一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114770570A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210321471.7(22)申请日2022.03.30(71)申请人安徽大学地址230601安徽省合肥市经济技术开发区九龙路111号(72)发明人郭小辉李翠翠武永慈杜鑫会王铭朱康利李杰兵黄承鹏洪琪张红伟(74)专利代理机构合肥国和专利代理事务所(普通合伙)34131专利代理师孙永刚(51)Int.Cl.B25J15/00(2006.01)B25J15/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手(57)摘要一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，包括气动驱动单元和各自独立控制的机械手单元，所述机械手单元包括整体形状呈仿生树枝结构的壳体，其至少一个沿长度方向的表面采用锯齿状结构，所述壳体内部具有形状一致的腔体，在与所述锯齿状结构相对位置的壳体表面还叠设有应变限制层，所述壳体和应变限制层均采用柔性材料，且应变限制层所采用杨氏模量大于腔体的柔性材料；所述仿生树枝结构的壳体和腔体均由一级主支部和若干级分支部构成，多级分支部的分支数量按照预定规律递增，各支部的分支的腔体分别与所述气动驱动单元相连且相互独立。本发明能够实现稳定，无损，灵巧抓取更多类型物体，且响应时间更短，形变过程更快速，抓取速率更高。CN114770570ACN114770570A权利要求书1/1页1.一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，包括气动驱动单元和各自独立控制的机械手单元(1)，其特征是：所述机械手单元(1)包括整体形状呈仿生树枝结构的壳体(11)，其至少一个沿长度方向的表面采用锯齿状结构(1101)，所述壳体(11)内部具有形状一致的腔体(12)，在与所述锯齿状结构(1101)相对位置的壳体(11)表面还叠设有应变限制层(1102)，所述壳体(11)和应变限制层(1102)均采用柔性材料，且应变限制层(1102)所采用杨氏模量大于壳体(11)的柔性材料；所述仿生树枝结构的壳体(11)和腔体(12)均由一级主支部(13)和若干级分支部(14)构成，多级分支部(14)的分支数量按照预定规律递增，各支部的分支的腔体(12)分别与所述气动驱动单元相连且相互独立。2.根据权利要求1所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述多级分支部(14)的分支数量以2的大于0的整数次方依次递增，每级分支部(14)均布置在以上一级支部的端部，并两两分支为一组以上一级分支部(14)的分支的中心线镜像对称排列。3.根据权利要求2所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述主支部(13)的主支腔体(1201)和各分支部(14)的分支腔体均为一端开口、另一端封闭的结构且相互独立，主支腔体(1201)和各分支腔体的开口端均设置在主支部(13)的端部；所述壳体(11)具有与腔体(12)一致的开口结构；所述开口端作为进气口分别与所述气动驱动单元相连。4.根据权利要求3所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述主支腔体(1201)的主支进气口(1301)设置在所述端部中间位置，各个分支腔体的进气口均对称布置在其上一级支部的进气口的两侧。5.根据权利要求2或3或4所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述分支部(14)中每两个镜像对称排列的分支与所述中心线的夹角均成60°。6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述壳体(11)的柔性材料均选用聚二甲基硅氧烷和碳黑混合溶剂制备；所述应变限制层(1102)的柔性材料采用硅橡胶和碳黑混合溶剂制备。7.根据权利要求7所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述主支腔体(1201)与分支腔体之间以及各分支腔体之间均通过隔膜(1201)相隔成独立的气道，隔膜(1201)与壳体(11)内壁的接触部分使用硅橡胶粘接。8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，其特征是：所述机械手由三个机械手单元(1)构成，三个机械手单元(1)互为120°夹角且互不接触。2CN114770570A说明书1/6页一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手技术领域:[0001]本发明涉及一种柔性仿生气动机械手，尤其是一种基于仿树枝结构的全柔性仿生气动式机械手，属于机器人技术领域。背景技术[0002]公知的，随着计算机技术、控制技术、人工智能技术的不断发展，机器人在智能制造、医疗技术、航空航天等领域扮演者越来越重要的角色。传统的机械手通常由刚性部件和刚性接头构成，有限的自由度，只能用来