CN109318248A - 一种柔性机械爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性机械爪，包括机械爪基座和一组机械爪，所述机械爪基座内设有活塞，所述机械爪基座上端设有推动所述活塞上下往复运动的推动装置，所述机械爪通过连杆推动张开或闭合，所述连杆一端与所述活塞的下端铰接，另一端与所述机械爪铰接，所述机械爪的一端与所述机械爪基座的下端铰接。本发明的目的是提供一种柔性机械爪，不仅具有刚性机械抓的承载能力，而且采用纯柔性材料作为本体的机械爪，具有柔顺性，同时还能避免压力补偿装置，结构简单，实用性强。

Description

一种柔性机械爪

技术领域

本发明涉及领域机械爪技术领域，具体涉及一种柔性机械爪。

背景技术

机械爪是模仿人类手指抓取物品的机械装置，对于不同种类的物品，需要使用特定的机械手爪，列如球体类，立方体，曲面体类等等，这些都难以实现使用同一只刚性机械爪对他们分别爪取。所以目前分拣不同种类的商品大多采取的是人工分类方式，分拣工人机械化地不断重复着相同的动作，劳动强度大，工作效率低。柔性机械爪现有技术是以传统气动驱动为主，以超弹性硅胶材料作为本体材料，结合3D打印技术的研究，这种柔性机械爪理论上拥有无限自由度，自身良好的柔顺性弥补了刚性机械手的不足，但也存在一些缺陷，通常承受负载能力小，变形过大，适用于抓取较轻的物品，而且其系统必须设计成闭式循环结构并配置压力补偿器，造成系统笨重复杂。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种柔性机械爪，不仅具有刚性机械抓的承载能力，而且采用纯柔性材料作为本体的机械爪，具有柔顺性，同时还能避免压力补偿装置，结构简单，实用性强。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种柔性机械爪，包括机械爪基座和一组机械爪，所述机械爪基座内设有活塞，所述机械爪基座上端设有推动所述活塞上下往复运动的推动装置，所述机械爪通过连杆推动张开或闭合，所述连杆一端与所述活塞的下端铰接，另一端与所述机械爪铰接，所述机械爪的一端与所述机械爪基座的下端铰接。

进一步的，所述推动装置为液压缸或气压缸。

进一步的，所述柔性机械爪还包括多个接触体，所述接触体通过接触架卡嵌在机械爪末端。

进一步的，所述接触体为硅胶材料制成，且接触体上均匀分布有多个条状凸起。

进一步的，所述柔性机械爪末端还包括弹簧，所述机械爪末端开设有第一卡槽，所述弹簧的一端固定在所述第一卡槽内，另一端与所述接触体连接。

进一步的，所述机械爪末端上相对于每一第一卡槽均设有第二卡槽，所述接触架的一端卡嵌在所述第二卡槽中，使得接触架和与其连接的接触体相对于机械爪倾斜110度到120度。

进一步的，所述活塞包括活塞头和活塞杆，所述活塞头设置在所述活塞杆上端，所述活塞头与所述推动装置接触，所述活塞杆的下端与所述连杆的一端铰接。

进一步的，一组机械爪中包括2-4个机械爪。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明所述的一种柔性机械爪不仅具有刚性机械抓的承载能力，而且采用纯柔性材料作为本体的机械爪，具有柔顺性，同时还能避免压力补偿装置，结构简单，实用性强。

2.本发明所述的一种柔性机械爪接触体采用柔性材料制成，接触体表面均匀分布有多个条状凸起，可以增加与物品接触时的的摩檫力和包络性。

3.本发明所述的一种柔性机械爪中通过设置弹簧，使得机械爪与物体接触的过程中，贴合的更加紧密和平稳。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明机械爪的结构示意图；

图4为本发明弹簧、接触体和接触架连接的结构示意图；

图5为本发明弹簧的结构示意图；

图6为本发明接触架的结构示意图；

图7为本发明接触体的结构示意图；

图8为本发明连接头的结构示意图。

其中，1、机械爪基座；

2、活塞；21、活塞头；22、活塞杆；221、螺纹孔；

3、端盖；31、内孔；

4、导向筒；

5、连接头；51、螺纹凸台；52、第二联接槽；

6、机械爪；61、机械爪本体；611、第一卡槽；612、第二卡槽；62、连杆；63、弹簧；631、第一嵌体；632、第二嵌体；64、接触架；641、第三卡槽；642、卡扣；65、接触体；651、第三嵌体；652、条状凸起；

7、推动装置；

8、固定支座；81、第二联接槽。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-图2所示，一种柔性机械爪，用于抓取不同形状的物体，包括机械爪基座1和一组机械爪6，一组机械爪6包括2-4个机械爪，机械爪基座1为圆筒状结构，机械爪基座1内设有活塞2，活塞2同轴心的安装在机械爪基座1内，活塞2包括活塞头21和活塞杆22，活塞头21设置在活塞杆22上端，机械爪基座1底端固定连接有与其同轴心的端盖3，端盖3上设有内孔31，端盖3下端设有与其同轴心的导向筒4，导向筒4与端盖3间通过螺栓固定连接，活塞杆22朝下穿过端盖3的的内孔31并可在导向筒4内上下滑动。活塞杆22穿出端盖3的一端连接有连接头5，一组机械爪6中每一机械爪6通过一个连杆62推动张开或闭合，连杆62一端与连接头5的下端铰接，另一端与一个机械爪6铰接，该机械爪6的一端与导向筒4的下端铰接，构成曲柄滑块机构。机械爪基座1上端设有推动活塞2上下往复运动的的推动装置，推动装置可以为液压缸或气压缸，本发明实施例中，以液压缸为推动装置加以说明。

如图3-图4所示，机械爪6包括机械爪本体61，机械爪本体61为弧形结构，机械爪本体61内表面开设有第一卡槽611，弹簧63的一端卡嵌在第一卡槽611中，另一端连接有接触架64，接触体65卡嵌在接触架64上。机械爪本体61末端上相对于每一第一卡槽611均设有第二卡槽612，接触架64的一端卡嵌在第二卡槽612中，使得接触架64和与其连接的接触体65相对于机械爪本体61倾斜110度到120度。

如图5所示，弹簧63为圆柱形，弹簧63上端设有卡嵌与第一卡槽611的第一嵌体631，下端设有第二嵌体632。

如图6所示，接触架64为刚性材料，接触架64为弯臂结构，接触架64折弯处内侧面设有第三卡槽641，弹簧63下端通过第二嵌体632卡嵌在第三卡槽641中。接触架64折弯处外侧面设有卡扣642，接触体65通过第三嵌体651卡嵌在卡扣642内。

如图7所示，接触体65为柔性材料，可以为硅胶类材料，且接触体65表面均匀分布有多个条状凸起652，可以增加与物品接触时的的摩檫力和包络性。

如图8所示所示，连接头5上端加工有螺纹凸台51，活塞杆22下端设有与其匹配的螺纹孔221(图中未示出)，螺纹凸台51和螺纹孔221(图中未示出)间可进行螺纹连接。连接头5下端设计有多个第一联接槽52，每一第一联接槽52与一个连杆62的一端铰接，本发明中，第一联接槽52中开有通孔用于与连杆62的一端铰接。

如图1所示，导向筒4开有内孔31内控直径和活塞2直径相同，为活塞杆22引导方向。本发明实施例中，机械爪基座1下端设有3个机械爪6，导向筒4圆柱面沿轴向方向开有3个导向槽，各自成120度均匀分布，3个导向槽分别为3个连杆62导向。

如图1所示，导向筒4下端设有固定支座8，由于本发明实施例中设有3个机械爪6，因此固定支座8下端开有3个第二联接槽81，用于度固定3个单只机械爪6的上端，3个第二联接槽81两两成120度均匀分布。

本发明的使用方法：活塞2位于机械爪基座1内。液压油通过进出油口进入液压缸，推动活塞2向下运动，液压力通过连接头5传递给连杆62，连杆62在将液压力传递给机械爪实现机械爪6的抓取动作，当机械爪6接触物体时，最先接触的是由柔性材料制成的接触体65，接触体65依附在物品上，随着压力的增加，弹簧63开始压缩，各个接触体65对物品的包络性随着挤压增大，因此贴合的更加紧密和平稳。随后机械爪6抓取物品运动到指定的位置，换向阀将高压油切换到液压缸下端的进出油口，液压缸开始进入高压油液，活塞2向上运动，机械爪6随后在连杆的拉力作用下随后松开，实现物品的放置。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种柔性机械爪，其特征在于：包括机械爪基座和一组机械爪，所述机械爪基座内设有活塞，所述机械爪基座上端设有推动所述活塞上下往复运动的推动装置，所述机械爪通过连杆推动张开或闭合，所述连杆一端与所述活塞的下端铰接，另一端与所述机械爪铰接，所述机械爪的一端与所述机械爪基座的下端铰接。

2.根据权利要求1所述的柔性机械爪，其特征在于：所述推动装置为液压缸或气压缸。

3.根据权利要求1所述的柔性机械爪，其特征在于：所述柔性机械爪还包括多个接触体，所述接触体通过接触架卡嵌在机械爪末端。

4.根据权利要求3所述的柔性机械爪，其特征在于：所述接触体为硅胶材料制成，且接触体上均匀分布有多个条状凸起。

5.根据权利要求4所述的柔性机械爪，其特征在于：所述柔性机械爪末端还包括弹簧，所述机械爪末端开设有第一卡槽，所述弹簧的一端固定在所述第一卡槽内，另一端与所述接触体连接。

6.根据权利要求5所述的柔性机械爪，其特征在于：所述机械爪末端上相对于每一第一卡槽均设有第二卡槽，所述接触架的一端卡嵌在所述第二卡槽中，使得接触架和与其连接的接触体相对于机械爪倾斜110度到120度。

7.根据权利要求1-5任一项所述的柔性机械爪，其特征在于：所述活塞包括活塞头和活塞杆，所述活塞头设置在所述活塞杆上端，所述活塞头与所述推动装置接触，所述活塞杆的下端与所述连杆的一端铰接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的柔性机械爪，其特征在于：一组机械爪中包括2-4个机械爪。