CN116810839A - 一种真空夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书属于夹持装置领域,本说明书实施例提供一种真空夹持装置,用于夹持工件。该真空夹持装置包括吸盘组件和安装件,吸盘组件设置于安装件。吸盘组件包括:吸盘本体和填充物;吸盘本体包括柔性的吸盘杯体和柔性的吸盘底面,吸盘底面具有通孔,吸盘杯体和吸盘底面构成容纳腔,容纳腔连通抽气装置;填充物包括多个填充颗粒,多个填充颗粒填充设置于容纳腔内。该真空夹持装置通过将填充颗粒填充设置于吸盘本体构成的容纳腔内,利用真空状态下的颗粒干扰效应,能够实现吸盘组件由柔性到刚性的可变刚度,从而抵抗高速移动搬运的切向载荷。
Description
技术领域
本说明书涉及夹持装置领域,特别涉及一种真空夹持装置。
背景技术
真空吸盘是夹持装置的一种,真空吸盘又主要分为以下几种类别:平行吸盘、风琴式真空吸盘和海绵吸盘等。平行吸盘受限于材料和结构的因素,在面对大负载或横向高速运动搬运的场景下,会产生形变,引发气密性问题,导致建立的真空环境失效,造成搬运失败。风琴式真空吸盘又叫多层吸盘,即将吸盘的一部分做成风琴管状,该部分可弯曲可压缩,用以增强其适应性;但由于其柔软的结构在面对大负载或横向高速运动搬运的场景下,很容易失效。海绵吸盘为利用发泡硅胶或其他发泡材料制成的海绵体结构充当吸盘杯体;海绵吸盘适应性好,负载大,但由于杯体采用发泡材料,导致材料疏松不质密,易磨损,使用寿命较短,且发泡材料成本较高,发泡材料吸盘杯体成型难度大。
因此,希望提供一种真空夹持装置,能够同时具备适应性强,吸附力大,能够抵抗搬运切向载荷等优点。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供一种真空夹持装置。所述真空夹持装置包括:吸盘组件和安装件,所述吸盘组件设置于所述安装件,所述吸盘组件包括:吸盘本体,所述吸盘本体包括柔性的吸盘杯体和柔性的吸盘底面,所述吸盘底面具有通孔,所述吸盘杯体和所述吸盘底面构成容纳腔,所述容纳腔连通抽气装置;填充物,所述填充物包括多个填充颗粒,所述多个填充颗粒填充设置于所述容纳腔内。
在一些实施例中,所述吸盘杯体的底部与所述吸盘底面的边缘连接,所述吸盘杯体构成所述容纳腔侧壁,所述吸盘底面构成所述容纳腔的底壁。
在一些实施例中,所述填充颗粒的形状包括球状、圆柱状、立方体状或片状。
在一些实施例中,所述填充颗粒为刚性颗粒和/或弹性颗粒。
在一些实施例中,所述真空夹持装置还包括隔离网,所述隔离网设置于所述容纳腔与所述抽气装置之间,所述隔离网的网孔孔径小于所述填充颗粒的粒径。
在一些实施例中,所述吸盘杯体为中空柱状;和/或所述吸盘杯体为可伸缩结构。
在一些实施例中,所述吸盘杯体具有加强结构,所述加强结构包括穿设于所述吸盘杯体的刚性加强筋。
在一些实施例中,所述吸盘杯体和/或所述吸盘底面由纺织纤维纺织而成。
在一些实施例中,所述真空夹持装置还包括真空破坏装置,所述真空破坏装置连通大气,所述真空破坏装置包括控制阀门,通过所述控制阀门控制所述真空破坏装置与所述容纳腔的连通和断开。
在一些实施例中,所述安装件包括底座,所述吸盘杯体的顶部与所述底座连接,所述底座连接机械臂。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明,这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的,在这些实施例中,相同的编号表示相同的结构,其中:
图1是根据本说明书一些实施例所示的真空夹持装置的示例性结构图;
图2是根据本说明书一些实施例所示的吸盘本体的材质的示例性示意图;
图3是根据本说明书一些实施例所示的吸盘本体的另一材质的示例性示意图;
图4是根据本说明书一些实施例所示的真空夹持装置夹持工件的示例性示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
真空吸盘是真空设备的一种执行器,被普遍地运用于各种各样的真空吸持机器设备中,例如工程建筑、包装印刷及自动化生产等领域,真空吸盘能够完成吸持与搬送工件等任务。真空吸盘的工作过程为,真空吸盘利用接管等与真空设备连接,接触待提升物(如,工件、纸张、玻璃等),开启真空设备抽吸气体,使吸盘内变成负气压状态,进而吸住待提升物;将待提升物搬运至终点,放气或充气使真空吸盘由负气压转变成零气压或正气压,真空吸盘摆脱待提升物,完成送货物的任务。
图1是根据本说明书一些实施例所示的真空夹持装置的示例性结构图。
在一些实施例中,如图1所示,真空夹持装置包括吸盘组件100和安装件200,吸盘组件100设置于安装件200上。吸盘组件100包括吸盘本体110和填充物120;吸盘本体110包括柔性的吸盘杯体111和柔性的吸盘底面112,吸盘底面112具有通孔,吸盘杯体111和吸盘底面112构成容纳腔,容纳腔连通抽气装置;填充物120包括多个填充颗粒,多个填充颗粒填充设置于容纳腔内。
吸盘组件100指夹持搬运工件过程中,用于和工件接触贴合的部件。吸盘组件100可以为圆柱形、圆盘形、圆锥形或半球形的柔性结构,吸盘组件100的一端可以与抽气装置连接,另一端的外表面可以与工件接触。
吸盘本体110指吸盘组件100中直接与工件接触的部件。例如,吸盘本体110的形状可以为方便与工件接触的圆柱形、圆盘形、圆锥形或半球形,且吸盘本体110的内部中空,上方具有敞口,敞口端可以与抽气装置连接。吸盘本体110的材质可以为柔性的硅胶、橡胶、织物等。
吸盘杯体111用于维持吸盘本体110的形状。吸盘杯体111可以是上下开口的结构,吸盘杯体111的形状可以是圆柱形矩形等多种。在一些实施例中,吸盘杯体111可以具有良好的气密性,其不具有通孔,能够隔绝空气。在一些实施例中,吸盘杯体111可以具有孔径较小的通孔,在抽气装置抽气后通孔可以封闭或近似于封闭,使得容纳腔内外存在压力差,从而使得吸盘本体110能够实现真空夹取工件的功能。
在一些实施例中,吸盘杯体111可以为中空柱状。中空柱状的吸盘杯体111可以更好地适配多种不同形状的工件,便于包覆住工件,抵抗切向载荷。在一些实施例中,吸盘杯体111也可以根据工件的外形设计为便于包覆住工件的其他形状。
在一些实施例中,吸盘杯体111可以为可伸缩结构。例如,波纹管状结构。在一些实施例中,可伸缩结构能够更好地适应工件的形状,从而包覆住工件。在建立真空后,吸盘杯体111的柔性形变在颗粒干扰效应下,变成固定的刚性造型,增加了结构强度,以抵抗切向载荷。
在一些实施例中,吸盘杯体111具有加强结构。加强结构包括穿设于吸盘杯体111的刚性加强筋。刚性加强筋的可以与吸盘底面112平行设置,也可以与吸盘底面112垂直设置,还可以交叉网状排布在吸盘杯体111上。通过加强结构可以增加吸盘本体110的刚度,以便满足大负载搬运的场景,适应重量较大的工件。
吸盘底面112用于与工件直接接触。在一些实施例中,吸盘底面112具有通孔,在抽气装置抽吸吸盘杯体111和吸盘底面112构成容纳腔中的气体时,通过通孔能够将吸盘底面112与工件之间的气体吸入容纳腔,同时容纳腔中的气体被抽气装置抽吸走,从而在吸盘本体110形成负压,在大气压的作用下,工件被吸附在吸盘底面112。
在一些实施例中,吸盘底面112为平面状。吸盘底面112的平面状可以提供更大的有效吸附面积,加强对工件的吸附能力。在一些实施例中,吸盘底面112可以有一定的造型。例如,吸盘底面112为带纹路的造型。吸盘底面112不同造型,可以提供一定摩擦力抵抗切向载荷;也可以适应及匹配不同的工件形状(例如,不规则表面的工件)。
在一些实施例中,容纳腔可以由吸盘杯体111与吸盘底面112构成。在一些实施例中,吸盘杯体111和吸盘底面112可以为同一个部件的不同区域,即吸盘杯体111和吸盘底面112一体化形成容纳腔。在另一些实施例中,吸盘杯体111和吸盘底面112可以为不同的部件,通过连接方式连接形成具有容纳腔的吸盘本体110。连接方式可以为胶水粘合,压合连接,热熔连接等。
在一些实施例中,吸盘杯体111的底部可以与吸盘底面112的边缘连接,吸盘杯体111可以构成容纳腔侧壁,吸盘底面112可以构成容纳腔的底壁。
容纳腔为用于容纳填充物120的空间。在非真空状态时,填充物120可以在容纳腔中任意移动。在真空状态时,容纳腔的内外存在压力差,从而在大气压的作用下对工件起到吸附的作用。
抽气装置指用于抽气以在容纳腔中建立真空的装置。例如,抽气装置可以是真空发生器,真空泵等。在一些实施例中,抽气装置具有吹气功能,关于该功能的更多说明,可以参见下文的描述。
填充物120指填充于吸盘本体110内的物体。在一些实施例中,填充物120可以包括多个填充颗粒。在非真空状态时,由于吸盘本体110为柔性的,且填充颗粒在容纳腔内可任意移动,因此吸盘组件100为柔性可形变的;在真空状态时,填充颗粒相互挤压,填充颗粒之间的摩擦力会限制填充颗粒移动,即产生颗粒干扰效应,此时容纳腔的形状也被固定,柔性的吸盘杯体111和柔性的吸盘底面112将变得坚硬,吸盘本体110的强度与硬度均提高,以适配于工件的形状,使得工件能够抵抗高速运动搬运过程中的切向载荷,切向载荷即沿吸盘底面112工作面的切向的载荷,同时也是沿搬运方向的载荷,例如,真空夹持装置竖直方向上进行真空吸附夹持工作,在水平面方向上移动,此时切向为水平面方向。关于填充物120的更多说明,可以参见下文描述。
安装件200指用于支撑吸盘组件100,并且能提供气密的部件。在一些实施例中,如图1所示,安装件200可以包括安装法兰211和气动接头212。安装法兰211用于安装吸盘组件100,安装法兰211内部有与吸盘组件100连接的气体通道。气动接头212用于与抽气装置连接,对吸盘组件100进行吸气或吹气,为吸盘组件100提供气密支持。在一些实施例中,安装件200为刚性结构,安装件200的材质可以是不锈钢,碳钢,非金属材料等。
在一些实施例中,安装件200还包括底座213,吸盘杯体111的顶部可以与底座213连接,底座213可以连接机械臂,机械臂可以连接机器人,机器人可以通过机械臂控制真空夹持组件夹持工件。在一些实施例中,底座213与机械臂的连接方式可以为卡槽连接,螺纹连接等。在一些实施例中,底座213位于安装法兰211的下方,底座213与安装法兰211之间还有隔离网311。关于隔离网311的更多内容,参见下文描述。
本说明书的一些实施例中,通过将填充颗粒填充设置于吸盘本体构成的容纳腔内,利用真空状态下的颗粒干扰效应,能够实现吸盘由柔性到刚性的可变刚度。在柔软状态下,吸盘底面可贴附具有复杂表面的工件,容易气密并建立真空环境,同时适应多种复杂表面工件。成功建立真空环境后,颗粒之间相互干扰,吸盘刚性增加,可以抵抗高速移动搬运的切向载荷。因此,本说明书的一些实施例提供的真空夹持装置,同时具备高适应性与高负载两种特点。
在一些实施例中,吸盘杯体111的材质为柔软不透气的材质。例如,吸盘杯体111的材质可以为硅胶、橡胶等。柔软的吸盘杯体111能够让填充颗粒在容纳腔内流动,同时不透气的吸盘杯体111能够隔绝空气。在一些实施例中,吸盘杯体111的材质也可以为透气材质,此时,抽气装置在建立真空过程中,需要根据吸盘杯体111的透气性能,通过增大抽气的功率等方式,建立真空。
在一些实施例中,吸盘杯体111的材质可以为一种材料,也可以为多种不同硬度的柔性材料。例如,将硬度不同的聚丙烯(PP)与聚酰胺(尼龙)材料,交错排布或分层排布。吸盘杯体111由多种不同硬度的柔性材料组成,能够容易地实现对吸盘杯体111的形变特性的控制,从而根据不同的工件特点,选取不同形变特性的吸盘杯体111。
在一些实施例中,吸盘底面112的材质为柔软透气的材质。例如,可以为透气材料或不透气材料打孔。示例的,吸盘底面112的材质为透气材料聚四氟乙烯(PTFE)。示例的,吸盘底面112的材质为不透气的软硅胶打孔构成。
图2是根据本说明书一些实施例所示的吸盘本体的材质的示例性示意图。
在一些实施例中,如图2所示,吸盘杯体111可以由纺织纤维纺织而成。在一些实施例中,如图2所示,吸盘底面112可以由纺织纤维纺织而成。纺织纤维可以包括亚麻、棉纱等天然纤维,还可以包括尼龙、人造纤维、玻璃纤维等化学纤维。纺织方式可以是多种,在此不作限制。纺织的步骤可以包括纱线,织造和面料等。纱线的常用指标包括纱线的粗细,纱线的力学性能等。织造的方式包括机织,针织(例如经编、纬编)和非织造(例如粘合、穿刺)。根据织造的方式不同,面料可以分为平纹、斜纹和缎纹等。在一些实施例中,吸盘杯体111和吸盘底面112可以通过将不同材质、股数的纱线经过不同经纬密度或不同织造方式,相互交织纺织而成。在一具体实施例中,纺织纤维的线材可以是尼龙,尼龙编织形成的材料有透气特性,同时还有耐磨及防穿刺特性。
图3是根据本说明书一些实施例所示的吸盘本体的另一材质的示例性示意图。
在一些实施例中,吸盘杯体111和吸盘底面112可以为单一材料编织而成,也可以为不同的材料编织而成。在一些实施例中,如图3所示,吸盘底面112可以是中心区域为尼龙纺织而成,周围区域为尼龙与聚丙烯(PP)混合纺织而成;吸盘杯体111为硅胶,吸盘杯体111可以与吸盘底面112热熔粘合为一体。在一些实施例中,吸盘底面112周围区域可以为与吸盘杯体111性质类似的材料,以方便吸盘杯体111与吸盘底面112的连接。
在一些实施例中,吸盘底面112与工件经常接触,更易磨损,吸盘底面112磨损后可以容易地与吸盘杯体111分离拆卸下来进行更换。
本说明书的一些实施例中,通过将吸盘本体的柔性材料设置为织物材料,较普通柔性材料而言,织物材料有结构强度更大,更经济的特点,同时更易实现无痕抓取。根据工件需要,吸盘底面使用合适的材料,能够提供合适的进气效率,增加吸盘的耐磨性能。
在一些实施例中,填充颗粒的形状包括球状、圆柱状、立方体状或片状等。在一些实施例中,填充颗粒的形状与应用场景相关,例如,球状的填充颗粒流动性非常好,适用范围广;圆柱状的填充颗粒容易制造,制造成本低。
对于球状、圆柱状、立方体状等的填充颗粒,在填充颗粒之间都有摩擦力约束其不能移动的时候,整个系统趋向于刚性的结构。在一些实施例中,通过将填充颗粒置于可进行弹性形变的柔软的容纳腔中,通过抽走空气建立真空使容纳腔形变,以压迫填充颗粒,使各颗粒之间发生接触,并且接触力量较大,会产生摩擦力,进而使每一个颗粒趋向于不移动,最终达到使整个系统趋向于刚性结构的效果;而由于容纳腔的可形变特性,容纳腔在建立真空的过程中,会适应工件的形状,在建立真空后对工件形成一定的包覆,从而抵抗工件搬运过程中的切向载荷。在一些实施例中,当填充颗粒的形状为片状时,处于真空状态下,片状的填充颗粒相互压缩挤压的摩擦力会使得填充颗粒固定不再流动,即产生层干扰效应,使整个系统趋向于刚性结构。
在一些实施例中,为避免真空夹持装置本身的重量过重,导致机器人的运行成本增加,填充颗粒可以为重量轻的材质,例如ABS塑料球等。填充颗粒的材质和形状均可以是多种,在此不做限制。
在一些实施例中,填充颗粒可以为刚性颗粒。在一些实施例中,填充颗粒可以为弹性颗粒。在一些实施例中,填充颗粒可以为刚性颗粒和弹性颗粒两者的混合。在一些实施例中,填充颗粒可以为实心颗粒、空心颗粒和发泡材料颗粒等。在一些实施例中,填充颗粒的粒径大于吸盘底面112的孔径,避免填充颗粒从吸盘底面112的孔中漏出。
刚性颗粒可以指外轮廓规则的刚性材料的颗粒。例如,刚性颗粒可以包括沙子、ABS塑料球、空心金属球、空心塑料球等。弹性颗粒可以指带有一定弹性材料组成的颗粒。例如,弹性颗粒可以包括发泡材料颗粒(例如,海绵颗粒)和橡胶颗粒等。刚性颗粒在建立真空状态后,颗粒干扰效应非常强;因此,刚性颗粒可以适用于比较重,表面比较光滑,且无特殊的造型的工件。弹性颗粒利用自身的弹性特点,可以与工件贴合得更加紧密,因而能适应造型多样化的工件。需要说明的是,在建立真空之后,填充颗粒之间的干扰效应是非常强的,由于弹性颗粒本身具有一定的形变量,所以它表现出来的效果和刚性颗粒可能存在一定的差别,但并不一定比刚性颗粒的效果差。
在一些实施例中,填充物120可以是按任意比例混合的刚性颗粒和弹性颗粒。例如,刚性颗粒和弹性颗粒的混合比例为1:1,1:2,2:3等。在一些实施例中,可以根据应用场景及工件特点,调整刚性颗粒和弹性颗粒的混合比例。
本说明书的一些实施例,通过不同填充颗粒的不同特性,可以灵活的匹配不同应用场景和不同的工件,适应范围广,对于工件造型为异形的工件,也能很好的匹配。同时,填充颗粒为轻质、空心材料,也减轻了真空夹持装置的整体重量,从而减轻了机器人的成本。
在一些实施例中,如图1所示,真空夹持装置还包括隔离网311。隔离网311可以设置于容纳腔与抽气装置之间,隔离网311的网孔孔径应当小于填充颗粒的粒径。隔离网311可以为用于阻隔填充物120进入安装法兰211的网状结构。
本说明书的一些实施例中,通过设置隔离网,可以避免抽气时内部的填充物顺着气体通道抽走,失去夹持效果,进一步的,如果填充颗粒顺着气体通道移动,会堵塞气体通道,从而影响抽气装置的抽气功能。
在一些实施例中,真空夹持装置还包括真空破坏装置。例如,真空破坏阀、真空破坏器等。真空破坏装置用于连通大气以破坏真空状态。在一些实施例中,真空破坏装置连通大气,真空破坏装置包括控制阀门,通过控制阀门控制真空破坏装置与容纳腔的连通,从而控制大气与容纳腔连通,以实现破坏真空的效果;通过控制阀门控制真空破坏装置与容纳腔的断开,从而控制大气与容纳腔断开,从而不影响抽气装置抽气建立真空。
在一些实施例中,抽气装置可以设置为能够向容纳腔中吹气,以进一步加快对真空的破坏,提高真空夹持装置的工作效率。
图4是根据本说明书一些实施例所示的真空夹持装置夹持工件的示例性示意图。
本说明书的一些实施例提供的真空夹持装置的工作方式如下:
真空夹持装置在工作之前,为常压或正压状态,吸盘组件100柔软。在外部运动下(例如机械臂运动),吸盘组件100靠近工件,并与工件贴合,此时抽气装置将容纳腔中空气抽走,吸盘组件100与工件之间的空气也经由吸盘底面的通孔被抽走,容纳腔内建立真空状态。在真空状态产生的足够压力差下,工件被吸附在吸盘组件100表面,与吸盘底面紧密贴合。同时,在真空状态下,填充颗粒相互压缩挤压,产生颗粒干扰效应(当填充颗粒为片状结构时,产生层干扰效应),吸盘组件100由柔软的状态变坚硬,并保持与工件的贴合。在吸盘组件100由柔软的状态变坚硬并保持与工件贴合的过程中,工件一部分可以被吸盘完全贴合或包围或包裹住,如图4所示,当吸盘组件100贴合球形或圆柱形的工件时,吸盘底面也坚硬地包覆住球形或圆柱形的一部分。吸盘组件100吸附工件到达指定位置后,真空破坏装置破坏真空,填充颗粒不再相互压缩挤压,吸盘组件100重新回到柔软状态;破坏真空后,吸盘组件100不再吸附工件,此时工件落料。
在一些实施例中,真空夹持装置还包括处理器。处理器用于处理从其他设备或系统组成部分中获得的数据和/或信息。处理器可以基于这些数据、信息和/或处理结果执行程序指令,以执行一个或多个本说明书中描述的功能。
在一些实施例中,处理器可以与抽气装置通信连接,处理器可以通过控制抽气装置的功率参数控制真空夹持装置的负压。在一些实施例中,处理器可以基于功率参数确定模型确定功率参数。在一些实施例中,功率参数确定模型为机器学习模型。例如,功率参数确定模型可以是循环神经网络模型 (Recurrent Neural Network,RNN)等。
在一些实施例中,功率参数确定模型的输入可以包括被吸工件特征、填充颗粒特征和吸盘本体特征,输出为功率参数。其中,被吸工件特征可以包括工件的三维形状、材料特征和重量等,被吸工件特征可以通过对工件的物理性质进行检测获得,例如观察外观、检测材料以及称重等。填充颗粒特征可以包括刚性颗粒形状、刚性颗粒数量、柔性颗粒形状和柔性颗粒数量等,填充颗粒特征可以通过对刚性颗粒和柔性颗粒的外观进行观察以及通过数量计量获得。吸盘本体特征包括吸盘杯体特征和吸盘底面特征。吸盘杯体特征可以包括:吸盘杯体材料、吸盘杯体造型,如果含织物,吸盘杯体特征还可以包括织物的线材、线的粗细、纺织方式等。吸盘底面特征可以包括:吸盘底面材料、吸盘底面造型,如果含织物,吸盘底面特征还可以包括织物的线材、线的粗细、纺织方式和透气性能等。吸盘本体特征可以通过对吸盘本体的物理性质进行检测获得,例如,检测吸盘本体的材料等。
在一些实施例中,功率参数确定模型可以基于大量带有第一标签的第一训练样本,通过训练得到。在一些实施例中,第一训练样本至少可以包括样本被吸工件特征、样本填充颗粒特征和样本吸盘本体特征。可以基于已有的历史数据确定第一训练样本和第一标签。第一标签可以包括样本对应条件的功率参数下是否能抵抗竖向载荷与切向载荷。两者均能够抵抗则标记为1,两者中的一者或两者都不能抵抗则标记为0。标签可以人工标注。
在一些实施例中,功率参数确定模型可以基于上述样本,通过各种方法进行训练,更新模型参数。例如,可以基于梯度下降法进行训练。在一些实施例中,当训练的功率参数确定模型满足预设条件时,训练结束。其中,预设条件可以是损失函数结果收敛或小于预设阈值等。
本说明书的一些实施例,通过功率参数确定模型能够快速有效的确定抽气装置的功率参数,从而能够精准地选择合适的抽气装置功率参数运行。
在一些实施例中,真空夹持装置还包括图像单元。图像单元可以获取被吸工件的表面图像。例如,图像单元可以包括但不限于高精度照相机、摄像机等。在一些实施例中,处理器可以基于图像单元获取的被吸工件的表面图像,通过表面特征识别模型确定被吸工件的表面特征;基于被吸工件特征、填充颗粒特征、吸盘本体特征以及被吸工件的表面特征,通过功率参数确定模型确定功率参数。被吸工件的表面特征包括光滑度、摩擦力等,可以通过对被吸工件的表面进行观察和检测获得,例如通过观察评估被吸工件表面的光滑度,通过摩擦力测试检测被吸工件表面的摩擦力。
在一些实施例中,表面特征识别模型可以为机器学习模型。表面特征识别模型的输入为被吸工件的表面图像,输出为被吸工件的表面特征。在一些实施例中,表面特征识别模型可以通过多个带有第二标签的第二训练样本训练得到。在一些实施例中,第二训练样本至少可以包括样本被吸工件的表面图像。第二训练样本可以通过历史数据获取。第二标签可以是样本被吸工件的表面特征。标签可以人工标注。
由于被吸工件在同一类型同一型号时,也可能会存在因为制造差异等因素,导致被工件的表面可能存在个体性差异,因而本说明书的一些实施例通过将被吸工件的表面特征设置为功率参数确定模型的输入,可以针对每一个工件的不同情况精细化确定功率参数。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时,本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理,应当注意的是,为了简化本说明书披露的表述,从而帮助对一个或多个发明实施例的理解,前文对本说明书实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料,如文章、书籍、说明书、出版物、文档等,特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外,对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是,如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方,以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后,应当理解的是,本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此,作为示例而非限制,本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地,本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。
Claims (10)
1.一种真空夹持装置,其特征在于,包括吸盘组件和安装件,所述吸盘组件设置于所述安装件,所述吸盘组件包括:
吸盘本体,所述吸盘本体包括柔性的吸盘杯体和柔性的吸盘底面,所述吸盘底面具有通孔,所述吸盘杯体和所述吸盘底面构成容纳腔,所述容纳腔连通抽气装置;
填充物,所述填充物包括多个填充颗粒,所述多个填充颗粒填充设置于所述容纳腔内。
2.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述吸盘杯体的底部与所述吸盘底面的边缘连接,所述吸盘杯体构成所述容纳腔侧壁,所述吸盘底面构成所述容纳腔的底壁。
3.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述填充颗粒的形状包括球状、圆柱状、立方体状或片状。
4.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述填充颗粒为刚性颗粒和/或弹性颗粒。
5.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述真空夹持装置还包括隔离网,所述隔离网设置于所述容纳腔与所述抽气装置之间,所述隔离网的网孔孔径小于所述填充颗粒的粒径。
6.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述吸盘杯体为中空柱状;和/或所述吸盘杯体为可伸缩结构。
7.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述吸盘杯体具有加强结构,所述加强结构包括穿设于所述吸盘杯体的刚性加强筋。
8.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述吸盘杯体和/或所述吸盘底面由纺织纤维纺织而成。
9.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述真空夹持装置还包括真空破坏装置,所述真空破坏装置连通大气,所述真空破坏装置包括控制阀门,通过所述控制阀门控制所述真空破坏装置与所述容纳腔的连通和断开。
10.根据权利要求1所述的真空夹持装置,其特征在于,所述安装件包括底座,所述吸盘杯体的顶部与所述底座连接,所述底座连接机械臂。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201562673U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 无锡机床股份有限公司 | 一种改进型防堵塞真空吸盘 |
CN104070528A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-10-01 | 河海大学 | 一种用于抓取和释放物体的装置和方法 |
WO2015006613A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | Empire Robotics, Inc. | End effector, apparatus, system and method for gripping and releasing articles and the like |
CN108202338A (zh) * | 2016-12-16 | 2018-06-26 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种柔性机械手 |
CN108483037A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-04 | 南京理工大学 | 一种基于颗粒物塑形的真空吸盘 |
CN108527409A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-14 | 北京科技大学 | 一种自适应被夹持物形状的气动软体机械手及其使用方法 |
US20210122063A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | Tohoku University | Suction gripper |
-
2023
- 2023-08-29 CN CN202311095733.3A patent/CN116810839A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201562673U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 无锡机床股份有限公司 | 一种改进型防堵塞真空吸盘 |
WO2015006613A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | Empire Robotics, Inc. | End effector, apparatus, system and method for gripping and releasing articles and the like |
CN104070528A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-10-01 | 河海大学 | 一种用于抓取和释放物体的装置和方法 |
CN108202338A (zh) * | 2016-12-16 | 2018-06-26 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种柔性机械手 |
CN108483037A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-04 | 南京理工大学 | 一种基于颗粒物塑形的真空吸盘 |
CN108527409A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-14 | 北京科技大学 | 一种自适应被夹持物形状的气动软体机械手及其使用方法 |
US20210122063A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | Tohoku University | Suction gripper |
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