機(jī)器手制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種機(jī)器手，包括：手掌；與手掌相連的多個(gè)手指，手指包括：本體，其中，本體由柔性材料構(gòu)成；設(shè)置在本體之中的氣道；設(shè)置在本體之中的多個(gè)氣腔，多個(gè)氣腔與氣道相連；設(shè)置在手掌之中的氣泵；控制氣泵的控制器。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手，采用柔性材料制作機(jī)器手，可有效避免損壞物品、破壞周圍環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)在受到外力作用時(shí)，也可通過(guò)柔性材料良好的延展性避免自身?yè)p壞。另外，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法對(duì)機(jī)器手進(jìn)行控制，可降低機(jī)器手的控制難度，降低維護(hù)成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及機(jī)器制造領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器手。
技術(shù)介紹
機(jī)器手是一種模仿人類手，并能夠完成部分人類手功能的產(chǎn)品。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)器手可以完成抓握如舉起水杯、推拉物品如開(kāi)門(mén)等簡(jiǎn)單動(dòng)作，也可以完成與人交互的功能，例如向人招手示意、與人握手等。目前，傳統(tǒng)的機(jī)器手主要采用金屬、塑料等不易形變的硬材料制作而成，同時(shí)配合復(fù)雜的反饋和控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)上述功能。然而，傳統(tǒng)的機(jī)器手卻存在以下缺陷:由于采用硬材料制作而成，若控制不當(dāng)或反饋滯后，機(jī)器手可能會(huì)損壞物品甚至破壞周圍環(huán)境，機(jī)器手本體也會(huì)受到不同程度的損壞。另外，對(duì)機(jī)器手進(jìn)行精準(zhǔn)地控制需要經(jīng)過(guò)多次編程、測(cè)試等流程，控制難度大，從而導(dǎo)致維護(hù)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于提出一種機(jī)器手，采用柔性材料制作機(jī)器手，可有效避免損壞物品、破壞周圍環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)在受到外力作用時(shí)，也可通過(guò)柔性材料良好的延展性避免自身?yè)p壞。另夕卜，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法對(duì)機(jī)器手進(jìn)行控制，可降低機(jī)器手的控制難度，降低維護(hù)成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)第一方面實(shí)施例提出了一種機(jī)器手，包括:手掌；與所述手掌相連的多個(gè)手指，所述手指包括:本體，其中，所述本體由柔性材料構(gòu)成；設(shè)置在所述本體之中的氣道；設(shè)置在所述本體之中的多個(gè)氣腔，所述多個(gè)氣腔與所述氣道相連；設(shè)置在所述手掌之中的氣栗；控制所述氣栗的控制器。本專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手，采用柔性材料制作機(jī)器手，可有效避免損壞物品、破壞周圍環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)在受到外力作用時(shí)，也可通過(guò)柔性材料良好的延展性避免自身?yè)p壞。另夕卜，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法對(duì)機(jī)器手進(jìn)行控制，可降低機(jī)器手的控制難度，降低維護(hù)成本。【附圖說(shuō)明】圖1是根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器手的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的手指的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是氣腔在不同壓力下呈現(xiàn)的形狀的效果示意圖一。圖4是氣腔在不同壓力下呈現(xiàn)的形狀的效果示意圖二。圖5是氣腔在不同壓力下呈現(xiàn)的形狀的效果示意圖三。【具體實(shí)施方式】下面詳細(xì)描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術(shù)，而不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。下面參考附圖描述本專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手。圖1是根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器手的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，機(jī)器手可包括:手掌100、手指200、氣栗300以及控制器400。具體地，手掌100可與多個(gè)手指200相連，氣栗300和控制器400可設(shè)置在手掌100中。控制器400可控制氣栗300工作。如圖2所示，手指200可包括本體210、氣道220和氣腔230。本體210可由柔性材料構(gòu)成，例如硅膠。氣道220可設(shè)置在本體210中，且本體210中還設(shè)有多個(gè)氣腔230，多個(gè)氣腔230與氣道220相連。其中，氣腔230為矩形，且氣腔230的第一邊由非延展性材料構(gòu)成，氣腔230的其他邊由延展性材料構(gòu)成，從而可使氣腔230在不同的氣壓下可以呈現(xiàn)不同的形狀，如圖3至圖5所示。另外，本專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手還可包括曲度傳感器500。曲度傳感器500可設(shè)置在本體210中，與控制器400相連，可采集手指200的彎曲程度，從而可使控制器400根據(jù)手指200的彎曲程度對(duì)氣栗300進(jìn)行控制。此外，本專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手還可包括慣性測(cè)量器600。慣性測(cè)量器600可與控制器400相連，用于獲取所述機(jī)器手的空間姿態(tài)，從而可使控制器400根據(jù)所述機(jī)器手的空間姿態(tài)對(duì)所述氣栗300進(jìn)行控制。其中，慣性測(cè)量器600可包括加速度計(jì)和/或陀螺儀。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，氣栗300的輸出氣流方向即吸氣或充氣，可由控制器400控制。當(dāng)氣栗300向氣腔230中吸氣時(shí)手指200伸直，而充氣時(shí)手指200彎曲。其中，控制器400可以是MBED LPC1768或者STM32等單片機(jī)。由于氣腔230的第一邊即手指內(nèi)側(cè)由非延展性材料構(gòu)成，不易拉伸，但能夠彎曲，而其他邊由延展性材料構(gòu)成，易拉伸和彎曲。因此，在通過(guò)氣栗300向氣腔230內(nèi)充入空氣時(shí)，其他邊由于充滿空氣而膨脹形變，從而帶動(dòng)第一邊彎曲，最終形成手指200的彎曲。同時(shí)，控制器400可根據(jù)曲度傳感器500采集的手指200的彎曲程度，慣性測(cè)量器600獲取的機(jī)器手的空間姿態(tài)，來(lái)確定對(duì)機(jī)器手的進(jìn)一步控制策略。具體地，控制器400中可設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)，可對(duì)曲度傳感器500采集的手指200的彎曲程度，慣性測(cè)量器600獲取的機(jī)器手的空間姿態(tài)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而確定對(duì)機(jī)器手的進(jìn)一步控制策略。其中，控制策略可采用PID(比例P、積分I和微分D)等簡(jiǎn)單的算法，實(shí)現(xiàn)更為高級(jí)的功能例如夾持、握持、拾取、放下等動(dòng)作，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)與人交互例如握手和打手勢(shì)等。本專利技術(shù)實(shí)施例的機(jī)器手，采用柔性材料制作機(jī)器手，可有效避免損壞物品、破壞周圍環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)在受到外力作用時(shí)，也可通過(guò)柔性材料良好的延展性避免自身?yè)p壞。另夕卜，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法對(duì)機(jī)器手進(jìn)行控制，可降低機(jī)器手的控制難度，降低維護(hù)成本。在本專利技術(shù)的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本專利技術(shù)的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。在本專利技術(shù)中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本專利技術(shù)中的具體含義。在本專利技術(shù)中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本專利技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種機(jī)器手，其特征在于，包括：手掌；與所述手掌相連的多個(gè)手指，所述手指包括：本體，其中，所述本體由柔性材料構(gòu)成；設(shè)置在所述本體之中的氣道；設(shè)置在所述本體之中的多個(gè)氣腔，所述多個(gè)氣腔與所述氣道相連；設(shè)置在所述手掌之中的氣泵；控制所述氣泵的控制器。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)然，黃永祥，李靜，劉堯，王志昊，葛行飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：百度在線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)北京有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11