申请/专利权人：苏州柔触机器人科技有限公司

申请日：2018-02-06

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN108098808B

主分类号：B25J15/00

分类号：B25J15/00;B25J15/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.06.26#实质审查的生效;2018.06.01#公开

摘要：本发明公开了一种带蹼柔性手指组件，包括至少三个柔性手指，每个柔性手指均包括手指底板和手指指面，所述手指底板和手指指面共同围成了驱动腔室，所述柔性手指上设置有与驱动腔室连通的进气口，各柔性手指分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指的手指底板之间设置有柔性指蹼，所有柔性手指和柔性指蹼围成了用于抓取物品的抓取空间。另外本发明还公开了使用该带蹼柔性手指组件的抓取方法，该抓取方法带蹼的柔性手指形成的抓取空间可抓取松散的物品，从而替代了人工抓取，提高了安全性能。

主权项：1.一种带蹼柔性手指组件，包括至少三个柔性手指，每个柔性手指均包括手指底板和手指指面，所述手指底板和手指指面共同围成了驱动腔室，所述柔性手指上设置有与驱动腔室连通的进气口，其特征在于：各柔性手指分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指的手指底板之间设置有柔性指蹼，所有柔性手指和柔性指蹼围成了用于抓取物品的抓取空间；所述手指底板上固定有压板，所述压板采用分体式的压板，包括多段结构，所述压板和手指底板将柔性指蹼压紧固定；所述手指底板和压板之间嵌入固定，所述手指底板或者压板上设置有嵌入凸起，对应的所述压板或手指底板上设置有与嵌入凸起配合的嵌入孔；所述压板和柔性指蹼的内侧面之间设置有将两者粘结的粘结胶层，所述柔性指蹼为四周封闭的筒状结构，所述各柔性手指的手指底板粘结于筒状的柔性指蹼的外壁上。

全文数据：一种带蹼柔性手指组件及使用该手指组件的抓取方法技术领域[0001]本发明涉及一种带蹼柔性手指组件，同时还涉及一种使用该手指组件的抓取方法。背景技术[0002]在工业自动化领域，机械臂末端抓取动作主要由刚性机械手爪或真空吸盘完成。但刚性机械手爪，由于力度难以控制，很难对柔软、脆弱物体实现无损抓取。真空吸盘在搬运过程中难以适应表面粗糙、开孔的异形物体。这导致两者应用场景均存在局限性。[0003]针对上述的问题，申请人申请了一种柔性手指以及使用该柔性手指进行柔性夹持和抓取的柔性夹具，其中柔性手指的结构在专利号为2017106676%.7的申请文件中详细记载，而柔性夹具在201710667157•3中详细记载，这种柔性手指和柔性夹具能够实现对柔软、脆弱物体的抓取而不会对物体本身产生损伤。但是这种结构还是存在一个问题是，上述的柔性手指组件和夹具无法抓取松散的物品，比如颗粒状的化肥、药品，也无法抓取粉末状的物品，如面粉，也无法抓取绒絮状或纤维状的物品，如石棉、短玻璃纤维、碳纤维等，因此，有必要对上述的柔性手指组件进行再次改进。发明内容[0004]本发明所要解决的第一个技术问题是:提供一种可以抓取松散的物品的带蹼柔性手指组件。[0005]本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种使用上述的手指组件的抓取方法，该抓取方法利用了带蹼的柔性手指可抓取松散的物品，从而替代了人工抓取，提高了安全性能。[0006]为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是:一种带蹼柔性手指组件，包括至少三个柔性手指，每个柔性手指均包括手指底板和手指指面，所述手指底板和手指指面共同围成了驱动腔室，所述柔性手指上设置有与驱动腔室连通的进气口，各柔性手指分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指的手指底板之间设置有柔性指蹼，所有柔性手指和柔性指蹼围成了用于抓取物品的抓取空间。[0007]作为一种优选的方案，所述柔性指蹼为四周封闭的筒状结构，所述各柔性手指的手指底板粘结于筒状的柔性指蹼的外壁上。[0008]作为一种优选的方案，各柔性手指圆周均布在筒状的柔性指蹼的外壁上。[0009]作为一种优选的方案，所述柔性指蹼为分体式结构，所述柔性指蹼包括若千块指蹼单体，每个指蹼单体固定于相邻柔性手指的手指底板之间。[0010]作为一种优选的方案，所述手指底板上固定有压板，所述压板和手指底板将柔性指蹼压紧固定。[0011]作为一种优选的方案，所述手指底板和压板之间嵌入固定，所述手指底板或者压板上设置有嵌入凸起，对应的所述压板或手指底板上设置有与嵌入凸起配合的嵌入孔。[0012]作为一种优选的方案，所述压板和柔性指蹼的内侧面之间设置有将两者粘结的粘结胶层。[0013]采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于一种带蹼柔性手指组件，包括至少三个柔性手指，每个柔性手指均包括手指底板和手指指面，所述手指底板和手指指面共同围成了驱动腔室，所述柔性手指上设置有与驱动腔室连通的进气口，各柔性手指分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指的手指底板之间设置有柔性指蹼，所有柔性手指和柔性指蹼围成了用于抓取物品的抓取空间，这样，该带蹼柔性手指组件可应用于松散的物品的抓取，实际抓取时，只需要将该带蹼柔性手指组件的手指指尖与物品接触，然后进气口通气使驱动腔室充气，这样柔性手指就会向手指底板侧弯曲，这样就将该抓取空间的底部缩小，这样松散的物品就会处于抓取空间内，松散的物品被柔性手指的弯曲抓取力抓取的同时也被柔性指蹼包裹，从而不易掉落，因此，这种带蹼柔性手指组件适应背景技术中无法抓取的物品，如面粉、颗粒药品、化肥、碳纤维、石棉等化学纤维。[0014]又由于所述柔性指蹼为四周封闭的筒状结构，所述各柔性手指的手指底板粘结于筒状的柔性指蹼的外壁上，该柔性指蹼制作成为一体的结构，这样柔性指蹼整体结构更加牢固。[0015]又由于所述手指底板上固定有压板，所述压板和手指底板将柔性指蹼压紧固定，利用该压板可以进一步使柔性指蹼和手指底板之间牢固固定。[0016]又由于所述手指底板和压板之间嵌入固定，所述手指底板或者压板上设置有嵌入凸起，对应的所述压板或手指底板上设置有与嵌入凸起配合的嵌入孔。所述压板和柔性指蹼的内侧面之间设置有将两者粘结的粘结胶层，这样，该压板和手指底板之间嵌入固定的同时还通过粘结胶层和柔性指蹼粘结固定，这样，使手指底板、柔性指蹼和压板三者固定更加牢固。[0017]为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是:一种使用权利要求1的带蹼柔性手指组件的抓取方法，该抓取方法包括以下步骤：[0018]S1、将柔性手指组件的各柔性手指固定在安装座上并使进气口与气路系统连通；[0019]S2、将安装座移动到待抓取物品处使柔性手指的指尖与松散的待抓取物品接触；[0020]S3、利用气路系统对每个柔性手指的驱动腔室充气使柔性手指向手指底板侧弯曲，柔性手指弯曲带动柔性指蹼收拢将待抓取物品收纳于抓取空间内。[0021]优选的，该抓取方法在步骤S2和S3之间还增加步骤S2-3,该S2-3的具体方式为：柔性手指的指尖接触待抓取物品后，气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开，该柔性手指弯曲张开的过程中柔性手指进一步向待抓取物品靠近将柔性手指外侧的待抓取物品拨开。[0022]优选的，该抓取方法在步骤S1和S2之间还增加步骤S1-2,该S1-2的具体方式为：气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开。[0023]采用了上述技术方案后，本发明的效果是:该抓取方法利用了带蹼的柔性手指组件去抓取松散的物品，物品处于抓取空间内不易掉落，这样适合一些原本柔性手指无法抓取的物品，替代了人工抓取，特别适合一些对人体有害的物品的抓取。[0024]又由于该抓取方法在步骤S2和S3之间还增加步骤S2-3，该S2-3的具体方式为:柔性手指的指尖接触待抓取物品后，气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开，该柔性手指弯曲张开的过程中柔性手指进一步向待抓取物品靠近将柔性手指外侧的待抓取物品拨开，这样，在抓取时，柔性手指会因为抽气而出现弯曲张开的过程，在这个过程中弯曲张开的手指会拨开待抓取物品，这样使柔性手指的指尖进入到待抓取物品的深度会更深，这样抓取的物品更多。[0025]又由于该抓取方法在步骤S1和S2之间还增加步骤S1-2,该S1-2的具体方式为:气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开，该增加S1-2步骤，可以使手指张开的更大，也一定程度增加了抓取量。附图说明[0026]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0027]图1是本发明实施例的正面结构示意图；[0028]图2是本发明实施例的柔性手指组件安装后的使用状态图；[0029]图3是柔性手指的剖视图；[0030]图4是另一种结构的未安装柔性指蹼时的柔性手指的示意图；[0031]附图中：1.柔性手指；11•手指指面；111.波峰；112.波谷；12•手指底板;13.驱动腔室；14.进气口；15.颈部；151.颈部连接段；152•颈部法兰；16•指跟段;2•柔性指蹼;3.压板；4.安装座;5.安装进气块;6.罩壳；7•进气通道;8.嵌入凸起;9•粘结胶层。具体实施方式[0032]下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。[0033]如图1所示，一种带蹼柔性手指1组件，包括至少三个柔性手指1，每个柔性手指1均包括手指底板12和手指指面11，所述手指底板12和手指指面11共同围成了驱动腔室13,所述柔性手指1上设置有与驱动腔室13连通的进气口14,所述柔性手指1的具体结构可以有至少两种结构，图1至图3示意了一种柔性手指1的结构，图4示意了另一种柔性手指1的结构。[0034]其中，图1至图3所示，三幅图中表示的柔性手指1与201710667696.7的申请文件记载的基本结构相同，也包括指尖段、指节段和指跟段16,指节段包括波峰111和波谷112;而图4公开了另一种柔性手指1的结构，该手指在专利号为201620683993.1的专利文件中公开，该柔性手指1包括手指底板12和手指指面11，手指指面11包括指尖段、指节段和颈部15，颈部15包括颈部连接段151和颈部法兰152,颈部法兰152上设置了进气口14,颈部连接段151设置了连通进气口14和驱动腔室13的连通孔，驱动腔室13并非一定需要双通道结构，这种结构的柔性手指1安装时可以通过上壳和下壳将颈部法兰152压紧密封固定。上述的两种柔性手指1的结构均可以用于本柔性手指1组件中。[0035]各柔性手指1分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指1的手指底板12之间设置有柔性指蹼2,所有柔性手指1和柔性指蹼2围成了用于抓取物品的抓取空间。如图2所示，该图中表示了四个柔性手指1并且是成90°布置，在实际的使用中，柔性手指1形成了多边形可以为三边形、四边形、五边形、六边形等。[0036]如图1和图2所示，所述柔性指蹼2为四周封闭的筒状结构，所述各柔性手指1的手指底板12粘结于筒状的柔性指蹼2的外壁上。优选的，柔性手指1圆周均布在筒状的柔性指蹼2的外壁上。当然，柔性指蹼2与手指底板12之间的固定还有其他的方式，如图3所示，所述手指底板12上固定有压板3,所述压板3和手指底板12将柔性指蹼2压紧固定。通过压板3和手指底板12之间的压紧固定来避免柔性指蹼2和手指底板12分离。压板3采用分体式的压板3,包括多段结构，这样方便柔性手指1的完全变形，所述手指底板12和压板3之间嵌入固定，所述手指底板12或者压板3上设置有嵌入凸起8,对应的所述压板3或手指底板12上设置有与嵌入凸起8配合的嵌入孔。所述压板3和柔性指蹼2的内侧面之间设置有将两者粘结的粘结胶层9,进一步提高了粘结的牢固程度。[0037]另外，所述柔性指蹼2还可以为分体式结构，所述柔性指蹼2包括若干块指蹼单体，每个指蹼单体固定于相邻柔性手指1的手指底板12之间。这样相邻的指蹼单体在手指底板12上的衔接方式可以采用叠加粘结的方式实现固定，也可以采用边缘对齐拼接的方式胶水粘结。[0038]当然，上述的压板3和柔性指蹼2的内侧面还可以设置成防滑结构，例如小颗粒凸起，在抓取时可以起到移动的防滑作用。[0039]该柔性指蹼2的材质可以采用目前市面上常用的一些柔性材料，例如可以为布料、硅胶、柔性塑料或弹性塑料等。[0040]该带蹼柔性手指1组件可应用于松散的物品的抓取，实际抓取时，只需要将该带蹼柔性手指1组件的手指指尖与物品接触，然后进气口14通气使驱动腔室13充气，这样柔性手指1就会向手指底板12侧弯曲，这样就将该抓取空间的底部缩小，这样松散的物品就会处于抓取空间内，松散的物品被柔性手指1的弯曲抓取力抓取的同时也被柔性指蹼2包裹，从而不易掉落，因此，这种带蹼柔性手指1组件适应背景技术中无法抓取的物品，如面粉、颗粒药品、化肥、碳纤维、石棉等。[0041]本实施例还公开了一种使用带蹼柔性手指1组件的抓取方法，该抓取方法包括以下步骤：[0042]S1、将柔性手指1组件的各柔性手指1固定在安装座4上并使进气口14与气路系统连通;如图2所述，该安装座4上设置了安装进气块5,用来安装每个柔性手指1，并且安装进气块5上设置了进气通道7，进气通道7与气路系统连通，安装座4上设置了进气嘴，进气嘴插入柔性手指1的进气口14并通过罩壳6固定在安装进气块5上，气路系统采用抽吸两用的气栗实现抽气和充气，该气路系统为目前常规结构，在此不详细描述。[0043]S2、将安装座4移动到待抓取物品处使柔性手指1的指尖与松散的待抓取物品接触；[0044]S3、利用气路系统对每个柔性手指1的驱动腔室13充气使柔性手指1向手指底板12侧弯曲，柔性手指1弯曲带动柔性指蹼2收拢将待抓取物品收纳于抓取空间内。[0045]其中，本实施例对上述的抓取方法进行进一步的优化，其中，该抓取方法在步骤S2和S3之间还增加步骤S2-3,该S2-3的具体方式为:柔性手指1的指尖接触待抓取物品后，气路系统对每个柔性手指1的驱动腔室13抽气使柔性手指1向手指指面11侧弯曲张开，该柔性手指1弯曲张开的过程中柔性手指1进一步向待抓取物品靠近将柔性手指1外侧的待抓取物品拨开。该步骤的增加可以适应一些堆放比较踏实的颗粒状物品的抓取，通过弯曲拨料动作尽可能的使物料松散，同时也使柔性手指1尽可能的与物品充分接触，使抓取量提高。[0046]而另一种优化方案是，该抓取方法在步骤S1和S2之间还增加步骤S1-2,该S1-2的具体方式为:气路系统对每个柔性手指1的驱动腔室13抽气使柔性手指1向手指指面11侧=m张开、，该步纟來的增加可提高柔性手指1的张开量，这样再弯曲抓取时可以抓取更多的松散物品，这种抓取方式更加适合纤维、绒絮状的物品的抓取。[0047]本发明中提到的气路系统为现有技术，2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第3版SMC培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制，表明了本实施例中的气路系统也是现有的技术，清楚明了。[0048]以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的$定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应'落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

权利要求：1.一种带蹼柔性手指组件，包括至少三个柔性手指，每个柔性手指均包括手指底板和手指指面，所述手指底板和手指指面共同围成了驱动腔室，所述柔性手指上设置有与驱动腔室连通的进气口，其特征在于:各柔性手指分布在多边形的顶点处，相邻的两个柔性手指的手指底板之间设置有柔性指蹼，所有柔性手指和柔性指蹼围成了用于抓取物品的抓取空间。2.如权利要求1所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:所述柔性指嘆为四周封闭的筒状结构，所述各柔性手指的手指底板粘结于筒状的柔性指蹼的外壁上。3.如权利要求2所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:各柔性手指圆周均布在筒状的柔性指蹼的外壁上。4.如权利要求1所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:所述柔性指暖为分体式结构，所述柔性指蹼包括若干块指蹼单体，每个指蹼单体固定于相邻柔性手指的手指底板之间。5.如权利要求1至4任一项所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:所述手指底板上固定有压板，所述压板和手指底板将柔性指蹼压紧固定。6.如权利要求5所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:所述手指底板和压板之间嵌入固定，所述手指底板或者压板上设置有嵌入凸起，对应的所述压板或手指底板上设置有与嵌入凸起配合的嵌入孔。7.如权利要求6所述的一种带蹼柔性手指组件，其特征在于:所述压板和柔性指蹼的内侧面之间设置有将两者粘结的粘结胶层。8.—种使用权利要求1的带蹼柔性手指组件的抓取方法，其特征在于：该抓取方法包括以下步骤：51、将柔性手指组件的各柔性手指固定在安装座上并使进气口与气路系统连通；52、将安装座移动到待抓取物品处使柔性手指的指尖与松散的待抓取物品接触；53、利用气路系统对每个柔性手指的驱动腔室充气使柔性手指向手指底板侧弯曲，柔性手指弯曲带动柔性指蹼收拢将待抓取物品收纳于抓取空间内。9.如权利要求8所述的一种抓取方法，其特征在于:该抓取方法在步骤S2和S3之间还增加步骤S2-3，该S2-3的具体方式为:柔性手指的指尖接触待抓取物品后，气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开，该柔性手指弯曲张开的过程中柔性手指进一步向待抓取物品靠近将柔性手指外侧的待抓取物品拨开。10.如权利要求8所述的一种抓取方法，其特征在于:该抓取方法在步骤S1和S2之间还增加步骤S1-2，该S1-2的具体方式为:气路系统对每个柔性手指的驱动腔室抽气使柔性手指向手指指面侧弯曲张开。

百度查询： 苏州柔触机器人科技有限公司 一种带蹼柔性手指组件及使用该手指组件的抓取方法

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