CN114311013A - 一种机器人的柔性夹爪 - Google Patents

Abstract

一种机器人的柔性夹爪，涉及机器人夹爪技术领域，包括基座，基座上方固接有气泵，气泵下方设有推杆，推杆由气泵驱动伸缩，基座下方固接有固定柱，固定柱下端铰接有连接板，连接板上方内侧通过连杆铰接在推杆下端，且连接板下方固接有柔性的夹爪，连接板内还活动连接固定杆，且连接板内设有用于固定固定杆的固定机构，固定杆下端连接在夹爪下方末端处，本发明提供了一种机器人的柔性夹爪，通过夹爪收拢对物体进行抓取，由于鳍条效应，夹爪沿着物体表面产生形变，夹爪下端形变带动固定杆下端移动，通过固定机构固定固定杆上端，进而使得夹爪下方末端位置被固定，固定杆下端加持夹爪对物体进行托举承载，进而使得机械手可夹取更重的物体。

Description

一种机器人的柔性夹爪

技术领域

本发明属于机器人夹爪技术领域，更具体地说，涉及一种机器人的柔性夹爪。

背景技术

随着我国科学技术的飞速发展，机器人在各个领域逐渐得到了广泛的应用，机器人一般通过机械爪来模仿人类抓取物体，以此来代替人类工作，提高生产效率，目前的机器人夹爪一般为刚性机械手，在工作过程中对例如鸡蛋、水果等柔性易碎的物体夹取困难，适应性差，现有一种机器人用的柔性夹爪，利用电动或气动驱动夹爪对物体进行抓取，夹爪为柔性材料，且利用鳍条效应，柔性夹爪在触碰到物体时产生变形，进而贴合物体表面进行夹取，避免了对易碎或柔软的物体损坏，但是，该种柔性夹爪夹取物体的重量较小，且夹取后在机械手移动过程中物体不够稳定，因此，针对这一现状，迫切需要提出一种机器人的柔性夹爪，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明旨在于在解决现有机器人的柔性夹爪在使用过程中夹取物体重量较小，且夹取物体移动过程中不够稳固的问题。

（二）技术方案

本发明一种机器人的柔性夹爪的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种机器人的柔性夹爪，包括基座，基座上方固接有气泵，气泵下方设有推杆，推杆由气泵驱动伸缩，基座下方固接有固定柱，固定柱下端铰接有连接板，连接板上方内侧通过连杆铰接在推杆下端，且连接板下方固接有柔性的夹爪，连接板内还活动连接固定杆，且连接板内设有用于固定固定杆的固定机构，固定杆下端连接在夹爪下方末端处。

进一步地，基座下方设有两个或两个以上的固定柱，固定柱呈圆周均匀分布在基座下方，且固定柱下方铰接有相对应的连接板。

进一步地，固定机构包括电磁铁，连接板内部设有空腔一，空腔一前侧固接有电磁铁，且空腔一后侧设有可滑动复位的铁块，固定杆上端固接有固定块，连接板内设有挡边，固定块被挡边限制在连接板内的电磁铁与铁块之间。

进一步地，电磁铁和铁块表面均固定有防滑片，电磁铁通电时两防滑片均与固定块表面相接。

进一步地，夹爪下方末端内侧可拆卸连接有夹块。

进一步地，夹块为吸盘结构。

进一步地，固定块内设有空腔二，空腔二内可滑动复位有铁质的活塞，空腔二右侧设有限流阀，固定杆下端通过软管挠性的连接在夹爪下端处，且固定杆为中空，吸盘中设有开口，空腔二通过限流阀、固定杆、软管与开口相连通。

进一步地，吸盘螺纹连接在夹爪上，且吸盘与夹爪连接处设有密封圈。

有益效果：

1、本发明提供了一种机器人的柔性夹爪，通过启动气泵带动推杆向上移动，进而推动连接板向内收拢，进而使得夹爪收拢对物体进行抓取，由于鳍条效应，夹爪沿着物体表面产生形变，进而贴合物体表面，从而实现对易碎或柔软物体的夹取，夹爪下端形变带动固定杆下端移动，接通电磁铁，进而带动铁块移动与固定块相接，进而实现对固定杆的固定，进而使得夹爪下方末端位置被固定，固定杆下端加持夹爪对物体进行托举承载，进而使得机械手可夹取更重的物体，使其适用性更广。

2、本发明提供了一种机器人的柔性夹爪，通过在夹爪抓取物体形变同时，夹爪下方末端内部的吸盘吸附在物体表面，当电磁铁通电时，铁质的活塞被吸引滑动，进而带动空腔二内的体积由小变大，进而通过固定杆吸引吸盘13内的空气，进而使得吸盘吸附物体表面更加稳固。

3、本发明提供了一种机器人的柔性夹爪，通过物体产生晃动与吸盘脱离后再一次与其吸附，由于限流阀的限速，使得空腔二内的负压耗尽之前能一直将吸盘内的空气吸走，使得夹爪在夹持物体移动过程中更加稳固。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明图1中A处的放大示意图。

图3为本发明的主视剖视示意图。

图4为本发明图3中B处的放大示意图。

图5为本发明连接板处的俯视剖视示意图。

图6为本发明图5中C处的放大示意图。

图1-6中：1-基座、2-气泵、3-推杆、4-固定柱、5-连杆、6-连接板、7-挡边、8-夹爪、9-固定杆、10-夹块、11-固定块、12-软管、13-吸盘、14-开口、15-密封圈、16-空腔一、17-电磁铁、18-铁块、19-防滑片、20-空腔二、21-活塞、22-限流阀。

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、完整的描述，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。

如附图1-6所示，一种机器人的柔性夹爪，包括基座1，基座1上方固接有气泵2，气泵2可通过铆接、螺纹连接等常规固定连接方式固定在基座1上，气泵2下方设有推杆3，推杆3由气泵2驱动伸缩，基座1下方固接有固定柱4，固定柱4下端铰接有连接板6，连接板6上方外侧铰接在固定柱4上，连接板6上方内侧通过连杆5铰接在推杆3下端，且连接板6下方固接有柔性的夹爪8，夹爪8为柔性材质，且夹爪8设置为具有鳍条效应的形态，该种形态为现有结构，具体的，夹爪8可为硅胶材质，启动气泵2带动推杆3向下移动，进而带动连杆5向外张开，进而推动连接板6向外张开，进而使得夹爪8张开，当夹爪8移动到指定物体位置时，启动气泵2带动推杆3向上移动，进而带动夹爪8收拢对物体进行抓取，由于鳍条效应，夹爪8沿着物体表面产生形变，进而贴合物体表面，从而实现对易碎或柔软物体的夹取，连接板6内还活动连接固定杆9，固定杆9上端设置在连接板6内，具体的，固定杆9可设置为弧杆形状，从而避免夹爪8抓取物体形变时与固定杆9相互干涉，连接板6内设有用于固定固定杆9的固定机构，固定杆9下端连接在夹爪8下方末端处，当夹爪8完成对物体的夹取时，通过固定机构对固定杆9上端实现固定，从而实现对夹爪8下方末端的固定，固定杆9下端加持夹爪8对物体进行托举承载，进而使得机械手可夹取更重的物体，使其适用性更广。

其中，为了增强本发明柔性夹爪的适用性，基座1下方设有两个或两个以上的固定柱4，固定柱4呈圆周均匀分布在基座1下方，且固定柱4下方铰接有相对应的连接板6，即在基座1下方设置几个固定柱4即设置几个夹爪8，例如在基座1下可设置两个相对的夹爪8，也可在基座1下方设置三个夹爪8，三个夹爪8呈圆周两两相隔120°设置。

其中，如附图5所示，作为固定机构的一种具体的结构的实施方式为，固定机构包括电磁铁17，连接板6内部设有空腔一16，空腔一16前侧固接有电磁铁17，电磁铁17可通过焊接等常规固定方式固接在空腔一16前侧，且空腔一16后侧设有可滑动复位的铁块18，铁块18可通过在空腔一16侧边设置滑槽滑动连接在其内，且通过在铁块18和连接板6内壁之间设有复位弹簧实现复位功能，固定杆9上端固接有固定块11，连接板6内设有挡边7，固定块11被挡边7限制在连接板6内的电磁铁17与铁块18之间，初始状态下仅电磁铁17与固定块11相接，当需要对固定杆9进行固定时，接通电磁铁17，进而带动铁块18移动与固定块11相接，在电磁铁17与铁块18的夹持作用下对固定块11进行夹持，从而实现对固定杆9的固定。

其中，如附图6所示，作为一种固定机构的进一步改进结构和实施方式为，电磁铁17和铁块18表面均固定有防滑片19，电磁铁17通电时两防滑片19均与固定块11表面相接，通过防滑片19与固定块11表面相接，从而使得电磁铁17与铁块18对固定块11夹持的更加紧固。

其中，如附图2所示，为了使得夹爪8更好的适应对各种不同形状的物体夹持，夹爪8下方末端内侧可拆卸连接有夹块10，具体的，夹块10可通过卡接、螺纹连接等常规能够方便拆卸的方式连接在夹爪8下方末端。

其中，如附图4所示，作为一种夹块10的具体结构和实施方式为，夹块10为吸盘13结构，通过吸盘13可对一些光滑物体表面产生吸附力，进而使得夹爪8夹持物体更加稳固。

其中，如附图6所示，固定块11内设有空腔二20，空腔二20内可滑动复位有活塞21，活塞21内含有铁质物质，电磁铁17通电时可吸附活塞21移动，通过在活塞21与固定块11内壁之间设置复位弹簧实现活塞21的复位功能，空腔二20右侧设有限流阀22，限流阀22用于限制空气流通的速度，固定杆9下端通过软管12挠性的连接在夹爪8下端处，且固定杆9为中空，吸盘13中设有开口14，空腔二20通过限流阀22、固定杆9、软管12与开口14相连通，当夹爪8夹持在物体时，吸盘13吸附在物体表面，接通电磁铁17，铁质的活塞21被吸引滑动，进而带动空腔二20内的体积由小变大，进而通过固定杆9吸引吸盘13内的空气，进而使得吸盘13吸附物体表面更加稳固，当物体产生晃动与吸盘13脱离后再一次与其吸附，由于限流阀22的限速，使得空腔二20内的负压耗尽之前能一直将吸盘13内的空气吸走，使得夹爪8在夹持物体移动过程中更加稳固。

其中，如附图4所示，作为吸盘13连接在夹爪8上的一种具体的连接结构和实施方式为，吸盘13螺纹连接在夹爪8上，且吸盘13与夹爪8连接处设有密封圈15，通过密封圈15使得吸盘连接处气密性更佳。

工作原理：启动气泵2带动推杆3向下移动，进而带动连杆5向外张开，进而推动连接板6向外张开，进而使得夹爪8张开，当夹爪8移动到指定物体位置时，启动气泵2带动推杆3向上移动，进而带动夹爪8收拢对物体进行抓取，由于鳍条效应，夹爪8沿着物体表面产生形变，进而贴合物体表面，从而实现对易碎或柔软物体的夹取，夹爪下端形变带动固定杆下端移动，接通电磁铁17，进而带动铁块18移动与固定块11相接，在电磁铁17与铁块18的夹持作用下对固定块11进行夹持，进而实现对固定杆9的固定，进而使得夹爪8下方末端位置被固定，固定杆9下端加持夹爪8对物体进行托举承载，进而使得机械手可夹取更重的物体，使其适用性更广，在夹爪8抓取形变同时，夹爪8下方末端内部的吸盘13吸附在物体表面，从而稳固对物体的抓取，当电磁铁17通电时，铁质的活塞21被吸引滑动，进而带动空腔二20内的体积由小变大，进而通过固定杆9吸引吸盘13内的空气，进而使得吸盘13吸附物体表面更加稳固，当物体产生晃动与吸盘13脱离后再一次与其吸附，由于限流阀22的限速，使得空腔二20内的负压耗尽之前能一直将吸盘13内的空气吸走，使得夹爪8在夹持物体移动过程中更加稳固，当夹爪8夹持物体移动到指定位置时，切断电磁铁17的通电，活塞21复位，进而使得吸盘13不再吸附物体表面，同时启动气泵2带动推杆向下移动，进而带动夹爪8张开将物体放下。

Claims (8)

1.一种机器人的柔性夹爪，包括基座（1），所述基座（1）上方固接有气泵（2），所述气泵（2）下方设有推杆（3），所述推杆（3）由气泵（2）驱动伸缩，所述基座（1）下方固接有固定柱（4），所述固定柱（4）下端铰接有连接板（6），所述连接板（6）上方内侧通过连杆（5）铰接在推杆（3）下端，且连接板（6）下方固接有柔性的夹爪（8），其特征在于，所述连接板（6）内还活动连接固定杆（9），且连接板（6）内设有用于固定固定杆（9）的固定机构，所述固定杆（9）下端连接在夹爪（8）下方末端处。

2.根据权利要求1所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述基座（1）下方设有两个或两个以上的固定柱（4），所述固定柱（4）呈圆周均匀分布在基座（1）下方，且固定柱（4）下方铰接有相对应的连接板（6）。

3.根据权利要求1所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述固定机构包括电磁铁（17），所述连接板（6）内部设有空腔一（16），所述空腔一（16）前侧固接有电磁铁（17），且空腔一（16）后侧设有可滑动复位的铁块（18），所述固定杆（9）上端固接有固定块（11），所述连接板（6）内设有挡边（7），所述固定块（11）被挡边（7）限制在连接板（6）内的电磁铁（17）与铁块（18）之间。

4.根据权利要求3所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述电磁铁（17）和铁块（18）表面均固定有防滑片（19），所述电磁铁（17）通电时两防滑片（19）均与固定块（11）表面相接。

5.根据权利要求3所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述夹爪（8）下方末端内侧可拆卸连接有夹块（10）。

6.根据权利要求5所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述夹块（10）为吸盘（13）结构。

7.根据权利要求4所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述固定块（11）内设有空腔二（20），所述空腔二（20）内可滑动复位有铁质的活塞（21），所述空腔二（20）右侧设有限流阀（22），所述固定杆（9）下端通过软管（12）挠性的连接在夹爪（8）下端处，且固定杆（9）为中空，所述吸盘（13）中设有开口（14），所述空腔二（20）通过限流阀（22）、固定杆（9）、软管（12）与开口（14）相连通。

8.根据权利要求7所述的一种机器人的柔性夹爪，其特征在于，所述吸盘（13）螺纹连接在夹爪（8）上，且吸盘（13）与夹爪（8）连接处设有密封圈（15）。

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