CN110434884A - 基于凝胶驱动器的夹爪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于凝胶驱动器的夹爪，包括支承连接板及凝胶驱动器，所述支承连接板用于与外部机构连接，所述夹爪还包括与支承连接板连接的夹持机构，所述夹持机构包括带有凝胶驱动器驱动的滑动机构、转动机构及夹取手指，所述滑动机构与转动机构转动连接，所述转动机构端部连接夹取手指，所述凝胶驱动器收缩或回复驱动转动机构带动夹取手指夹紧或松开。本发明使用了PVC/CPVC凝胶驱动器作为夹爪的动力源，不仅能够实现对不规则、易碎物品的柔性夹持，而且还具有体积小、质量轻、无噪声、节省能源的优点。本发明夹爪夹取角度广、物品广，且结构简洁，适于推广及应用。
Description
技术领域
本发明涉及智能结构领域，尤其涉及基于凝胶驱动器的夹爪。
背景技术
目前夹爪的形式多种多样，市场上主要以气动夹爪、电动夹爪这两种动力源的夹爪为主。气动夹爪需要一整套的供气设备，使用时占地空间大，噪声大，使用不便；电动夹爪需要电机驱动，整体结构体积大，质量大，能耗高，且夹持力比较单一，无法实现对物体的柔性夹持，在夹持易碎，不规则物体方面存在局限性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于凝胶驱动器的夹爪，夹持范围广且灵活。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
基于凝胶驱动器的夹爪，包括支承连接板及凝胶驱动器，所述支承连接板用于与外部机构连接，所述夹爪还包括与支承连接板连接的夹持机构，所述夹持机构包括带有凝胶驱动器驱动的滑动机构、转动机构及夹取手指，所述滑动机构与转动机构转动连接，所述转动机构端部连接夹取手指，所述凝胶驱动器收缩或回复驱动转动机构带动夹取手指夹紧或松开。
进一步的，所述夹持机构包括凝胶驱动器的外壳，所述凝胶驱动器设于外壳内，所述滑动机构设于外壳前侧。
进一步的，所述滑动机构包括滑动推板及滑动推杆，所述滑动推杆后侧与凝胶驱动器粘接，所述滑动推板前侧固定有滑动推杆，所述滑动推杆前侧与转动机构转动连接，所述滑动推板设有供滑动推杆上下滑动的孔。
进一步的，夹爪还设有固定关节套，所述固定关节套设于转动机构与滑动机构连接处的外侧，所述固定关节套顶面与凝胶驱动器的外壳下端面粘接。
进一步的，所述转动机构包括第一固定销轴、第二固定销轴、转动连杆，所述第一固定销轴将转动连杆与滑动机构前侧相连，所述第二固定销轴两端固定在固定关节套上。
进一步的，所述转动机构设有连接圆孔及连接长孔，所述第一销轴转动设于连接圆孔内，所述第二固定销轴在连接长孔内滑动带动转动连杆摆动。
进一步的，所述外壳包括底壳和固定盖板。
进一步的，所述夹取手指为金属或泡沫塑料。
进一步的，转动机构带动夹取手指的转动角度为102°～165°。
进一步的，所述夹爪设有2-4个夹取手指。
采用本发明技术方案，本发明的有益效果为：本发明使用了PVC/CPVC凝胶驱动器作为夹爪的动力源，不仅能够实现对不规则、易碎物品的柔性夹持，而且还具有体积小、质量轻、无噪声、节省能源的优点。本发明夹爪夹取角度广、物品广，且结构简洁，适于推广及应用。
附图说明
图1是本发明的基于凝胶驱动器的夹爪结构图；
图2是本发明的基于凝胶驱动器的夹爪爆炸结构图；
图3是本发明的四指夹爪结构图；
图4是本发明的柔性夹爪结构图。
其中，1、底壳，2、凝胶驱动器，3、固定盖板，4、滑动推板，5、滑动推杆，6、转动机构，7、夹取手指，8、固定螺钉，9、固定关节套，10、第一固定销轴，11、第二固定销轴，12、连接圆孔，13、连接长孔，14、支承连接板。
具体实施方式
结合附图对本发明具体方案具体实施例作进一步的阐述。
本发明凝胶驱动器2是指专利CN109524538A公开的凝胶驱动器2。
基于凝胶驱动器2的夹爪，包括支承连接板14及凝胶驱动器2，所述支承连接板14用于与外部机构连接，所述夹爪还包括与支承连接板14连接的夹持机构，所述夹持机构包括带有凝胶驱动器2驱动的滑动机构、转动机构6及夹取手指7，所述滑动机构与转动机构6转动连接，所述转动机构6端部连接夹取手指7，所述凝胶驱动器2收缩或回复驱动转动机构6带动夹取手指7夹紧或松开。转动机构6带动夹取手指7的转动角度为102°～165°。
所述夹持机构包括凝胶驱动器2的外壳，所述凝胶驱动器2设于外壳内，所述滑动机构设于外壳前侧。所述外壳包括底壳1和固定盖板3。外壳质量轻，强度好，且能保证驱动体与外界绝缘。外壳侧壁带有导线引出的小孔，将凝胶驱动器2两端导线引出，在外部通过调节导线两端的电压大小实行对夹取手指7的控制。
所述滑动机构包括滑动推板4及滑动推杆5，所述滑动推杆5后侧与凝胶驱动器2粘接，所述滑动推板4前侧固定有滑动推杆5，所述滑动推杆5前侧与转动机构6转动连接，所述滑动推板4设有供滑动推杆5上下滑动的孔。滑动推板开有四个孔便于推杆上下运动。凝胶驱动器2还可设有底座，底座一侧与凝胶驱动器2连接，另一侧与滑动推杆5粘接。
利用凝胶驱动体断电时提供的回复力推动滑动推杆5前进，利用驱动器通电时收缩力回复；滑动推杆5通过铰链与转动连杆相连。滑动推杆5四周的滑动圆柱与夹爪外壳中四个通孔间进行滑动配合，可以使滑动推杆5整体相对于外壳做上下移动。
夹爪还设有固定关节套9，所述固定关节套9设于转动机构6与滑动机构连接处的外侧，所述固定关节套9顶面与凝胶驱动器2的外壳下端面粘接。
所述转动机构6包括第一固定销轴10、第二固定销轴11、转动连杆，所述第一固定销轴10将转动连杆与滑动机构前侧相连，所述第二固定销轴11两端固定在固定关节套9上。
所述转动机构6设有连接圆孔12及连接长孔13，所述第一销轴转动设于连接圆孔12内，所述第二固定销轴11在连接长孔13内滑动带动转动连杆摆动。
所述夹取手指7为金属或泡沫塑料。夹取手指7通过四个固定螺钉8与转动机构6连接。下方四个孔可以用于安装更换不同形状的夹爪手指来夹持不同物品。所述夹爪设有2-4个夹取手指7。
经过机构行程放大，夹爪手指水平行程达到为0～30mm，最大水平力为6.2N。手指工作频率9HZ。手指的质量53g(驱动器质量22g)。
例如，针对厚度为0.1mm～30mm的片状物体的夹持，采用二指夹爪，针对体积较大块状、条状物体，采用四指夹爪，针对柔性、不规则、难以刚性夹持的物体，采用柔性夹爪。
二指夹爪的具体实施例如下，针对夹持厚度为0.1～30mm的物体设计该夹爪尺寸参数如下：水平夹持行程32mm，夹爪角度变换142.3°～165°，两夹爪合拢夹持力为1.07N，最大夹持力6.2N，夹持24mm物体夹持力4.3N，二指夹爪尺寸大小64×114×121mm，夹爪重量131g(驱动器重量22g×2)，可夹持规则、不规则物体，可夹持刚性、柔性物体，改变夹持头形状可以夹持不同形状的物体。
如图3所示，四指夹爪的具体实施例如下，由原先的二指夹爪可以通过类似的结构扩展到多指夹爪。如图为四指夹爪结构，支承连接板14上四个方向均设有夹持机构，通过不同的电压控制，可以对圆柱体，长方体，以及其余不规则物体和易碎物品进行柔性夹持。
如图4所示，柔性夹爪的具体实施例如下，使用更轻、更具弹性的材料制作手指外壳，并用泡沫塑料材料制作夹爪头使夹爪具有更大的柔性，以适应对不规则物品、易碎物品的夹持和运送。控制方式与二指夹爪控制方式相同通过两侧小孔引出导线到外部进行电压控制。其内部基本结构与二指夹爪相同。
整体尺寸：100×53×110(mm)，整体质量：78g(驱动器22g×2)，最大夹持力：6.2N，水平行程：0～40mm，夹爪角度：165°～135°。
该柔性夹爪可适用于夹持不规则外围直径小于40mm的物体，根据实际情况夹持物体不同性质，只为完成夹持动作可以减小驱动器的实际面积，改变结构可以使夹爪的质量控制在30g以内。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.基于凝胶驱动器的夹爪，包括支承连接板及凝胶驱动器，所述支承连接板用于与外部机构连接，其特征在于，所述夹爪还包括与支承连接板连接的夹持机构，所述夹持机构包括带有凝胶驱动器驱动的滑动机构、转动机构及夹取手指，所述滑动机构与转动机构转动连接，所述转动机构端部连接夹取手指，所述凝胶驱动器收缩或回复驱动转动机构带动夹取手指夹紧或松开。
2.如权利要求1所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述夹持机构包括凝胶驱动器的外壳，所述凝胶驱动器设于外壳内，所述滑动机构设于外壳前侧。
3.如权利要求2所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述滑动机构包括滑动推板及滑动推杆，所述滑动推杆后侧与凝胶驱动器粘接，所述滑动推板前侧固定有滑动推杆，所述滑动推杆前侧与转动机构转动连接，所述滑动推板设有供滑动推杆上下滑动的孔。
4.如权利要求1所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，夹爪还设有固定关节套，所述固定关节套设于转动机构与滑动机构连接处的外侧，所述固定关节套顶面与凝胶驱动器的外壳下端面粘接。
5.如权利要求4所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述转动机构包括第一固定销轴、第二固定销轴、转动连杆，所述第一固定销轴将转动连杆与滑动机构前侧相连，所述第二固定销轴两端固定在固定关节套上。
6.如权利要求5所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述转动机构设有连接圆孔及连接长孔，所述第一销轴转动设于连接圆孔内，所述第二固定销轴在连接长孔内滑动带动转动连杆摆动。
7.如权利要求2所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述外壳包括底壳和固定盖板。
8.如权利要求1所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述夹取手指为金属或泡沫塑料。
9.如权利要求1所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，转动机构带动夹取手指的转动角度为102°～165°。
10.如权利要求1所述的基于凝胶驱动器的夹爪，其特征在于，所述夹爪设有2-4个夹取手指。
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