具有位姿反馈功能的仿生软体多指灵巧手
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-10-25 08:51:09
为了克服已有仿生软体多指灵巧手的无法反馈位姿、控制精度较差的不足,本发明提供一种实时反馈位姿、控制精度较好的具有位姿反馈功能的仿生软体多指灵巧手。
一种具有位姿反馈功能的仿生软体多指灵巧手,包括五个手指和手掌,每个手指均包括手指主体和手指基体,手指主体的后端与手指基体前端连接,手指基体的后端安装在手掌上,手指主体包括弹性主体、钢丝、第一钢丝通道腔、中心驱动腔和侧驱动腔;手指基体包括基体和气管通道腔,仿生软体多指灵巧手还包括运动位姿检测组件,运动位姿检测组件包括相互配合的永磁铁和霍尔元件,钢丝的后端连接一个永磁铁;手指基体内设置霍尔元件放置腔,第一钢丝通道腔和霍尔元件放置腔相通并且位于同一中心直线上;霍尔元件位于霍尔元件放置腔内,霍尔元件与磁铁非接触式相对设置且相互之间留有空间。本发明实时反馈位姿、控制精度较好。
工业自动化领域
精密装配作业:在电子产品制造等需要高精度装配的行业中,这种灵巧手可以凭借其柔软的材质和精确的位姿反馈,轻柔地抓取和操作微小的零部件,避免对脆弱部件造成损坏。例如,在手机芯片的组装过程中,能够准确地放置和连接各种精细元件。
复杂形状工件抓取:对于具有不规则形状的工件,如汽车零部件、机械零件等,软体多指灵巧手可以自适应地包裹物体,实现稳定抓取。其位姿反馈功能可以确保在抓取过程中实时调整手指的位置和力度,提高生产效率和质量。
医疗卫生领域
康复辅助器具:为手部受伤或患有手部功能障碍的患者提供康复辅助。通过与患者的手部运动相结合,灵巧手可以提供一定的支撑和助力,帮助患者进行手部功能训练。同时,位姿反馈功能可以监测患者的康复进展,为医生调整治疗方案提供依据。
微创手术器械:在微创手术中,小巧灵活的软体灵巧手可以进入人体狭小的空间进行操作。其柔软的材质可以减少对人体组织的损伤,而位姿反馈功能可以让医生更准确地掌握手术器械的位置和状态,提高手术的安全性和精度。
科学研究领域
机器人学研究:为机器人的手部设计和控制提供新的思路和方法。研究人员可以通过对这种灵巧手的研究,探索软体机器人的运动学、动力学和控制算法,推动机器人技术的发展。
人机交互研究:作为一种新型的人机交互设备,具有位姿反馈功能的仿生软体多指灵巧手可以实现更加自然和直观的人机交互。例如,在虚拟现实和增强现实环境中,用户可以通过佩戴灵巧手与虚拟环境进行交互,增强沉浸感和体验感。
浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。
本发明的技术构思为:运用气压来控制软体多指灵巧手的运动,软体多指灵巧手的手指主要由橡胶材料做成具有良好的延展性和柔韧性,运用霍尔元件和磁铁制成的传感器来反馈手指的位姿。软体灵巧手指内部有气体驱动腔和钢丝通道腔,气体驱动腔用于冲入气体产生压力差从而控制软体灵巧手指弯曲和伸长;若软体灵巧手指伸长或者弯曲,会导致钢丝上固定的磁铁与霍尔元件发生相对运动,从而导致磁铁相对霍尔元件的磁场强度发生变化,从而霍尔元件输出不同的电压,于是通过这种方法来就可反馈仿生软体多指灵巧手的位姿情况。
本发明着眼于目前软体灵巧手研究缺乏自身位姿的反馈,提出一种具有位姿反馈功能的仿生软体多指灵巧手的结构,是软体机器人研究的一种新探索,有望解决目前软体灵巧手不能反馈自身位姿情况的问题。
本发明的有益效果主要表现在:使软体灵巧手人具有很好的柔软性和弯曲性,能够有效的抓取不同结构外形的目标物体,在执行动作的同时能够实时反馈软体灵巧手各手指的位姿情况。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。