一种感知驱动一体的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手

本发明属于机器人，特别涉及一种感知驱动一体的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手。

背景技术：

1、机器手作为机器人领域的一个重要组成部位，也是研究的热点和难点，灵巧手在操作空间内对目标实施抓取时，灵巧手指的自由度及其重要，自由度多，操作简单对整个系统起到关键作用。现有的柔性灵巧手指大多为3个自由度，这在对目标进行操作抓取的过程中有着很大的限制，同时，柔性灵巧手指在抓取的过程中刚度不够，对抓取目标的刚度有一定的限制，且抓取时对目标的抓取力度不够，稳定性不强。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的缺点，本发明提出了一种感知驱动为一体的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，操作简单，能实现多自由度运动的同时，且可以改变手指的刚度控制来解决目前存在的灵巧手指刚度调节不方便的缺点，提高目标抓取的稳定性和适应能力。

2、本发明包括气动驱动的柔性手指、手掌、手臂和手腕。

3、所述柔性手指包括扇形气动腔室和圆柱形气动腔室，对所述的气动腔室通入不同的气压，实现多自有度的弯曲；

4、所述气动腔室内含有玻璃微珠，用于改变柔性手指的刚度；

5、所述柔性手指的远指端处设置有角度传感器，用于获取柔性手指弯曲角度。

6、进一步说，所述手腕内部设置有电磁比例阀，用于调节储气罐输出的气压大小。

7、进一步说，所述储气罐设置于所述手臂内部。

8、进一步说，通过所述电磁比例阀和所述角度传感器，实时得到驱动压力和手指弯曲角度的对应数据，从而获取手指的位置信息，实现手指的感知驱动一体化功能。

9、进一步说，所述扇形气动腔室内部设有凹槽，用于实现手指不同程度的弯曲。

10、进一步说，通过所述手掌内部的气体通道连接所述气动腔室接口和储气罐。

11、进一步说，所述手掌的背部设置有无线通讯模块以及控制器。

12、进一步说，所述柔性手指的基体结构采用硅橡胶材料，手腕和手臂均采用树脂材料。

13、本发明具有以下有益效果：能够柔顺地抓取目标物体，对目标物体的刚度要求局限性较小，不容易对抓取的目标物体造成损害，且在自动化抓取过程中，能够对刚度较小，易损坏的目标物体进行保护性抓取。此外，通过三个腔室通入不同的气压实现空间内多自由度的操作，从而改变灵巧手指的可操作空间，更容易实现对空间目标的抓取操作，能够增加柔性手的工作空间，在气压驱动手指的操作过程中，手指上的角度传感器通过无线通讯模块实时通讯来进行传输手指弯曲的角度，从而最终控制手指的位置。

技术特征：

1.一种感知驱动一体的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，包括气动驱动的柔性手指、手掌、手臂和手腕，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：所述手腕内部设置有电磁比例阀，用于调节储气罐输出的气压大小。

3.根据权利要求2所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：所述储气罐设置于所述手臂内部。

4.根据权利要求2或3所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：通过所述电磁比例阀和所述角度传感器，实时得到驱动压力和手指弯曲角度的对应数据，从而获取手指的位置信息，实现手指的感知驱动一体化功能。

5.根据权利要求1所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：所述扇形气动腔室内部设有凹槽，用于实现手指不同程度的弯曲。

6.根据权利要求2所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：通过所述手掌内部的气体通道连接所述气动腔室接口和储气罐。

7.根据权利要求1所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：所述手掌的背部设置有无线通讯模块以及控制器。

8.根据权利要求1所述的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手，其特征在于：所述柔性手指的基体结构采用硅橡胶材料，手腕和手臂均采用树脂材料。

技术总结本发明公开了一种感知驱动一体的多自由度变刚度仿生柔性灵巧手。本发明包括气动驱动的柔性手指、手掌、手臂和手腕。所述柔性手指包括扇形气动腔室和圆柱形气动腔室，对所述的气动腔室通入不同的气压，实现多自有度的弯曲；所述气动腔室内含有玻璃微珠，用于改变柔性手指的刚度；所述柔性手指的远指端处设置有角度传感器，用于获取柔性手指弯曲角度。本发明能够柔顺地抓取目标物体，对目标物体的刚度要求局限性较小，不容易对抓取的目标物体造成损害，在自动化抓取过程中，能够对刚度较小，易损坏的目标物体进行保护性抓取。技术研发人员：翟振,周坤,马小龙,陶建平,程泰,王斌锐受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27