CN114476651A - 一种夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种夹取装置，包括安装座；两个配置于安装座上的夹持组件；以及用以驱动两个夹持组件相向运动或相背运动的驱动机构；所述夹持组件包括用以与安装座连接的连接件以及用以夹持产品的夹爪；所述连接件可相对于夹爪运动；其中一个夹持组件还包括水平设置的弹性件；所述弹性件被配置为当连接件相对于夹爪运动时，所述弹性件发生弹性形变为夹爪提供用以夹持固定产品的夹持力；所述夹取装置还包括配置于另一个夹持组件上的用以测量该夹取装置夹持力的力传感器。该夹取装置的夹持力可精确控制调整，保证对产品的稳定夹取，避免产品受损。

Description

一种夹取装置

技术领域

本发明涉及自动化技术领域。更具体地，涉及一种夹取装置。

背景技术

在设备装配过程中，涉及零部件的抓取放置，随着行业的发展，设备装配过程自动化程度越来越高，装配过程中零部件的抓取由人工抓取转变为机器抓取，抓取过程主要由夹取设备完成，由于大部分零部件未预留夹持点或夹持凹槽，只能夹取设备较为规则的面，靠夹持力将设备夹取并放置，但是很多设备对夹持力要求较高，夹持力过小不能将设备夹取，夹持力过大则可能造成设备损伤，因此研发夹持力可精密控制的设备夹取装置十分必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种夹取装置，该夹取装置的夹持力可精确控制调整，保证对产品的稳定夹取，避免产品受损。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种夹取装置，包括：

安装座；

两个配置于安装座上的夹持组件；以及

用以驱动两个夹持组件相向运动或相背运动的驱动机构；

所述夹持组件包括用以与安装座连接的连接件以及用以夹持产品的夹爪；所述连接件可相对于夹爪运动；

其中一个夹持组件还包括水平设置的弹性件；所述弹性件被配置为当连接件相对于夹爪运动时，所述弹性件发生弹性形变为夹爪提供用以夹持固定产品的夹持力；

所述夹取装置还包括配置于另一个夹持组件上的用以测量该夹取装置夹持力的力传感器。

此外，优选地方案是，所述安装座上包括有水平设置的滑轨；两个夹持组件分别通过滑块配置于滑轨上。

此外，优选地方案是，所述驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机输出轴结合固定的丝杠；所述滑块配置于丝杠上；

所述滑块被配置为在驱动电机的驱动下在滑轨上往复运动，使得两个夹持组件靠近或分离。

此外，优选地方案是，所述夹爪通过连接件与滑块结合固定；

所述连接件包括与滑块结合固定的支撑框架，所述支撑框架呈U型结构；以及水平设置于支撑框架两相对边部之间的导向柱；

所述夹爪套设于导向柱上且可沿导向柱的轴向方向运动。

此外，优选地方案是，所述弹性件套设于导向柱上且弹性件的两端分别与夹爪和支撑框架相抵接。

此外，优选地方案是，所述夹取装置包括有两个弹性件；两个弹性件分别配置于一个夹爪的两侧。

此外，优选地方案是，所述力传感器的感应端与另一个夹持组件的夹爪对应配合。

此外，优选地方案是，所述夹爪包括连接部，夹持部，以及连接连接部与夹持部的中间臂部；所述连接部上包括有供导向柱穿过的通孔；

所述中间壁部呈拱形结构；

所述夹持部包括有沿竖直方向设置的夹持面。

此外，优选地方案是，所述夹持部的内壁表面上包括有垫体。

此外，优选地方案是，所述安装座上包括有用以与外部设备连接的接口。本发明的有益效果为：

本发明通过连接件、夹爪以及弹性件的配合，当夹爪与产品接触，连接件相对于夹爪运动时，弹性件发生弹性形变为夹爪提供用以夹持固定产品的夹持力，通过控制弹性件的形变量，从而实现在夹取过程中夹持力的精密控制，解决现有夹取装置在装配过程中夹持力控制不准确以及夹持力存在突变的问题，保证对产品的稳定夹取，避免因夹持力过大损坏产品或者夹持力过小产品从夹爪脱落，而且能够适应不同夹持力要求的零部件的抓取工作，提升装配过程自动化率，另外，该夹取装置的夹持力可通过力传感器进行实时测量反馈，保证夹持力大小在合理范围内，提高零部件装配的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是图2中B处的局部放大图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：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。

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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何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例子可以具有不同的值。

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。

现有的夹取装置夹持力不可以精密控制，夹持力数据会发生大范围突变，且现有的夹取装置为位移模式，即给定夹取装置的夹爪实际位移数据，或根据力传感器将夹持力反馈至夹取装置控制夹爪停止运行，上述两种方式均不能实现夹持力精密控制。进一步的，给定位移数据后夹持力为固定值；通过力传感器反馈控制存在延迟，且夹爪位移进给步长决定了夹持力的突变数值的大小，现有夹取装置步长最小为0.01mm，如果夹取钢件，在夹爪与零部件接触后，夹取装置每进给0.01mm，则会造成夹爪或零部件的变形，反应到夹持力变化上超过10N甚至更大，导致夹取装置夹持力不可以精密控制。

在设备自动化装配过程中，由夹取装置完成零部件抓取，但是由于零部件对夹持力要求的不同，需要夹取装置夹持力能够精密控制，为了解决现有的夹取装置夹持力不可以精密控制，可能损坏夹爪或者夹持的产品的问题。本发明提供一种夹取装置，结合图1至图4所示，具体地所述夹取装置包括：安装座10；两个配置于安装座10上的夹持组件；以及用以驱动两个夹持组件相向运动或相背运动的驱动机构；所述夹持组件包括用以与安装座10连接的连接件21以及用以夹持产品的夹爪22；所述连接件21可相对于夹爪22运动；其中一个夹持组件还包括水平设置的弹性件23；所述弹性件23被配置为当连接件21相对于夹爪22运动时，所述弹性件23发生弹性形变为夹爪22提供用以夹持固定产品的夹持力；所述夹取装置还包括配置于另一个夹持组件上的用以测量该夹取装置夹持力的力传感器。可以理解的是，另一个夹持组件上并不设置弹性件，更具体地，所述力传感器26的感应端与另一个夹持组件的夹爪22对应配合，支撑框架24围合形成用以容纳夹爪22的连接部221的容纳空间，在容纳空间内的夹爪22连接部221的外侧设置一个力传感器26用来实时监控夹持力的大小，力传感器26的受力端与夹爪22抵接，使夹持力大小始终处在合适的范围内，且在夹持过程中根据力传感器26实时监测的夹持力的大小进而控制夹爪22的运动与停止。也就是说，两个夹持组件的结构差异为一个安装有弹性件，而另一个安装有力传感器。在产品抓取的过程中，力传感器26能够实时监测夹取装置的夹持力并控制夹爪22的运动状态；弹性件23可为弹簧，一方面通过弹簧弹性形变起到缓冲的作用，以防夹爪22与产品的硬挤压造成加持力过大；另一方面通过选配不同弹性系数的弹簧，和控制弹簧的形变量可以精确控制本夹取装置的夹持力，单边夹爪22夹持力为F＝kx(k为弹簧弹性系数，x为弹簧形变量)，不同弹性系数结合不同形变量，可以使夹取装置达到不同夹持力，夹持力覆盖范围广，可实现夹持力的无级控制，不存在突变情况，从而实现夹持力的精密控制。

可以理解的是，本发明主要应用于自动化装配过程中产品(零部件)的夹取，当两个夹爪22组件在驱动机构的驱动下相向运动时，此时，连接件21以及夹爪22均是向内运动；当两个夹爪22在驱动下与产品接触开始夹持产品时，此时，两个夹爪22不会再向内运动，而具有弹性件23的夹持组件的连接件21会在驱动下继续向内运动，进而压缩或拉伸弹性件23，使弹性件23为夹爪22提供用以夹持固定产品的夹持力，并利用力传感器26测量夹持力的大小，以便进行对弹性件形变量的调整。

夹爪22为夹取装置抓取产品的执行机构，两个夹爪22形成用以夹持产品的夹持腔，通过两个夹持组件的运动对夹持腔的大小进行调整，在夹持腔的尺寸范围内的产品均可以夹持，可覆盖零部件尺寸范围广，通用性强，夹爪22的夹持部222可以通过配置转接块实现立方体、圆柱体等多种结构形式零部件的夹持，夹爪22适用范围广。

在一具体的实施例中，所述安装座10上包括有水平设置的滑轨11；两个夹持组件分别通过滑块12配置于滑轨11上，通过上述设置，两个夹持组件能够在驱动机构的驱动下，在滑轨11上相向运动或相背运动，实现夹爪22的夹持动作或打开动作。

在本实施例中，关于驱动机构的具体结构，所述驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机输出轴结合固定的丝杠；所述滑块12配置于丝杠上；所述滑块12被配置为在驱动电机的驱动下在滑轨11上往复运动，使得两个夹持组件靠近或分离，快速实现产品夹取。

进一步地，关于夹持组件的具体结构，所述夹爪22通过连接件21与滑块12结合固定；所述连接件21包括与滑块12结合固定的支撑框架24，所述支撑框架24呈U型结构；以及水平设置于支撑框架24两相对边部之间的导向柱25；所述夹爪22套设于导向柱25上且可沿导向柱25的轴向方向运动。

更进一步地，所述弹性件23套设于导向柱25上且弹性件23的两端分别与夹爪22和支撑框架24相抵接。即弹性件23可位于夹爪22与支撑框架24的两相对侧部中的一个之间。

另外，为了保证夹爪22在导向柱25上运动时的平衡性以及稳定性，所述夹取装置包括有两个弹性件23；两个弹性件23分别配置于一个夹爪22的两侧。

在一具体的实施例中，关于夹爪22的具体结构，所述夹爪22包括连接部221，夹持部222，以及连接连接部221与夹持部222的中间臂部223；所述连接部221上包括有供导向柱25穿过的通孔，夹爪22通过通孔套设在导向柱25上，通孔与导向柱25配合实现夹爪22可在导向柱25上滑动；所述中间壁部呈拱形结构，拱形结构能够使夹爪22的受力更均匀，且可以承受更大的压力；所述夹持部222包括有沿竖直方向设置的夹持面，在自动化装配过程中，零部件抓取由夹取装置完成，当产品无夹取槽时，通过夹持部222夹持产品的规则面进行夹取。

在上述实施例中，为了保证两个夹爪22夹持产品时的稳定性，所述夹持部222的内壁表面上包括有垫体，该垫体能够进一步增加产品与夹持部222之间的摩擦力，且能够避免夹爪22与夹持的零部件硬接触。

在一具体的实施例中，为了实现被抓取的产品的移动运送，所述安装座10上包括有用以与外部设备连接的接口，通过该接口可以将夹取装置安装于机械臂或者其他设备末端上，实现抓取运送的功能，结构简洁，拆装方便快捷，可靠性更高。

本夹取装置通过弹性件引入一定的柔性，避免夹爪与夹持零部件硬接触，且弹簧不同弹性系数和形变量组合可以精密控制夹持力，夹持过程通过力传感器实时监测并控制夹爪的运动与停止，通过伺服驱动控制，使得夹取速度更快，夹持力能够实时检测，可靠性更高；且能适应不同尺寸范围、不同结构形式零部件的夹持，该夹取装置柔性大，通用性强；夹取装置的接口均采用标准化接口，结构简洁，拆装方便快捷，拆装效率高。

综上所述，本发明通过连接件、夹爪以及弹性件的配合，当夹爪与产品接触，连接件相对于夹爪运动时，弹性件发生弹性形变为夹爪提供用以夹持固定产品的夹持力，通过控制弹性件的形变量，从而实现在夹取过程中夹持力的精密控制，解决现有夹取装置在装配过程中夹持力控制不准确以及夹持力存在突变的问题，保证对产品的稳定夹取，避免因夹持力过大损坏产品或者夹持力过小产品从夹爪脱落，而且能够适应不同夹持力要求的零部件的抓取工作，提升装配过程自动化率，另外，该夹取装置的夹持力可通过力传感器进行实时测量反馈，保证夹持力大小在合理范围内，提高零部件装配的可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种夹取装置，其特征在于，包括：

安装座；

两个配置于安装座上的夹持组件；以及

用以驱动两个夹持组件相向运动或相背运动的驱动机构；

所述夹持组件包括用以与安装座连接的连接件以及用以夹持产品的夹爪；所述连接件可相对于夹爪运动；

其中一个夹持组件中还包括水平设置的弹性件；所述弹性件被配置为当连接件相对于夹爪运动时，所述弹性件发生弹性形变为夹爪提供用以夹持固定产品的夹持力；

所述夹取装置还包括配置于另一个夹持组件上的用以测量该夹取装置夹持力的力传感器。

2.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述安装座上包括有水平设置的滑轨；两个夹持组件分别通过滑块配置于滑轨上。

3.根据权利要求2所述的夹取装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机输出轴结合固定的丝杠；所述滑块配置于丝杠上；

所述滑块被配置为在驱动电机的驱动下在滑轨上往复运动，使得两个夹持组件靠近或分离。

4.根据权利要求2所述的夹取装置，其特征在于，所述夹爪通过连接件与滑块结合固定；

所述连接件包括与滑块结合固定的支撑框架，所述支撑框架呈U型结构；以及水平设置于支撑框架两相对边部之间的导向柱；

所述夹爪套设于导向柱上且可沿导向柱的轴向方向运动。

5.根据权利要求4所述的夹取装置，其特征在于，所述弹性件套设于导向柱上且弹性件的两端分别与夹爪和支撑框架相抵接。

6.根据权利要求5所述的夹取装置，其特征在于，所述夹取装置包括有两个弹性件；两个弹性件分别配置于一个夹爪的两侧。

7.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述力传感器的感应端与另一个夹持组件的夹爪对应配合。

8.根据权利要求4所述的夹取装置，其特征在于，所述夹爪包括连接部，夹持部，以及连接连接部与夹持部的中间臂部；所述连接部上包括有供导向柱穿过的通孔；

所述中间壁部呈拱形结构；

所述夹持部包括有沿竖直方向设置的夹持面。

9.根据权利要求8所述的夹取装置，其特征在于，所述夹持部的内壁表面上包括有垫体。

10.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述安装座上包括有用以与外部设备连接的接口。

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