CN117799186A - 一种柔性夹爪的成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性夹爪的成型工艺，属于柔性夹爪的成型技术领域，该成型工艺包括以下步骤：S1、通过注塑工艺或者金属加工工艺生产出加强环和上连接板；S2、将加强环放置在柔爪本体的模具中，模具合模后注入硅胶后注塑包胶成型出带加强环的柔爪半成品，其中加强环部分嵌入到柔爪本体的安装口的硅胶内，加强环的上端面露出；S3、将上连接板粘接或者焊接在加强环的上端面，该成型工艺的成型难度低，并且成型后的柔性夹爪的可靠性更高，使用寿命更长。

Description

一种柔性夹爪的成型工艺

技术领域

本发明涉及柔性夹爪的成型技术领域，尤其涉及一种柔性夹爪的成型工艺。

背景技术

在工业自动化领域，机械臂末端抓取动作主要由刚性机械手爪或真空吸盘完成。但刚性机械手爪，由于力度难以控制，很难对柔软、脆弱物体实现无损抓取。真空吸盘在搬运过程中难以适应表面粗糙、开孔的异形物体。这导致两者应用场景均存在局限性。柔性机械手指采用弹性材料，能够实现对柔软、脆弱物体的抓取而不会对物体本身产生损伤。为此，申请人在先申请了申请号为CN201721042513.4的专利文件中公开了一种新型柔性夹头及其柔性夹具和柔性夹持笔，其中柔性夹头整体是由弹性材料制成的夹持部和连接部，其中连接部和夹持部都通过两次注塑成型，从而成型为一体结构，但是连接板上的连通口是设置在了柔性的部件上，然后利用连通口自身的弹力套在连接嘴上，这种连接方式并不太够牢固，尤其是对于一些正压撑开的柔性夹头，柔性夹头受到正压时连接嘴和连通口之间可能容易发生脱离。

为此，申请人还申请了申请号为202320123427.5的一种单指柔性夹指及其柔性夹具，其中该专利文件中在连接部上设置了硬质材料的连接接头，而这种连接结构一般都是通过胶水粘接力在连接部的上端，然后由于连接部一般采用的都是柔性的硅胶材质，而连接部一般为塑料或者金属材质，因此，硬质的塑料或者金属与硅胶粘接力时需要特定的胶水才能保证粘接力牢固，并且粘接力时的胶水量比较难控制，胶水量太少粘接力不够牢固，胶水量太多，胶水可能往下流入到驱动腔室内，这样当胶水固化后，驱动腔室内的胶水就会影响驱动腔室都正常变形，从而导致指部的变形量无法达到设计要求，最终影响夹持力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种柔性夹爪的成型工艺，该成型工艺的成型难度低，并且成型后的柔性夹爪的可靠性更高，使用寿命更长。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种柔性夹爪的成型工艺，该成型工艺所要成型柔性夹爪包括柔爪本体、加强环和上连接板、其中柔爪本体包括由弹性材料制成连接部，所述连接部内设置有驱动腔室，所述连接部的上部设置有与驱动腔室相通的安装口，所述连接部的下方连接有至少一个柔性指部，所述驱动腔室包括腔底壁和腔侧壁，所述柔性指部的指跟与所述腔侧壁相连，所述驱动腔室的腔底壁的厚度小于腔侧壁的厚度或者腔底壁的弹性模量小于腔侧壁的弹性模量；所述加强环为硬质的加强环且与安装口尺寸适配；所述上连接板的尺寸与加强环的尺寸适配，所述上连接板上设置有连接孔；该成型工艺包括以下步骤：

S1、通过注塑工艺或者金属加工工艺生产出加强环和上连接板；

S2、将加强环放置在柔爪本体的模具中，模具合模后注入硅胶后注塑包胶成型出带加强环的柔爪半成品，其中加强环部分嵌入到柔爪本体的安装口的硅胶内，加强环的上端面露出；

S3、将上连接板粘接或者焊接在加强环的上端面。

作为一种优选的方案，所述加强环包括一个加强环体，所述加强环体的下端面设置有下嵌入环部，下嵌入环部的厚度比加强环体的厚度薄，所述加强环体的下表面形成了定位面，步骤S2中，所述下嵌入环部完全嵌入所述连接部被硅胶包裹，连接部的安装口的上表面与所述定位面接触平齐，因此，该加强环利用下嵌入环部可以更好的嵌入到连接部的安装口内，同时也方便在注胶包覆时加强环与连接部的安装口之间更好的定位。

作为一种优选的方案，所述加强环体的上部设置有上配合环部，对应的，所述上连接板上设置有与所述上配合环部配合的上配合凹槽，相互配合的所述上配合环部和上配合凹槽之间设置有方便容纳粘接力介质的容纳间隙；当上连接板与加强环采用胶水粘接时，在上配合凹槽和上配合环部上均匀涂抹胶水后再相互配合压紧，多余的胶水处于容纳间隙内；

当上连接板和加强环之间采用焊接方式时，所述上连接板采用透光的塑料，所述加强环采用不透光的塑料，将上连接板放置在加强环体的上方并使上配合环部支撑的上配合凹槽内；利用激光从上连接板向下照射在上配合环部支撑的上配合凹槽的配合端面上，激光的能量将上配合环部的端面熔融；挤压上连接板和加强环，上配合环部熔融的部分塑料向下流入到容纳间隙内将上配合凹槽和上配合环部的侧面粘接；上配合环部端面与上配合凹槽的底部粘接,若上连接板和加强环为金属材质是通过金属焊接工艺将两者焊接固定，因此，利用上配合环部和上配合凹槽不但可以方便上连接板与加强环之间组装，而且可以增加两者的接触面积，这样无论时通过胶水粘接还是通过焊接的方式都可以更好的粘结，也可以避免在粘接时胶水流入到驱动强势内，而与此同时，由于容纳间隙的存在可以容纳胶水和熔融的介质进入，这样使上配合凹槽与上配合环部的侧面也能更好的粘接，粘接力更大。

作为一种优选的方案，所述上连接板包括连接板体和上法兰沿，所述上法兰沿的下端面上设置有所述的上配合凹槽，所述连接板体伸入到所述连接部的安装口内，所述连接板体与连接部的安装口内壁之间设置有容纳缝隙，连接部的驱动腔室内设置了向内凸起的凸缘，该凸缘与所述连接板体的端面接触配合；当上连接板与加强环采用胶水粘接时，该容纳缝隙也涂覆胶水使连接板体与连接部的安装口内壁粘接；

当上连接板和加强环之间采用焊接方式时，上配合环部熔融的部分介质同时流入到容纳缝隙中使连接板部和所述安装口内壁粘接，通过上述结构后，连接板体可以与安装口内壁之间也能很好的粘接，粘接力更大。

作为一种优选的方案，所述下嵌入环部的内表面或外表面还设置有防脱结构。

作为一种优选的方案，所述上配合环部上设置有若干个径向定位凸起，所述上连接板的上配合环部与加强环上的上配合凹槽装配时，利用径向定位凸起抵靠在上配合凹槽的侧壁上实现上连接板和加强环的装配定位，这样上连接板和加强环组装时能够更好的对中，从而保证上连接板的上配合环部与加强环的上配合凹槽各部位的间隙均匀，避免在粘接或者焊接时胶水或者熔融的介质分布不均导致粘接力不均。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该成型工艺引入了硬质的加强环和上连接板，先成型加强环和上连接板，然后利用注胶包覆工艺将加强环嵌入到柔爪本体内，此时加强环与柔爪本体之间的连接非常的牢固，之后在粘接或者焊接上连接板，此时加强环和上连接板均为硬质材料，两个硬质材料之间粘接或者焊接非常的方便，胶水的选择种类也会更多，粘接或焊接后的粘接力更大，因此成型后的柔性夹爪的可靠性更高，不会因为粘接不牢而导致柔性夹爪漏气的情况发生，使用寿命更长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明成型工艺成型的柔性夹爪的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的A-A处剖视图；

图4是本发明实施例加强环的结构示意图；

图5是图4的主视图；

图6是图5的B-B处剖视图；

图7是本发明实施例上连接板的结构示意图；

附图中：1.连接部；2.驱动腔室；3.柔性指部；4.加强环；41.加强环体；42.下嵌入环部；43.防脱凹槽；44.容纳间隙；45、容纳缝隙；46.上配合环部；5.上连接板；51.连接板体；52.上法兰沿；53.定位凸起；54.上配合凹槽；6.连接孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图7所示，本发明的成型工艺成型的柔性夹爪，包括由弹性材料制成连接部1，该弹性材料一般选用的是硅胶，所述连接部1包括驱动腔室2，所述连接部1上部设置有与驱动腔室2相通的安装口，所述连接部1的下方连接有至少一个柔性指部3，所述驱动腔室2包括腔底壁和腔侧壁，所述柔性指部3的指跟与所述腔侧壁相连，所述驱动腔室2的腔底壁的厚度小于腔侧壁的厚度或者腔底壁的弹性模量小于腔侧壁的弹性模量，连接部1的上部的安装口处设置有硬质的加强环4，所述加强环4部分嵌入到所述连接部1的上部，所述加强环4的上端粘结或者焊接固定有硬质的上连接板5，所述上连接板5将所述加强环4封堵，所述上连接板5上设置有连接孔6。

其中本实施例中的加强环4和上连接板5均为塑料材质，但是不排除为其他的材料，比如金属材质。

另外，本实施例中的柔性夹爪形状的连接部1为圆形，所以加强环的形状为圆环，当然，根据柔性夹爪的形状可以做适应性的改变，例如当柔性夹爪的连接部1的形状为矩形时，上连接板5的形状也为矩形，对应的加强环4就为矩形的封闭环状结构。

本实施例中，加强环4包括一个加强环体41，加强环体41的下端面设置有嵌入到连接部1内的下嵌入环部42，连接部1包裹所述下嵌入环部42的内外环面，连接部1包裹所述下嵌入环部42的内环面的部位定义为内包裹部，下嵌入环部42的内环面上设置有若干个防脱结构，该防脱结构为防脱凹槽43，当然，该防脱凹槽43也可以设置在下嵌入环部42的外环面上，加强环体41的上部设置有上配合环部46或者上配合凹槽54，对应的，上连接板5上设置有与上配合环部46或者上配合凹槽54配合的上配合凹槽54或者上配合环部46，相互配合的上配合环部46和上配合凹槽54之间设置有方便容纳粘结介质的容纳间隙44，容纳间隙44位于上配合环部46的外侧便于粘结。本实施例中优选，加强环体41上设置的是上配合环部46，上连接板5上设置的为上配合凹槽54，这样在焊接时熔融的介质可以向下流淌进入到容纳间隙44中。

上配合凹槽54的槽壁上或者所述上配合凸环部的侧壁上设置有若干个定位凸起53，所述上配合凹槽54的槽壁上的定位凸起与对应的上配合凸环部的侧壁定位配合，所述上配合凸环部的侧壁上的定位凸起53与对应的上配合凹槽54的槽壁定位配合，多种方式可供选择，配合使用即可。

上连接板5包括连接板体51和上法兰沿52，所述上法兰沿52的下端面上设置有所述的上配合凹槽54，所述连接板体51伸入到所述连接部1的安装口内，上连接板5为透光的塑料，所述加强环4为不透光的塑料，所述上连接板5和加强环4之间通过激光焊接固定，连接板体51与所述内包裹部的内壁之间还通过胶水粘结。上连接板5的内部还可以根据需要设置一个或多个加强筋。

本实施例中的柔性夹爪的成型工艺，包括以下步骤：

S1、通过注塑工艺或者金属加工工艺生产出加强环4和上连接板5；因此，加强环4和上连接板5可以为塑料材质也可以为金属材质。

S2、将加强环4放置在柔爪本体的模具中，模具合模后注入硅胶后注塑包胶成型出带加强环4的柔爪半成品，其中加强环4部分嵌入到柔爪本体的安装口的硅胶内，加强环4的上端面露出；

S3、将上连接板5粘接或者焊接在加强环4的上端面。

其中，所述加强环4包括一个加强环体41，所述加强环体41的下端面设置有下嵌入环部42，下嵌入环部42的厚度比加强环体41的厚度薄，所述加强环体41的下表面形成了定位面，步骤S2中，所述下嵌入环部42完全嵌入所述连接部1被硅胶包裹，连接部1的安装口的上表面与所述定位面接触平齐，因此定位面可以增加连接部1与加强环体41之间的连接接触面。

本实施例中优选的，所述加强环体41的上部设置有上配合环部46，对应的，所述上连接板5上设置有与所述上配合环部46配合的上配合凹槽54，相互配合的所述上配合环部46和上配合凹槽54之间设置有方便容纳粘接力介质的容纳间隙44；当上连接板5与加强环4采用胶水粘接时，在上配合凹槽54和上配合环部46上均匀涂抹胶水后再相互配合压紧，多余的胶水处于容纳间隙44内；此时，通过胶水粘接时并不限制上连接板5和加强环4的材质，两者可以为金属或者塑料。

当上连接板5和加强环4之间采用焊接方式时，所述上连接板5采用透光的塑料，所述加强环4采用不透光的塑料，将上连接板5放置在加强环体41的上方并使上配合环部46支撑的上配合凹槽54内；利用激光从上连接板5向下照射在上配合环部46支撑的上配合凹槽54的配合端面上，激光的能量将上配合环部46的端面熔融；挤压上连接板5和加强环4，上配合环部46熔融的部分塑料向下流入到容纳间隙44内将上配合凹槽54和上配合环部46的侧面粘接；上配合环部46端面与上配合凹槽54的底部粘接，若上连接板5和加强环4为金属材质是通过金属焊接工艺将两者焊接固定，当然，若上连接板5和加强环4均为金属材质时，也可以通过金属焊接工艺焊接为一体。

利用上配合环部46和上配合凹槽54不但可以方便上连接板5与加强环4之间组装，而且可以增加两者的接触面积，这样无论时通过胶水粘接还是通过焊接的方式都可以更好的粘结，也可以避免在粘接时胶水流入到驱动强势内，而与此同时，由于容纳间隙44的存在可以容纳胶水和熔融的介质进入，这样使上配合凹槽54与上配合环部46的侧面也能更好的粘接，粘接力更大。

而如图7所示，所述上连接板5包括连接板体和上法兰沿，所述上法兰沿的下端面上设置有所述的上配合凹槽54，所述连接板体伸入到所述连接部1的安装口内，所述连接板体与连接部1的安装口内壁之间设置有容纳缝隙45，连接部1的驱动腔室内设置了向内凸起的凸缘，该凸缘与所述连接板体的端面接触配合；当上连接板5与加强环4采用胶水粘接时，该容纳缝隙45也涂覆胶水使连接板体与连接部1的安装口内壁粘接；

当上连接板5和加强环4之间采用焊接方式时，上配合环部46熔融的部分介质同时流入到容纳缝隙45中使连接板部和所述安装口内壁粘接，通过上述结构后，连接板体可以与安装口内壁之间也能很好的粘接，粘接力更大。

所述上配合环部46上设置有若干个径向定位凸起，所述上连接板5的上配合环部46与加强环4上的上配合凹槽54装配时，利用径向定位凸起抵靠在上配合凹槽54的侧壁上实现上连接板5和加强环4的装配定位，这样上连接板5和加强环4组装时能够更好的对中，从而保证上连接板5的上配合环部46与加强环4的上配合凹槽54各部位的间隙均匀，避免在粘接或者焊接时胶水或者熔融的介质分布不均导致粘接力不均。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：该成型工艺所要成型柔性夹爪包括柔爪本体、加强环和上连接板、其中柔爪本体包括由弹性材料制成连接部，所述连接部内设置有驱动腔室，所述连接部的上部设置有与驱动腔室相通的安装口，所述连接部的下方连接有至少一个柔性指部，所述驱动腔室包括腔底壁和腔侧壁，所述柔性指部的指跟与所述腔侧壁相连，所述驱动腔室的腔底壁的厚度小于腔侧壁的厚度或者腔底壁的弹性模量小于腔侧壁的弹性模量；所述加强环为硬质的加强环且与安装口尺寸适配；所述上连接板的尺寸与加强环的尺寸适配，所述上连接板上设置有连接孔；该成型工艺包括以下步骤：

S1、通过注塑工艺或者金属加工工艺生产出加强环和上连接板；

S2、将加强环放置在柔爪本体的模具中，模具合模后注入硅胶后注塑包胶成型出带加强环的柔爪半成品，其中加强环部分嵌入到柔爪本体的安装口的硅胶内，加强环的上端面露出；

S3、将上连接板粘接或者焊接在加强环的上端面。

2.如权利要求1所述的一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：所述加强环包括一个加强环体，所述加强环体的下端面设置有下嵌入环部，下嵌入环部的厚度比加强环体的厚度薄，所述加强环体的下表面形成了定位面，步骤S2中，所述下嵌入环部完全嵌入所述连接部被硅胶包裹，连接部的安装口的上表面与所述定位面接触平齐。

3.如权利要求2所述的一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：所述加强环体的上部设置有上配合环部，对应的，所述上连接板上设置有与所述上配合环部配合的上配合凹槽，相互配合的所述上配合环部和上配合凹槽之间设置有方便容纳粘接力介质的容纳间隙；当上连接板与加强环采用胶水粘接时，在上配合凹槽和上配合环部上均匀涂抹胶水后再相互配合压紧，多余的胶水处于容纳间隙内；

当上连接板和加强环之间采用焊接方式时，所述上连接板采用透光的塑料，所述加强环采用不透光的塑料，将上连接板放置在加强环体的上方并使上配合环部支撑的上配合凹槽内；利用激光从上连接板向下照射在上配合环部支撑的上配合凹槽的配合端面上，激光的能量将上配合环部的端面熔融；挤压上连接板和加强环，上配合环部熔融的部分塑料向下流入到容纳间隙内将上配合凹槽和上配合环部的侧面粘接；上配合环部端面与上配合凹槽的底部粘接,若上连接板和加强环为金属材质是通过金属焊接工艺将两者焊接固定。

4.如权利要求3所述的一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：所述上连接板包括连接板体和上法兰沿，所述上法兰沿的下端面上设置有所述的上配合凹槽，所述连接板体伸入到所述连接部的安装口内，所述连接板体与连接部的安装口内壁之间设置有容纳缝隙，连接部的驱动腔室内设置了向内凸起的凸缘，该凸缘与所述连接板体的端面接触配合；当上连接板与加强环采用胶水粘接时，该容纳缝隙也涂覆胶水使连接板体与连接部的安装口内壁粘接；

当上连接板和加强环之间采用焊接方式时，上配合环部熔融的部分介质同时流入到容纳缝隙中使连接板部和所述安装口内壁粘接。

5.如权利要求4所述的一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：所述下嵌入环部的内表面或外表面还设置有防脱结构。

6.如权利要求5所述的一种柔性夹爪的成型工艺，其特征在于：所述上配合环部上设置有若干个径向定位凸起，所述上连接板的上配合环部与加强环上的上配合凹槽装配时，利用径向定位凸起抵靠在上配合凹槽的侧壁上实现上连接板和加强环的装配定位。