(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211191641.0 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市下城区潮王路 18号 (72)发明人 吴化平　王南航　蔡伟飞　彭翔　 周伟乾　程杨　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 林超 (51)Int.Cl. B25J 15/12(2006.01) B25J 9/00(2006.01) B25J 9/10(2006.01) B25J 9/12(2006.01)B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械 手装置 (57)摘要 本发明公开了一种形状自适应自身形状可 编辑柔性机械手装置。 驱动机构安装在主机架板 的顶面， 丝杠滑块机构安装在 主机架板和下机架 板之间， 驱动机构向下穿设过主机架板连接丝杠 滑块机构； 抓取机构安装在下机架板的底面， 机 械臂机构安装在抓取机构底部； 从动连杆机构连 接在主机架板和抓取机构之间， 从动连杆机构的 上端铰接主机架板的底面周边， 从动连杆机构的 下端活动连接抓取机构的外侧面， 主动连杆机构 活动连接在从动连杆机构的中部和丝杠滑块机 构之间。 本发明装置能够实现较好的抓取效果， 可根据被抓物体的具体形状实现自适应抓取及 包络抓取， 同时可以调节抓取力的大小以及抓取 机构的开口大小， 并且可保证抓取过程中的相对 密封性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115383783 A 2022.11.25 CN 115383783 A 1.一种形状自适应自身形状可编 辑柔性机械手装置， 其特征在于： 包括驱动机构、 主机 架板(1)、 丝杠滑 块机构、 主动连杆机构、 从动连杆机构、 下机架板(2)、 抓取机构安装架(7)、 抓取机构(8)和机械臂机构， 主机架板(1)位于下机架板(2)的正上方， 主机架板(1)和下机 架板(2)水平正对平行布置， 驱动机构安装在主机架板(1)的顶面， 丝杠滑块机构安装在主 机架板(1)和下机架板(2)之间， 驱动机构向下穿设过主机架板(1)连接至丝杠滑块机构的 上端； 抓取机构(8)通过抓取机构安装架(7)安装在下机架板(2)的底 面， 机械臂机构安装在 抓取机构(8)底部； 从动连杆机构连接在 主机架板(1)和抓取机构(8)之间， 从动连杆机构的 上端铰接主机架板(1)的底面周边， 从动连杆机构的下端活动连接抓取机构(8)的外侧面， 主动连杆机构活动连接在从动连杆机构的中部和丝杠滑块机构之间； 驱动机构、 抓取机构 (8)和机械臂机构电连接 外部电路。 2.根据权利要求1所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的抓取机构(8)主要由若干弧形PLA板和形状记忆可编辑弯 折模块沿圆周周向交替 连接围成， 各个弧形PLA板和形状记忆可编辑弯 折模块之 间相互绝缘， 各个形状记忆可编辑 弯折模块均电连接外部电路； 各个弧形PLA板朝向抓取机构(8)的内部弯曲； 形状记忆可编 辑弯折模块包括若干沿抓取机构(8)的长度方向自上而下均匀间隔布置的空心的PLA梯形 连接条， 各个PLA梯形连接条均电连接外部电路； 各个PLA梯形连接条的较短 的底边开口并 朝向抓取机构(8)的内部， 各个PLA梯形连接条的较长的底边朝向抓取机构(8)的外部， PLA 梯形连接条的较短的底边的开口的两端分别连接相邻的两个弧形PLA板的侧边， PLA梯形连 接条和相 邻的两个弧形PLA板的连接处设有绝缘带； 各个弧形PLA板的上侧边连接抓取机构 安装架(7)的底 面， 各个弧形PLA板的底部安装机械臂机构； 每个弧形PLA板的外部侧面的中 心轴线处均设有平行于抓取机构(8)的长度方向的条状滑轨， 从动连杆机构的下端滑动连 接在各个条状滑轨内。 3.根据权利要求2所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的机械臂机构包括若干机械手单臂， 各个机械手单臂均电连接外部电路； 机械手单 臂均为条形板状， 每个机械手单臂的上端沿周向均匀间隔安装在各个弧形PLA板的底部的 外侧， 每个弧形PLA板的底部安装一个机 械手单臂， 各个机 械手单臂的下端朝下。 4.根据权利要求3所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的机 械手单臂采用形状记 忆可编辑 柔性材料。 5.根据权利要求3所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的每个形状记忆可编辑弯折模块的外侧面均覆有海绵纸I(9)， 每个海绵纸I(9)的 两侧边分别连接相邻两个弧状PLA板的一侧边， 使得抓取机构(8)的侧面完全密封； 机械臂 机构的各个机 械手单臂的手背面覆有海绵纸 II(10)， 使得机 械臂机构的侧面完全密封 。 6.根据权利要求2所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的每个抓取机构(8)的弧形PLA板的内部底 面均安装有测量应力变化的柔性传感器 (21)， 各个柔 性传感器(21)均电连接 外部电路。 7.根据权利要求2所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的从动连杆机构包括若干从动连杆(13)， 各个从动连杆(13)的上端沿周向均匀间 隔通过各个连杆支撑板(6)铰接在 主机架板(1)的底 面周边， 每个从动连杆(13)的下端滑动 连接在自身上端正下方的抓取机构(8)的一个条状滑轨内； 每个从动连杆(13)的上部沿自权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115383783 A 2身的长度方向开设有滑轨通槽； 主动连杆机构包括若干主动连杆(12)， 每个主动连杆(12) 的一端滑动连接在各自的一个从动连杆(13)的条状滑轨内， 每个主动连杆(12)的另一端连 接丝杠滑块机构。 8.根据权利要求7所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的丝杠滑块机构包括位移运动板(3)、 滑块安装板(14)、 限位导轨(15)、 丝杆(19)、 导轨安装板(20)、 滑块连接板(24)和滑块， 丝杆(19)和导轨安装板(20)竖直布置在主机架 板(1)和下机架板(2)之间并不相接触， 丝杆(19)的上端和下端分别通过一个带座轴承(23) 活动连接主机架板(1)的底面和下机架板(2)的顶面， 丝杆(19)的上端同步连接驱动机构， 丝杆(19)上螺纹套装有水平 布置的位移运动板(3)； 导轨安装板(20)上竖直布置有限位导轨(15)， 限位导轨(15)和导轨安装板(20)垂直穿 设在位移运动板(3)中并与位移 运动板(3)不相接触， 滑 块的侧面滑动安装在限位导轨(15) 上， 滑块通过滑块连接板(24)固定连接滑块安装板(14)， 滑块安装板(14)的底面固定安装 在下机架板(2)的顶面； 主动连杆机构的各个主动连杆(12)的另一端沿周向均匀间隔固定 连接位移运动板(3)的侧边。 9.根据权利要求8所述的一种形状自适应自身形状可编辑柔性机械手装置， 其特征在 于： 所述的驱动机构包括电机安装板(4)、 联轴 器(16)和 主电机(17)， 主电机(17)的机身通 过电机安装板(4)安装在主机架板(1)的顶面， 主电机(17)的输出轴向下穿设过主机架板 (1)并通过 联轴器(16)同步连接 丝杆(19)的上端。 10.根据权利要求1 ‑9所述的柔性机械手装置的驱动捕获方法， 其特征在于： 所述的柔 性机械手装置在抓取待捕获物体时， 柔性机械手装置位于待捕获物体的正上方， 通过外部 电路将抓取机构(8)的形状记忆可编辑弯 折模块的各个PLA梯形连接条进 行导电加热软化， 外部电路驱动主电机(17)的输出轴转动带动丝杆(19)绕自身轴线转动， 进而使 得位移运动 板(3)向上移动， 带动主动连杆机构的各个主动连杆(12)的上端向上顶动从动连杆机构的 各个从动连杆(13)的上部， 使 得各个从动连杆(13)撑开并朝向抓取机构(8)弯曲， 各个从动 连杆(13)的下端拉动抓取机构(8)的侧面使 得抓取机构(8)的底端张开， 此时形状记忆可编 辑弯折模块的各个PLA梯形连接条被拉伸成长条状， 使得相邻的两个弧状PLA板相互远离； 柔性机械手装置将待捕获物体抓取至抓取机构(8)的内部， 外部电路将机械臂机构的各个 机械手单臂依 次进行导电加热软化， 各个机械手单臂依 次朝抓取机构(8)的中心轴线弯曲 并相互交叠布置， 将待捕获物体完全吞覆在抓取机构(8)的内部， 完成待捕获物体的捕获。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115383783 A 3