CN113001574A - 一种新型气囊式气动机械爪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型气囊式气动机械爪，包括固定平台和机械爪体，所述机械爪体包括多个可以变形弯曲的柔性抓取手指，所述固定平台通过螺丝紧固在主气缸上，主气缸内置活塞，活塞连接有下端伸出主气缸外部的联动轴，联动轴下端贯穿固定平台并伸出固定平台下方，在联动轴的末端连接有运动平台，所述机械爪位于固定平台底部，柔性抓取手指顶部设有手指固定座，手指固定座外端通过轴承与手指连接件转动连接；本发明的机械爪使用压缩空气驱动，在保证高速抓取的前提下，实现了张合角度的控制，同时具备传统气动机械爪易于维护，驱动简单的优点，可以有效适应各种大小、形状和材质的物体，同时实现了对柔软易损物品的无伤快速抓取。
Description
技术领域
本发明涉及生产自动化领域，具体是一种新型气囊式气动机械爪。
背景技术
在现代化农业和工业生产中，各类机械爪作为末端执行器，在抓取和摆放产品的应用中，扮演了非常重要的角色。如码垛，分拣，包装等。各行各业对机械爪的应用在非常大的程度上减轻了产线工人的工作强度，极大提高了生产效率，进一步推动了现代化工农业生产的进程。
目前在市场中较为常用的多指机械爪主要分为气动和电动两类。气动机械爪的优点在于结构简单，易于维护，抓取速度快；缺点是无法控制张合的角度大小，对形状、大小的不同的物体无法很好的适应，对柔软易损的物体甚至会造成损坏。电动机械爪的优势则是可以根据抓取物体的大小，很好的控制张合的角度大小，但是结构相对复杂，抓取速度较慢，对高速应用有心无力；综上，本发明设计了一种新型气囊式气动机械爪解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型气囊式气动机械爪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型气囊式气动机械爪，包括固定平台和机械爪体，所述机械爪体包括多个可以变形弯曲的柔性抓取手指，所述固定平台通过螺丝紧固在主气缸上，主气缸内置活塞，活塞连接有下端伸出主气缸外部的联动轴，联动轴下端贯穿固定平台并伸出固定平台下方，在联动轴的末端连接有运动平台，所述机械爪位于固定平台底部，柔性抓取手指顶部设有手指固定座，手指固定座外端通过轴承与手指连接件转动连接，柔性抓取手指内端通过轴承与运动平台转动连接，手指连接件上端通过轴承与固定平台转动连接，在每个柔性抓取手指内侧还设有与其贴合设置的柔性气囊；所述主气缸上设有主气缸气孔一和主气缸气孔二，活塞位于主气缸气孔一和主气缸气孔二之间。
所述柔性气囊具有柔性气囊进气管和柔性气囊排气管，且柔性气囊进气管和柔性气囊排气管均位于手指固定座内，在固定平台上开设有多个通孔用于气体输入管道和气体排出管道的安装；所述柔性气囊和柔性抓取手指可拆卸式连接；所述主气缸和固定平台可拆卸式连接。
作为本发明的优选方案：所述运动平台底部还设有多个负压吸盘，负压吸盘呈向下开口的喇叭状，在运动平台和固定平台之间设有多个与负压吸盘一一对应并密封对接的负压连接管，负压连接管上端密封对接分布气管，所述分布气管贴合在固定平台底面。
作为本发明再进一步的优选方案：装置还包括气动控制系统，气动控制系统包括主控制器，所述主控制器连接主气缸、气囊气阀控制器和负压气阀，气囊气阀控制器连接多个气囊气阀，气囊气阀与柔性气囊的数量相同并一一对应连接，气囊气阀具有排气管和进气管，所述负压气阀连接分布气管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机械爪使用压缩空气驱动，在保证高速抓取的前提下，实现了张合角度的控制，同时具备传统气动机械爪易于维护，驱动简单的优点，可以有效适应各种大小、形状和材质的物体，同时实现了对柔软易损物品的无伤快速抓取。
本装置有效的解决了不能快速抓取不同大小物体的问题，特别是柔软易损的物体；适应能力强，使用成本和维护成本低；结构简单，易于上手使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中单个柔性抓取手指的放大图。
图3为本发明第二种实施例的主体结构正视图。
图4为本发明的气动控制系统的原理图。
图中：1-主气缸，2-联动轴，3-固定平台，4-轴承，5-柔性抓取手指，6-柔性气囊，7-运动平台，8-手指连接件，9-手指固定座，10-主气缸气孔一，11-主气缸气孔二，12-分布气管，13-负压连接管，14-负压吸盘，15-主控制器，16-气囊气阀控制器，17-气囊气阀，18-负压气阀。
具体实施方式
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。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种新型气囊式气动机械爪，包括固定平台3和机械爪体，所述机械爪体包括多个可以变形弯曲的柔性抓取手指5，所述固定平台3通过螺丝紧固在主气缸1上，主气缸1内置活塞，活塞连接有下端伸出主气缸1外部的联动轴2，联动轴2下端贯穿固定平台3并伸出固定平台3下方，在联动轴2的末端连接有运动平台7，所述机械爪位于固定平台3底部，柔性抓取手指5顶部设有手指固定座9，手指固定座9外端通过轴承4与手指连接件8转动连接，柔性抓取手指5内端通过轴承4与运动平台7转动连接，手指连接件8上端通过轴承4与固定平台3转动连接，在每个柔性抓取手指5内侧还设有与其贴合设置的柔性气囊6；所述主气缸1上设有主气缸气孔一10和主气缸气孔二11，活塞位于主气缸气孔一10和主气缸气孔二11之间。
当需要抓取的物体外直径较大时，通过主气缸气孔一10给主气缸1供气，打开主气缸气孔二11，活塞向下移动，这时联动轴2会前移，推动运动平台7远离固定平台3运动平台7通过轴承4带动手指固定座9一端移动，所述手指固定座9另一端通过轴承4以手指连接件8一端为中心旋转，从而使柔性抓取手指5张开，此时给所述柔性气囊6供气，关闭柔性气囊6排气，根据被抓取物体的大小控制所述柔性气囊6的供气时间，使柔性气囊6刚好夹紧被抓取物，即可无伤抓起物体。
当需要抓取的物体外直径较小时，通过主气缸气孔二11给主气缸1供气，打开主气缸气孔一10，活塞向上移动，这时联动轴2会后移，推动运动平台7靠近固定平台3，所述运动平台7通过轴承4带动手指固定座9一端移动，所述手指固定座9另一端通过轴承4以手指连接件8一端为中心旋转，从而使柔性抓取手指5闭合，此时给所述柔性气囊6供气，关闭柔性气囊6排气，根据被抓取物体的大小控制所述柔性气囊6的供气时间，使柔性气囊6刚好夹紧被抓取物，即可无伤抓起物体。
具体的，所述柔性气囊6具有柔性气囊进气管和柔性气囊排气管，且柔性气囊进气管和柔性气囊排气管均位于手指固定座9内，在固定平台3上开设有多个通孔，通孔用于气体输入管道和气体排出管道的安装，实现柔性气囊6的膨胀、缩小控制。
同时所述柔性气囊6和柔性抓取手指5可拆卸式连接，连接方式包括且不限制于卡扣连接、魔术贴粘接连接等；所述主气缸1和固定平台3可拆卸式连接，连接方式包括螺纹连接、卡扣连接等；柔性气囊6、气缸和柔性抓取手指5，都能够进行单独的拆换，当单一的部件出现损坏时，能够进行独立更换，节省开支。
实施例2：
参阅图3，在实施例1的基础之上，在实际进行抓取时，为了进一步保证抓取的稳定性，所述运动平台7底部还设有多个负压吸盘14，负压吸盘14呈向下开口的喇叭状，在运动平台7和固定平台3之间设有多个与负压吸盘14一一对应并密封对接的负压连接管13，负压连接管13上端密封对接分布气管12，所述分布气管12贴合在固定平台3底面，在进行大质量物品的抓取时，首先通过主气缸1控制运动平台7的位置，并调节柔性气囊6的膨胀与否，保证与抓取物品的大小匹配，同时再通过负压吸盘14与被抓取物品相贴合，通过负压连接管13和分布气管12向外排气，使负压吸盘14内产生负压紧贴被抓取物品，配合机械爪体，能够更为牢固的进行物品的抓取工作。
实施例3：
参阅图4，在实施例2的基础之上，装置还包括气动控制系统，气动控制系统包括主控制器15，所述主控制器15连接主气缸1、气囊气阀控制器16和负压气阀18，气囊气阀控制器16连接多个气囊气阀17，气囊气阀17与柔性气囊6的数量相同并一一对应连接，气囊气阀17具有排气管和进气管，所述负压气阀18连接分布气管12。
通过气动控制系统中的主控制器15进行集中控制，对于不同结构的充放气能够进行合理分配，并且通过多个独立的气囊气阀17和气囊气阀控制器16的设置，对于不规则物体进行抓取时，也能够独立控制每个柔性气囊6的膨胀情况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种新型气囊式气动机械爪，包括固定平台(3)和机械爪体，其特征在于，所述机械爪体包括多个可以变形弯曲的柔性抓取手指(5)，所述固定平台(3)通过螺丝紧固在主气缸(1)上，主气缸(1)内置活塞，活塞连接有下端伸出主气缸(1)外部的联动轴(2)，联动轴(2)下端贯穿固定平台(3)并伸出固定平台(3)下方，在联动轴(2)的末端连接有运动平台(7)，所述机械爪位于固定平台(3)底部，柔性抓取手指(5)顶部设有手指固定座(9)，手指固定座(9)外端通过轴承(4)与手指连接件(8)转动连接，柔性抓取手指(5)内端通过轴承(4)与运动平台(7)转动连接，手指连接件(8)上端通过轴承(4)与固定平台(3)转动连接，在每个柔性抓取手指(5)内侧还设有与其贴合设置的柔性气囊(6)；所述主气缸(1)上设有主气缸气孔一(10)和主气缸气孔二(11)，活塞位于主气缸气孔一(10)和主气缸气孔二(11)之间。
2.根据权利要求1所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，所述柔性气囊(6)具有柔性气囊进气管和柔性气囊排气管，且柔性气囊进气管和柔性气囊排气管均位于手指固定座(9)内，在固定平台(3)上开设有多个通孔用于气体输入管道和气体排出管道的安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，所述柔性气囊(6)和柔性抓取手指(5)可拆卸式连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，所述主气缸(1)和固定平台(3)可拆卸式连接。
5.根据权利要求2所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，所述运动平台(7)底部还设有多个负压吸盘(14)，在运动平台(7)和固定平台(3)之间设有多个与负压吸盘(14)一一对应并密封对接的负压连接管(13)，负压连接管(13)上端密封对接分布气管(12)，所述分布气管(12)贴合在固定平台(3)底面。
6.根据权利要求5所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，所述负压吸盘(14)呈向下开口的喇叭状。
7.根据权利要求5所述的一种新型气囊式气动机械爪，其特征在于，装置还包括气动控制系统，气动控制系统包括主控制器(15)，所述主控制器(15)连接主气缸(1)、气囊气阀控制器(16)和负压气阀(18)，气囊气阀控制器(16)连接多个气囊气阀(17)，气囊气阀(17)与柔性气囊(6)的数量相同并一一对应连接，气囊气阀(17)具有排气管和进气管，所述负压气阀(18)连接分布气管(12)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114538070A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-27 | 华威特（江苏）生物制药有限公司 | 一种链球菌疫苗制备用带有自清洁机构的提取设备 |
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