本發(fā)明涉及一種采用氣動(dòng)方式改變材料的特性，而實(shí)現(xiàn)抓取作用的變剛度填充物包袱器以及用此包袱器制成的抓持器。

背景技術(shù)：

目前市場上出現(xiàn)的用于抓取物品的機(jī)械手，大都是直接通過開合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)抓取和放下的，對于有些特定物品，也有采用磁場力作用的。這些傳統(tǒng)的機(jī)械手雖然應(yīng)用得比較多，但是也存在一些缺陷，例如電能耗費(fèi)比較大，容易對物品造成刮傷等。

變剛度填充物是指一些由內(nèi)部填充物組成的、剛度可變化的物體，例如聚集在一起的顆粒物，其在一定范圍內(nèi)可以作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，此時(shí)可視為“流體”，但在特定情況下也可以呈現(xiàn)出固態(tài)物質(zhì)所擁有的剛性。具體來說，比如在一個(gè)氣囊中放入一定量的顆粒物，讓其與空氣空存，當(dāng)氣囊內(nèi)顆粒物和空氣空存時(shí)，氣囊可以在外力作用下任意變形；當(dāng)氣囊內(nèi)的空氣減少時(shí)，整個(gè)氣囊慢慢表現(xiàn)出固體狀態(tài)，此時(shí)，其剛性結(jié)構(gòu)可以加以利用，這也是本發(fā)明的原理依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種變剛度填充物包袱器以及用此包袱器制成的抓持器，其采用氣動(dòng)方式改變材料的剛性，使其能抓持和放下物體，取代了傳統(tǒng)機(jī)械手的抓取方式。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種變剛度填充物包袱器，包括氣囊、基體和氣芯，所述基體呈圓柱型，所述氣囊套在基體的頂端，氣囊內(nèi)填充有顆粒物，所述氣芯連接在基體的底端，氣芯連接有外界氣泵。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述基體的頂端垂直向外延伸，形成延伸部。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述顆粒物的直徑大于0.5mm。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述顆粒物的材料選自不銹鋼、鐵珠、pvc塑料或有機(jī)玻璃中的一種。

一種變剛度填充物抓持器，包括固定板，以及連接在固定板下端的若干個(gè)機(jī)械手指，所述每個(gè)機(jī)械手指均包括所述的變剛度填充物包袱器。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述機(jī)械手指有三個(gè)，且三個(gè)機(jī)械手指在固定板下端呈等邊三角形排列。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述機(jī)械手指還包括連接在變剛度填充物包袱器上端的第一安裝板，以及設(shè)在第一安裝板上的軸承架，以及活動(dòng)連接在軸承架上端的連接件，以及活動(dòng)連接在連接件上端的第二安裝板，所述第二安裝板上端與固定板連接。

本發(fā)明的有益效果是：采用氣動(dòng)方式改變氣囊的剛性，使其實(shí)現(xiàn)抓取和放下物體，取代了傳統(tǒng)機(jī)械手的抓取方式，且動(dòng)作靈活快捷、操作方便，減少了對物品造成的損傷。另外，根據(jù)需要，可通過調(diào)節(jié)氣泵的氣壓大小、氣囊的大小，以及機(jī)械手指的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)抓取不同體積、類型的物品，適用性高。

附圖說明

圖1為變剛度填充物包袱器的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為變剛度填充物包袱器的分解后示意圖；

圖3為變剛度填充物抓持器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-氣囊，2-基體，21-延伸部，3-氣芯，4-固定板，5-機(jī)械手指，51-第一安裝板，52-軸承架，53-連接件，54-第二安裝板。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

結(jié)合圖1和圖2所示，一種變剛度填充物包袱器，包括氣囊1、基體2和氣芯3，基體2呈圓柱型，氣囊1套在基體2的頂端，氣囊1內(nèi)填充有顆粒物，氣芯3連接在基體2的底端，氣芯3通過管道連接有外界氣泵，可由控制裝置的控制下對氣囊1內(nèi)進(jìn)行充、放氣。

在使用前，將氣囊1套在基體2頂端，用皮筋固定，利用其本身的彈性保證氣密性，然后在氣芯3上套若干個(gè)六角螺母，六角螺母與基體2呈過盈配合。使用時(shí)螺母卡在基體2內(nèi)部，把氣芯3旋入螺母中實(shí)現(xiàn)固定連接。另外，氣芯3上套有濾片，防止使用時(shí)固體顆粒物被氣體抽出。

需要抓取物品時(shí)，先控制氣囊1內(nèi)為正常氣壓，里面的顆粒物和空氣空存，這樣氣囊就可以呈現(xiàn)任意形狀，然后將氣囊1壓在物品表面，使物品的一部分被氣囊1包裹，然后控制氣泵，使氣流由管道流入氣泵，并由氣泵的出口流出，由于伯努利原理，流速快的地方產(chǎn)生負(fù)壓，因此氣囊1中的氣體會(huì)被抽出，從而使顆粒物產(chǎn)生固化，這樣物品就在夾住，不會(huì)再落下。

作為優(yōu)選案例，基體2的頂端垂直向外延伸，形成延伸部21，這樣方便固定住氣囊1，使其不會(huì)脫落。

作為優(yōu)選案例，顆粒物的直徑大于0.5mm，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)顆粒物的直徑大小。

作為優(yōu)選案例，顆粒物的材料選自不銹鋼、鐵珠、pvc塑料或有機(jī)玻璃中的一種。

如圖3所示，一種用上述變剛度填充物包袱器制成的類變剛度填充物抓持器，包括固定板4，以及連接在固定板4下端的若干個(gè)機(jī)械手指5，每個(gè)機(jī)械手指5均包括一個(gè)類固體指尖。

作為優(yōu)選案例，機(jī)械手指5有三個(gè)，且三個(gè)機(jī)械手指5在固定板4下端呈等邊三角形排列。

作為優(yōu)選案例，機(jī)械手指5還包括連接在變剛度填充物包袱器上端的第一安裝板51，以及設(shè)在第一安裝板51上的軸承架52，以及活動(dòng)連接在軸承架52上端的連接件53，以及活動(dòng)連接在連接件53上端的第二安裝板54，第二安裝板54上端與固定板4連接。連接件53的上、下兩端均與相鄰部件活動(dòng)連接，這樣就形成了兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的“關(guān)節(jié)”，機(jī)械手指5就可完成伸直、彎曲等動(dòng)作，相關(guān)的動(dòng)作控制過程采用現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，這里就不結(jié)合圖示作進(jìn)一步說明。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種變剛度填充物包袱器，包括氣囊、基體和氣芯，基體呈圓柱型，氣囊套在基體的頂端，氣囊內(nèi)填充有顆粒物，氣芯連接在基體的底端，氣芯連接有外界氣泵；另外還公開了用變剛度填充物包袱器制成的抓持器，其包括固定板，以及連接在固定板下端的若干個(gè)機(jī)械手指，每個(gè)機(jī)械手指均設(shè)有一個(gè)變剛度填充物包袱器。本發(fā)明采用氣動(dòng)方式改變氣囊的剛性使其能實(shí)現(xiàn)抓取物體，取代了傳統(tǒng)機(jī)械手的抓取方式，且動(dòng)作靈活快捷、操作方便，減少了對物品造成的損傷。另外，根據(jù)需要，可通過調(diào)節(jié)氣泵的氣壓大小、氣囊的大小，以及機(jī)械手指的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)抓取不同體積、類型的物品，適用性高。

技術(shù)研發(fā)人員：王澤宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：王澤宇
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.25
技術(shù)公布日：2017.10.27