CN113071917A - 电控夹爪和光学元件组装设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电控夹爪和光学元件组装设备，该电控夹爪包括以下部件：驱动装置固定在安装座上，包括驱动电机、丝杆和滑块；驱动电机的输出端与丝杆连接；滑块与丝杆连接，并受丝杆驱动沿丝杆的轴向直线运动；摆动臂组件包括多个摆动臂以及在每一摆动臂上均设置的压力感应片；摆动臂与安装座枢接，摆动臂具有背离滑块的前端以及与滑块活动连接的后端；摆动臂的后端与滑块连接，滑块沿丝杆的轴向直线运动时带动摆动臂转动，以相对设置的摆动臂的前端实现相对打开或收拢；在摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔；压力感应片贴设在摆动臂的外侧面上，并与贯通孔位置对应。本申请提供的电控夹爪能提高夹取微型光学元件时的稳定性。

Description

电控夹爪和光学元件组装设备

技术领域

本申请属于高精度光学元件组装设备技术领域，更具体地说，是涉及一种电控夹爪和光学元件组装设备。

背景技术

在目前常见的光学元件的精密组装应用中，一般有吸取和夹取两种针对光学元件的操作方式。其中，夹取的操作方式又可细分为两种驱动形式，即气动驱动方式和电动驱动方式。然而，针对微型光学元件的力感应夹取，现有技术的问题主要在于以下几个方面：其一、若使用气动驱动的气动夹爪对微型光学元件进行夹取，由于气动型夹爪在松开的时刻，气动型夹爪的运动接近跳变，故会对微型光学元件的位置有干扰并令其发生微位移，进而造成组装偏差；其二、若使用电动驱动的电控夹爪对微型光学元件进行夹取，虽然使用电控夹爪时行程可控，但还是存在无法知晓夹取的力度的缺点，特别是对于微型光学元件，因为夹取力度通常在克级，且从夹爪接触被夹取物的接触点传到力感应元件位置，需要克服克级至几十克级的力，故感应克级的力对于现有的电控夹爪来说是不可能的；其三、对于具有不同大小差别的光学元件来说，使用相同行程夹取，会造成不同的夹取力度，而不同的夹取力度对于某些偏振敏感的光学元件会造成元件内部不同的应力及偏振状态，进而使得组装效果受到影响。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电控夹爪，以解决现有技术中存在的光学元件组装设备中的电控夹爪无法感受克级力且组装效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种电控夹爪，包括：

安装座，

驱动装置，固定在安装座上，驱动装置包括驱动电机、丝杆以及滑块；驱动电机的输出端与丝杆连接并通过丝杆将旋转运动转化为直线运动；滑块与丝杆连接，并受丝杆驱动沿丝杆的轴向直线运动；以及，

摆动臂组件，包括多个摆动臂以及在每一摆动臂上均设置的压力感应片；摆动臂与安装座枢接，摆动臂具有背离滑块的前端以及与滑块活动连接的后端；摆动臂的后端与滑块连接，滑块沿丝杆的轴向直线运动时带动摆动臂转动，以相对设置的摆动臂的前端实现相对打开或收拢；

其中，在摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔；压力感应片贴设在摆动臂的外侧面上，并与贯通孔位置对应。

可选地，安装座包括安装底板和两相对的限位侧板，安装底板具有安装板面，两个限位侧板分别自安装板面的两相对边缘凸出形成，安装板面和两限位侧板之间形成安装空间；驱动装置设于安装空间中。

可选地，滑块包括滑块本体和设于滑块本体远离丝杆的前端的摩擦触头；

摩擦触头呈沿向前的方向上减缩设置，摆动臂的内侧设有摩擦触头适配的斜面。

可选地，电控夹爪还包括导向滑轨，导向滑轨固定在限位侧板的内侧面；驱动装置还包括支撑架，丝杆穿设支撑架，支撑架与安装底板固定连接，且支撑架位于两相对的导向滑轨之间；

滑块本体位于丝杆的背离安装板面的上方，滑块本体与丝杆限位连接，滑块本体上设有滑条，且滑条可在导向滑轨与支撑架之间的间隙中滑动。

可选地，摆动臂组件还包括多个转轴，每一摆动臂均穿设有一个转轴，转动臂通过转轴实现与安装底板的枢接。

可选地，电控夹爪还包括固定件，固定件和安装底板之间形成可供摆动臂活动进出的通槽，转轴穿设转动臂后的两端分别与安装底板以及固定件连接。

可选地，电控夹爪还包括压力感应控制器，压力感应片与压力感应控制器电连接。

可选地，贯通孔贯通摆动臂的上侧面和下侧面，且贯通孔呈沿摆动臂的长度方向上中部窄两侧宽的哑铃状。

可选地，驱动装置还包括弹性件，弹性件的两端分别与摆动臂的后端以及滑块连接。

本申请还提出一种光学元件组装设备，包括如前所述的电控夹爪。

本申请提供的电控夹爪的有益效果在于：与现有技术相比，在本申请的电控夹爪中，由于在摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔，且压力感应片贴设在摆动臂的外侧面上，并与贯通孔位置对应，故镂空的摆动臂与压力感应片就能形成一压力传感器，即在本电控夹爪中，感应力和夹取位置均位于同一摆动臂中，从而实现本电控夹爪对克级力的感知功能；换言之，本申请的技术方案是利用摆动臂上邻近前端的前侧区域镂空的设计，通过贴设压力感应片而实现将压力感应功能融合到本微型的电控夹爪中，即压力传感器与摆动臂融合的方案，从而实现可在夹取过程中实时获取夹取力的目的。同时，由于本电控夹爪可通过驱动电机和丝杆实现对滑块行程的实时精密控制，进而实现对摆动臂开合的精密控制，故在本申请的技术方案中，这种微型驱动电机加丝杆等的行程精密控制结构和前述的镂空的摆动臂融合压力传感功能的设计相配合，就能同时实现在行程范围内任意停止的功能以及克级力感应的功能，然后结合本光学元件组装设备的主控系统提供的自动程序控制便可达到在某个力阈值下稳定夹取微型光学元件的目的，从而大大提高了本电控夹爪夹取微型光学元件时的稳定性，进而确保了微型光学元件的组装效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电控夹爪的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电控夹爪处于摆动臂收拢时的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电控夹爪处于摆动臂打开时的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电控夹爪一角度的爆炸图；

图5为本申请实施例提供的电控夹爪另一角度的爆炸图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	安装座	200	驱动装置
300	摆动臂组件	210	丝杆
				220	滑块	310	摆动臂
320	压力感应片	311	贯通孔
				110	安装底板	120	限位侧板
221	滑块本体	222	摩擦触头
				130	导向滑轨	223	滑条
230	支撑架	330	转轴
				400	固定件	410	避位槽

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本申请实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供一种电控夹爪。

请参阅图1至图3，在一实施例中，该电控夹爪包括安装座100、驱动装置200以及摆动臂组件300。具体来说，驱动装置200固定在安装座100上；驱动装置200包括驱动电机、丝杆210以及滑块220；驱动电机的输出端与丝杆210连接并通过丝杆210将旋转运动转化为直线运动；滑块220与丝杆210连接，并受丝杆210驱动沿丝杆210的轴向直线运动。摆动臂组件300包括多个摆动臂310以及在每一摆动臂310上均设置的压力感应片320；摆动臂310与安装座100枢接，摆动臂310具有背离滑块220的前端以及与滑块220活动连接的后端；摆动臂310的后端与滑块220连接，滑块220沿丝杆210的轴向直线运动时带动摆动臂310转动，以相对设置的摆动臂310的前端实现相对打开或收拢。其中，在摆动臂310上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔311；压力感应片320贴设在摆动臂310的外侧面上，并与贯通孔311位置对应。具体在本实施例中，本电控夹爪的摆动臂310设置为两个，即本电控夹爪是两爪设置，但在其他实施例中，本电控夹爪还可以是多爪设置，例如但不限于三爪至六爪设置。

在此需说明的是，本电控夹爪主要用于光学元件组装设备中，当然其他结构合适的需要夹取微型元件且获知克级感应力的其他类型设备也可适用本申请的技术方案。本光学元件组装设备主要使用本电控夹爪夹取组装微型光学元件，例如但不限于光纤激光器的快轴透镜等，因此，本电控夹爪也是一微型夹爪，其体积设置较小。相应的，本电控夹爪所使用的驱动电机也为微型电机，该微型电机可电控转速并通过丝杆210将旋转转换为直线运动。当然，本光学元件组装设备还具有其他相关部件结构，例如主控系统(未图示)等，整个电控夹爪可通过安装座100固定安装在本光学元件组装设备的合适位置，同时，驱动电机和压力感应片320等均直接或间接与主控系统电连接，以实现对电控夹爪的智能化精确控制。

基于此结构设计，在本实施例中，由于在摆动臂310上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔311，且压力感应片320贴设在摆动臂310的外侧面上，并与贯通孔311位置对应，故镂空的摆动臂310与压力感应片320就能形成一压力传感器，即在本电控夹爪中，感应力和夹取位置均位于同一摆动臂310中，从而实现本电控夹爪对克级力的感知功能；换言之，本申请的技术方案是利用摆动臂310上邻近前端的前侧区域镂空的设计，通过贴设压力感应片320而实现将压力感应功能融合到本微型的电控夹爪中，即压力传感器与摆动臂310融合的方案，从而实现可在夹取过程中实时获取夹取力的目的。同时，由于本电控夹爪可通过驱动电机和丝杆210实现对滑块220行程的实时精密控制，进而实现对摆动臂310开合的精密控制，故在本申请的技术方案中，这种微型驱动电机加丝杆210等的行程精密控制结构和前述的镂空的摆动臂310融合压力传感功能的设计相配合，就能同时实现在行程范围内任意停止的功能以及克级力感应的功能，然后结合本光学元件组装设备的主控系统提供的自动程序控制便可达到在某个力阈值下稳定夹取微型光学元件的目的，从而大大提高了本电控夹爪夹取微型光学元件时的稳定性，进而确保了微型光学元件的组装效果。

请参阅图1至图3，具体在本实施例中，贯通孔311贯通摆动臂310的上侧面和下侧面，且贯通孔311呈沿摆动臂310的长度方向上中部窄两侧宽的哑铃状。当然，于其他实施例中，贯通孔311还可以是其他形状设置，但在本实施例中，哑铃状的贯通孔311更有利于压力均匀传导，进而有利于提高压力感应片320的测试准确性。

在此还需说明的是，在本实施例中，电控夹爪还包括压力感应控制器(未图示)，压力感应片320与压力感应控制器电连接，从而实现对压力感应片320的驱动及压力值的输出。此外，在本实施例中，驱动装置200还包括弹性件(未图示)，弹性件的两端分别与摆动臂310的后端以及滑块220连接，进而实现将摆动臂310拉回初始位置，使得两相对的摆动臂310处于收拢状态。具体地，在本实施例中，弹性件具体可为弹簧，也可以是其他具有弹性作用的部件等，在此不做限制。

请参阅图1、图4和图5，在本实施例中，安装座100包括安装底板110和两相对的限位侧板120，安装底板110具有安装板面，两个限位侧板120分别自安装板面的两相对边缘凸出形成，安装板面和两限位侧板120之间形成安装空间；驱动装置200设于安装空间中。具体的，安装底板110为类似矩形板，丝杆210的轴向与安装底板110的长度方向一致，两个限位侧板120分别凸设于安装底板110的沿宽度方向的两侧边缘，安装底板110和限位侧板120可以是一体成型或分体制作后固定在一起。当然，于其他实施例中，安装座100还可以呈其他结构设置，但本实施例中的安装座100结构设计更加简单紧凑，有利于本电控夹爪进一步微型化。

请一并参阅图2和图3，在本实施例中，滑块220包括滑块本体221和设于滑块本体221远离丝杆210的前端的摩擦触头222；摩擦触头222呈沿向前的方向上减缩设置，摆动臂310的内侧设有摩擦触头222适配的斜面，在滑块220受驱动而前后直线运动时，摩擦触头222与摆动臂310的斜面直接摩擦接触，进而挤压摆动臂310，实现摆动臂310的转动。具体地，本电控夹爪具有打开状态和初始状态，电控夹爪对微型光学元件的夹取是通过初始状态和打开状态之间的转换而实现。具体如图2所示，在初始状态，两相对的摆动臂310的前端相对收拢，此时，本电控夹爪未夹取任何微型光学元件；当需要夹取微型光学元件时，如图3所示，主控系统控制驱动电机驱动丝杆210转动，进而使得滑块220向后运动，同时，摆动臂310转动，摆动臂310的前端相对打开，电控夹爪处于打开状态；然后，摆动臂310移至需夹取的微型光学元件处，主控系统控制驱动电机驱动丝杆210转动，滑块220向前运动，摆动臂310转动至前端相对收拢以稳固的夹取到该微型光学元件。在此需说明的是，由于滑块220的行程可通过驱动电机和丝杆210精确控制，故摆动臂310的前端的打开角度就可以通过滑块220的行程而实现精确控制，从而可使得本电控夹爪能适用于其夹取范围内不同尺寸的微型光学元件，且夹取时的夹取力也可以通过压力感应片320感应，进而实现对夹取力的精确控制。然本设计不限于此，于其他实施例中，滑块220和摆动臂310之间还可以通过结构实现连接，例如但不限于连杆结构等，只要能将滑块220的直线运动转化为摆动臂310的转动即可。

请参阅图1、图4和图5，在本实施例中，电控夹爪还包括导向滑轨130，导向滑轨130固定在限位侧板120的内侧面；驱动装置200还包括支撑架，丝杆210穿设支撑架，支撑架与安装底板110固定连接，且支撑架位于两相对的导向滑轨130之间；滑块本体221位于丝杆210的背离安装板面的上方，滑块本体221与丝杆210限位连接，滑块本体221上设有滑条，且滑条可在导向滑轨130与支撑架之间的间隙中滑动。在此，导向滑轨130主要为滑块220的固定运动位置起导向作用，确保滑块220沿正确方向运动。当然，于其他实施例中，滑块220和安装底板110之间还可以通过其他结构设计实现定向滑动，在此不做限制。

请参阅图1，在本实施例中，摆动臂组件300还包括多个转轴330，每一摆动臂310均穿设有一个转轴330，转动臂通过转轴330实现与安装底板110的枢接。具体地，该转轴330可与安装底板110一体制成，例如，转轴330可由安装底板110整体数控加工制成，当然，于其他实施例中，转轴330也可以是分体设置，例如但不限于转轴330为一个钢制圆柱销钉，然后固定安装在安装底板110上。此外，摆动臂310可以是一体设置或多部件分体设置，例如，摆动臂310前端接触微型光学元件部分可和力感应部分分离成2个部件，然后这两个部件通过螺丝钉或者胶粘紧固，如此，则可方便更换尖端部分以适应不同光学元件。

请参阅图1、图4和图5，在本实施例中，电控夹爪还包括固定件400，固定件400和安装底板110之间形成可供摆动臂310活动进出的通槽，转轴330穿设转动臂后的两端分别与安装底板110以及固定件400连接。可以理解，固定件400主要起到固定摆动臂310和转轴330的作用，使其形成稳定的运动机构，进而确保对微型光学元件的夹取能够更加稳定准确地进行，即有利于提高本电控夹爪的夹取稳定性。此外，在固定件400的朝向滑块220的一侧，设有与摩擦触头222形状适配的梯形避位槽410，以确保固定件400的设置不会对滑块220的运动造成干涉。

本申请还提出一种光学元件组装设备，该光学元件组装设备包括电控夹爪，该电控夹爪的具体结构参照上述实施例，由于本光学元件组装设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电控夹爪，其特征在于，包括：

安装座，

驱动装置，固定在所述安装座上，所述驱动装置包括驱动电机、丝杆以及滑块；所述驱动电机的输出端与所述丝杆连接并通过所述丝杆将旋转运动转化为直线运动；所述滑块与所述丝杆连接，并受所述丝杆驱动沿所述丝杆的轴向直线运动；以及，

摆动臂组件，包括多个摆动臂以及在每一所述摆动臂上均设置的压力感应片；所述摆动臂与所述安装座枢接，所述摆动臂具有背离所述滑块的前端以及与所述滑块活动连接的后端；所述摆动臂的后端与所述滑块连接，所述滑块沿所述丝杆的轴向直线运动时带动所述摆动臂转动，以相对设置的摆动臂的前端实现相对打开或收拢；

其中，在所述摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔；所述压力感应片贴设在所述摆动臂的外侧面上，并与所述贯通孔位置对应。

2.如权利要求1所述的电控夹爪，其特征在于，所述安装座包括安装底板和两相对的限位侧板，所述安装底板具有安装板面，两个所述限位侧板分别自所述安装板面的两相对边缘凸出形成，所述安装板面和两所述限位侧板之间形成安装空间；所述驱动装置设于所述安装空间中。

3.如权利要求2所述的电控夹爪，其特征在于，所述滑块包括滑块本体和设于所述滑块本体远离所述丝杆的前端的摩擦触头；

所述摩擦触头呈沿向前的方向上减缩设置，所述摆动臂的内侧设有所述摩擦触头适配的斜面。

4.如权利要求3所述的电控夹爪，其特征在于，所述电控夹爪还包括导向滑轨，所述导向滑轨固定在所述限位侧板的内侧面；所述驱动装置还包括支撑架，所述丝杆穿设所述支撑架，所述支撑架与所述安装底板固定连接，且所述支撑架位于两相对的所述导向滑轨之间；

所述滑块本体位于所述丝杆的背离所述安装板面的上方，所述滑块本体与所述丝杆限位连接，所述滑块本体上设有滑条，且所述滑条可在所述导向滑轨与所述支撑架之间的间隙中滑动。

5.如权利要求2所述的电控夹爪，其特征在于，所述摆动臂组件还包括多个转轴，每一所述摆动臂均穿设有一个转轴，所述转动臂通过所述转轴实现与所述安装底板的枢接。

6.如权利要求5所述的电控夹爪，其特征在于，所述电控夹爪还包括固定件，所述固定件和所述安装底板之间形成可供所述摆动臂活动进出的通槽，所述转轴穿设所述转动臂后的两端分别与所述安装底板以及所述固定件连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的电控夹爪，其特征在于，所述电控夹爪还包括压力感应控制器，所述压力感应片与所述压力感应控制器电连接。

8.如权利要求7所述的电控夹爪，其特征在于，所述贯通孔贯通所述摆动臂的上侧面和下侧面，且所述贯通孔呈沿所述摆动臂的长度方向上中部窄两侧宽的哑铃状。

9.如权利要求1至6任一项所述的电控夹爪，其特征在于，所述驱动装置还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与所述摆动臂的后端以及所述滑块连接。

10.一种光学元件组装设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的电控夹爪。

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