CN104395043B - 通过抓握装置进行的抓握方法 - Google Patents

Abstract

一种通过抓取装置进行的抓握方法，所述抓握装置设置有抓握部分，所述抓握部分具有多个爪部、以及设置在所述多个爪部的局部上的多个接触部分，所述接触部分接触工件，并能够被硬化，所述方法包括：使所述接触部分顺应主工件的外部形状，所述主工件具有一外部形状，该外部形状能够令所述接触部分变形为用于定位所述工件的形状（步骤-02）；使所述接触部分在顺应所述主工件的外部形状的状态硬化（步骤-03）；通过利用所述接触部分推动所述工件来定位所述工件，其中所述接触部分具有用于定位所述工件的形状（步骤-04）；通过使接触部分硬化、同时使接触部分保持为顺应工件外部形状的形状，利用所述抓握部分来抓握被定位的工件（步骤-06和步骤-07）。

Description

通过抓握装置进行的抓握方法

技术领域

本发明涉及一种抓握方法，其通过能够抓握不同形状的多种类型工件的抓握装置来进行。

背景技术

当利用用于抓握工件或产品等的抓握装置来处理不同形状的多个类型的工件时，麻烦的是更换接触部分，即，用对应于各工件形状的一部分，来替代直接接触该工件的抓握装置的一部分。因此，希望开发一种能够灵活地处理具有不同外形的各种类型工件的抓握装置。因此，检验了用于能够成功地抓握具有不同外形的各种类型工件的抓握装置的各种技术。例如，公开号为9-123082(JP-A-9-123082)的日本专利申请便描述了一种这样的技术。

JP-A-9-123082描述了一种设置有接触部分的抓握装置，该接触部分能够通过这样的方式处理各种外形：将大量颗粒状物质封装在柔性膜内，并使用真空泵等类似物降低膜中的压力，或取消该减压。利用该抓握装置，使接触部分设置在例如机械臂等支撑装置的末端。并且，利用机械臂等类似的抓握操作，使接触部分抵靠着工件等，并顺应工件等的形状。于是，接触部分内的压力降低了，从而令膜内的大量颗粒状物质被紧密压缩并固定在位，这样，接触部分的形状保持为顺应工件的形状。并且，利用该抓握装置，通过取消接触部分中的减压状态，接触部分恢复为柔软状态。此外，使用这样的抓握装置使接触部分的形状能匹配工件等的外形。于是，当处理具有不同外形的多个工件时，能稳定地抓握工件。

使用具有这种接触部分的抓握装置的前提是，接触部分变形，以匹配已被定位的工件的外形。利用所述接触部分抓取并抓握已定位以匹配由下一工艺指定的位置的工件，并运送该工件。

即，这种抓握装置的接触部分的形状是不均匀的，从而抓握装置不适于定位一个尚未定位的工件。仅使用这种抓握装置，所述工件不能被精确地定位。

发明内容

因此，本发明提供了一种能精确地定位工件的抓握方法，其利用具有接触部分的抓握装置，通过使接触部分硬化，所述接触部分能变形以匹配工件的形状。

本发明一方面涉及一种通过抓握装置进行的抓握方法，所述抓握装置设置有用于抓握工件的抓握部分，所述抓握部分具有用于握住所述工件的多个爪部、以及设置在所述多个爪部的局部上的多个接触部分，所述接触部分接触所述工件，并能够被硬化。所述抓握方法包括：使所述接触部分顺应主工件的外部形状，所述主工件具有一外部形状，该外部形状能够令所述接触部分变形为用于定位所述工件的形状；使所述接触部分以顺应所述主工件的外部形状并变形为用于定位工件的形状的状态硬化；通过利用所述接触部分推动所述工件来定位所述工件，其中所述接触部分具有用于定位所述工件的形状；以及利用所述抓握部分来抓握被定位的工件。

根据这一方面，能够通过具有能硬化的接触部分的抓握装置来定位工件。

在上述方面中，每个接触部分可包括由弹性材料制成的袋形构件，以及填充在该袋形构件中的颗粒状物质。并且，所述抓握部分通过如下方式来抓握所述工件：利用所述多个接触部分握住所述工件，使所述多个爪部移位，并在握住所述工件的同时使所述颗粒状物质硬化、同时将所述颗粒状物质保持为顺应所述工件的外部形状的形状，然后增大所述颗粒状物质相对于所述袋形构件的内部容积的体积比。

上述抓握方法还可包括：在定位工件之后、利用所述抓握部分抓握所述工件之前，使所述接触部分的用于定位所述工件的所述形状松弛。

根据上述结构，通过利用抓握装置定位工件，接触部分的寿命能够被防止变短。

附图说明

以下将结合附图，描述本发明的示范性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，图中相似的附图标记代表相似部件，其中：

图1为展示根据本发明一个示例性实施例的抓握装置整体结构架构的图示；

图2A为展示根据本发明示例性实施例的抓握装置的抓握部分的架构的细节正视图；

图2B为沿根据本发明示例性实施例的抓握装置的抓握部分的图2A中的线IIB–IIB的剖视图；

图2C为沿根据本发明示例性实施例的抓握装置的抓握部分的图2A中的线IIC–IIC的剖视图；

图3A为根据本发明示例性实施例的抓握部分的接触部分的架构的细节正视图；

图3B为沿抓握部分的接触部分图3A中的线IIB–IIB的剖视图；

图4为利用根据本发明示例性实施例的抓握装置的抓握方法的流程架构图；

图5A为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的制备过程中的抓握状态（在接触部分变形为主工件之前）的架构图；

图5B为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的制备过程中的抓握状态（在接触部分变形为主工件之前）的架构图；

图6A为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的定位过程中的抓握状态（当突出部分抵靠着工件的预定位置时）的架构图；

图6B为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的定位过程中的抓握状态（当由接触部分进行的定位完成时）的架构图；

图7A为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的恢复过程中的抓握状态（当接触部分已软化时）的架构图；

图7B为按照根据本发明示例性实施例的抓握方法的抓握过程中的抓握状态（当接触部分正抓握着工件时）的架构图；

图8A为在根据本发明另一示例性实施例的抓握装置中设置有单独定位构件的接触部分的架构的详细正视图；

图8B为在根据本发明另一示例性实施例的抓握装置中设置有单独定位构件的接触部分的沿图8A的线VIIIB–VIIIB的剖视图。

具体实施方式

接下来，将描述本发明的示例性实施例。首先，将结合图1到3B描述实现本发明一个示例性实施例的抓握方法的抓握装置的整体结构。如图1所示，实现根据本发明示例性实施例的抓握装置1是用于抓握和保持工件等的装置，其包括抓握部分2、控制装置7和抽气设备8等。抓握部分2是抓握装置1中直接抓握工件的一部分，包括驱动部分3、多个爪部4和5以及多个接触部分6等。

如图1、图2A、图2B和图2C所示，驱动部分3是设置有两个系统的滑块部分3a和3b的装置，其能够使滑块部分3a和3b相对于同一轴向方向独立地或左右一起地彼此往复置换。设有由滚珠丝杠和螺母形成的往复移动机构以及电机等的电动执行器或类似物上，可被用作驱动部分3。

爪部4和5是一对用于夹持工件的部分。即，爪部4和5是夹持并将工件保持在其之间的位置上的两个部分。爪部4和5的形状在设定时考虑到了要抓握的工件的形状和尺寸，以及滑动部分3a和3b等的行程量。

如图2A和2B所示，爪部4包括一支承部分4a和从支承部分4a突出的两个夹持部分4b。所述夹持部分4b彼此以预定距离隔开布置。另外，在连接有接触部分6的爪部4表面的一侧作为表面4c。支承部分4a固定至滑动部分3a。控制装置7操作驱动部分3，以滑动滑块部分3a，使得所述夹持部分以往复方式在滑块部分3a的滑动方向上移动（参见图1）。

此外，如图2A和2C所示，爪部5包括一支承部分5a和从所述支承部分5a突出的夹持部分5b。另外，连接有接触部分6的爪部5表面的一侧用作表面5c。支承部分5a被固定至滑块部分3b。控制装置7操作驱动部3，以滑动滑块部分3b，从而令夹持部分5b在滑块部分3b的滑动方向上以往复运动的方式移动（参见图1）。

如图1、图2A、图2B和图2C所示，接触部分6是抓握装置1直接接触工件的一部分。接触部分6能够以一个单一的构件采取两个相对的形式，即，在其中一种中接触部分6的形状能够柔软地变形，在其中另一种中接触部分6的形状得以牢固地保持。

这里，将进一步详细地描述接触部分6。如图3A和3B所示，接触部分6包括袋形构件6a，其是一个大致弹性的袋形构件，以及填充进该袋形构件6a中的颗粒状物质。通常，接触部分6采用其能够灵活地变形的形式。此外，接触部分6连接至爪部4和5的夹持部分4b和5b的表面4c和5c。属于“通常”在这里指的是，当袋形构件6a中的压力接近大气压、且颗粒状物质6b能够流动时。此外，处于袋形构件6a中的压力接近大气压且颗粒状物质6b能够流动的状态的接触部分6可称为处于“常规状态”的接触部分6（下同）。

袋状构件6a包括前部6c、侧部6d和背部6e。所述前部6c形成一表面，该表面抵靠工件并大致垂直于接触部分6夹持工件的方向。侧部6d是与前部6c连续并大致垂直于前部6c的表面，所述侧部6c形成接触部分6夹持工件所在方向上的厚度。背部6e形成与侧部6d连续并大致垂直于侧部6d的表面，且用于使接触部分6附着至表面4c和表5c。在该示例性实施例中，袋形构件6a的形状大致为长方体，但形成根据本发明的握持方法中使用的握持装置的接触部分（即，所述袋形构件）的形状并不限于此。

如图1所示，接触部分6（参见图2A、2B和2C）连接至抽气设备8，同时设置在爪部4和5的夹持部分4b和5b上。抽气设备8形成用于使接触部分6在抓握装置1中变硬变软的装置，且包括真空泵8a、真空管道8b和电磁阀8c和类似物。真空导管8B连接至接触部分6的袋形构件6a（参见图3A和3B）。在该示例性实施例中，真空泵8a设置在抽气设备8中，但也可能提供这样的结构，其中设置非真空泵8a的抽气装置（如喷射器等）。此外，在实现本发明的握持方法的握持装置中，用于使所述接触部分变硬和变软的手段不一定限于抽气设备。也就是说，任何能够使所述接触部变硬和变软的各种模式均可以采用。

当通过操作真空泵8a使袋形部分6a的内侧减压时，由于增大了颗粒状物质6b与袋形部分6a的体积比，使得填充在袋形部分6a内的、构成颗粒状物质6b的颗粒被更紧密地保持在一起，从而令接触部分6变硬了。因此，在这个时候，接触部分6采取其形状牢固地得以保持的形式。

当通过爪部4和5的加持压力，将接触部分6以灵活的状态抵着工件压下时，能够将接触部分6装配至工件表面上的凹部和凸部周围，从而使接触部分6的前部6c顺应工件的外表面的形状。

此外，通过启用抽气设备8，能够使接触部分6以对应于（顺应）工件外表面的形状变硬，同时使接触部分6的前部6c顺应工件外表面的形状。因此，能形成对应于工件外表面的形状的硬质接触部分6。

以这种方式，利用根据本示例性实施例的抓握部分2，可将工件牢固地连接至夹持部分4b和5b。于是，利用具有少量部件的结构，可实现更稳定的握持状态，该握持状态能够经受住工件的摆动等。在本示例性实施例中，描述了一种模式，其中所述工件由抓握部分2在三个点处支承。然而，在实现本发明的抓握方法的抓握装置中，工件支承所在的点的数目不限于此。例如，工件支承所在的点的数目也可以是两个、或四个或更多。

接着，将参考图4到图7B，描述根据本本发明的示例性实施例的抓握装置进行的抓握方法。根据本发明的本示例性实施例的抓握方法是这样的抓握方法，其能够使用上述抓握装置1（参见图1）来实现。这里，将结合图6A到图7B描述工件50由抓握装置1进行定位的情形。

如图4和图5A所示，在根据本发明示例性实施例的抓握装置1进行的抓握方法中，首先，将接触部分6置于常规状态，并通过使接触部分6的内侧向环境空气打开而使其变软（步骤-01）。术语“软”在这里指的是接触部分6处于这样的状态：其中，能够通过被压靠在工件上的接触部分6，使接触部分6沿所述工件的外表面变形。

接着，如图4和图5B所示，在根据本发明示例性实施方式的抓握装置1的抓握方法中，接触部分6被压靠在主工件60上，从而它们变形以顺应主工件60的外形（步骤-02）。然后，在接触部分6变形以顺应主工件60的同时、通过抽空接触部分6的内侧，使接触部分6硬化（步骤-03）。

此时，接触部分6成形为适于定位工件50的形状（见图6A和6B）（以下，这些形状将被称为“定位形状”）。换言之，主工件60具有适于令接触部分6变形为定位形状的外部形状。

由本示例性实施例示出的主工件60形成的定位形状是这样的形状：其中，定位部分6f是从爪部4和5的夹持部分4b和5b的表面4c和5c突出以预定距离的部分。

可以选择定位部分6f的形状，以匹配要定位的工件的形状，如点状、线状或片状。另外，为主工件60选择能够很容易地再现（即，总在相同位置并在相同高度）并能够形成定位部分6f的形状，并且该形状优选地是少凹凸或类似物的简单形状。

接着，如图4和图6所示，在根据本发明示例性实施例的抓握装置1进行的抓握方法中，定位部分6f推动实际工件50、同时接触工件50的预定位置。然后，如图6B所示，通过使工件50移位来定位工件50，从而使得工件50的轴X对准应当排布轴的位置Y（步骤-04）。

所述定位部分6f是这样的部分：其能够形成在始终相同的位置和相同的高度。因此，能够通过使工件50移位、同时用定位部分6f推动工件50，来将工件50置于一设定方向上的设定距离处。其结果是，利用抓握装置1能将工件50定位在预定位置。

然后，当工件50的定位完成时，通过将接触部分6置于正常状态中，以使其再次变软，来使定位部分6f的定位形状松弛（步骤-05）。

通过以这种方式在用抓握部分2抓握工件50之前使形成在接触部分6上的定位部分6f松弛，当工件50由抓握部分2抓握时，把持使对应于接触部分6的定位部分6f的部分选择性地接触工件50，因此能够抑制对应于定位部分6f的部分由于过早磨损或类似等导致的损坏。

随后，工件50抓握着抓握装置1。即，接触部分6被压靠在工件50上，且接触部分6变形以顺应工件50的外形（步骤-06）。随后，在接触部分6处于变形以顺应工件50的状态中的同时，爪部4和5抓握工件50，同时通过将接触部分6的内部抽空使接触部分6硬化，工件50可靠地被抓握部分2（步骤-07）所抓握。

即，根据本发明示例性实施例的抓握装置进行的抓握方法是由抓握装置1进行的抓握方法，所述抓握装置1设置有抓握部分2，该抓握部分2具有用于握住工件50的多个爪部4和5、以及设置在所述多个爪部4和5的局部上的多个接触部分6，所述接触部分6接触工件50，每个接触部分6具有由弹性材料制成的袋形构件6a，以及填充在该袋形构件6a中的颗粒状物质6b，所述抓握部分通过如下方式来抓握所述工件：利用所述多个接触部分6握住工件50，使所述多个爪部4和5移位，并在握住工件50的同时使所述颗粒状物质6b硬化、同时将所述颗粒状物质6b保持为顺应工件50的外部形状的形状，然后增大所述颗粒状物质6b相对于所述袋形构件6a的内部容积的体积比。该抓握方法包括：使用主工件60，使所述接触部分6顺应主工件60的外部形状，所述主工件具有一外部形状，该外部形状能够令接触部分6变形为用于定位工件的形状（即，定位形状）（步骤-02）；使所述接触部分6在顺应定位形状的状态硬化（步骤-03）；通过利用具有定位形状（即，具有定位部分6f）的接触部分6推动工件50来定位工件50（步骤-04）；以及利用抓握部分2抓握工件50（（步骤-06）和（步骤-07））。根据这种类型的结构，能够利用具有能硬化和软化的接触部分6的抓握装置1来定位工件50。

并且，根据本发明这一示例性实施例的抓握装置1进行的抓握方法包括，在定位工件50（步骤-04）之后、利用抓握部分2抓握工件50之前（（步骤-06）和（步骤-07）），使接触部分6的用于定位工件50的形状松弛（即，具有定位部分6f的定位形状）（步骤-05）。根据这种类型的结构，利用抓握装置1定位工件50，使接触部分6的寿命能防止因定位部分6f所对应的部分的磨损等变短。

在此，将结合图8A和图8B描述使用抓握装置1进行的用于定位工件的另一示例性实施例。在实现根据本发明该另一示例性实施例的抓握方法的抓握装置1中，每个接触部分6包括突起构件9，其用作袋形构件6a周围的分离的定位构件。这些突起构件9排布所在的位置，以及这些突起构件9的数量，均可根据工件等的形状适当地选择。

所述突起构件9是用于通过与在其预定位置处的工件相接触并推动工件，来移动并定位工件的构件。突起构件9中的每个包括接触构件9a和支承构件9b。所述支撑构件9b是用于将接触构件9a支承在可移位状态的构件。例如，可采用圆柱形机构或弹簧机构用于这一支承构件9b。

并且，如图8B所示，当通过将接触构件9a抵靠工件来定位工件时，支承构件9b可延伸以使接触构件9a移位至一位置，在该位置处其（即，接触构件9a）从袋形构件6a的前部6c突出。另一方面，当未用突出构件9定位工件时，通过缩回支承构件9b，接触构件9a被移位至一位置，在该位置处其不从袋形构件6a的前部6c突出。

即，可通过为抓握部分2配备具有这类结构的突出构件9，使用抓握装置1来定位工件，取代利用涉及使袋形构件6a变形的方法。

Claims (3)

1.一种通过抓握装置(1)进行的抓握方法，所述抓握装置设置有用于抓握工件(50)的抓握部分(2)，所述抓握部分具有用于握住所述工件的多个爪部(4,5)、以及设置在所述多个爪部的局部上的多个接触部分(6)，所述接触部分接触所述工件，并能够被硬化，其特征在于，所述方法包括：

使所述接触部分顺应主工件(60)的外部形状，所述主工件具有一外部形状，该外部形状能够令所述接触部分变形为用于定位所述工件的形状；

使所述接触部分以顺应所述主工件的外部形状并变形为用于定位工件的形状的状态硬化；

通过利用所述接触部分推动所述工件来定位所述工件，其中所述接触部分具有用于定位所述工件的形状；以及

利用所述抓握部分来抓握被定位的工件。

2.根据权利要求1所述的抓握方法，其特征在于，每个接触部分包括由弹性材料制成的袋形构件(6a)，以及填充在该袋形构件中的颗粒状物质(6b)；所述抓握部分通过如下方式来抓握所述工件：利用所述多个接触部分握住所述工件，使所述多个爪部移位，并在握住所述工件的同时使所述颗粒状物质硬化、同时将所述颗粒状物质保持为顺应所述工件的外部形状的形状，然后增大所述颗粒状物质相对于所述袋形构件的内部容积的体积比。

3.根据权利要求1或2所述的抓握方法，其特征在于，该方法进一步包括：在定位工件之后、利用所述抓握部分抓握所述工件之前，使所述接触部分的用于定位所述工件的所述形状松弛。