CN104773504B - 一种铲式振动型抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铲式振动型抓取装置，属于机械技术领域。它解决了现有的抓取装置会导致物体损伤的问题。本铲式振动型抓取装置包括驱动件以及活动安装在驱动件前端的至少两个铲臂，在驱动件后端设有可向其传递轴向振动的振动器，驱动件可驱动各铲臂张开或合拢，且在铲臂动作时，振动器带动各铲臂持续抖动。本发明具有可无损伤抓取的优点。

Description

一种铲式振动型抓取装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种铲式振动型抓取装置，特别是一种用于抓取软性物体的铲式振动型抓取装置。

背景技术

在对软性物体实施抓取的过程中存在挤压和摩擦两个关键问题,挤压可导致物体变形，摩擦可导致物体表面损伤。目前的研究大多着眼于实时采集抓取过程中的力学数据并构建智能反馈系统以准确控制抓取力，此类系统结构复杂，成本较高，难以实现实用化与市场化。

由于在振动工况下，物体间的摩擦系数和摩擦力会显著减小，在国内外都运用摩擦振动原理研制出了振动沉桩机，振动焊接机，超声波电机等设备，进一步改善相应的工艺。

对于软性物体、易损工件等，采用刚性机械手难以保证其结构完整，而柔性机械手结构复杂、造价高昂，难以实现。因此我们可以利用摩擦振动原理设计一种能够解决软性物体(如陶泥、面团等)无伤抓取的抓取装置，依靠振动摩擦减小摩擦力使物体安全的滑到抓取装置上直接提起即可。

综上所述，为解决现有用于抓取软性物体的装置结构上的不足，需要设计一种结构简单、可无损伤抓取的铲式振动型抓取装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、可无损伤抓取的铲式振动型抓取装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铲式振动型抓取装置，包括驱动件以及活动安装在驱动件前端的至少两个铲臂，在驱动件后端设有可向其传递轴向振动的振动器，所述驱动件可驱动各铲臂张开或合拢，且在铲臂动作时，振动器带动各铲臂持续抖动。

在上述的一种铲式振动型抓取装置中，每个铲臂均包括连接部以及工作部，所述连接部与工作部连为一体且连接部与驱动件相连。

在上述的一种铲式振动型抓取装置中，所述连接部与对应工作部呈夹角设置且工作部圆弧过渡至对应连接部，所述工作部远离对应连接部的一端具有一光滑尖端。

在上述的一种铲式振动型抓取装置中，所述工作部的厚度由光滑尖端至靠近对应连接部的一端逐渐增大。

在上述的一种铲式振动型抓取装置中，所述驱动件包括驱动轴，各连接部分别通过连杆与驱动轴铰接连接，每个连接部均与对应的连杆铰接连接。

在上述的一种铲式振动型抓取装置中，在驱动件前端固连有支架，各连接部还分别与支架铰接连接。

与现有技术相比，本发明结构简单，操作方便；铲臂在振动器、驱动件的共同作用下能够实现无伤抓取的功能，实用性强；铲臂的结构设计则有助于顺利铲起软性物体。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图中，10、振动器；20、驱动件；21、驱动轴；30、铲臂；31、连接部；32、工作部；321、光滑尖端；40、连杆；50、支架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本铲式振动型抓取装置包括驱动件20以及活动安装在驱动件20前端的至少两个铲臂30，在驱动件20后端设有可向其传递轴向振动的振动器10，驱动件20可驱动各铲臂30张开或合拢，且在铲臂30动作时，振动器10带动各铲臂30持续抖动。

由于软性物体(如陶泥、面团等)在制坯、成型过程中对其进行取放容易发生破损的现象，针对这一问题，利用振动可以减少摩擦的原理，设计了振动器10来产生振动的力，传递给铲臂30，在铲臂30铲起或放开软性物体时能够减少铲臂30与软性物体之间的摩擦，同时也能够减轻铲臂30与软性物体之间、软性物体与放置软性物体的台面之间的粘结效应。

铲臂30与驱动件20相连，驱动件20与振动器10相连，工作时，驱动件20驱动各铲臂30沿轴向方向移动并使各铲臂30张开，与此同时，振动器10向驱动件20传递轴向振动的力，进一步传递给各铲臂30，各铲臂30沿着垂直于自身咬合的方向振动。驱动件20与振动器10共同作用，使各铲臂30逐渐铲起软性物体。

其中，振动器10在工作时一直运作，也即振动是始终维持的。因为软性物体很容易与其他物体产生粘结效应，维持振动还可以避免在抓取过程中铲臂30与软性物体之间的粘结，保证软性物体的完整性。

振动器10采用偏心振动原理，保持振动恒定，振动器10的振动幅度小于0.1mm,振动频率在20Hz～200Hz之间，即振动器10采用小幅中频的振动方式进行振动工作。在这个频率范围之内，振动器10可以选择合适的参数值来进行振动工作，其中，本实施例中振动器10的振动频率优选为50Hz，振动幅度可以根据实际 生产、使用情况来进行相应的调整。

铲臂30的数量可以根据实际需要来设计，本实施例中以两个铲臂30为例进行阐述。

优选地，每个铲臂30均包括连接部31以及工作部32，连接部31与工作部32连为一体且连接部31与驱动件20相连。在铲臂30张开或合拢时，振动器10带动各铲臂30保持抖动状态，使得工作部32铲起或脱开软性物体更顺畅，减少快速直线抽离带来的划伤和粘结现象。

进一步优选地，连接部31与对应工作部32呈夹角设置且工作部32圆弧过渡至对应连接部31，工作部32远离对应连接部31的一端具有一光滑尖端321。即是说，工作部32的末端(即铲臂30的末端)设有光滑尖端321。

铲臂30呈类“L”形设置，其中连接部31与驱动件20相连，驱动件20带着连接部31运动同时带动工作部32一起运动，两铲臂30张开，振动器10驱动两铲臂30振动。当两铲臂30与软性物体接触时，驱动件20带着两铲臂30逐渐合拢，此时在振动作用下两铲臂30逐渐铲起软性物体。

光滑尖端321的设置是为了方便铲臂30铲起软性物体，且光滑的表面与软性物体接触能减少破损的可能。工作部32圆弧过渡至连接部31，具体地说，连接部31、工作部32与软性物体接触的表面都是光滑的，表面粗糙度相对其他部件来说比较低，这样设计才能够保证软性物体在抓取之后的完整性。此外，还可以方便软性物体进入两铲臂30合拢的区域内。

值得一提的是，两铲臂30采用高分子聚酯复合材料制成，高分子聚酯复合材料有良好的减摩性能及柔性，适宜抓取软性物体。当然，在不影响无伤抓取工作的情况下，两铲臂30还可以由与高分子聚酯复合材料性能相似的材料制成。

进一步优选地，工作部32的厚度由光滑尖端321至靠近对应 连接部31的一端逐渐增大。光滑尖端321的厚度相对较小，比较容易进入软性物体与放置软性物体的台面之间，进而在振动作用下铲起软性物体。

优选地，驱动件20包括驱动轴21，各连接部31分别通过连杆40与驱动轴21铰接连接，每个连接部31均与对应的连杆40铰接连接。

驱动轴21伸出驱动件20外并与两连杆40铰接连接，当驱动轴21向外移动时，带动两连杆40运动，进而带动两连接部31、两工作部32运动，也即两铲臂30张开；当驱动轴21往回移动时，两铲臂30合拢。两铲臂30张开的范围可以通过驱动轴21移动的距离来调节。

驱动件20可以采用气压、液压等方式来驱动驱动轴21运动，当然也可以采用其他具有相同作用效果的驱动方式进行驱动。

优选地，在驱动件20前端固连有支架50，各连接部31还分别与支架50铰接连接。

两铲臂30既通过对应的连杆40与驱动轴21铰接连接，又分别与支架50铰接连接，而支架50与驱动件20固连。这样的结构设计使得两铲臂30在驱动轴21运动的时候，绕着铲臂30自身与支架50的铰接点转动，而连杆40的设置则是为了保证能够将驱动轴21的轴向移动转换成两铲臂30的张开与合拢动作，从而顺利进行抓取工作。

本铲式振动型抓取装置在初始状态下，振动器10、驱动件20运作，驱动轴21逐渐向外移动，两铲臂30张开(张开的范围视所需抓取的软性物体的大小而定)，且在整个过程中两铲臂30一直保持振动状态。当两铲臂30接触到软性物体时(即两铲臂30的光滑尖端321进入软性物体与放置软性物体的台面之间时)，驱动轴21反向移动，两铲臂30在合拢的同时不断振动，将软性物体从放置软性物体的台面上脱离。此时驱动件20停止工作，振动 器10保持振动工作，两铲臂30维持振动状态。当本铲式振动型抓取装置将软性物体移动到指定位置时，驱动件20再次开始运作，驱动轴21逐渐向外移动，两铲臂30张开，将软性物体放置到该指定位置，抓取工作完成之后，驱动轴21回到初始位置，振动器10、驱动件20均停止运作。整个装置结构简单、操作方便、实用性好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种铲式振动型抓取装置，其特征在于，包括驱动件以及活动安装在驱动件前端的至少两个铲臂，在驱动件后端设有可向其传递轴向振动的振动器，所述驱动件可驱动各铲臂张开或合拢，且在铲臂动作时，振动器带动各铲臂持续抖动；

每个铲臂均包括连接部以及工作部，所述连接部与工作部连为一体且连接部与驱动件相连；

所述连接部与对应工作部呈夹角设置且工作部圆弧过渡至对应连接部，所述工作部远离对应连接部的一端具有一光滑尖端；

所述工作部的厚度由光滑尖端至靠近对应连接部的一端逐渐增大；

所述振动器的振动幅度小于0.1mm，振动频率在20HZ-200HZ之间；

所述铲臂采用高分子聚酯复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种铲式振动型抓取装置，其特征在于，所述驱动件包括驱动轴，各连接部分别通过连杆与驱动轴铰接连接，每个连接部均与对应的连杆铰接连接。

3.根据权利要求2所述的一种铲式振动型抓取装置，其特征在于，在驱动件前端固连有支架，各连接部还分别与支架铰接连接。