CN110666788B - 一种柔性气动机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性气动机械手，包括动力气缸、锥形滑台、导向圆管座和供气圆环，动力气缸包括气缸本体、活塞杆、气缸端盖、复位弹簧、溢流阀、气管接头和进气单向阀，复位弹簧设于气缸本体的下腔内，气管接头与气缸本体的上腔连通，溢流阀和进气单向阀分别与气缸本体的下腔连通，锥形滑台与活塞杆活动卡接，导向圆管座固定在气缸本体的一端，导向圆管座滑动连接有滑块座，滑块座还与锥形滑台滑动连接，滑块座上滑动卡接有气动变形爪，气动变形爪设有一排气爪顶出件，气爪顶出件依次铰接在一起，供气圆环与溢流阀连通，供气圆环与气爪顶出件连通；本发明可以适应于外形变化更大的工件，适应更多种类的工件，拓展了适用范围，降低使用成本。

Description

一种柔性气动机械手

技术领域

本发明涉及夹取设备技术领域，特别是涉及一种柔性气动机械手。

背景技术

目前，一种型号的夹取设备通常只适应一种工件的夹取工作，针对不同的工件，需要更换不同型号的夹取设备来匹配，导致夹取设备通用性差，使用成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种柔性气动机械手。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种柔性气动机械手，包括动力气缸、锥形滑台和导向圆管座；所述动力气缸包括气缸本体、活塞杆、气缸端盖、复位弹簧、溢流阀、气管接头和进气单向阀，所述气缸端盖固定在气缸本体的一端，所述气缸端盖与气缸本体之间形成有气缸腔室，所述活塞杆设于气缸腔室内，所述活塞杆将气缸腔室分隔为上腔和下腔，所述活塞杆的一端穿过气缸端盖后伸出，所述复位弹簧设于气缸本体的下腔内，所述复位弹簧的两端分别与气缸本体和活塞杆的另一端顶靠，所述气管接头固定在气缸本体上，所述气管接头与气缸本体的上腔连通，所述溢流阀和所述进气单向阀错开固定在气缸本体上，所述溢流阀和所述进气单向阀分别与气缸本体的下腔连通；所述锥形滑台的锥面上等间隔设有三个工字滑槽，所述锥形滑台的底部与活塞杆的一端活动卡接；所述导向圆管座固定在气缸本体的一端，所述导向圆管座上等间隔沿径向延伸有三个T形导向槽，三个所述T形导向槽分别滑动连接有滑块座，所述滑块座还与工字滑槽滑动连接，三个所述滑块座上分别滑动卡接有气动变形爪，所述气动变形爪上沿其长度方向间隔固定有一排气爪顶出件，相邻两个所述气爪顶出件依次相互铰接在一起；还包括供气圆环，所述供气圆环通过一个第一伸缩软管与溢流阀连通，所述供气圆环还分别与每个气爪顶出件连通，所述气爪顶出件用于使气动变形爪产生弯曲变形。

其中，所述气动变形爪包括气动变形本体和夹爪底座，所述夹爪底座滑动卡接在滑块座上，所述气动变形本体固定在夹爪底座上，所述气动变形本体和夹爪底座上设有与供气圆环连通的供气通道，每个所述气爪顶出件均通过供气通道与供气圆环连通。

其中，所述气爪顶出件包括顶出座和顶出滑块，所述顶出座固定在气动变形本体上，所述顶出座设有凹槽，所述顶出滑块活动嵌入凹槽内，并与所述顶出座形成有顶出腔室，所述顶出腔室与供气通道连通，所述顶出滑块与相邻气爪顶出件的顶出座铰接。

其中，所述气动变形本体与工件接触的表面上沿气动变形本体的长度方向等间隔设有U形缺口。

其中，所述气动变形本体在相邻两个气爪顶出件之间设有V形缺口。

其中，所述夹爪底座通过波珠螺钉卡接在滑块座上。

其中，所述溢流阀上设有调节旋钮，所述调节旋钮用于调节溢流阀的耐受压力。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明通过动力气缸带动锥形滑台移动，从而带动三个滑块座滑动，使三个气动变形爪夹住工件，同时在气动变形爪上设置一排气爪顶出件，使气动变形爪产生弯曲变形，形成包覆式夹住工件，夹取更牢靠，抓取力更大，且三个滑块座的行程较大，能够更大范围调整三个气动变形爪的活动半径，从而可以适应于外形变化更大的工件，即同一型号的柔性气动机械手能够适应更多种类的工件，拓展了适用范围，降低使用成本。

另外，本发明设置气爪顶出件能够与动力气缸连通，通过动力气缸内压力的变化，实现气动变形夹爪的弯曲变形，无需复杂的外部气源控制系统。

还有，本发明将气动变形夹爪滑动卡接在滑块座上，更换更方便快捷。

附图说明

图1是本发明实施例提供的柔性气动机械手的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的柔性气动机械手另一视角的结构示意图；

图3是图2中沿A-A方向的剖视图；

图4是本发明实施例提供的动力气缸的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的动力气缸的剖视图；

图6是本发明实施例提供的气爪顶出件与气动变形爪配合的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的气动变形爪的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的气动变形爪另一视角的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的气爪顶出件的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的锥形滑台的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的导向圆管座的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的滑块座的结构示意图；

附图标记说明：1-动力气缸；11-气缸本体；12-活塞杆；13-气缸端盖；14-复位弹簧；15-溢流阀；151-调节旋钮；16-气管接头；17-进气单向阀；2-锥形滑台；21-工字滑槽；3-导向圆管座；31-T形导向槽；4-滑块座；5-气动变形爪；51-气动变形本体；511-U形缺口；512-V形缺口；52-夹爪底座；53-供气通道；6-气爪顶出件；61-顶出座；62-顶出滑块；7-供气圆环；8-第一伸缩软管；9-波珠螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图12所示，本实施例所述的一种柔性气动机械手，包括动力气缸1、锥形滑台2和导向圆管座3；所述动力气缸1包括气缸本体11、活塞杆12、气缸端盖13、复位弹簧14、溢流阀15、气管接头16和进气单向阀17，所述气缸端盖13固定在气缸本体11的一端，所述气缸端盖13与气缸本体11之间形成有气缸腔室，所述活塞杆12设于气缸腔室内，所述活塞杆12将气缸腔室分隔为上腔和下腔，所述活塞杆12的一端穿过气缸端盖13后伸出，所述复位弹簧14设于气缸本体11的下腔内，所述复位弹簧14的两端分别与气缸本体11和活塞杆12的另一端顶靠，所述气管接头16固定在气缸本体11上，所述气管接头16与气缸本体11的上腔连通，所述溢流阀15和所述进气单向阀17错开固定在气缸本体11上，所述溢流阀15和所述进气单向阀17分别与气缸本体11的下腔连通；所述锥形滑台2的锥面上等间隔设有三个工字滑槽21，所述锥形滑台2的底部与活塞杆12的一端活动卡接；所述导向圆管座3固定在气缸本体11的一端，所述导向圆管座3上等间隔沿径向延伸有三个T形导向槽31，三个所述T形导向槽31分别滑动连接有滑块座4，所述滑块座4还与工字滑槽21滑动连接，三个所述滑块座4上分别滑动卡接有气动变形爪5，所述气动变形爪5上沿其长度方向间隔固定有一排气爪顶出件6，相邻两个所述气爪顶出件6依次相互铰接在一起；还包括供气圆环7，所述供气圆环7通过一个第一伸缩软管8与溢流阀15连通，所述供气圆环7还分别与每个气爪顶出件6连通，所述气爪顶出件6用于使气动变形爪5产生弯曲变形。

具体地，活塞杆12的一端连接有拉钉，该拉钉与锥形滑台2滑动卡接在一起，即可实现活塞杆12带动锥形滑台2运动，又方便将锥形滑台2拆卸，工作时，首先通过气管接头16向气缸腔室的上腔内输气，气缸腔室的上腔的气压大于气缸腔室的下腔的气压，从而推动活塞杆12朝向下腔向下移动，活塞杆12带动锥形滑台2向下移动，锥形滑台2带动三个滑块座4沿着T形导向槽31向内移动，从而使三个气动变形爪5朝向中心靠拢，进而将工件夹住，同时在活塞杆12在下移的过程中，下腔的压力逐渐增大，当压力达到一定程度后，下腔内的压缩空气顶开溢流阀15，从而将下腔与第一伸缩软管8连通，压缩空气通过溢流阀15后进入第一伸缩软管8内，然后经过第一伸缩软管8进入供气圆环7内，而供气圆环7与每个气爪顶出件6连通，压缩空气会通过供气圆环7进入每个气爪顶出件6内，从而为每个气爪顶出件6供气，然后每个气爪顶出件6在压缩空气的作用下，挤压气动变形爪5，使气动变形爪5产生弯曲变形，以自动适应工件的外形，从而形成三个气动变形爪5包覆式夹取工件，同时由于溢流阀15的开启，维持了下腔和气爪顶出件6内压力的恒定；

当夹取完成后，将气管接头16与外界大气连通，同时通过进气单向阀17向下腔内输气，而且在复位弹簧14的作用下，推动活塞杆12上移，活塞杆12上移又会使下腔的压力逐渐减小，从而使下腔以及每个气爪顶出件6形成负压状态，每个气爪顶出件6则在负压作用下使气动变形爪5反向弯曲变形，同时滑块座4向外移动，从而松开工件。

本实施例通过动力气缸1带动锥形滑台2移动，从而带动三个滑块座4滑动，使三个气动变形爪5夹住工件，同时在气动变形爪5上设置一排气爪顶出件6，使气动变形爪5产生弯曲变形，形成包覆式夹住工件，夹取更牢靠，抓取力更大，且三个滑块座4的行程较大，能够更大范围调整三个气动变形爪5的活动半径，从而可以适应于外形变化更大的工件，即同一型号的柔性气动机械手能够适应更多种类的工件，拓展了适用范围，降低使用成本。

另外，本实施例设置气爪顶出件6能够与动力气缸1连通，通过动力气缸1内压力的变化，实现气动变形夹爪的弯曲变形，无需复杂的外部气源控制系统。

还有，本实施例将气动变形夹爪滑动卡接在滑块座4上，更换更方便快捷。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1至图3以及图6至图8所示，所述气动变形爪5包括气动变形本体51和夹爪底座52，所述夹爪底座52滑动卡接在滑块座4上，所述气动变形本体51固定在夹爪底座52上，所述气动变形本体51和夹爪底座52上设有与供气圆环7连通的供气通道53，每个所述气爪顶出件6均通过供气通道53与供气圆环7连通；具体地，每个夹爪底座52上均连接有与供气通道53连通的第二伸缩软管，第二伸缩软管的另一端连接在供气圆环7上，从而实现将压缩空气输送至每个气爪顶出件6内。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图3、图6和图9所示，所述气爪顶出件6包括顶出座61和顶出滑块62，所述顶出座61固定在气动变形本体51上，所述顶出座61设有凹槽，所述顶出滑块62活动嵌入凹槽内，并与所述顶出座61形成有顶出腔室，所述顶出腔室与供气通道53连通，所述顶出滑块62与相邻气爪顶出件6的顶出座61铰接；工作时，供气圆环7通过第二伸缩软管、供气通道53向每个顶出腔室内供气，使顶出腔室内的压力增大，从而推动顶出滑块62向外伸出，顶出滑块62伸出时会顶压相邻气爪顶出件6的顶出座61，而顶出座61固定在气动变形本体51，从而达到挤压气动变形本体51的目的，使气动变形本体51产生弯曲变形，即通过顶出滑块62的滑动，实现气动变形本体51的变形。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图6和图7所示，所述气动变形本体51与工件接触的表面上沿气动变形本体51的长度方向等间隔设有U形缺口511，具体地，U形缺口511的数量为八个，以便于气动变形本体51受力后弯曲变形。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图6和图7所示，所述气动变形本体51在相邻两个气爪顶出件6之间设有V形缺口512，对应地，V形缺口512的数量也为八个，进一步便于气动变形本体51受力后弯曲变形。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图2所示，所述夹爪底座52通过波珠螺钉9卡接在滑块座4上，具体地，在夹爪底座52上开设一条卡槽，在将夹爪底座52滑入滑块座4上，用波珠螺钉9与卡槽配合将夹爪底座52固定在滑块座4上，连接可靠，还可实现不同型号气动变形爪5的无工具化快速更换，效率更高。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1和图3至图5所示，所述溢流阀15上设有调节旋钮151，所述调节旋钮151用于调节溢流阀15的耐受压力，具体地，溢流阀15包括阀本体、阀弹簧和阀芯，阀本体固定在气缸本体11上，阀弹簧和阀芯均设于阀本体内，调节旋钮151固定在阀本体上，且调节旋钮151的一端伸入阀本体内，阀弹簧的两端分别连接在阀芯和调节旋钮151的一端，从而可以通过调节旋钮151使阀弹簧处于不同的压缩状态，进而改变阀芯的耐受压力，结构更灵活。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种柔性气动机械手，其特征在于，包括动力气缸（1）、锥形滑台（2）和导向圆管座（3）；所述动力气缸（1）包括气缸本体（11）、活塞杆（12）、气缸端盖（13）、复位弹簧（14）、溢流阀（15）、气管接头（16）和进气单向阀（17），所述气缸端盖（13）固定在气缸本体（11）的一端，所述气缸端盖（13）与气缸本体（11）之间形成有气缸腔室，所述活塞杆（12）设于气缸腔室内，所述活塞杆（12）将气缸腔室分隔为上腔和下腔，所述活塞杆（12）的一端穿过气缸端盖（13）后伸出，所述复位弹簧（14）设于气缸本体（11）的下腔内，所述复位弹簧（14）的两端分别与气缸本体（11）和活塞杆（12）的另一端顶靠，所述气管接头（16）固定在气缸本体（11）上，所述气管接头（16）与气缸本体（11）的上腔连通，所述溢流阀（15）和所述进气单向阀（17）错开固定在气缸本体（11）上，所述溢流阀（15）和所述进气单向阀（17）分别与气缸本体（11）的下腔连通；所述锥形滑台（2）的锥面上等间隔设有三个工字滑槽（21），所述锥形滑台（2）的底部与活塞杆（12）的一端活动卡接；所述导向圆管座（3）固定在气缸本体（11）的一端，所述导向圆管座（3）上等间隔沿径向延伸有三个T形导向槽（31），三个所述T形导向槽（31）分别滑动连接有滑块座（4），所述滑块座（4）还与工字滑槽（21）滑动连接，三个所述滑块座（4）上分别滑动卡接有气动变形爪（5），所述气动变形爪（5）上沿其长度方向间隔固定有一排气爪顶出件（6），相邻两个所述气爪顶出件（6）依次相互铰接在一起；还包括供气圆环（7），所述供气圆环（7）通过一个第一伸缩软管（8）与溢流阀（15）连通，所述供气圆环（7）还分别与每个气爪顶出件（6）连通，所述气爪顶出件（6）用于使气动变形爪（5）产生弯曲变形；所述气动变形爪（5）包括气动变形本体（51）和夹爪底座（52），所述夹爪底座（52）滑动卡接在滑块座（4）上，所述气动变形本体（51）固定在夹爪底座（52）上，所述气动变形本体（51）和夹爪底座（52）上设有与供气圆环（7）连通的供气通道（53），每个所述气爪顶出件（6）均通过供气通道（53）与供气圆环（7）连通；所述气爪顶出件（6）包括顶出座（61）和顶出滑块（62），所述顶出座（61）固定在气动变形本体（51）上，所述顶出座（61）设有凹槽，所述顶出滑块（62）活动嵌入凹槽内，并与所述顶出座（61）形成有顶出腔室，所述顶出腔室与供气通道（53）连通，所述顶出滑块（62）与相邻气爪顶出件（6）的顶出座（61）铰接；所述气动变形本体（51）与工件接触的表面上沿气动变形本体（51）的长度方向等间隔设有U形缺口（511）。

2.根据权利要求1所述的一种柔性气动机械手，其特征在于，所述气动变形本体（51）在相邻两个气爪顶出件（6）之间设有V形缺口（512）。

3.根据权利要求1所述的一种柔性气动机械手，其特征在于，所述夹爪底座（52）通过波珠螺钉（9）卡接在滑块座（4）上。

4.根据权利要求1所述的一种柔性气动机械手，其特征在于，所述溢流阀（15）上设有调节旋钮（151），所述调节旋钮（151）用于调节溢流阀（15）的耐受压力。

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