CN113334282B - 夹具以及夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种夹具以及夹持装置，所述夹具包括沿夹持方向相对设置的第一夹持件和第二夹持件；所述第二夹持件面向所述第一夹持件的一侧具有多个位于不同位置的接触部，所述第一夹持件能选择性地与所述第二夹持件上的不同位置的所述接触部配合以夹持不同尺寸的元件，所述第一夹持件和所述接触部分别能够与被夹持的所述元件形成线接触。本发明夹具以及夹持装置能兼容夹持不同尺寸的元件，无需频繁更换夹具，且夹具稳定性好。

Description

夹具以及夹持装置

技术领域

本发明涉及机器夹持的技术领域，特别是有关于一种能兼容夹持不同尺寸的元件的夹具以及夹持装置。

背景技术

光耦合精度要求非常高，微米级别的位移偏差都会导致不小的耦合效率下降。而夹持的物体很小时，对夹手或夹具的稳定性很高。因而，夹持透镜、棱镜等元件的抓手或夹具的稳定性对耦合非常重要。

现有夹持方法一般采用两个平面夹持物体，或者三个平面夹持。两个面夹持会存在由于平面度问题导致的夹持不稳，三个面夹持元件在预定位置完成粘胶工艺后，移除三面夹具时会有摩擦力存在而带动元件移位。

请参阅图1所示的一种已知采用三个平面夹持的夹具900的示意图。所述夹具900包括相间隔设置的第一夹持件910和第二夹持件920，所述第一夹持件910与元件具有第一接触面901，所述第二夹持件920具有第二接触面902和第三接触面903。

再者，以图1所示夹具为例，现有的夹具并未考虑兼容性问题。而在实际操作时，一个项目往往要夹持不同尺寸的元件。现有抓手或夹具都是通过更换抓手或夹具进行夹持不同元件。若经常更换抓手，则会影响设备稳定性；若将多个抓手集成化，则会占用设备空间，增加设备成本。

因此，为了提高光耦合精度，有必要对现有的夹具以及夹持装置进行重新设计。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种夹具以及夹持装置，能兼容夹持不同尺寸的元件，无需频繁更换夹具，且夹具稳定性好。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：一种夹具，包括：

第一夹持件；以及，

第二夹持件，与所述第一夹持件沿夹持方向相对设置，并且所述第二夹持件面向所述第一夹持件的一侧具有多个位于不同位置的接触部；

其中所述第一夹持件能选择性地与所述第二夹持件上的不同位置的所述接触部配合以夹持不同尺寸的元件，并且所述第一夹持件和所述接触部分别能够与被夹持的所述元件形成线接触。

在一些实施例中，所述接触部包括沿垂直于夹持方向的所述调整方向依次间隔排布的主接触部、以及多个次接触部；

所述主接触部位于所述第二夹持件的底部，所述次接触部位于所述主接触部的上方，相邻的所述次接触部的厚度沿远离所述主接触部的方向呈增加的趋势；

所述第二夹持件借助所述主接触部和至少其中一个所述次接触部与所述第一夹持件配合以夹持所述元件。

在一些实施例中，所述主接触部和所述次接触部的厚度差小于或等于50μm。

在一些实施例中，所述主接触部、以及所述次接触部的厚度沿所述调整方向依次增加。

在一些实施例中，所述主接触部、以及所述次接触部的厚度沿所述调整方向呈现先降后升。

在一些实施例中，所述第一夹持件和所述第二夹持件以能在所述夹持方向上相互靠近或远离、且能在所述调整方向上相对移位的方式被支撑；

所述夹具通过调整所述第一夹持件和所述第二夹持件在所述夹持方向和/或所述调整方向上的移位，调整所述夹具的尺寸，以夹持不同尺寸的所述元件。

在一些实施例中，所述接触部为朝向所述元件的方向延伸形成的凸起状结构。

在一些实施例中，所述接触部和/或所述第一夹持件与所述元件呈直线状线接触。

在一些实施例中，所述第一夹持件具有面向所述元件凸起的抵接端，所述抵接端与所述元件之间为线接触。

相应地，本发明还提供一种夹持装置，包括本发明的夹具以及控制系统，所述控制系统能控制所述夹具夹持不同尺寸的所述元件。

相较于现有技术，本发明夹具以及采用所述夹具的夹持装置，所述夹具在所述第二夹持件上设置多个接触部，所述第一夹持件与不同位置上的所述接触部的选择性配合，使所述夹具具有不同的夹持尺寸，从而能兼容夹持不同尺寸的元件，无需频繁更换夹具，提高夹具稳定性。而且，本发明通过第一夹持件和第二夹持件结构和运动的配合，使所述夹具获得多种夹持尺寸，能在不增加设备空间的情况下，提高兼容性。再者，本发明的夹具与所述元件之间形成线接触，能提高所述夹具的夹持稳定性；此外，本发明夹具以及采用所述夹具的夹持装置，可以通过控制系统进行控制，实现自动化。最后，本发明的方案容易实现，成本低，效率高。

附图说明

图1为一种已知的夹具的示意图，其主要表现了现有夹具与元件的接触方式。

图2为依据本发明一个方面的实施例提出的夹具的立体图。

图3为依据本发明一个方面的实施例提出的夹具的正视图一。

图4为图3中第二夹持件的示意图，其主要表现了接触部的布置方式。

图5为依据本发明一个方面的实施例提出的夹具的正视图二。

图6为图5中第二夹持件的示意图，其主要表现了接触部的布置方式。

图7为依据本发明一个方面的实施例提出的第二夹持件立体图，其主要表现了所述第一部件的整体结构。

图8为图7中第二夹持件的正视图一，其主要表面了接触部的第一种布置方式。

图9为图7中第二夹持件的正视图二，其主要表面了接触部的第二种布置方式。

上述附图中的附图标记说明如下：

夹具 100 第一夹持件 10

第二夹持件 20 安装臂 30

调整件 40 夹持部 11

主接触部 21 次接触部 22～24

第二延伸部 202 第一延伸部 201

第一安装部 31 第二安装部 32

滑动槽 311 通孔 203,321

元件 200 夹持方向 X

调整方向 Y 接触方向 Z

具体实施方式

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。此外，在具体实施例方式中所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

如图2所示，本发明提供一种夹具100，所述夹具100能用来夹持不同尺寸的元件200。

如图2所示，所述夹具100包括沿夹持方向X相对设置的第一夹持件10和第二夹持件20，所述第二夹持件20面向所述第一夹持件10的一侧具有多个位于不同位置的接触部。其中所述第一夹持件10能选择性地与所述第二夹持件20上的不同位置的所述接触部配合以夹持不同尺寸的元件200，并且所述第一夹持件10和所述接触部分别与被夹持的所述元件200形成线接触。

在本发明中，所述元件200为能被所述夹具100夹持的目标元件(或者说待夹持元件)。具体地，所述元件200可以为透镜或棱镜。在具体使用时，所述夹具100能夹持在所述元件200的非通光面上。

可见，在本发明的夹具100能兼容夹持不同尺寸的元件，无需频繁更换夹具100或抓手，提高了所述夹具100的兼容性。而且，由于所述夹具100与所述元件200呈线接触，而非面接触，能在保证抗转动的情况下，提高夹具100夹持的稳定性。再者，本发明的夹具100是直接利用第一夹持件10和所述第二夹持件20的结构和运动配合，调整所述夹具100的尺寸，夹持不同尺寸的所述元件200，能避免设备空间和设备成本的增加。

在本发明中，“线接触”是指接触区域沿直线或曲线延伸的状态。“面接触”是指以面相互接触的状态。

以下本发明将结合图2至图9详细描述本发明夹具100的实施方式。

如图2所示，所述第一夹持件10沿所述垂直于所述夹持方向X的调整方向Y延伸。所述第一夹持件10具有面向所述元件200的抵接端11，所述第一夹持件10通过所述抵接端11抵压所述元件200。

如图2所示，所述第一夹持件10的内侧(即朝向所述第二夹持件20的一侧或者说面向所述元件200的一侧)设置有抵接端11，所述抵接端位于所述第一夹持件10的底部，能实现所述第一夹持件10与所述元件200的接触。

具体地，所述抵接端11与所述元件200之间为线接触。在一优选实施例中，所述抵接端11与所述元件200之间呈直线状线接触。

在具体实施时，所述抵接端11为由所述第一夹持件10内侧表面朝向所述元件200延伸形成的凸起状结构。更进一步地，所述抵接端11在所述第一夹持件10上沿垂直于所述夹持方向X和所述调整方向Y的接触方向Z延伸。

具体实施时，所述抵接端11可以为楔形凸起、多棱锥形凸起或弧形凸起。

请参合图2，在本实施例中，所述第一夹持件10整体沿所述调整方向Y竖直延伸，且其底部处形成有朝向内侧弯折的倾斜部，所述抵接端11形成于所述倾斜部的端面处。

如图2所示，所述第二夹持件20整体呈L型，所述第二夹持件20包括相互垂直的第一延伸部201和第二延伸部202，其中所述第一延伸部201与所述第一夹持件10平行间隔设置。

如图2所示，所述第一延伸部201沿所述调整方向Y延伸。在所述第一延伸部201的内侧(即朝向所述第一夹持件10的一侧或者说面向所述元件200的一侧)包括在所述调整方向Y上间隔排布的多个接触部，所述接触部用于实现所述第二夹持件20与所述元件200的接触。换句话说，所述第二夹持件20利用所述接触部抵压或夹持所述元件200。

在具体实施时，所述接触部为朝向所述元件200的方向延伸形成的凸起状结构。所述接触部可以为楔形凸起、多棱锥形凸起或弧形凸起。

在具体实施时，所述接触部与所述抵接端11的结构或尺寸可以相同，也可以不同，本发明对此不作任何限定。

如图2和图3所示，所述接触部与所述元件200之间为线接触。由此，所述夹具100对所述元件200的夹持利用线接触实现。这样，与现有的点接触相比，所述夹具100的稳定性提高；同时与现有的面接触相比，能避免平面度问题导致的夹持不稳。

为了提高夹持稳定性，所述第二夹持件20借助两个接触部与所述元件200接触，此时所述第二夹持件20与所述元件200之间形成双线接触。需要指出的是，与多线接触相比，所述第二夹持件20与所述元件200之间的两线接触，能避免由于接触部加工工艺误差对夹持稳定性的影响。

如图2、图3和图4所示，所述多个接触部设置在所述第二夹持件20朝向所述元件200的一侧，并且所述多个接触部在所述调整方向Y平行且间隔地排布。所述多个接触部包括一个主接触部21和多个次接触部22、23、24，其中所述主接触部21位于所述第二夹持件20的底部。所述多个次接触部22、23、24均位于所述主接触部21的上方，并沿远离所述主接触部21的方向间隔排布。

所述第二夹持件20借助所述主接触部21和其中一个所述多个次接触部与所述第一夹持件10配合以夹持所述元件200。如图2和图3所示，在本实施例中，所述第二夹持件20通过所述主接触部21和所述次接触部22与所述第一夹持件10配合以夹持所述元件200。

更具体来说，所述主接触部21与能分别与所述次接触部22、23、24中的每一个配合工作，实现所述第二夹持件20对所述元件200的抵压。更进一步地，由于所述次接触部22、23、24与所述主接触部21在所述调整方向Y上的间距不同，从而使得所述夹具100在所述调整方向Y上的夹持高度不同。因而说，可以依据所述元件200的尺寸，使不同位置的次接触部与所述主接触部21以及第一夹持件10配合，进行夹持，从而所述夹具100能夹持不同尺寸的元件200。

在具体实施时，当所述元件200在调整方向Y上的尺寸很小时，可以选择靠近所述主接触部21的次接触部22。当所述元件200在调整方向Y上的尺寸很大时，可以选用远离所述主接触部21的次接触部24配合夹持。当所述元件200在调整方向Y上的尺寸适中时，则可以选用所述次接触部23配合夹持。也就是说，所述元件200的在调整方向Y上的尺寸越大，则选用距离所述主接触部21越远的次接触部。

为了使所述主接触部21能与所述次接触部22、23、24分别配合工作，所述次接触部22、23、24的厚度沿远离所述主接触部21的方向具有增加的趋势。也就是说，相邻的所述次接触部的厚度沿远离所述主接触部21的方向呈增加的趋势。

请一并参考图3和图6，所述次接触部22、所述次接触部23以及所述次接触部24沿远离所述主接触部21方向厚度增加。

更进一步地，请参考图3和图5，所述主接触部21的厚度可以大于、小于或者等于与其邻接的次接触部22的厚度。本发明对于所述主接触部21和与其邻接的次接触部22，该两者的厚度不做限定。优选地，所述主接触部21、以及所述次接触部的厚度沿所述调整方向Y依次增加、或者呈现先降后升。

如图2至图9所示，本发明提供了关于第二夹持件20和接触部的多种布置方式。图2至图6中的第二夹持件20包括主接触部21和次接触部22、23、24，而图7至图9中的第二夹持件20则包括主接触部21和次接触部22、23。

请一并参考图2至图6，所述主接触部21能分别与所述次接触部22、23、24配合工作，因而所述第二夹持件20能实现对三种不同长度尺寸的夹持。

请对比参考图3、图4、图5和图6，在图3和图4中的第二夹持件20中，所述主接触部21的厚度大于所述次接触部22的厚度，所述次接触部22、23、24的厚度依次增加，即在此种实施方案中所述主接触部21、所述次接触部22、23、24的厚度沿调整方向Y呈现先降后升的情形。而在图5和图6的第二夹持件20中，所述主接触部21的厚度小于所述次接触部22的厚度，即在此种实施方案中所述主接触部21、所述次接触部22、23、24的厚度沿调整方向Y依次增加。

请一并参考图7至图9，所述第二夹持件20借助所述主接触部21能分别与所述次接触部22、23配合工作，因而所述第二夹持件20能实现对两种不同长度尺寸的夹持。

请对比参考图8和图9，图8中的第二夹持件20中，所述主接触部21的厚度小于次接触部22的厚度，次接触部23的厚度大于所述次接触部22的厚度。图9中的第二夹持件20中，次接触部22的厚度最小，而所述主接触部21的厚度和所述次接触部23的厚度相同。

需要指出的是，图2至图9仅为所述第二夹持件20的示意性实施方式，本发明并未限定所述接触部的数目。在具体实施时，可以根据实际需求或者元件的尺寸范围，增加或减少所述接触部的数目，例如可以增加次接触部的数目。

请一并参考图2、图3和图5，所述夹具100与所述元件200之间形成三线接触(请具体参考抵接端11、主接触部21和次接触部22三处)。为了进一步提高所述夹具100的夹持稳定性，调整所述第一夹持件10相对所述第二夹持件20的移位，使所述三线接触呈锐角三角形，以使所述第一夹持件10和所述第二夹持件20的夹持力在所述夹持方向X上获得较大的分力。

在一更优选实施例中，所述第一夹持件10与所述元件200的接触线(所述抵接端11与所述元件200的接触线)平行于所述第二夹持件20与所述元件200的接触线(所述主接触部21与所述元件200的接触线、以及其中一所述次接触部与所述元件200的接触线)，即所述夹具100与所述元件200的三条接触线相互平行。

所述第一夹持件10与所述元件200的接触线位于所述第二夹持件20与所述元件200的两条接触线之间。也就是说，所述抵接端11在所述第二夹持件20上的正投影落在主接触部21与其中一次接触部之间。

例如，通过控制所述抵接端11和所述接触部的延伸方向，以调整接触线的走向。通过调整抵接端11与接触部之间的位置，能调整接触线之间的位置。

为了防止元件200的过度歪斜，作用于同一个元件200的两个接触部的厚度差小于或等于50μm。即所述主接触部21与其中一个所述多个次接触部的厚度差小于或等于50μm。该高度差一方面便于后续粘胶工艺的执行，另一放面该高度差也是机加工公差可以轻松达到的数值。更具体来讲，所述主接触部21与所述次接触部22、23、24的厚度差均小于或等于50μm。

如图2所示，每一所述接触部与所述元件200呈直线状线接触。也就是说，所述接触部在所述第二夹持件20上沿直线延伸。例如，在本实施例中，所述接触部在所述第二夹持件20上沿正交于所述调整方向Y的接触方向Z上直线延伸。

如图2所示，所述第二延伸部202用来实现所述第二夹持件20的安装。所述第二延伸部202具有贯穿其厚度的通孔203。

为了调整所述夹具100的夹持尺寸，所述第一夹持件10和所述第二夹持件20以能在所述夹持方向X上相互靠近或远离、且能在正交于所述夹持方向X的调整方向Y上相对移位的方式被支撑。如此布置，通过调整所述第一夹持件10和所述第二夹持件20在夹持方向X和/或调整方向Y上的相对移位，能调整所述夹持尺寸。

在具体实施时，所述第一夹持件10和所述第二夹持件20的相对移位能通过控制所述第一夹持件10和/或第二夹持件20的运动实现。本发明对此不作任何具体限定。

如图2所示，所述夹具100还包括安装臂30和调整件40，能用来实现所述第一夹持件10和所述第二夹持件20在调整方向Y上的相对移位。

如图2所示，所述安装臂30整体呈L型，其包括相互垂直的第一安装部31和第二安装部32，其中所述第一安装部31用于所述安装臂30的装配，所述第二安装部32用来装配所述第一夹持件10。

如图2所示，所述第一安装部31上沿所述夹持方向X延伸，并且所述第一安装部31具有滑动槽311，所述第一夹持件10的顶部能滑动地装配于所述滑动槽311内，通过调整所述第一夹持件10在所述滑动槽311内的位置，能选择性地调整所述第一夹持件10与所述接触部的对位配合，即实现所述夹具100在所述调整方向Y上的尺寸的调整。

如图2所示，所述第二安装部32沿所述接触方向Z延伸，并且所述第二安装部32上具有对应于所述第二夹持件20的通孔203相对应的通孔321，能用于实现所述安装臂30的安装。

为了实现所述第一夹持件10和所述第二夹持件20在夹持方向X上的开合，所述夹具100还包括气爪。换句话说，所述气爪能调整所述夹具100在所述夹持方向X上的尺寸。

在具体实施时，所述安装臂30和所述第二夹持件20分别借助所述通孔321、203安装于所述气爪上。所述气爪的动力源可以为气动、液动或电动等，本发明对此不做任何限定。

在其它实施例中，所述安装臂30和所述调整件40还能与所述第二夹持件20配合，以实现第一夹持件10和所述第二夹持件20在调整方向Y上的相对移位。

需要说明的是，在其它实施例中，还可在安装臂30上设置有螺丝，在第二夹持件20上沿调整方向Y设置有多个螺丝孔，通过人工手动去调整安装臂30与第二夹持件20的相对位置，进而相应地改变第一夹持件10和所述第二夹持件20的相对位置。具体地，可通过将螺丝固定在不同高度的螺丝孔内来进行调整方向Y上的相对位置的调整，可通过调整螺丝拧入螺丝孔的深度来进行夹持方向X上的相对位置调整。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种夹持装置，包括上述夹具100和控制系统，所述控制系统能控制所述夹具100夹持不同尺寸的所述元件200。

具体地，所述控制系统可以用于控制所述夹具100整体的转移动作，也可以用于控制所述夹具100的所述第一夹持件10和所述第二夹持件20在所述夹持方向X和/或所述调整方向Y上的相对移动。

例如，所述控制系统能控制所述夹具100的转移动作，使所述夹具100往返于元件200的初始放置位置与元件200的预设安装位置。再例如，所述控制系统还可以通过所述气爪控制所述第一夹持件10和所述第二夹持件20在夹持方向X上的相对移位，从而能控制所述夹具100对元件200的夹持和释放、以及调整所述夹具100在所述夹持方向X上的夹持尺寸。

在具体实施时，所述控制系统可以为PLC控制模块。

显然地，本发明的夹持装置可以通过控制系统实现对所述夹具100的自动化调整和控制，实现自动化。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种夹具，其特征在于，包括：

第一夹持件；以及，

第二夹持件，与所述第一夹持件沿夹持方向相对设置，并且所述第二夹持件面向所述第一夹持件的一侧具有多个位于不同位置的接触部；所述接触部包括沿垂直于所述夹持方向的调整方向依次间隔排布的主接触部、以及多个次接触部；所述主接触部位于所述第二夹持件的底部，所述次接触部位于所述主接触部的上方，相邻的所述次接触部的厚度沿远离所述主接触部的方向呈增加的趋势；

所述第二夹持件借助所述主接触部和至少其中一个所述次接触部与所述第一夹持件配合以夹持不同尺寸的元件，并且被夹持的所述元件与所述第一夹持件、所述主接触部以及用来夹持所述元件的次接触部分别形成线接触。

2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述主接触部和所述次接触部的厚度差小于或等于50μm。

3.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述主接触部、所述次接触部的厚度沿所述调整方向依次增加。

4.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述主接触部、所述次接触部的厚度沿所述调整方向呈现先降后升。

5.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件和所述第二夹持件以能在所述夹持方向上相互靠近或远离、且能在所述调整方向上相对移位的方式被支撑；

所述夹具通过调整所述第一夹持件和所述第二夹持件在所述夹持方向和/或所述调整方向上的移位，调整所述夹具的尺寸，以夹持不同尺寸的所述元件。

6.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述接触部为朝向所述元件的方向延伸形成的凸起状结构。

7.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述接触部和/或所述第一夹持件与所述元件呈直线状线接触。

8.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一夹持件具有面向所述元件凸起的抵接端，所述抵接端与所述元件之间为线接触。

9.一种夹持装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的夹具以及控制系统，所述控制系统用来控制所述夹具夹持不同尺寸的所述元件。

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