后，通過(guò)向柔性制動(dòng)器注入壓縮空氣來(lái)激活柔性抓取模式，以適應(yīng)不同形狀和大小的物體。然而，若遇到目標(biāo)物體重量超出柔性抓指的承受范圍時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)向第二氣缸提供氣壓，以啟動(dòng)剛性抓指作為輔助，確保穩(wěn)定地承托并抓取目標(biāo)物體。這種設(shè)計(jì)巧妙地融合了柔性與剛性兩種抓取機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了在兩種模式之間平滑、高效的切換，從而顯著提升了抓取系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。