CN106946032A - 一种基于柔性胶体的粘附抓取装置 - Google Patents

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许杨剑
韩威
李攀磊
潘常良
许雷
唐哲韬
赵帅
梁利华
王效贵
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/008—Gripping heads and other end effectors with sticking, gluing or adhesive means

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Abstract

一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，包括导轨，在导轨上设有上滑块，上滑块通过滚珠丝杠与第一电机连接，在上滑块下方设有下滑块，下滑块通过滚珠丝杠与第二电机连接，下滑块下方固定有预弯弹簧片及挡杆，挡杆设于预弯弹簧片中间，柔性胶体两侧与预弯弹簧片两侧通过销轴连接，柔性胶体两端固定有无弹性的拉绳，无弹性的拉绳与上滑块两侧固定连接。本发明通过拉伸柔性胶体，增大柔性胶的刚度用于粘附抓取物体；很好地利用了柔性胶体这一材料变形的特性实现对易碎、易损物件的夹持。

Description

一种基于柔性胶体的粘附抓取装置
技术领域
本发明涉及物料输送装置，特别是一种基于柔性胶体的粘附抓取装置。
背景技术
在物件的抓取方面，传统的方法是用机械抓手结构或者是真空吸盘，但这些常用技术存在若干缺陷。机械抓手通过对各机械零件的精确控制来实现对物件的夹持动作，要实现这一动作需要对物件接触表面进行机械“挤压”，该缺陷也限制了机械抓手对易碎、易损物件的夹持。真空吸盘在抓取物件的时候也有诸多的限制，如真空吸盘的应用要求待抓取物件表面光滑、干燥、洁净，这也限制了真空吸盘的应用。
柔性胶体是一种自粘性的硅胶，既有硅胶化学性质稳定、机械强度强、弹性高等优点，又拥有较强自粘性，不易产生开裂、脱胶的现象。另外，也可以选择热塑性聚氨酯橡胶作为柔性胶体，该材料类似于玩具‘粘粘手’的材料，具有高弹性、高韧性、高强度、高粘度的性能。
未来机器会向多维、柔顺、仿生、高精度、微机械等发展，而柔性机构在这些领域都有广泛的应用前景，所以对于实现我国工业4.0有重要的研究意义。和传统的物体抓取机构相比，柔性抓取机构的在过去机构学的研究中，由于柔性机构的独特优点，柔性机构已经成为了机构学研究领域的新热点。
发明内容
为解决现有技术的不足，提供一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，这种粘附抓取装置结构合理，机构简单，抓取方便。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，包括导轨，在导轨上设有上滑块，上滑块通过滚珠丝杠与第一电机连接，在上滑块下方设有下滑块，下滑块通过滚珠丝杠与第二电机连接，下滑块下方固定有预弯弹簧片及挡杆，挡杆设于预弯弹簧片中间，柔性胶体两侧与预弯弹簧片两侧通过销轴连接，柔性胶体两端固定有无弹性的拉绳，无弹性的拉绳与上滑块两侧固定连接。
上述的一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，下滑块固定有横杆，横杆两侧设有滑轮，无弹性的拉绳绕过滑轮分别与上滑块两侧固定连接。
当增加柔性物体的刚度时，柔性物体的粘结力会随之增强。而对于相互粘结的物体，当其中一个的刚度增加一倍时，其所需要的分离力会增加八倍左右。
本发明通过拉伸柔性胶体，增大柔性胶的刚度用于粘附抓取物体；当卸载物体时，柔性胶体被中间横杆撑住而两边拉伸，柔性胶两边会出现应力集中，并且挡杆将柔性胶体顶出，这时抓取物就会被卸载。
本发明很好地利用了柔性胶体这一材料变形的特性实现对易碎、易损物件的夹持。
附图说明
图1为本发明在整体结构示意图。
图2为本发明释放物料时的结构示意图。
图中标记为：1导轨，11第一电机，12第一滚珠丝杠，13上滑块，21第二电机，22第二滚珠丝杠，23下滑块，3滑轮，4横杆，51预弯弹簧片，52挡杆，53柔性胶体，6无弹性的拉绳。
具体实施方式
一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，包括导轨1，在导轨上设有上滑块13，上滑块通过滚珠丝杠12与第一电机11连接，在上滑块下方设有下滑块23，下滑块通过滚珠丝杠22与第二电机21连接，下滑块固定有横杆4，横杆两侧设有滑轮3，下滑块下方固定有预弯弹簧片51及挡杆52，挡杆设于预弯弹簧片中间，柔性胶体两侧与预弯弹簧片两侧通过销轴连接，柔性胶体两端固定有无弹性的拉绳6，无弹性的拉绳绕过滑轮分别与上滑块两侧固定连接。
在初始位置时，预弯弹簧片将柔性胶体撑开，并且挡杆高度小于预弯弹簧片底部与柔性胶体之间的距离，挡杆未与柔性胶体接触，此时柔性胶体下端面为平面，可用于粘附物件。
当柔性胶体粘附物件后，抓取装置移动，将物件转移到指定位置，此时电机带动滚珠丝杆转动，分别带动上滑块向上运动、下滑块向下运动，无弹性的拉绳拉动柔性胶体两侧，同时预弯弹簧片受压力变形向两侧展开，下滑块下方的挡杆突出于预弯弹簧片将柔性胶体顶出，此时柔性胶体与物件表面产生分离角，使得粘结处粘结力快速释放，使得粘附的物件与柔性胶体下表面迅速分离。此后电机再次旋转，通过滚珠丝杠带动上、下滑块复位到初始位置以备下次粘附。
本例中柔性胶体采用天然橡胶材质，天然橡胶具有良好的弹性与合适的粘性，即可以承受反复的变形，又可以长期保持粘性、反复多次使用。
本装置对被抓取物冲击的力度小，使其表面受力较为均匀，对于易碎、易损物件的夹持损伤会降到最小。

Claims (2)

1.一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，包括导轨，其特征在于在导轨上设有上滑块，上滑块通过滚珠丝杠与第一电机连接，在上滑块下方设有下滑块，下滑块通过滚珠丝杠与第二电机连接，下滑块下方固定有预弯弹簧片及挡杆，挡杆设于预弯弹簧片中间，柔性胶体两侧与预弯弹簧片两侧通过销轴连接，柔性胶体两端固定有无弹性的拉绳，无弹性的拉绳与上滑块两侧固定连接。
2.如权利要求1所述的一种基于柔性胶体的粘附抓取装置，其特征在于下滑块固定有横杆，横杆两侧设有滑轮，无弹性的拉绳绕过滑轮分别与上滑块两侧固定连接。
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