1.一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:包括抓持机构(1),和从上至下依次设置的罐体(2)、转体机构(3)和吸附机构(4);
所述罐体(2)内水平设有第一隔板(21)和第二隔板(22),第一隔板(21)和第二隔板(22)之间形成密封腔体,密封腔体内布置有隔片(23)将密封腔体分隔为上层的气体腔(24)和下层的液体腔(25),且隔片(23)通过两根以上的支撑导柱(26)水平布置在密封腔体内;
所述第一隔板(21)的上部设有气泵(27),气泵(27)的出气口和进气口分别通过管道和气体腔(24)接通;
所述转体机构(3)包括三个以上的内齿轮(31)、直线丝杆电机(32)和伺服电机(33);
三个以上的内齿轮(31)通过隔断支架(34)同轴布置在罐体(2)的下方,直线丝杆电机(32)和伺服电机(33)分别安装在罐体(2)内,且直线丝杆电机(32)的输出轴上安装有从动轴承齿轮(321),伺服电机(33)的输出轴上设有三个以上的主动齿轮(331),且主动齿轮(331)和内齿轮(31)一一对应且位于同一轴向上,从动轴承齿轮(321)在直线丝杆电机(32)的带动下轴向移动并分别和主动齿轮(331)啮合传动,且从动轴承齿轮(321)同时和对应的内齿轮(31)啮合传动;
所述吸附机构(4)包括环形磁铁(41),环形磁铁(41)的上端设有连接板(42),环形磁铁(41)的下端设有橡胶薄层(43),使得环形磁铁(41)内形成封闭腔体,封闭腔体内有磁流变液;
所述环形磁铁(41)通过连接板(42)和隔断支架(34)的下端固定连接;
所述抓持机构(1)包括三个以上的软体夹爪(11);
所述软体夹爪(11)和内齿轮(31)一一对应,且软体夹爪(11)的进液口连通有弯管(12),弯管(12)的另一端通过伸缩软管(16)和罐体(2)的液体腔(25)连通,每个所述软体夹爪(11)内沿其长度方向并排开设有多个U形腔体,且每个U形腔体的底部连通形成夹爪腔,每个U形腔体的中间对应的软体夹爪(11)上开设有小矩形槽(111);
工作时,上述可变刚度柔性夹爪通过罐体(2)顶部的安装槽(28)安装在机械臂上,气泵(27)调整气体腔(24)的体积来改变液体腔(25)体积,调整进入软体夹爪(11)的磁流变液的流量,环形磁铁(41)通电产生变化磁场,在磁场作用下软体夹爪(11)刚度产生连续变化;同时软体夹爪(11)在转体机构(3)作用下可绕罐体(2)中心轴转动来调整软体夹爪(11)之间的相对位置,实现对物体的抓取或放置。
2.根据权利要求1所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:
所述抓持机构(1)包括4个软体夹爪(11),四个软体夹爪(11)均匀布置在内齿轮(31)对应的圆周方向上;
所述转体机构(3)包括4个内齿轮(31),软体夹爪(11)和内齿轮(31)一一对应设置,每个软体夹爪(11)的进液口连通有弯管(12)。
3.根据权利要求2所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:
每根所述弯管(12)为倒立的L形,弯管(12)的水平伸出端通过电磁阀(13)连通着对应的伸缩软管(16),弯管(12)的竖直伸出端连通着软体夹爪(11)的上端进液口,且弯管(12)的竖直伸出端通过轴承套齿轮(14)和软体夹爪(11)的上端连接;
所述弯管(12)的水平伸出部上设有电机(15),电机(15)的电机轴竖直向下,且电机轴上套装有电机齿轮(151),电机齿轮(151)和轴承套齿轮(14)齿轮啮合传动,使得软体夹爪(11)实现自转。
4.根据权利要求1所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:所述橡胶薄层(43)的下底面均匀设有4个支撑脚,每个支撑脚的下端均设有橡胶吸盘(44)。
5.根据权利要求1所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:所述隔断支架(34)包括三个以上的支撑圈(341),三个以上的支撑圈(341)上下平行布置,且三个以上的支撑圈(341)的中轴线上的竖直布置有竖杆(342),竖杆(342)分别通过三根连接支杆(344)和每个支撑圈(341)固定连接,竖杆(342)的上端和所述罐体(2)的底部固定连接,竖杆(342)的下端水平布设有下支撑板(343)。
6.根据权利要求1所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:三个以上的软体夹爪(11)的相对内侧为软体夹爪(11)的夹持面,夹持面对应所述软体夹爪(11)的U形腔体的底部一侧,每个软体夹爪(11)的夹持面上均匀设有凸起的摩擦锯齿(112)。
7.根据权利要求6所述一种基于磁流变液的可变刚度柔性夹爪,其特征在于:每个所述软体夹爪(11)为硅胶材质,且每个所述软体夹爪(11)的夹持面内设有纤维限制层(113),纤维限制层(113)封于硅胶材质内。