CN108890685B - 柔性夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性夹具，属于夹具技术领域。柔性夹具，包括支架和至少一个弹性膜套，弹性膜套安装于支架的端部，弹性膜套套设于支架的内壁和/或外壁上，弹性膜套包括底座和用于抓取被抓取物的抓取部，底座与支架连接。该柔性夹具，可针对不规则的异形物件或者表面要求较高的物件实现有效抓取、移动，通过弹性膜套的弹性变形及弹性膜套与被抓取物之间的摩擦力，实现对常规形状和异形的被抓取物的夹持或移动，提高了夹具的适用范围，避免了被抓取物的表面损伤，适用于在工业生产中对物品进行搬运转移。

Description

柔性夹具

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体而言，涉及一种柔性夹具。

背景技术

目前夹取或定位主要应用在一些标准工件或其中几个位置是固定不变的，夹具为固定样式，只能适用于标准工件，所以很多异形材料很难实现抓取或定位，尤其是有些特殊的材料对表面要求较高，要实现无损伤无划痕，现有的夹具无法实现无损抓取或定位。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种柔性夹具，可针对不规则的异形物件或者表面要求较高的物件实现有效抓取、移动，适用于在工业生产中对物品进行搬运转移，使上述问题得到改善。

本发明是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种柔性夹具，包括支架和至少一个弹性膜套，所述弹性膜套安装于所述支架的端部，所述弹性膜套包括底座和用于抓取被抓取物的抓取部，所述抓取部与所述底座连接，所述底座抵持在所述支架的内壁和/或套设于所述支架的外壁上。

在本发明可选的实施例中，所述支架包括一端开口的容纳腔，至少一个所述弹性膜套沿所述支架的轴线方向分布，所述弹性膜套位于所述容纳腔内且位于所述容纳腔的开口端，所述底座抵持在所述支架的内壁上，所述抓取部位于所述弹性膜套的中部。

在本发明可选的实施例中，所述支架开设有与所述抓取部对应的顶出孔，所述顶出孔与所述容纳腔连通。

在本发明可选的实施例中，所述弹性膜套开设有抓取孔，所述抓取孔的边缘形成所述抓取部。

在本发明可选的实施例中，所述抓取孔为圆孔或随形孔。

在本发明可选的实施例中，所述抓取孔的周向开设有多个缓冲缝。

在本发明可选的实施例中，所述抓取部包括多个抓取指，多个所述抓取指沿所述弹性膜套的中心旋转对称，多个所述抓取指的自由端形成抓取孔，相邻的两个所述抓取指之间具有缓冲槽。

在本发明可选的实施例中，所述弹性膜套设置有两个，两个所述弹性膜套沿所述支架的轴线方向间隔分布。

在本发明可选的实施例中，所述底座位于所述弹性膜套的中部且所述底座套设于所述支架的外壁上，所述弹性膜套的边缘形成所述抓取部，所述抓取部用于抓取具有型腔的被抓取物。

本发明的实施例还提供了一种柔性夹具，包括支架和至少一个弹性膜套，所述支架开设有多个呈矩阵分布的通孔，所述弹性膜套与所述支架连接，所述弹性膜套开设有多个与所述通孔对应的抓取孔，所述抓取孔的直径小于所述通孔的直径，所述抓取孔的边缘形成用于抓取被抓取物的抓取部。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

该柔性夹具，可针对不规则的异形物件或者表面要求较高的物件实现有效抓取、移动，适用于在工业生产中对物品进行搬运转移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的柔性夹具的结构示意图；

图2为图1的柔性夹具与被抓取物的夹取状态示意图；

图3为图1的弹性膜套的一种结构示意图；

图4为图1的弹性膜套的另一种结构示意图；

图5为弹性膜套的缓冲缝的结构示意图；

图6为两个弹性膜套的结构示意图；

图7为图6的柔性夹具与被抓取物的夹取状态示意图；

图8为本发明第二实施例提供的柔性夹具的弹性膜套的结构示意图；

图9为本发明第三实施例提供的柔性夹具的结构示意图；

图10为图9的柔性夹具与被抓取物的夹取状态示意图；

图11为本发明第四实施例提供的柔性夹具的结构示意图；

图12为图11的剖视图。

图标：100-柔性夹具；300-柔性夹具；400-柔性夹具；10-支架；101-容纳腔；102-顶出孔；11-弹性膜套；111-底座；112-抓取部；113-抓取孔；114-缓冲缝；12-弹性膜套；121-抓取指；122-缓冲槽；30-支架；302-顶出孔；31-弹性膜套；311-底座；312-抓取部；40-支架；401-通孔；402-第一板；403-第二板；41-弹性膜套；412-抓取部；413-抓取孔；7-顶出柱；71-橡胶垫；8-被抓取物；81-型腔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种柔性夹具100，包括支架10和至少一个弹性膜套11。

在本实施例中，支架10用于与移动或定位机构连接，支架10的端部设置有一端开口的容纳腔101，容纳腔101用于容纳被抓取物8，弹性膜套11位于容纳腔101内，弹性膜套11套设于支架10的内壁上，弹性膜套11包括底座111和用于抓取被抓取物8的抓取部112，底座111抵持在支架10的内壁上，抓取部112位于容纳腔101的中部，抓取部112用于套设于被抓取物8的外部从而抓取被抓取物8。该柔性夹具100，利用弹性膜套11的弹性套设于被抓取物8的表面，并与被抓取物8连接牢固，从而实现被抓取物8的抓取或移动，弹性膜套11还对被抓取物8的表面起到保护作用。

下面对该柔性夹具100的各个部件的具体结构和相互之间的位置关系进行详细说明。

支架10用于与移动或定位机构(图中未标出)连接，应用于物件的移动或定位操作；支架10起到支撑弹性膜套11的作用，弹性膜套11安装于支架10的端部，便于弹性膜套11作用于被抓取物8。弹性膜套11抵持在支架10的内壁和/或套设在支架10的外壁上，弹性膜套11包括底座111和用于抓取被抓取物8的抓取部112，底座111与支架10连接。相当于，弹性膜套11可以套设于支架10的内壁，也可以套设于支架10的外壁，还可以套设于支架10的内壁和外壁。当弹性膜套11作用于柱形或者异形被抓取物8的外表面时，弹性膜套11套设于支架10的内壁上，此时，支架10的端部采用包围或者半包围的结构，便于弹性膜套11与支架10的连接；当弹性膜套11作用于具有型腔的被抓取物8时，弹性膜套11套设于支架10的外壁上；当弹性膜套11作用于具有型腔的异形的被抓取物8时，弹性膜套11可以套设于支架10的内壁和外壁上。

在本实施例中，如图1所示，支架10的端部(远离移动或者定位机构的一端)开设有一端开口的容纳腔101，相当于支架10的末端采用包围或者半包围的结构，当支架10用于被抓取物8的抓取时，被抓取物8能够容纳于容纳腔101内。

如图1所示，弹性膜套11位于容纳腔101的开口端，并套设于支架10的内壁上，至少一个弹性膜套11沿支架10的轴线方向分布。底座111与支架10的内壁连接，从而使得弹性膜套11固定于支架10的容纳腔101内，抓取部112位于弹性膜套11的中部，保证抓取部112与被抓取物8作用时，弹性膜套11作用于被抓取物8的作用力平衡。

在本实施例中，弹性膜套11开设有抓取孔113，抓取孔113的边缘形成抓取部112，该弹性膜套11适合于采用含入/吸取式抓取被抓取物8，弹性膜套11的抓取孔113形成包围空间，包围空间与被抓取物8的形状相适应，弹性膜套11的包围空间小于被抓取物8的轮廓尺寸。在作用于被抓取物8时，如图2所示，将弹性膜套11套设于被抓取物8的外部，通过弹性膜套11的弹性变形，使得弹性膜套11与被抓取物8紧密连接，通过弹性膜套11与被抓取物8之间的摩擦力实现被抓取物8的定位或移动。

在本实施例中，弹性膜套11的厚度可以根据所需夹取物体(被抓取物8)的质量、表面弹性进行调整，弹性膜套11的厚度越大夹取力越大。

在本实施例中，弹性膜套11为硅胶/橡胶膜套，具有一定的弹性，能够受力变形，并且具有回复力，作用于被抓取物8的表面时，能够保证弹性膜套11与被抓取物8连接牢固。

抓取孔113的形状可以根据实际的被抓取物8的轮廓形状来选取，使用者可以根据实际情况选取合适的抓取孔113的形状。

进一步地，如图3所示，抓取孔113为圆孔，圆孔适用于柱状或类似柱状的被抓取物8的夹持，圆孔的弹性膜套11，能够更好地保证弹性膜套11与被抓取物8的接触面积，从而保证弹性膜套11与被抓取物8之间的摩擦力，使得被抓取物8与弹性膜套11良好配合。

进一步地，如图4所示，抓取孔113为随形孔，根据异形的被抓取物8的形状，抓取孔113的轮廓与被抓取物8的轮廓相对应，保证弹性膜套11与被抓取物8的接触面积。

作为本实施例的可选方式，如图4和5所示，抓取孔113的周向开设有多个缓冲缝114，由于抓取孔113的尺寸小于被抓取物8的轮廓尺寸，弹性膜套11在夹取被抓取物8时发生弹性变形，弹性缓冲缝114的设置，使得弹性膜套11变形时能够更好地作用于被抓取物8的表面，保证弹性膜套11与被抓取物8的接触面积和作用力。

作为本实施例的可选方式，弹性膜套11设置有两个，如图6所示，两个弹性膜套11沿支架10的轴线方向间隔分布，两个弹性膜套11的设置，适用于细长柱状零件(被抓取物8)，增加弹性膜套11与被抓取物8的接触面积，加强夹持的稳定性。如图7所示，为两个弹性膜套11作用于被抓取物8的示意图。

在本实施例中，支架10开设有与抓取部112对应的顶出孔102，顶出孔102与容纳腔101连通，顶出孔102与抓取孔113的中心对应设置。当弹性膜套11套设于被抓取物8时，在顶出孔102内设置顶出柱7，通过驱动件驱动顶出柱7相对于支架10朝向被抓取物8移动，将顶出柱7伸入容纳腔101内并作用于被抓取物8，可以实现被抓取物8的取下。为了避免顶出柱7损伤被抓取物8的表面，顶出柱7的用于与被抓取物8接触的端部设置有橡胶垫71。

本发明实施例的工作原理为：

在支架10的端部设置弹性膜套11，弹性膜套11套设于支架10的内壁上，弹性膜套11开设有抓取孔113，支架10与移动机构连接。在抓取过程中，移动机构将该柔性夹具100移动到被抓取物8的上方，向下移动柔性夹具100，使弹性膜套11接触被抓取物8并夹紧；将被抓取物8移动到需要的位置，使用气缸或者其他部件控制顶出柱7将被抓取物8顶出，完成抓取。

需要指出的是，本实施例提供的抓取方式为竖向形式，在本发明的其他实施例中，弹性膜套11也可以相应的沿水平方向设置，实现水平方向上的抓取被抓取物8；另外，还是可以将弹性膜套11沿水平方向和竖直方向两个方向组合设置，以实现任意方向上抓取被抓取物8。

该柔性夹具100，将弹性膜套11套设于被抓取物8的外部，通过弹性膜套11的弹性变形及弹性膜套11与被抓取物8之间的摩擦力，实现对常规形状和异形的被抓取物8的夹持或移动，提高了夹具的适用范围，避免了被抓取物8的表面损伤。

第二实施例

研究人员经过研究，对本发明提供的柔性夹具100，在上述第一实施例的基础上，还可作出下述可选的其他结构方案，具体说明如下：

如图8所示，在本实施例中，弹性膜套12为圆形膜片结构，弹性膜套12套设于支架10的内壁上，底座111与支架10的内壁连接；抓取部112包括多个抓取指121，多个抓取指121沿弹性膜套11的中心旋转对称，多个抓取指121的自由端形成抓取孔113，相邻的两个抓取指121之间具有缓冲槽122，多个抓取指121增加了弹性膜套12与被抓取物8之间的摩擦力，适用于表面不规则的柱状的被抓取物8，保证弹性膜套12与被抓取物8连接牢固，缓冲槽122便于实现弹性膜套12的变形，使得弹性膜套12夹取更灵活。

相对于第一实施例，本实施例适用于表面不规则的柱状结构的被抓取物8，提高了弹性膜套12与被抓取物8的连接稳定性。

第三实施例

研究人员经过研究，对本发明提供的柔性夹具300，在上述第一实施例的基础上，还可作出下述可选的其他结构方案，具体说明如下：

如图9和10所示，在本实施例中，支架30为柱状结构，弹性膜套31套设于支架30的外部，底座311位于弹性膜套31的中部，并且底座311套设于支架30的外壁上。弹性膜套31的边缘形成抓取部312，抓取部312用于抓取具有型腔81的被抓取物8，弹性膜套31的轮廓尺寸大于被抓取物8的型腔81的轮廓尺寸。当对具有型腔81的被抓取物8进行移动时，弹性膜套31移动至型腔81内并与被抓取物8的内壁配合，通过弹性膜套31的变形及弹性膜套31与被抓取物8的摩擦力实现被抓取物8的夹持。

当采用内撑式抓取时，弹性膜套31的边缘形成包围空间，包围空间大于被抓取物8的内径尺寸，支架30的端部设置在被抓取物8的型腔81中心，支架30的端部尺寸小于被抓取物8的内径尺寸。

在本实施例中，为了便于被抓取物8与弹性膜套31的分离，支架30连接有顶出柱7，顶出柱7与支架30可滑动的连接，顶出柱7既可以穿设于支架30的内部，也可以套设于支架30的外部，只要实现顶出柱7相对于支架30靠近弹性膜套31并作用于被抓取物8即可。

作为本实施例的可选方式，支架30的中部开设有顶出孔302，顶出孔302内可滑动的设置有顶出柱7，顶出柱7的一端连接有驱动气缸，当被抓取物8移动至指定位置后，驱动气缸能够带动顶出柱7相对于支架30靠近被抓取物8，并将被抓取物8顶出，使被抓取物8与弹性膜套31分离，实现被抓取物8的转移。

本发明实施例的工作过程为：

将柔性夹具300移动到被抓取物8的开口的上方，向下移动柔性夹具300，使弹性膜套31接触被抓取物8的内壁并与被抓取物8夹紧；将被抓取物8移动至需要的位置，使用气缸控制顶出柱7将被抓取物8顶出，完成抓取。

需要指出的是，该柔性夹具300的抓取物体的方式，既可以为竖向，也可以为水平方向，还可以为竖向和水平方向的组合，使用者可以根据实际情况选取弹性膜套31的设置方向，以实现任意方向上抓取物体。

第四实施例

请参照图11所示，本实施例提供了一种柔性夹具400，包括支架40和至少一个弹性膜套41。

如图11和图12所示，支架40开设有多个呈矩阵分布的通孔401，支架40为板状结构，支架40包括第一板402和第二板403，弹性膜套11位于第一板402与第二板403之间，弹性膜套41分别与第一板402和第二板403连接，弹性膜套41开设有多个与通孔401对应的抓取孔413，抓取孔413的直径小于通孔401的直径，抓取孔413的边缘形成用于抓取被抓取物8的抓取部412。该柔性模具，相当于多个第一实施例中的抓取部112呈矩阵排列，适用于阵列排布的圆柱形零件(被抓取物8)实现同时抓取，方便快捷。同时，每个通孔401对应设置有一个顶出柱7，顶出柱7与支架40可滑动的连接。

在对阵列排布的圆柱形的被抓取物8实现抓取时，采用第一实施例的柔性夹具100，需要进行多次抓取，浪费时间；本实施例提供的柔性夹具400，能够对应阵列排布被抓取，使用时，将支架40的通孔401对应被抓取物8放置，通过移动机构将支架40朝向被抓取物8移动，使得弹性膜套41与被抓取物8接触并夹紧，将被抓取物8移动至需要的位置，使用气缸控制顶出柱7将被抓取物8顶出，完成抓取。

需要指出的是，为了实现多个被抓取物8的转移，该柔性夹具400的弹性膜套41的抓取物体的方式为竖直方向进行的，便于多个被抓取物8的放置。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种柔性夹具，其特征在于，包括支架和至少一个弹性膜套，所述弹性膜套安装于所述支架的端部，所述弹性膜套包括底座和用于抓取被抓取物的抓取部，所述抓取部与所述底座连接，所述底座抵持在所述支架的内壁；

所述支架包括一端开口的容纳腔，至少一个所述弹性膜套沿所述支架的轴线方向分布，所述弹性膜套位于所述容纳腔内且位于所述容纳腔的开口端，所述底座抵持在所述支架的内壁上，所述抓取部位于所述弹性膜套的中部；

所述支架开设有与所述抓取部对应的顶出孔，所述顶出孔与所述容纳腔连通；

所述弹性膜套开设有抓取孔，所述抓取孔的边缘形成所述抓取部；

所述抓取部包括多个抓取指，多个所述抓取指沿所述弹性膜套的中心旋转对称，多个所述抓取指的自由端形成抓取孔，相邻的两个所述抓取指之间具有缓冲槽；

弹性膜套的抓取孔形成包围空间，包围空间与被抓取物的形状相适应，弹性膜套的包围空间小于被抓取物的轮廓尺寸。

2.根据权利要求1所述的柔性夹具，其特征在于，所述抓取孔为圆孔或随形孔。

3.根据权利要求2所述的柔性夹具，其特征在于，所述弹性膜套设置有两个，两个所述弹性膜套沿所述支架的轴线方向间隔分布。

4.一种柔性夹具，其特征在于，包括支架和至少一个弹性膜套，所述弹性膜套安装于所述支架的端部，所述弹性膜套包括底座和用于抓取被抓取物的抓取部，所述抓取部与所述底座连接，所述底座套设于所述支架的外壁上；

支架为柱状结构，弹性膜套套设于支架的外部，底座位于弹性膜套的中部，并且底座套设于支架的外壁上；

弹性膜套的边缘形成抓取部，抓取部用于抓取具有型腔的被抓取物，弹性膜套的轮廓尺寸大于被抓取物的型腔的轮廓尺寸；

当对具有型腔的被抓取物进行移动时，弹性膜套移动至型腔内并与被抓取物的内壁配合，通过弹性膜套的变形及弹性膜套与被抓取物的摩擦力实现被抓取物的夹持；所述柔性夹具仅利用弹性膜套自身就能实现对被抓取物的夹紧。