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申请/专利权人：清华大学深圳国际研究生院

摘要：本发明公开了一种刚柔耦合抓手，包括：支撑单元；连接于支撑单元的刚性抓手单元与柔性抓手单元，刚性抓手单元与柔性抓手单元并联连接，刚性抓手单元包括连接于支撑单元的扇形齿轮和连接于扇形齿轮且能在所述扇形齿轮的带动下活动的刚性抓手；电机驱动单元，连接于刚性抓手单元，包括电机和不完全齿轮，不完全齿轮包括有齿部分以及无齿部分，其中：电机连接于不完全齿轮，用于驱动不完全齿轮转动；扇形齿轮被设置为能与不完全齿轮的有齿部分进行啮合；气动驱动单元，连接于柔性抓手单元，用于驱动柔性抓手单元产生弯曲形变。

主权项：1.一种刚柔耦合抓手，其特征在于，包括：支撑单元；连接于所述支撑单元的刚性抓手单元与柔性抓手单元，所述刚性抓手单元与所述柔性抓手单元并联连接，所述刚性抓手单元包括连接于所述支撑单元的扇形齿轮和连接于所述扇形齿轮且能在所述扇形齿轮的带动下活动的刚性抓手；电机驱动单元，连接于所述刚性抓手单元，包括电机和不完全齿轮，所述不完全齿轮包括有齿部分以及无齿部分，其中：所述电机连接于所述不完全齿轮，用于驱动所述不完全齿轮转动；所述扇形齿轮被设置为能与所述不完全齿轮的有齿部分进行啮合；气动驱动单元，连接于所述柔性抓手单元，用于驱动所述柔性抓手单元产生弯曲形变；所述柔性抓手单元包括至少两个柔性抓手，所述刚性抓手单元包括至少两组刚性抓手，每组刚性抓手包括两个所述刚性抓手，每个刚性抓手的指根部分别连接一个所述扇形齿轮，且用于驱动每组所述刚性抓手的电机为双轴电机；每组刚性抓手分别与一个柔性抓手并联连接，每组刚性抓手的两个刚性抓手位于与之并联连接的柔性抓手的两侧，所述并联连接使得：所述刚性抓手在所述电机驱动单元的驱动下活动时，能带动所述柔性抓手产生弯曲形变；以及，所述柔性抓手在所述气动驱动单元的驱动下产生弯曲形变时，能带动所述刚性抓手活动；当双轴电机的不完全齿轮的有齿部分与扇形齿轮啮合时，通过调整电机转动的方向，能驱动刚性抓手进行向内收拢或向外扩张，对应实现抓取或释放；当扇形齿轮与不完全齿轮的无齿部分对应、不再与有齿部分啮合时，为非啮合状态；当处于所述非啮合状态，或者处于啮合状态但电机停止驱动时，通过气动驱动单元驱动柔性抓手执行柔性抓取；在以刚性抓取为主的模式下，随着电机的驱动，不完全齿轮的有齿部分与扇形齿轮开始啮合，此时，刚性抓手在电机驱动作用下开始活动，准备抓取物体，同时也对柔性抓手施加弯曲力矩，这个力矩导致软体抓手单元弯曲变形，此时如果刚性抓手停止活动，柔性抓手仍会保持弯曲状态，此时给柔性抓手充气则能为刚性抓取增加更好的包裹性；在以柔性为主的抓取模式下，则不采用电机驱动刚性抓手而采用气动驱动柔性抓手，此时，柔性抓手在气动驱动作用下开始弯曲变形，准备抓取物体，同时这种弯曲变形也能带动刚性抓手产生同方向活动，为柔性抓取增加抓取力；当需要由刚性为主的抓取切换至柔性为主的抓取模式时，直接停止电机驱动、开启气动驱动单元；即便此时不完全齿轮的有齿部分与扇形齿轮仍处于啮合状态，气动驱动单元驱动柔性抓手弯曲形变的过程中，由于电机停止驱动，不完全齿轮与扇形齿轮卡住，柔性抓手也能带动刚性抓手的部分关节活动；反之，当需要由柔性为主的抓取切换至刚性为主的抓取模式时，停止气动驱动单元，开启电机驱动单元，电机带动不完全齿轮转动，在有齿部分与扇形齿轮啮合的状态下刚性抓手活动，提供更大的夹持力。

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