创新水下仿生机械手设计
2025-01-15 12:32
No.1329066987128889344
技术概要
PDF全文
本项创新技术介绍了一种新型水下仿生机械手,该技术属于仿生机械领域。该机械手采用弹簧电磁铁技术锁定肌腱绳组,并通过驱动软体实现液体中的操作,使得滑块能在滑杆上灵活移动。
背景技术
在水下环境中,常使用水下机器人完成水下作业,水下机器人具有一个机械臂,机械臂末端装有末端执行器,机械臂负责末端执行器在水下运动,保证末端执行器到达目标位置。 末端执行器负责完成具体的水下工作,水下工作多种多样,末端执行器会因为水下任务的不同而不同,例如焊接、钻孔、清洗、检修、物体抓取、生物采样等,按照制造材料可以分为刚性和柔性两种,刚性的水下抓取器是当前水下机器人领域使用最广泛的主流末端执行器,而对于刚性的水下抓取器,其仅能通过单自由度的刚性钳夹类的抓取器做出开合运动,完成对物体的抓取,这导致了这类刚性的水下抓取器难以对物体实现无损抓握,难以完成易碎物品的打捞和水生物无损采样的工作,同时由于夹钳结构简单,硬度大,因此针对异形物或不规则物体,难以根据物体的形状完成稳定抓取;而柔性的水下抓取器目前使用较少,由于在设计过程中,需要考虑软体材料变形能力和驱动力之间的平衡,软体材料过多厚度过大,会导致抓取器变形能力不足,抓取力不够,无法完成抓握动作,而驱动压力过大软体材料在压力作用下会破裂,因此如何权衡抓取器的抓握力和软体手指变形能力一直是一个问题,最后由于柔性材料自身的连续性,这就导致柔性抓取器的每根手指都具有无限多个自由度,导致无法紧缺控制抓取器。 对于现有的水下水下仿人灵巧手,有分为刚性和柔性关节两种各有缺点,目前水下水下仿人灵巧手的驱动力来源通常来自电机,但电机的密封、抗压能力、传动力并不适合水下环境,现有通过将电机密封在抗压腔体内,充入压力油进行保压,在电机的输出轴做动密封,使用齿轮或其他传动零件传递动力,还有利用防水电机进行驱动,但这些方案不能适用于深水区域,无法抵抗较大的水压。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
杨灿军  邢子霖  武鑫  张予睿
技术所属: 浙江大学
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