CN108098809A - 一种模块化的柔性手指组件及其模块化柔性夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化的柔性手指组件，包括柔性手指，该柔性手指组件还包括安装块和固定罩壳，所述安装块的左侧面和右侧面均设置成配合面，所述安装块上设置有贯通左侧面和右侧面的气流通道，所述左侧面和右侧面上均设置有用于安装密封圈的密封圈安装槽，所述安装块的前侧面或者后侧面上固定有与气流通道相连通的进气嘴，所述柔性手指的通气口安装于进气嘴上，所述固定罩壳罩扣在指跟段的外部并与安装块之间可拆卸固定，所述安装块上设置有至少两个用于安装螺柱的螺柱安装孔，该螺柱安装孔贯穿于左侧面和右侧面，该柔性手指组件可以方便批量化生产，从而方便组装成不同规格的柔性夹具，极大的减少了生产成本。

Description

一种模块化的柔性手指组件及其模块化柔性夹具

技术领域

本发明涉及一种模块化的柔性手指组件，同时还涉及使用该柔性手指组件的模块化柔性夹具。

背景技术

在工业自动化领域，机械臂末端抓取动作主要由刚性机械手爪或真空吸盘完成。但刚性机械手爪，由于力度难以控制，很难对柔软、脆弱物体实现无损抓取。真空吸盘在搬运过程中难以适应表面粗糙、开孔的异形物体。这导致两者应用场景均存在局限性。

针对上述的问题，申请人申请了一种柔性手指以及使用该柔性手指进行柔性夹持和抓取的柔性夹具，其中柔性手指的结构在专利号为201710667696.7的申请文件中详细记载，而柔性夹具在201710667157.3中详细记载，这种柔性手指和柔性夹具能够实现对柔软、脆弱物体的抓取而不会对物体本身产生损伤。但是这种结构还是存在一个问题是，由于这种柔性夹具的使用范围非常广，比如可以夹持鸡蛋、比如夹持钢管、夹持异型部件、夹持易碎物品等，待夹持的物品的尺寸、形状都不同，因而申请人在制作柔性夹具时导致柔性夹具规格非常多，这样极大的增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种模块化的柔性手指组件，该柔性手指组件可以方便批量化生产，从而方便组装成不同规格的柔性夹具，极大的减少了生产成本。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种模块化柔性夹具，该柔性夹具使用了上述的柔性手指组件，不但可以方便批量化生产，而且方便组装成不同规格的柔性夹具，适合夹持不同大小的物品，极大的降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种模块化的柔性手指组件，包括柔性手指，该柔性手指组件还包括安装块和固定罩壳，所述安装块的左侧面和右侧面均设置成配合面，所述安装块上设置有贯通左侧面和右侧面的气流通道，所述左侧面和右侧面上均设置有用于安装密封圈的密封圈安装槽，所述安装块的前侧面或者后侧面上固定有与气流通道相连通的进气嘴，所述柔性手指的通气口安装于进气嘴上，所述固定罩壳罩扣在指跟段的外部并与安装块之间可拆卸固定，所述安装块上设置方便两个或者多个安装块组对的组对连接结构。

作为一种优选的方案，所述组对连接结构包括设置于安装块上的至少一个用于安装螺柱的螺柱安装孔，该螺柱安装孔贯穿于左侧面和右侧面。

作为一种优选的方案，所述组对连接结构包括设置于安装块上的连接槽或连接孔，该连接槽或连接孔贯穿左侧面和右侧面，所述连接槽或连接孔内用于安装组对锁紧连杆。

作为一种优选的方案，所述安装块的顶部或与进气嘴相对的侧面设置有用于将该柔性手指组件可拆卸安装于外部执行部件上的连接结构。

作为一种优选的方案，所述连接结构包括左右贯穿安装块顶部的安装滑槽，该安装滑槽的上部设置成条状收口，该条状收口的宽度小于安装滑槽的宽度，所述安装滑槽内滑动安装有连接滑块，该连接滑块上设置有与条状收口对应的连接螺孔。

作为一种优选的方案，所述固定罩壳包括罩壳本体，所述罩壳本体内设置有与指跟段适配的安装腔室，所述罩壳本体与柔性手指的手指底板相适配的一侧设置有开口，所述罩壳本体上设置有固定螺孔并通过安装于固定螺孔内的螺钉固定于安装块上，所述罩壳本体的开口的左右两侧均设置有凸伸部，对应的安装块的左侧面和右侧面上设置有与该凸伸部配合的配合部，所述凸伸部和配合部之间可拆卸连接固定。

作为一种优选的方案，所述配合部和凸伸部之间的可拆卸连接方式为螺钉固定或者卡扣固定。

作为一种优选的方案，所述安装块上还设置有与螺柱安装孔平行的至少一个定位销孔，所述柔性手指的手指底板的底部固定有耐磨增强板，所述耐磨增强板与指尖段以及指节段位置对应，所述手指底板的底部设置有若干个嵌入凸起，所述耐磨增强板上设置有与嵌入凸起一一对应的嵌入孔，所述耐磨增强板通过嵌入凸起和嵌入孔一一嵌入配合实现嵌入固定。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该柔性手指组件结构合理，柔性手指通过固定罩壳固定在安装块上形成一个独立的模块，而安装块的配合面可以相互接触配合从而组装成多种不同长度的柔性夹具，这样生产时就只需要批量生产模块化的柔性手指组件即可适合大多数情况的夹持，这样就降低了企业的生产成本，也方便客户自由组装。

又由于所述安装块的顶部或与进气嘴相对的侧面设置有用于将该柔性手指组件可拆卸安装于外部执行部件上的连接结构，所述连接结构包括左右贯穿安装块顶部的安装滑槽，该安装滑槽的上部设置成条状收口，该条状收口的宽度小于安装滑槽的宽度，所述安装滑槽内滑动安装有连接滑块，该连接滑块上设置有与条状收口对应的连接螺孔。这样，该安装块就可以更好的固定在外部执行部件上，当包含的柔性手指组件数量较多时，可以通过安装多个连接滑块以使柔性手指组件牢度固定，而连接滑块的位置可以根据现场的情况进行滑动调整，适应性更强。上述的外部执行部件为驱动柔性手指组件移动的部件，在夹持领域中一般可以采用机械手、夹持机器人等现有技术中的结构实现，并非本发明的改进内容，因此不详细描述。

又由于所述固定罩壳包括罩壳本体，所述罩壳本体内设置有与指跟段适配的安装腔室，所述罩壳本体与柔性手指的手指底板相适配的一侧设置有开口，所述罩壳本体上设置有固定螺孔并通过安装于固定螺孔内的螺钉固定于安装块上，所述罩壳本体的开口的左右两侧均设置有凸伸部，对应的安装块的左侧面和右侧面上设置有与该凸伸部配合的配合部，所述凸伸部和配合部之间可拆卸连接固定，该固定罩壳可以更好的将柔性手指压紧固定在安装块上，固定更加牢固。

又由于所述安装块上还设置有与螺柱安装孔平行的至少一个定位销孔，组对时插入定位销可以使安装块组对更加准确。

又由于所述柔性手指的手指底板的底部固定有耐磨增强板，所述耐磨增强板与指尖段以及指节段位置对应。利用该耐磨增强板可以提高柔性手指的耐磨性能，这样方便抓取或夹持一些更为锋利容易划伤手指的物品，延长了柔性手指组件的使用寿命。

为了解决上述另一个技术问题，本发明的技术方案为：一种模块化柔性夹具，该模块化柔性夹具包括至少两组相互配合的夹具单体，每个夹具单体包括至少两个权利要求1记载的柔性手指组件，该柔性手指组件通过组对连接结构组对连接，该柔性手指组件的安装块的配合面之间设置有密封圈并且相互密封接触，各安装块的气流通道相互连通形成了供气通道，所述供气通道的一端安装有封堵头，另一端安装有总进气接头。

优选的，当所述组对连接结构为螺柱安装孔时，每个夹具单体的安装块的螺柱安装孔相互适配，安装块的螺柱安装孔内安装有螺柱将各安装块相互连接固定，所述螺柱包括若干段首尾螺纹连接的螺柱单体，每个螺柱单体均包括螺柱段和螺帽段，螺柱段的端部设置有外螺纹段，螺帽段上设置有内螺纹孔；所述螺柱安装孔包括处于中部的小孔段和处于小孔段左右两端的大孔段，大孔段和小孔段之间形成了定位台阶，所述小孔段与螺柱段尺寸适配，所述大孔段与螺帽段适配；

当所述组对连接结构为连接槽或连接孔时，每个夹具单体的安装块的连接槽或连接孔相互适配，连接槽或连接孔内贯穿有组对锁紧连杆，该组对锁紧连杆与连接槽或连接孔过盈配合，或者该组对锁紧连杆的两端设置有沿组对锁紧连杆的长度方向压紧安装块的压紧块。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该柔性夹具利用组对连接结构将各安装块连接为一组，每组安装块之间密封配合，并且一端封堵，另一端设置了总进气接头，将每组夹具单体的总进气接头连接到气泵上，通过供气和抽气即可实现柔性手指的弯曲，这种柔性夹具安装组合更加简单并且用户可以根据所要夹持或抓取的物品的大小进行组装，适应性更强。

又由于所述螺柱包括若干段首尾螺纹连接的螺柱单体，每个螺柱单体均包括螺柱段和螺帽段，螺柱段的端部设置有外螺纹段，螺帽段上设置有内螺纹孔；所述螺柱安装孔包括处于中部的小孔段和处于小孔段左右两端的大孔段，大孔段和小孔段之间形成了定位台阶，所述小孔段与螺柱段尺寸适配，所述大孔段与螺帽段适配，这种结构可以选择不同数量的螺柱单体进行连接，这样只需要将若干个螺柱单体进行首尾连接即可固定，在给客户配置时只需要根据安装块的数量适应的配置相同数量的螺柱单体即可，这样螺柱单体也可批量化生产，规格少，无需给不同的客户配置不同长度的螺柱单体。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1一组柔性手指组件的结构示意图；

图2是一组柔性手指组件的主视图；

图3是图2沿A-A剖切的结构示意图；

图4是本发明实施例1一种夹具单体的结构示意图；

图5是本发明实施例1夹具单体的后视图；

图6是本发明实施例2一组柔性手指组件的结构示意图；

图7是本发明实施例2一组柔性手指组件另一方向的结构示意图；

图8是本发明实施例3的结构示意图；

图9是本发明实施例4的结构示意图；

附图中：1.柔性手指；2.安装块；3.固定罩壳；31.罩壳本体；32.固定螺孔；33.凸伸部；34.配合部；4.气流通道；5.密封圈安装槽；6.进气嘴；7.螺柱安装孔；8.安装滑槽；9.条状收口；10.连接滑块；11.连接螺孔；12.螺柱单体；121.螺柱段；122.螺帽段；13.耐磨增强板；14.定位销孔；15.连接槽；16.连接孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

如图1-3所示，一种模块化的柔性手指组件，包括柔性手指1，该柔性手指组件还包括安装块2和固定罩壳3，所述安装块2的左侧面和右侧面均设置成配合面，所述安装块2上设置有贯通左侧面和右侧面的气流通道4，本发明中描述的左右是以柔性手指的指尖段朝下时确定的，所述左侧面和右侧面上均设置有用于安装密封圈的密封圈安装槽5，所述安装块2的前侧面或者后侧面上固定有与气流通道4相连通的进气嘴6，所述柔性手指1的指跟段上的通气口安装于进气嘴6上，所述固定罩壳3罩扣在指跟段的外部并与安装块2之间可拆卸固定，所述安装块2上设置方便两个或者多个安装块2组对的组对连接结构。

本实施例中，组对连接结构包括在所述安装块2上设置有至少一个用于安装螺柱的螺柱安装孔7，该螺柱安装孔7贯穿于左侧面和右侧面，优选的，该螺柱安装孔7的数量为两个。

本实施例中，安装块2的顶部或者与进气嘴6相对的侧面设置有用于将该柔性手指组件可拆卸安装于外部执行部件上的连接结构，连接结构包括贯穿安装块2顶部的安装滑槽8，该安装滑槽8的上部设置成条状收口9，该条状收口9的宽度小于安装滑槽8的宽度，所述安装滑槽8内滑动安装有连接滑块10，该连接滑块10上设置有与条状收口9对应的连接螺孔11，所述安装块2上还设置有与螺柱安装孔7平行的至少一个定位销孔14，柔性手指1的手指底板的底部固定有耐磨增强板13，所述耐磨增强板13与指尖段以及指节段位置对应，所述手指底板的底部设置有若干个嵌入凸起，所述耐磨增强板13上设置有与嵌入凸起一一对应的嵌入孔，所述耐磨增强板13通过嵌入凸起和嵌入孔一一嵌入配合实现嵌入固定，耐磨增强板13的固定方式还可以采取其他的固定方式，例如胶水粘结。

上述的外部执行部件为驱动柔性手指组件移动的部件，在夹持领域中一般可以采用机械手、夹持机器人等现有技术中的结构实现，并非本发明的改进内容，因此不详细描述。

本实施例中，所述固定罩壳3包括罩壳本体31，所述罩壳本体31内设置有与指跟段适配的安装腔室，所述罩壳本体31与柔性手指1的手指底板相邻的一侧设置有开口，所述罩壳本体31上设置有固定螺孔32并通过安装于固定螺孔32内的螺钉固定于安装块2上，所述罩壳本体31的开口的左右两侧均设置有凸伸部33，对应的安装块2的左侧面和右侧面上设置有与该凸伸部33配合的配合部34，所述凸伸部33和配合部34之间可拆卸连接固定，所述配合部34和凸伸部33之间的可拆卸连接方式为螺钉固定。

当该柔性手指组件实际使用时，往通气口通入一定压力的气体，那么柔性手指1整体向手指底板弯曲，从而能抓取物品，而当抽吸气体时，柔性手指1反向弯曲，这样可使柔性手指1整体弯曲张开，放开物品。

该柔性手指组件的结构合理，柔性手指1通过固定罩壳3固定在安装块2上形成一个独立的模块，而安装块2的配合面可以相互接触配合从而组装成多种不同长度的柔性夹具，这样生产时就只需要批量生产模块化的柔性手指组件即可适合大多数情况的夹持，这样就降低了企业的生产成本，也方便客户自由组装。

如图4-5所示，模块化柔性夹具包括至少两组相互配合的夹具单体，每个夹具单体包括至少两个上述记载的柔性手指组件，本实施例中，每个夹具单体包括四个上述记载的柔性手指组件，当然，可以根据实际需要自行设置每个夹具单体的柔性手指组件数量。该实施例中，组对连接结构采用的螺柱安装孔7的形式实现，因此，每个夹具单体的各安装块2的螺柱安装孔7相互适配，安装块2的螺柱安装孔7内安装有螺柱，所述螺柱包括若干段首尾螺纹连接的螺柱单体12，每个螺柱单体12均包括螺柱段121和螺帽段122，螺柱段121的端部设置有外螺纹段，螺帽段122上设置有内螺纹孔；所述螺柱安装孔7包括处于中部的小孔段和处于小孔段左右两端的大孔段，大孔段和小孔段之间形成了定位台阶，所述小孔段与螺柱段121尺寸适配，所述大孔段与螺帽段122适配，所述螺柱将各安装块2相互连接固定；安装块2的配合面相互密封接触，各安装块2的气流通道4相互连通形成了供气通道，所述供气通道的一端安装有封堵头，另一端安装有总进气接头，用来连接外部的气泵，实现抽气或者供气。模块化柔性夹具中各夹具单体之间的设定方向以及间距可以根据实际需要进行设置和调整，以满足不同的生产需求。

每个夹具单体包含的柔性手指组件数量较多时，可以通过安装多个连接滑块10以使柔性手指组件进行固定，而柔性手指组件的连接滑块10的位置可以根据现场的情况进行滑动调整，通过连接螺孔11内的螺钉对连接滑块10进行固定。

实施例2

如图6-7所示，本实施例2中，固定螺孔32的设置方向为水平设置，罩壳本体31的结构以及固定螺孔32的设置位置与实施例1中略有不同，并且，所述配合部34和凸伸部33之间的可拆卸连接方式为卡扣固定，其他技术特征与实施例1中基本相同，在此不再赘述。

实施例3

如图8所示，该实施例的结构与实施例1中的结构基本相同，只是在组对连接结构上进行了改变，如图8所示，在安装块上设置了连接槽15，该连接槽15为楔形槽或梯形槽，那么组对形成柔性夹具时，就可以采用组对锁紧连杆实现从左右两侧夹紧固定，其中，每个夹具单体的安装块的连接槽15相互适配形成一个通槽，连接槽15内贯穿有组对锁紧连杆，该组对锁紧连杆可以与连接槽过盈配合，这样，也可以使各安装块之间相互连接并密封接触，组对锁紧连杆可以采用尼龙材质或者其他材质制成。

当然，该组对锁紧连杆还可以不用过盈配合的方式连接，例如，该组对锁紧连杆的两端设置有沿组对锁紧连杆的长度方向压紧安装块的压紧块。例如组对锁紧连杆的一端设置有定位端板，这样所有的安装块组对后并依靠在定位端板上，另一端就可以活动设置压紧块，进而可产生轴向的压紧力锁紧各安装块2，该定位端板的作用也构成了压紧块，当然，也可采用两个可拆卸的压紧块实现锁紧。上述的结构比较清楚，在图8中就省略了组对锁紧连杆的结构。

实施例4

该实施例与实施例3的结构相似，只是组对连接结构采用的是连接孔16的形式组对连接，每个夹具单体的安装块2的连接孔相互适配，连接孔16内贯穿有组对锁紧连杆，同样组对锁紧连杆的安装方式与实施例3的安装方向相同，再此不赘述。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种模块化的柔性手指组件，包括柔性手指，其特征在于：该柔性手指组件还包括安装块和固定罩壳，所述安装块的左侧面和右侧面均设置成配合面，所述安装块上设置有贯通左侧面和右侧面的气流通道，所述左侧面和右侧面上均设置有用于安装密封圈的密封圈安装槽，所述安装块的前侧面或者后侧面上固定有与气流通道相连通的进气嘴，所述柔性手指的通气口安装于进气嘴上，所述固定罩壳罩扣在指跟段的外部并与安装块之间可拆卸固定，所述安装块上设置方便两个或者多个安装块组对的组对连接结构。

2.如权利要求1所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述组对连接结构包括设置于安装块上的至少一个用于安装螺柱的螺柱安装孔，该螺柱安装孔贯穿于左侧面和右侧面。

3.如权利要求1所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述组对连接结构包括设置于安装块上的连接槽或连接孔，该连接槽或连接孔贯穿左侧面和右侧面，所述连接槽或连接孔内用于安装组对锁紧连杆。

4.如权利要求1所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述安装块的顶部或与进气嘴相对的侧面设置有用于将该柔性手指组件可拆卸安装于外部执行部件上的连接结构。

5.如权利要求4所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述连接结构包括左右贯穿安装块顶部的安装滑槽，该安装滑槽的上部设置成条状收口，该条状收口的宽度小于安装滑槽的宽度，所述安装滑槽内滑动安装有连接滑块，该连接滑块上设置有与条状收口对应的连接螺孔。

6.如权利要求1所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述固定罩壳包括罩壳本体，所述罩壳本体内设置有与指跟段适配的安装腔室，所述罩壳本体与柔性手指的手指底板相适配的一侧设置有开口，所述罩壳本体上设置有固定螺孔并通过安装于固定螺孔内的螺钉固定于安装块上，所述罩壳本体的开口的左右两侧均设置有凸伸部，对应的安装块的左侧面和右侧面上设置有与该凸伸部配合的配合部，所述凸伸部和配合部之间可拆卸连接固定。

7.如权利要求6所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述配合部和凸伸部之间的可拆卸连接方式为螺钉固定或者卡扣固定。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种模块化的柔性手指组件，其特征在于：所述安装块上还设置有与螺柱安装孔平行的至少一个定位销孔，所述柔性手指的手指底板的底部固定有耐磨增强板，所述耐磨增强板与指尖段以及指节段位置对应，所述手指底板的底部设置有若干个嵌入凸起，所述耐磨增强板上设置有与嵌入凸起一一对应的嵌入孔，所述耐磨增强板通过嵌入凸起和嵌入孔一一嵌入配合实现嵌入固定。

9.一种模块化柔性夹具，其特征在于：该模块化柔性夹具包括至少两组相互配合的夹具单体，每个夹具单体包括至少两个权利要求1记载的柔性手指组件，该柔性手指组件通过组对连接结构组对连接，该柔性手指组件的安装块的配合面之间设置有密封圈并且相互密封接触，各安装块的气流通道相互连通形成了供气通道，所述供气通道的一端安装有封堵头，另一端安装有总进气接头。

10.如权利要求9所述一种模块化柔性夹具，其特征在于：

当所述组对连接结构为螺柱安装孔时，每个夹具单体的安装块的螺柱安装孔相互适配，安装块的螺柱安装孔内安装有螺柱将各安装块相互连接固定，所述螺柱包括若干段首尾螺纹连接的螺柱单体，每个螺柱单体均包括螺柱段和螺帽段，螺柱段的端部设置有外螺纹段，螺帽段上设置有内螺纹孔；所述螺柱安装孔包括处于中部的小孔段和处于小孔段左右两端的大孔段，大孔段和小孔段之间形成了定位台阶，所述小孔段与螺柱段尺寸适配，所述大孔段与螺帽段适配；

当所述组对连接结构为连接槽或连接孔时，每个夹具单体的安装块的连接槽或连接孔相互适配，连接槽或连接孔内贯穿有组对锁紧连杆，该组对锁紧连杆与连接槽或连接孔过盈配合，或者该组对锁紧连杆的两端设置有沿组对锁紧连杆的长度方向压紧安装块的压紧块。