CN109483587A - 气动软体夹持器及其使用方法 - Google Patents

气动软体夹持器及其使用方法 Download PDF

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姚立纲
薛贤奇
卢宗兴
汪文杰
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    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/12Gripping heads and other end effectors having finger members with flexible finger members

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Abstract

本发明涉及一种气动软体夹持器及其使用方法,包括基座,基座下方横置有丝杆,丝杆上对称设置两个滑块,丝杆转动时两个滑块沿丝杆相向或相背运动,基座上安装有电机,电机的输出轴与丝杆基座下方前后对称设置有两组摆动件,每组摆动件包括左右对称设置在丝杆两侧的两个摆臂,摆臂与基座铰接,摆臂内端设置有滑槽,滑块下侧面左右对称设置有两个导向块,各个导向块容置在与其同侧的摆臂的滑槽内并与之滑动配合,每个摆臂外端各设置一个夹持器,所述夹持器包括软体夹爪,软体夹爪内部设置空腔,软体夹爪上端经端盖与摆臂外端连接固定,端盖上设置连通空腔的气口,本发明利用气体的可压缩性与软体夹爪的弹性,对易损物品进行无损夹持。

Description

气动软体夹持器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种气动软体夹持器及其使用方法。
背景技术
机械臂的末端夹持装置是自动化生产线的重要组成部分,传统的机械夹持器与目标抓取物品之间多为刚性接触,通常是靠几个点的接触施加压力产生摩擦力来实现抓持功能。这类夹持器结构简单,一般用于外形规则物品的简单抓取任务。在现代工业生产中,产品种类较以往大大增加,“多品种、小批量”成为市场需求的趋势,传统机械抓手已不能满足复杂或不规则物品的抓取要求。此类工作十分需要一个具有很强自适应能力的通用抓取装置。理想抓手应该可以自适应物体的形状并尽可能增加接触面积和接触点,这样可以产生较小的接触应力,保证被抓物体的表面不被损坏。大量研究结果表明刚性装置想要实现自适应抓取往往结构复杂和控制困难,而且只能设计用于特定目标的抓取,对于抓取形状各异、软硬程度不同的物体依然存在诸多挑战。
发明内容
本发明提出一种气动软体夹持器及其使用方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是,一种气动软体夹持器,包括基座、夹持器;
所述基座下方横置有丝杆,丝杆两端经轴承座与基座相连接,丝杆两端设置有旋向相反的螺纹,丝杆两端各套设一个与其螺纹配合的滑块,丝杆转动时两个滑块沿丝杆相向或相背运动,基座上固定安装有电机,电机的输出轴与丝杆一端连接传动,基座下方前后对称设置有两组摆动件,每组摆动件包括左右对称设置在丝杆两侧的两个摆臂,摆臂与基座铰接,摆臂内端设置有滑槽,滑块下侧面左右对称设置有两个导向块,各个导向块容置在与其同侧的摆臂的滑槽内并与之滑动配合,每个摆臂外端各设置一个夹持器;
所述夹持器包括软体夹爪,软体夹爪内部设置空腔,软体夹爪上端设置有端盖,端盖与摆臂外端连接固定,端盖上设置连通空腔的气口。
进一步的,软体夹爪为长条状的硅橡胶夹爪,软体夹爪内侧面为平面,外侧面为弧面,软体夹爪外侧面的呈U型或外拱的弧形,空腔的内侧面为平面,空腔的外侧面形状与软体夹爪外侧面形状相同。
进一步的,所述硅橡胶夹爪包括浇筑成一体的内层硅胶体、外层硅胶体,内层硅胶体外表面缠绕有凯夫拉线和玻璃纤维,空腔设置有在内层硅胶体内,空腔上端连通硅橡胶夹爪上侧面。
进一步的,软体夹爪上端外周设置有凸缘,软体夹爪上端外周套设有连接基体,连接基体上侧面设置由于容置凸缘的沉槽,连接基体、端盖、摆臂经螺栓相连接。
进一步的,气口呈上大下小的锥状,气口的最大尺寸大于空腔尺寸,最小尺寸小于驱动器空腔尺寸,气口插入空腔上端,端盖上侧面中部设置有螺纹盲孔,螺纹盲孔内底部连通气口。
进一步的,摆臂内端向外延伸有斜杆,滑槽设置在斜杆上,摆臂内端中部与基座铰接。
进一步的,摆臂内端经转轴与基座转动配合,转轴上端设置支撑圆盘,转轴下端经螺钉与摆臂锁固,基座上设置有利于转轴下端穿过的轴孔,轴孔上端连通与其同轴心的轴承孔,轴承孔内设置有套设在转轴上推力滚针轴承。
进一步的,基座上固定安装有设置有电机、减速器,电机输出轴连接减速器输入轴,减速器输入轴输出轴设置有带轮A,丝杆与减速器同侧那端设置有带轮B,带轮A与带轮B经皮带传动。
进一步的,基座上方设置有连接板,基座经设置在其四周侧的立柱与连接板相连接。
一种气动软体夹持器的使用方法:气口经管路连接充气装置,夹持物体时,经基座移动至物体上方,电机驱动丝杆转动,丝杆带动滑块移动,滑块经导向块带动,摆臂摆动,使摆臂外端的夹持器移动至合适的位置,随后,充气装置向软体夹爪内充气,软体夹爪在充气状态下端向内弯曲,四个软体夹爪共同左右夹住物体。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:结构简单,设计合理,操作使用方便,利用气体的可压缩性与软体夹爪的弹性,对易损物品进行无损夹持。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为气动软体夹持器的结构示意图;
图2为图1 的俯视图;
图3为摆臂与基座的连接结构示意图;
图4为软体夹爪与摆臂的连接结构示意图;。
图中:
1-软体夹爪;101-外层硅胶体;102-内层硅胶体;103-凸缘;104-空腔;2-连接基体;3-端盖;301-气孔;302-螺纹孔;4-摆臂;5-皮带;6-带轮A;7-带轮B;8-减速器;9-电机;10-连接板;11-立柱;12-基座;13-支撑圆盘;14-转轴;15-轴承座;16-丝杆;17-滑块;18-导杆;19-斜杆;20-滑槽;21-导向块;22-轴承孔; 23-推力滚针轴承;24-螺钉;25-螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-4所示,一种气动软体夹持器,包括基座、夹持器;
所述基座下方横置有丝杆,丝杆两端经轴承座与基座相连接,丝杆两端各套设一个与其螺纹配合的滑块,两个滑块对称设置,丝杆转动时两个滑块沿丝杆相向或相背运动,丝杆两端设置有旋向相反的螺纹,基座上固定安装有电机,电机的输出轴与丝杆一端连接传动,基座下方前后对称设置有两组摆动件,每组摆动件包括左右对称设置在丝杆两侧的两个摆臂,摆臂与基座铰接,摆臂内端设置有滑槽,滑槽呈条状,滑块下侧面左右对称设置有两个导向块,导向块为导向销柱其上端与导向块制成一体,各个导向块容置在与其同侧的摆臂的滑槽内并与之滑动配合,每个摆臂外端各设置一个夹持器;
所述夹持器包括软体夹爪,软体夹爪内部设置空腔,软体夹爪上端设置有端盖,端盖与摆臂外端连接固定,端盖上设置连通空腔的气口。
在本实施例中,软体夹爪为长条状的硅橡胶夹爪,软体夹爪内侧面为平面,外侧面为弧面,软体夹爪外侧面的呈U型或外拱的弧形,空腔的内侧面为平面,空腔的外侧面形状与软体夹爪外侧面形状相同。
在本实施例中,所述硅橡胶夹爪包括浇筑成一体的内层硅胶体、外层硅胶体,内层硅胶体外表面缠绕有凯夫拉线和玻璃纤维,空腔设置有在内层硅胶体内,空腔上端连通硅橡胶夹爪上侧面。
在本实施例中,外层硅胶体包括容置内层硅胶体的容置部、位于容置部下端的实心部。
在本实施例中,软体夹爪上端外周设置有凸缘,软体夹爪上端外周套设有连接基体,连接基体上侧面设置由于容置凸缘的沉槽,连接基体、端盖、摆臂外周对应设置有相配合的螺栓孔,连接基体、端盖、摆臂经螺栓相连接。
在本实施例中,气口呈上大下小的锥状,气口的最大尺寸大于空腔尺寸,最小尺寸小于驱动器空腔尺寸,气口插入空腔上端,端盖上侧面中部设置有螺纹盲孔,螺纹盲孔内底部连通气口。
在本实施例中,摆臂内端向外延伸有斜杆,滑槽设置在斜杆上,摆臂内端中部与基座铰接。斜杆与摆臂之间的夹角为135度。
在本实施例中,摆臂内端经转轴与基座转动配合,转轴上端设置支撑圆盘,转轴下端经螺钉与摆臂锁固,基座上设置有利于转轴下端穿过的轴孔,轴孔上端连通与其同轴心的轴承孔,轴承孔内设置有套设在转轴上推力滚针轴承,推力滚针轴承上侧面抵靠支撑圆盘,推力滚针轴承下侧面抵靠轴孔底面。
在本实施例中,基座上固定安装有设置有电机、减速器,电机输出轴连接减速器输入轴,减速器输入轴输出轴设置有带轮A,丝杆与减速器同侧那端设置有带轮B,带轮A与带轮B经皮带传动。
在本实施例中,基座上方设置有连接板,基座经设置在其四周侧的立柱与连接板相连接,基座前后左右四个均间隔设置两个立柱,立柱上端设置有螺纹孔,连接板周侧设置有与螺纹孔相配合的通孔,连接板经穿设通孔并与螺纹孔螺纹配合的螺钉与立柱连接锁紧。
在本实施例中,丝杆左右两侧对称设置有两个与其平行的导杆,导杆两端与基座连接固定,滑块套设在导杆上。
在本实施例中,每个夹持器可以转变90度(即摆臂的摆动范围为90度)。
一种气动软体夹持器的使用方法:气口经管路连接充气装置,夹持物体时,经基座移动至物体上方,电机驱动丝杆转动,丝杆带动滑块移动,滑块经导向块带动,摆臂摆动,使摆臂外端的夹持器移动至合适的位置,随后,充气装置向软体夹爪内充气,软体夹爪在充气状态下端向内弯曲,四个软体夹爪共同左右夹住物体。
在本实施例中,软体夹爪在内部充气状况下可实现弯曲,使得下端内摆,并能够产生一定力矩,气体的可压缩性与硅橡胶的弹性使软体夹爪对易损物品的无损、自适应夹持。软体夹爪内部的气压的不同可以实现不同的弯曲角度。
上列较佳实施例,对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (10)

1.一种气动软体夹持器,其特征在于:包括基座、夹持器;
所述基座下方横置有丝杆,丝杆两端经轴承座与基座相连接,丝杆两端设置有旋向相反的螺纹,丝杆两端各套设一个与其螺纹配合的滑块,丝杆转动时两个滑块沿丝杆相向或相背运动,基座上固定安装有电机,电机的输出轴与丝杆一端连接传动,基座下方前后对称设置有两组摆动件,每组摆动件包括左右对称设置在丝杆两侧的两个摆臂,摆臂与基座铰接,摆臂内端设置有滑槽,滑块下侧面左右对称设置有两个导向块,各个导向块容置在与其同侧的摆臂的滑槽内并与之滑动配合,每个摆臂外端各设置一个夹持器;
所述夹持器包括软体夹爪,软体夹爪内部设置空腔,软体夹爪上端设置有端盖,端盖与摆臂外端连接固定,端盖上设置连通空腔的气口。
2.根据权利要求1所述的气动软体夹持器,其特征在于:软体夹爪为长条状的硅橡胶夹爪,软体夹爪内侧面为平面,外侧面为弧面,软体夹爪外侧面的呈U型或外拱的弧形,空腔的内侧面为平面,空腔的外侧面形状与软体夹爪外侧面形状相同。
3.根据权利要求2所述的气动软体夹持器,其特征在于:所述硅橡胶夹爪包括浇筑成一体的内层硅胶体、外层硅胶体,内层硅胶体外表面缠绕有凯夫拉线和玻璃纤维,空腔设置有在内层硅胶体内,空腔上端连通硅橡胶夹爪上侧面。
4.根据权利要求3所述的气动软体夹持器,其特征在于:软体夹爪上端外周设置有凸缘,软体夹爪上端外周套设有连接基体,连接基体上侧面设置由于容置凸缘的沉槽,连接基体、端盖、摆臂经螺栓相连接。
5.根据权利要求4所述的气动软体夹持器,其特征在于:气口呈上大下小的锥状,气口的最大尺寸大于空腔尺寸,最小尺寸小于驱动器空腔尺寸,气口插入空腔上端,端盖上侧面中部设置有螺纹盲孔,螺纹盲孔内底部连通气口。
6.根据权利要求4所述的气动软体夹持器,其特征在于:摆臂内端向外延伸有斜杆,滑槽设置在斜杆上,摆臂内端中部与基座铰接。
7.根据权利要求1所述的气动软体夹持器,其特征在于:摆臂内端经转轴与基座转动配合,转轴上端设置支撑圆盘,转轴下端经螺钉与摆臂锁固,基座上设置有利于转轴下端穿过的轴孔,轴孔上端连通与其同轴心的轴承孔,轴承孔内设置有套设在转轴上推力滚针轴承。
8.根据权利要求1所述的气动软体夹持器,其特征在于:基座上固定安装有设置有电机、减速器,电机输出轴连接减速器输入轴,减速器输入轴输出轴设置有带轮A,丝杆与减速器同侧那端设置有带轮B,带轮A与带轮B经皮带传动。
9.根据权利要求4所述的气动软体夹持器,其特征在于:基座上方设置有连接板,基座经设置在其四周侧的立柱与连接板相连接。
10.一种气动软体夹持器的使用方法,采用如根据权利要求6所述的气动软体夹持器,其特征在于:气口经管路连接充气装置,夹持物体时,经基座移动至物体上方,电机驱动丝杆转动,丝杆带动滑块移动,滑块经导向块带动,摆臂摆动,使摆臂外端的夹持器移动至合适的位置,随后,充气装置向软体夹爪内充气,软体夹爪在充气状态下端向内弯曲,四个软体夹爪共同左右夹住物体。
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