CN115401711B - 一种刚柔结合夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手夹持技术领域，公开一种刚柔结合夹持装置，包括支撑座，所述支撑座上设置有刚柔结合夹爪机构、夹爪位置调节机构以及夹爪角度调节机构。其中，所述刚柔结合夹爪机构包括刚性夹爪和柔性气囊，所述柔性气囊固定设置在所述刚性夹爪的内侧，与被夹持物直接接触，起到柔性夹持的效果，通过增大进气压力，可以调节夹持力；所述夹爪位置调节机构可以调节夹爪的位置以及夹爪之间的间距，增加夹爪对不同形状、大小的物体的抓持能力；所述夹爪角度调节机构由气缸驱动，控制夹爪的开闭，实现抓取过程。

Description

一种刚柔结合夹持装置

技术领域

本发明属于机械手夹持技术领域，具体涉及一种刚柔结合夹持装置。

背景技术

机械手具有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等，目前的夹持型机械手一般可分为刚性机械手以及软体机械手两种，在夹持物体时，缺乏准确控制夹持的力度，在夹持不同刚度的物体时，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种刚柔结合夹持装置，解决了现有技术中机械手在夹持物体时，缺乏准确控制夹持的力度，在夹持不同刚度的物体时，具有一定的局限性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种刚柔结合夹持装置，包括支撑座，所述支撑座上设置有刚柔结合夹爪机构、夹爪位置调节机构以及夹爪角度调节机构。

所述支撑座包括第一气缸固定板和第二气缸固定板，所述第一气缸固定板和所述第二气缸固定板对称设置。

所述刚柔结合夹爪机构包括刚性夹爪和柔性气囊，所述柔性气囊固定设置在所述刚性夹爪的内侧。

所述夹爪位置调节机构包括底座，所述底座边缘处的上表面滑动设置有滑块，所述滑块的上端与所述刚性夹爪之间转动连接，所述底座的中间活动设置有转动块，所述滑块与所述转动块之间设置有第一连杆，所述第一连杆一端与所述滑块之间转动连接，所述第一连杆另一端与所述转动块边缘处的上表面之间转动连接，所述转动块之间设置有固定螺栓，所述固定螺栓与所述底座之间螺纹连接。

所述夹爪角度调节机构包括多铰链滑块，所述多铰链滑块的支杆末端固定设置有第三连接块，所述第三连接块通过转动轴与第二连杆的一端之间转动连接，所述第二连杆的另一端通过转动轴与铰链座转动连接，所述铰链座固定设置在所述刚性夹爪的外侧面，所述多铰链滑块的下端设置有气缸。

进一步地，所述第一气缸固定板和所述第二气缸固定板的下端固定设置有法兰盘。

进一步地，所述第一气缸固定板的中间开设有矩形通槽，所述第二气缸固定板上端位置处的两侧对称开设有凹槽。

进一步地，所述刚性夹爪的下端固定设置有第一连接块。

进一步地，所述柔性气囊由纤维布以及橡胶气囊组成，且与外部气泵相连。

进一步地，所述柔性气囊与所述刚性夹爪之间通过魔术贴连接。

进一步地，所述底座边缘处的上表面均匀固定设置有三个导轨，所述滑块的下端设置有滑槽，所述导轨滑动设置在所述滑槽内。

进一步地，滑所述块的上端固定设置有铰接块，所述铰接块与所述连接块之间通过连接轴转动连接；滑所述块的内侧面固定设置有第二连接块，所述第二连接块与所述第一连杆之间转动连接。

进一步地，所述多铰链滑块为三叉型结构，其中一支杆设置在所述矩形通槽内，另外两个对称支杆分别设置在两个所述凹槽内。

进一步地，所述气缸固定设置在所述第一气缸固定板和所述第二气缸固设置定板之间，所述气缸的侧面固定设置有节流阀。

本发明的有益效果：

本发明一种刚柔结合夹持装置主要由刚柔结合夹爪机构、夹爪位置调节机构、夹爪角度调节机构组成，其中，刚柔结合夹爪机构包括刚性夹爪和柔性气囊，柔性气囊固定设置在所述刚性夹爪的内侧，与被夹持物直接接触，起到柔性夹持的效果，通过增大进气压力，可以调节夹持力；夹爪位置调节机构可以调节夹爪的位置以及夹爪之间的间距，增加夹爪对不同形状、大小的物体的抓持能力；夹爪角度调节机构由气缸驱动，控制夹爪的开闭，实现抓取过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的刚柔结合夹爪机构结构示意图；

图3是本发明实施例的刚柔结合夹爪机构侧视图；

图4是本发明实施例的夹爪位置调节机构结构示意图；

图5是本发明实施例的夹爪位置调节机构俯视图；

图6是本发明实施例的滑块结构示意图；

图7是本发明实施例的夹爪角度调节机构结构示意图；

图8是本发明实施例的第一气缸固定板结构示意图；

图9是本发明实施例的第二气缸固定板结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

如图1所示，本发明提供的一种实施例，一种刚柔结合夹持装置，包括支撑座100，支撑座100上设置有刚柔结合夹爪机构200、夹爪位置调节机构300以及夹爪角度调节机构400。

支撑座100包括第一气缸固定板110、第二气缸固定板120以及法兰盘130，第一气缸固定板110和第二气缸固设置定板120对称设置，且中间留有空间，第一气缸固定板110的中间开设有矩形通槽111，第二气缸固定板120上端位置处的两侧对称开设有凹槽121，法兰盘130固定设置在第一气缸固定板110和第二气缸固定板120的下端，法兰盘130的设置，可以通过螺栓将法兰盘130固定在机械臂上，进而使得整个装置固定机械臂上。

刚柔结合夹爪机构200包括刚性夹爪210和柔性气囊220，刚性夹爪210的内侧固定设置有柔性气囊220，刚性夹爪210的下端固定设置有第一连接块230。其中，柔性气囊220由纤维布以及橡胶气囊组成，与被夹持物直接接触，起到柔性夹持的效果，刚性夹爪210作为柔性气囊220的支撑，提高夹持机构的刚度。柔性气囊220与刚性夹爪210之间通过魔术贴连接。柔性气囊220与外部气泵相连，当往柔性气囊220内充气时，柔性气囊220膨胀，挤压并夹持物体，通过增大进气压力，可以调节夹持力。

夹爪位置调节机构300包括底座310，底座310固定设置在第一气缸固定板110和第二气缸固定板120的顶端，底座310边缘处的上表面均匀固定设置有三个导轨311，导轨311上滑动设置滑块320，滑块320的下端设置有滑槽321，导轨311滑动设置在滑槽321内，保证滑块320相对滑动的同时，避免脱离；滑块320的上端固定设置有铰接块322，铰接块322与连接块230之间通过连接轴连接，使得刚性夹爪210能够绕连接点转动。滑块320面向底座310中心的一侧面固定设置有第二连接块323，底座310的中间设置有转动块330，转动块330的中间通过固定螺栓350将转动块330固定在底座310上，滑块320与转动块330之间设置有第一连杆340，第一连杆340一端与滑块320上的第二连接块323上表面之间转动连接，第一连杆340另一端与转动块330边缘处的上表面之间转动连接。工作前，根据待夹持的物件尺寸，通过转动转动块330带动第二连接块323的移动，使得滑块320在导轨311上移动，进而调节三个刚性夹爪210与底座310中心的间距，调节好确定位置后，拧紧固定螺栓350将转动块330固定住，进而稳定住滑块320，设置的调节，能够增加夹爪对不同形状、大小的物体的抓持能力。

夹爪角度调节机构400包括多铰链滑块410，多铰链滑块410滑动设置在第一气缸固定板110和第二气缸固定板120之间，多铰链滑块410为三叉型结构，其中一支杆设置在矩形通槽111内，另外两个对称支杆分别设置在两个凹槽121内，通槽111和两个凹槽121的设置，使得多铰链滑块410上的支杆能够延伸至第一气缸固定板110和第二气缸固定板120的外侧，同时，也为多铰链滑块410上下滑动提供空间。多铰链滑块410的三叉末端固定设置有第三连接块411，第三连接块411通过转动轴与第二连杆420的一端转动连接，第二连杆420的另一端通过转动轴与铰链座430转动连接，铰链座430固定设置在刚性夹爪210的外侧面，多铰链滑块410的下端设置有气缸440，气缸440的伸缩杆的顶端与多铰链滑块410的下表面之间固定连接。气缸440固定设置在第一气缸固定板110和第二气缸固设置定板120之间。气缸440的侧面固定设置有节气阀450，节气阀450与外部气泵相连接。气泵通过节气阀450给气缸内供气，驱动气缸440的伸缩杆移动，进而带动多铰链滑块410在第一气缸固定板110和第二气缸固定板120之间垂直滑动，多铰链滑块410带动第二连杆420移动，进而带动刚性夹爪210绕铰接块322与连接块230之间的连接点转动，达到刚性夹爪210收缩和张开，当刚性夹爪210角度改变至垂直于滑块320时，刚性夹爪210的角度因限位而停止变化。

当需要夹持物件时，将刚性夹爪210张开，移动整个装置，直至物件位于刚性夹爪210的中间位置，驱动气缸440的伸缩杆向上移动，进而带动多铰链滑块410和第二连杆420向上移动，使得三个刚性夹爪210向中间闭合，夹持物件，同时往柔性气囊220内充气时，柔性气囊220膨胀，挤压并夹持物体，通过增大进气压力，可以调节夹持力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种刚柔结合夹持装置，包括支撑座(100)，其特征在于，所述支撑座(100)上设置有刚柔结合夹爪机构(200)、夹爪位置调节机构(300)以及夹爪角度调节机构(400)；

所述支撑座(100)包括第一气缸固定板(110)和第二气缸固定板(120)，所述第一气缸固定板(110)和所述第二气缸固定板(120)对称设置；

所述刚柔结合夹爪机构(200)包括刚性夹爪(210)和柔性气囊(220)，所述柔性气囊(220)固定设置在所述刚性夹爪(210)的内侧；

所述夹爪位置调节机构(300)包括底座(310)，所述底座(310)固定设置在所述第一气缸固定板(110)和所述第二气缸固定板(120)的顶端，所述底座(310)边缘处的上表面滑动设置有滑块(320)，所述滑块(320)的上端与所述刚性夹爪(210)之间转动连接，所述底座(310)的中间活动设置有转动块(330)，所述滑块(320)与所述转动块(330)之间设置有第一连杆(340)，所述第一连杆(340)一端与所述滑块(320)之间转动连接，所述第一连杆(340)另一端与所述转动块(330)边缘处的上表面之间转动连接，所述转动块(330)之间设置有固定螺栓(350)，所述固定螺栓(350)与所述底座(310)之间螺纹连接；

所述夹爪角度调节机构(400)包括多铰链滑块(410)，所述多铰链滑块(410)滑动设置在所述第一气缸固定板(110)和所述第二气缸固定板(120)之间，所述多铰链滑块(410)的支杆末端固定设置有第三连接块(411)，所述第三连接块(411)通过转动轴与第二连杆(420)的一端之间转动连接，所述第二连杆(420)的另一端通过转动轴与铰链座(430)转动连接，所述铰链座(430)固定设置在所述刚性夹爪(210)的外侧面，所述多铰链滑块(410)的下端设置有气缸(440)。

2.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述第一气缸固定板(110)和所述第二气缸固定板(120)的下端固定设置有法兰盘(130)。

3.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述第一气缸固定板(110)的中间开设有矩形通槽(111)，所述第二气缸固定板(120) 上端位置处的两侧对称开设有凹槽(121)。

4.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述刚性夹爪(210)的下端固定设置有第一连接块(230)。

5.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述柔性气囊(220)由纤维布以及橡胶气囊组成，且与外部气泵相连。

6.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述柔性气囊(220)与所述刚性夹爪(210)之间通过魔术贴连接。

7.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述底座(310)边缘处的上表面均匀固定设置有三个导轨(311)，所述滑块(320)的下端设置有滑槽(321)，所述导轨(311)滑动设置在所述滑槽(321)内。

8.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，滑所述块(320)的上端固定设置有铰接块(322)，所述铰接块(322)与所述连接块(230)之间通过连接轴转动连接；滑所述块(320)的内侧面固定设置有第二连接块(323)，所述第二连接块(323)与所述第一连杆(340)之间转动连接。

9.根据权利要求3所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述多铰链滑块(410)为三叉型结构，其中一支杆设置在所述矩形通槽(111)内，另外两个对称支杆分别设置在两个所述凹槽(121)内。

10.根据权利要求1所述的一种刚柔结合夹持装置，其特征在于，所述气缸(440)固定设置在所述第一气缸固定板(110)和所述第二气缸固设置定板(120)之间，所述气缸(440)的侧面固定设置有节流阀(441)。