CN112476458A

CN112476458A - 一种针对航空航天材料的抓取系统

Info

Publication number: CN112476458A
Application number: CN202011262272.0A
Authority: CN
Inventors: 王一奇; 卜聪; 侯晓峰; 戚嘉亮; 高航
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-03-12

Abstract

本发明提供一种针对航空航天材料的抓取系统，包括至少一个抓取单元，且所述抓取单元的一端与驱动所述抓取单元运动的驱动机构连接，所述抓取单元的另一端与用于抓取航空航天材料的抓取件连接；所述抓取单元包括下缸套、上滑筒、连接头、球头、压紧弹簧。本发明提供的系统可以使用多组吸盘和夹钳的混合抓取方式进行操作，大大提高了抓取材料的范围。而且采用的抓取单元具有明显的缓冲、多向性抓取和浮动的功能。被抓取件的表面倾斜等情况不会影响本系统进行抓取。

Description

一种针对航空航天材料的抓取系统

技术领域

本发明涉及航空航天材料抓取技术领域，具体而言是一种针对航空航天材料的抓取系统。

背景技术

制造业不断快速发展今天，工业制造正在从手工向自动化方向转变，尤其在航空航天领域中，有数据显示，装配过程所用的时间占整个生产制造过程的20％-70％，花费资金占总生产资金的40％以上，其中包括很大一部分人力劳动费用，为了提高生产效率，降低人力成本，人们开始探索自动化抓取。

自动化抓取不仅需要保证整体的稳定性，在航空航天领域时也需要考虑抓取大量弱刚度材料，在抓取多种材料时，抓取装置缺乏普适性，造成抓取困难。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种针对航空航天材料的抓取系统。

本发明采用的技术手段如下：

一种针对航空航天材料的抓取系统，包括：

至少一个抓取单元，且所述抓取单元的一端与驱动所述抓取单元运动的驱动机构连接，所述抓取单元的另一端与用于抓取航空航天材料的抓取件连接；

所述抓取单元包括：

下缸套；

上滑筒，其上端与驱动机构连接，下端穿入所述下缸套内与所述下缸套滑动配合；

缓冲预紧弹簧，设置在所述下缸套与所述上滑筒之间，预紧设置可以保持整个抓取单元抓取之前的刚度；

连接头，固定在所述下缸套底部，且底部具有连接腔；

球头，设置在所述连接腔内，其底端与所述抓取件固定连接；

压紧弹簧，设置在所述连接腔内，且位于所述连接腔与所述球头的顶部之间，其用于压紧球头。

进步一地，所述下缸套的两侧对称加工有竖直设置的导向槽，所述上滑筒的底部两侧通过螺纹固定有与所述导向槽相配合的导向螺栓。导向槽和导向螺栓用于导向，使所述上滑筒竖直滑动，且不发生周向转动。

进步一地，所述连接头内具有与所述连接腔连通，且向上凹陷的安装腔Ⅰ，所述球头的顶部加工有向所述球头内凹陷的安装腔Ⅱ，复位弹簧的顶端与所述安装腔Ⅰ的腔底固定连接，所述复位弹簧的底端与所述安装腔Ⅱ的腔底固定连接。复位弹簧用于球头转动后的复位。

进步一地，所述抓取件为吸盘、刺针、夹钳或电磁铁，且所述吸盘通过吸盘转接头与所述球头连接，所述吸盘转接头上具有快插接头。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种可以抓取多种航空航天材料的抓取系统主要针对航空航天材料，由于航空航天材料特性较为复杂，需要多种抓取方式针对不同材料进行抓取操作，本发明系统由于前端的抓取件可以为吸盘、刺针、夹钳、电磁铁等，针对如碳纤维单层预浸料时，由于吸盘吸取时效果不佳，而夹钳的随型性不佳，但可以使用多组吸盘和夹钳的混合抓取方式进行操作，大大提高了抓取材料的范围。而且采用的抓取单元具有明显的缓冲、多向性抓取和浮动的功能。被抓取件的表面倾斜等情况不会影响本系统进行抓取。

本发明解决了针对航空航天材料较难抓取材料的抓取问题，间接推动了自动化铺放的应用和发展。

基于上述理由本发明可在航空航天材料抓取等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种针对航空航天材料的抓取系统结构示意图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为本发明具体实施方式中多组抓取单元协同工作图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～3所示，一种针对航空航天材料的抓取系统，包括：

至少一个抓取单元，且所述抓取单元的一端与驱动所述抓取单元运动的驱动机构(图中略)连接，所述抓取单元的另一端与用于抓取航空航天材料的抓取件连接；

所述抓取单元包括：

下缸套1；

上滑筒2，其上端与驱动机构连接，下端穿入所述下缸套1内与所述下缸套1滑动配合；

缓冲预紧弹簧3，设置在所述下缸套1与所述上滑筒2之间，预紧设置可以保持整个抓取单元抓取之前的刚度；

连接头4，固定在所述下缸套底部，且底部具有连接腔5；

球头6，设置在所述连接腔5内，其底端与所述抓取件固定连接；

压紧弹簧7，设置在所述连接腔5内，且位于所述连接腔5与所述球头6的顶部之间，其用于压紧球头6。

所述下缸套1的两侧对称加工有竖直设置的导向槽8，所述上滑筒2的底部两侧通过螺纹固定有与所述导向槽8相配合的导向螺栓9。

所述连接头4内具有与所述连接腔5连通，且向上凹陷的安装腔Ⅰ10，所述球头6的顶部加工有向所述球头6内凹陷的安装腔Ⅱ11，复位弹簧12的顶端与所述安装腔Ⅰ10的腔底固定连接，所述复位弹簧12的底端与所述安装腔Ⅱ11的腔底固定连接。复位弹簧12用于球头6转动后的复位。

进步一地，所述抓取件为吸盘13、刺针、夹钳17或电磁铁，本实施例中的附图1和附图2采用了吸盘13，且所述吸盘13通过吸盘转接头14与所述球头6连接，所述吸盘转接头14上具有快插接头15。

可以采用多组夹取单元同时协助工作进行抓取，如附图3所示，采用了五组夹取单元夹取纤维预浸料，其中四组的夹取件为夹钳17，另外一组的夹取件采用吸盘13；由于纤维预浸料16刚性较差，且由于纤维编织材料16具有透气性，因此采用纯吸盘13夹持效果较差，因此在纤维预浸料16四周用夹钳17夹持，而纤维预浸料16中心处用吸盘14吸取保证整体的悬垂程度在工程可接受的范围内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种针对航空航天材料的抓取系统，其特征在于，包括：

所述抓取单元包括：

下缸套；

缓冲预紧弹簧，设置在所述下缸套与所述上滑筒之间；

连接头，固定在所述下缸套底部，且底部具有连接腔；

压紧弹簧，设置在所述连接腔内，且位于所述连接腔与所述球头的顶部之间。

2.根据权利要求1所述的一种针对航空航天材料的抓取系统，其特征在于，所述下缸套的两侧对称加工有竖直设置的导向槽，所述上滑筒的底部两侧通过螺纹固定有与所述导向槽相配合的导向螺栓。

3.根据权利要求1或2所述的一种针对航空航天材料的抓取系统，其特征在于，所述连接头内具有与所述连接腔连通，且向上凹陷的安装腔Ⅰ，所述球头的顶部加工有向所述球头内凹陷的安装腔Ⅱ，复位弹簧的顶端与所述安装腔Ⅰ的腔底固定连接，所述复位弹簧的底端与所述安装腔Ⅱ的腔底固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种针对航空航天材料的抓取系统，其特征在于，所述抓取件为吸盘、刺针、夹钳或电磁铁，且所述吸盘通过吸盘转接头与所述球头连接，所述吸盘转接头上具有快插接头。