CN111687869A

CN111687869A - 一种新型弯扭耦合的柔性夹爪

Info

Publication number: CN111687869A
Application number: CN202010549599.XA
Authority: CN
Inventors: 于长斌; 李相清; 孙娜; 宋曜先; 费玥姣; 于长军; 于凤敏; 罗云
Original assignee: Hangzhou Yishun Technology Co ltd; Nanjing Zhongzhi Future Artificial Intelligence Research Institute Co ltd
Current assignee: Hangzhou Yishun Technology Co ltd; Nanjing Zhongzhi Future Artificial Intelligence Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2040-06-16
Also published as: CN111687869B

Abstract

一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，属于机械夹具技术领域。它包括转接座、固定在转接座两侧的第一刚性座和匹配固定在第一刚性座下部的弯扭耦合柔性手指；所述弯扭耦合柔性手指左右两侧对称设置有若干个第一气室、气室通道及连通左右两侧气室的第二气室，单侧若干个第一气室之间通过气室通道相连通，左右两侧的气室通道通过第二气室相连通，所述第一气室与第二气室之间、每两个第一气室之间均设有气室间距。本发明通过左右对称倾斜设置的第一气室，通过进气量的不同而实现弯扭耦合柔性手指内侧的平面在工作状态下自动形成弯曲变化的V型夹角，有利于物体的稳定抓持，特别是复杂曲面物体的抓取，可以有效防止目标物体被破坏；且结构紧凑。

Description

一种新型弯扭耦合的柔性夹爪

技术领域

本发明属于机械夹具技术领域，具体涉及一种新型弯扭耦合的柔性夹爪。

背景技术

在自动化生产线上，传统的机械臂末端或其他外部设备大都采用刚性夹爪配合夹持物体，适用于外形规则便于刚性夹取的目标，但是对于一些不规则的物体或者无法进行刚性夹取的物体，无法进行抓取；目前，也有采用柔性夹爪，但是，现有的柔性夹持结构，夹持不稳定，且面对一些复杂曲面物体时，需要采用多指（不小于三指）夹取，结构复杂、体积大、适应性弱。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、抓持稳定、适用于复杂曲面物体的新型弯扭耦合的柔性夹爪。

本发明提供如下技术方案：一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于包括转接座、固定在转接座两侧的第一刚性座和匹配固定在第一刚性座下部的弯扭耦合柔性手指；

所述弯扭耦合柔性手指左右两侧对称设置有若干个第一气室、气室通道及连通左右两侧气室的第二气室，单侧若干个第一气室之间通过气室通道相连通，左右两侧的气室通道通过第二气室相连通，所述第一气室与第二气室之间、每两个第一气室之间均设有气室间距。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述弯扭耦合柔性手指两侧相对应的第一气室之间不连通，倾斜设置的第一气室与弯扭耦合柔性手指长度方向的侧面所构成的锐角倾斜角度θ为0-45°，所述左右两侧对称设置的若干个第一气室与弯扭耦合柔性手指1宽度方向对称面之间夹角的角度为0-90°。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第二气室上开设有第一进气口。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座固定在弯扭耦合柔性手指的上部，所述第一刚性座上设有与弯扭耦合柔性手指上部外侧形状相匹配的第一刚性座第一凹槽。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座第一凹槽内部设有中空的第一刚性座凸起，所述第一刚性座凸起与第一进气口可拆卸连接。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座的侧边通过螺钉固定安装有第二刚性座，所述第一刚性座和第二刚性座连接侧对应开设有便于螺钉安装的第一刚性座第三凹槽和第二刚性座凹槽。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座与第一刚性座之间通过螺钉紧固连接，所述转接座和第一刚性座上分别设有便于螺钉安装的转接座第一通孔和第一刚性座第二安装螺纹孔。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座两侧设有与第一刚性座连接的转接座连接面，所述转接座上部设置有与外部设备连接端匹配设计的转接座第二螺纹孔及便于安装多个弯扭耦合柔性手指的转接座燕尾槽。

所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座连接面与水平面夹角的角度为0-360°。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过左右对称倾斜设置的第一气室，通过进气量的不同而实现弯扭耦合柔性手指向沿着长度内侧弯曲变形的同时也沿着与长度垂直方向内侧的扭转变形，使得弯扭耦合柔性手指内侧的平面在工作状态下自动形成弯曲变化的V型夹角，更有利于物体的稳定抓持，特别是复杂曲面物体的抓取，该弯扭耦合的柔性夹爪也可以有效防止目标物体被破坏；且结构简单。

附图说明

图1为本发明的分体结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的进气时立体结构示意图。

图中：1、弯扭耦合柔性手指；101、第一气室；102、气室通道；103、气室间距；104、第二气室；105、第一进气口；106、弯扭耦合柔性手指第一底面；107、弯扭耦合柔性手指第二底面；2、第一刚性座；201、第一刚性座凸起；202、第一刚性座第一凹槽；203、第一刚性座第二螺纹孔；204、第一刚性座第三凹槽；205、第一刚性座连接面；3、转接座；301、转接座连接面；302、转接座第一通孔；303、转接座燕尾槽；304、转接座第二螺纹孔；4、第二刚性座；401、第二刚性座凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1-2，一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，包括转接座3、固定在转接座3两侧的第一刚性座2和匹配固定在第一刚性座2下部的弯扭耦合柔性手指1；

所述弯扭耦合柔性手指1左右两侧对称设置有若干个第一气室101、气室通道102及连通左右两侧气室的第二气室104，单侧若干个第一气室101之间通过气室通道102相连通，左右两侧的气室通道102通过第二气室104相连通，所述第一气室101与第二气室104之间、每两个第一气室101之间均设有气室间距103。

所述弯扭耦合柔性手指1两侧相对应的第一气室101之间不连通，倾斜设置的第一气室101与弯扭耦合柔性手指1长度方向的侧面所构成的锐角倾斜角度θ为0-45°，所述左右两侧对称设置的若干个第一气室101与弯扭耦合柔性手指1宽度方向对称面之间夹角的角度为0-90°，所述若干个第一气室101的倾斜角度θ可以相同也可以均不相同；第二气室104上开设有第一进气口105；

第一刚性座2固定在弯扭耦合柔性手指1的上部，所述第一刚性座2上设有与第二气室104外形形状相匹配的第一刚性座第一凹槽202；第一刚性座第一凹槽202内部设有中空的第一刚性座凸起201，所述第一刚性座凸起201与第一进气口105可拆卸连接；第一刚性座2的侧边通过螺钉固定安装有第二刚性座4，所述第一刚性座2和第二刚性座4连接侧对应开设有便于螺钉安装的第一刚性座第三凹槽204和第二刚性座凹槽401。

所述转接座3与第一刚性座2之间通过螺钉紧固连接，所述转接座3和第一刚性座2上分别设有便于安装的转接座第一通孔302和第一刚性座第二安装螺纹孔203；所述转接座3两侧设有与第一刚性座2连接的转接座连接面301，所述第一刚性座2上设有与转接座连接面301相对应的第一刚性座连接面205；所述转接座3上部设置有与外部设备连接端匹配设计的转接座第二螺纹孔304及便于安装多个弯扭耦合柔性手指1的转接座燕尾槽303，转接座连接面301与水平面夹角的角度为0-360°，优选195°。

本发明在使用时，采取的主要技术方案有：通过对第一刚性座2上中空的第一刚性座凸起201吹气，设置在弯扭耦合柔性手指1内部的第二气室104会首先被充气，由于其外围匹配设置有第一刚性座2和第二刚性座4，因此该气室不能膨胀；此时，气体便会进入到第一气室101，当第一气室101和第二气室104内不足以通入更多的气体的时候，由于气体不可被压缩，此时设置在弯扭耦合柔性手指1内的第一气室101会在气体压力的作用下膨胀，由于多个气室的相互作用促使弯扭耦合柔性手指1向其弯扭耦合柔性手指第一底面106和弯扭耦合柔性手指第二底面107所在平面一侧弯曲，又因为气室与弯扭耦合柔性手指1长度方向有一个夹角θ，气室则会在气压的作用下沿着第一气室101壁面的法线方向弯曲，又由于第一气室的内侧与另一侧的气室固定连接，此时会使得沿着第一气室101壁面的法线方向弯曲力自动分解为沿着弯扭耦合柔性手指1长度方向的弯曲分量已经与长度方向垂直的扭转分量，即实现了该柔性夹爪的弯扭耦合；使得弯扭耦合柔性手指第一底面106与弯扭耦合柔性手指第二底面107向内侧弯曲，同时也发生扭转变形；此时，弯扭耦合柔性手指第一底面106与弯扭耦合柔性手指第二底面107便会形成一个V型夹角，更有利于物体的抓持。

通过设置的转接座3可以自由组装多个夹爪，为实现不同位置的批量抓取提供参考方案；通过设置在转接座3上的燕尾槽303和转接座第二螺纹孔304可以将该弯扭耦合的柔性夹爪组件装配在机械臂或其他装置的末端，可以与机械臂或其他装置配合使用，实现不同空间范围内的柔性抓取。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于包括转接座（3）、固定在转接座（3）两侧的第一刚性座（2）和匹配固定在第一刚性座（2）下部的弯扭耦合柔性手指（1）；

所述弯扭耦合柔性手指（1）左右两侧对称设置有若干个第一气室（101）、气室通道（102）及连通左右两侧气室的第二气室（104），单侧若干个第一气室（101）之间通过气室通道（102）相连通，左右两侧的气室通道（102）通过第二气室（104）相连通，所述第一气室（101）与第二气室（104）之间、每两个第一气室（101）之间均设有气室间距（103）。

2.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述弯扭耦合柔性手指（1）两侧相对应的第一气室（101）之间不连通，倾斜设置的第一气室（101）与弯扭耦合柔性手指（1）长度方向的侧面所构成的锐角倾斜角度θ为0-45°，所述左右两侧对称设置的若干个第一气室（101）与弯扭耦合柔性手指（1）宽度方向对称面之间夹角的角度为0-90°。

3.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第二气室（104）上开设有第一进气口（105）。

4.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座（2）固定在弯扭耦合柔性手指（1）的上部，所述第一刚性座（2）上设有与弯扭耦合柔性手指（1）上部外侧形状相匹配的第一刚性座第一凹槽（202）。

5.根据权利要求3或4所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座第一凹槽（202）内部设有中空的第一刚性座凸起（201），所述第一刚性座凸起（201）与第一进气口（105）可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述第一刚性座（2）的侧边通过螺钉固定安装有第二刚性座（4），所述第一刚性座（2）和第二刚性座（4）连接侧对应开设有便于螺钉安装的第一刚性座第三凹槽（204）和第二刚性座凹槽（401）。

7.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座（3）与第一刚性座（2）之间通过螺钉紧固连接，所述转接座（3）和第一刚性座（2）上分别设有便于螺钉安装的转接座第一通孔（302）和第一刚性座第二安装螺纹孔（203）。

8.根据权利要求1所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座（3）两侧设有与第一刚性座（2）连接的转接座连接面（301），所述转接座（3）上部设置有与外部设备连接端匹配设计的转接座第二螺纹孔（304）及便于安装多个弯扭耦合柔性手指（1）的转接座燕尾槽（303）。

9.根据权利要求8所述的一种新型弯扭耦合的柔性夹爪，其特征在于所述转接座连接面（301）与水平面夹角的角度为0-360°。