CN111216158A - 一种表面具有复合结构的夹爪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面具有复合结构的夹爪，包括两个相对运动的夹持板，两个夹持板由驱动机构带动做同步式相对运动，将被抓取物体抱紧或松开，所述夹持板表面上设有软毛体结构，其包括固定于夹持板表面上的第一软毛部，所述第一软毛部一端面上设有若干紧密排列的第二软毛部，第二软毛部分悬浮于夹持板的表面上方。夹持板、第一软毛部和第二软毛部的尺寸分别为毫米级、微米级和纳米级。本发明夹持板在抓取物体时柔软的软毛体结构在夹持板的压力作用下与被抓取物体产生较大的吸附力，可实现对光洁度较高物品的有效抓取。

Description

一种表面具有复合结构的夹爪

技术领域

本发明涉及机器人末端执行器装置技术领域，尤其是一种表面具有复合结构的夹爪。

背景技术

末端执行器作为与操作对象直接作用的执行部件，其性能直接影响操作任务执行的效果以及工作效率。农业、轻工、电商行业等涉及的原材料、半成品、成品及内包装货品等抓取对象的种类繁多，很多具有复杂形态特征：尺寸差别大、形状不规则(如瓜果、粽子等)；软质易变形(如袋装液体、粉状、颗粒、块状货品和饼干等的塑料软衬隔)；易碎、易损伤(如玻璃陶瓷等日用品、饼干、蛋糕、水蜜桃等食品)；位置状态混乱且难理顺(如形态各异内包装货品、外包装纸箱包裹)。对此类物品的抓取，是机器人末端执行器的设计难点。

现有技术中，末端执行器结构主要以真空吸盘、夹爪为主。真空吸盘只能吸附光洁度较高、形状较为规整的物品，对表面不规则或是多灰尘的物品难以实现有效抓取；夹爪抓取物品主要依赖夹爪在抓取对象表面施加压力，从而产生摩擦力实现抓取。因此在抓取软质易变形的物体时容易损害物体，在抓取光洁度较高物体时稳定性不高。在柔性化制造的今天，这些限制难以满足形状复杂、种类多样的产品的有效抓取。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的表面具有复合结构的夹爪，能够在施加较少的夹取压力的条件下，通过增加夹爪表面与抓取物体表面之间的吸附力，稳定抓取各种柔、脆、不规则、易损伤以及光洁度高的的物品，在减少抓取压力的条件下保证抓取的稳定性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种表面具有复合结构的夹爪，包括两个相对运动的夹持板，两个夹持板由驱动机构带动做同步式相对运动，将被抓取物体抱紧或松开，所述夹持板表面上设有软毛体结构，其包括固定于夹持板表面上的第一软毛部，所述第一软毛部一端面上设有若干紧密排列的第二软毛部，第二软毛部分悬浮于夹持板的表面上方。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述驱动机构的结构包括活塞杆，所述活塞杆穿设于固定支架中，所述固定支架具有两个对称设置成倒V形结构的支杆，两支杆末端分别与一连接臂一端铰接；位于两支杆之间的活塞杆下端设有一铰座，所述铰座同时与两连杆一端铰接，两连杆另一端分别与两连接臂的中部铰接，两连接臂另一端各连接一所述夹持板。

夹持板、第一软毛部和第二软毛部的尺寸分别为毫米级、微米级和纳米级。

所述夹爪整体以活塞杆为中心轴对称设置；连接臂内侧设有安装铰接组件的凹槽，所述连杆伸入凹槽内与铰接组件铰接。

两连接臂成外凸弧形结构，初始状态时，两夹持板下部向夹爪中心位置倾斜。

第一软毛部和第二软毛部均成方形条状、棒状体或锥状体结构。

软毛体结构分别均匀密布于两各夹持板的彼此靠近的一侧表面上。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，夹持板上分布有复合式软毛体结构，在抓取物体时柔软的软毛体结构在夹持板的压力作用下，与被抓取物体产生较大的吸附力，牢牢吸附住被抓取物体，可实现对光洁度较高物品的有效抓取，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明软毛体结构的示意图。

图3为本发明的主视图。

图4为图3中A部的放大图。

图5的本发明夹持物体状态的示意图。

其中：1、夹持板；2、连接臂；3、连杆；4、固定支架；41、支杆；5、活塞杆；6、软毛体结构；61、第一软毛部；62、第二软毛部；7、铰座。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实施例的表面具有复合结构的夹爪，包括两个相对运动的夹持板1，两个夹持板1由驱动机构带动做同步式相对运动，将被抓取物体抱紧或松开，夹持板1表面上设有软毛体结构6，其包括固定于夹持板1表面上的第一软毛部61，第一软毛部61一端面上设有若干紧密排列的第二软毛部62，第二软毛部分62悬浮于夹持板1的表面上方。

驱动机构的结构包括活塞杆5，活塞杆5穿设于固定支架4中，固定支架4具有两个对称设置成倒V形结构的支杆41，两支杆41末端分别与一连接臂2一端铰接；位于两支杆41之间的活塞杆5下端设有一铰座7，铰座7同时与两连杆3一端铰接，两连杆3另一端分别与两连接臂2的中部铰接，两连接臂2另一端各连接一夹持板1。

夹持板1、第一软毛部61和第二软毛部62的尺寸分别为毫米级、微米级和纳米级。

夹爪整体以活塞杆5为中心轴对称设置；连接臂2内侧设有安装铰接组件的凹槽，连杆3伸入凹槽内与铰接组件铰接。

两连接臂2成外凸弧形结构，初始状态时，两夹持板1下部向夹爪中心位置倾斜。

第一软毛部61和第二软毛部62均成方形条状、棒状体或锥状体结构。

软毛体结构6分别均匀密布于两各夹持板1的彼此靠近的一侧表面上。

如图5所示，本发明在实施过程中，支撑臂2和连杆3、支杆4分别通过销轴相连，活塞杆5的铰座7通过销轴与连杆3相连。活塞杆5上端可外接气缸，由外接气缸控制活塞杆5上下活塞运动，固定支架4固定不动，当活塞杆5在固定支架4中向下运动时，带动两连杆3张开，从而推动与固定支架4连接的连接臂2张开，实现夹持板1张开，与被抓取物体产生的黏附力消失，实现对被抓取物品的脱附；当活塞杆5向上运动时，带动连杆3闭合，从而拉动连接臂2闭合，实现复合结构夹持板1闭合抓取物体，连接臂2施加在复合结构夹持板1压力的作用下，表面的软毛体结构6与被抓取物体表面产生黏附力，稳定吸附被抓取物体。

第一软毛部61、第二软毛部62以阵列或其他类似形式均匀排列在夹持板1表面上，复合结构夹持板1是毫米级、微米级、纳米级的复合结构，夹持板1的尺寸为毫米级，第一软毛部61、第二软毛部62的截面尺寸分别为微米级、纳米级的。在抓取物体时柔软的复合结构在夹持板1的压力作用下与被抓取物体产生较大的吸附力，可实现对光洁度较高物品的有效抓取。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：包括两个相对运动的夹持板(1)，两个夹持板(1)由驱动机构带动做同步式相对运动，将被抓取物体抱紧或松开，其特征在于：所述夹持板(1)表面上设有软毛体结构(6)，其包括固定于夹持板(1)表面上的第一软毛部(61)，所述第一软毛部(61)一端面上设有若干紧密排列的第二软毛部(62)，第二软毛部分(62)悬浮于夹持板(1)的表面上方。

2.如权利要求1所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：所述驱动机构的结构包括活塞杆(5)，所述活塞杆(5)穿设于固定支架(4)中，所述固定支架(4)具有两个对称设置成倒V形结构的支杆(41)，两支杆(41)末端分别与一连接臂(2)一端铰接；

位于两支杆(41)之间的活塞杆(5)下端设有一铰座(7)，所述铰座(7)同时与两连杆(3)一端铰接，两连杆(3)另一端分别与两连接臂(2)的中部铰接，两连接臂(2)另一端各连接一所述夹持板(1)。

3.如权利要求1所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：夹持板(1)、第一软毛部(61)和第二软毛部(62)的尺寸分别为毫米级、微米级和纳米级。

4.如权利要求3所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：所述夹爪整体以活塞杆(5)为中心轴对称设置；连接臂(2)内侧设有安装铰接组件的凹槽，所述连杆(3)伸入凹槽内与铰接组件铰接。

5.如权利要求4所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：两连接臂(2)成外凸弧形结构，初始状态时，两夹持板(1)下部向夹爪中心位置倾斜。

6.如权利要求1所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：第一软毛部(61)和第二软毛部(62)均成方形条状、棒状体或锥状体结构。

7.如权利要求1所述的表面具有复合结构的夹爪，其特征在于：软毛体结构(6)分别均匀密布于两各夹持板(1)的彼此靠近的一侧表面上。

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