CN208342843U - 一种气动肌肉驱动的机械夹爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种气动肌肉驱动的机械夹爪，包括一对夹爪组件、4个连接片、滑块、夹爪基架、气动肌肉、电磁比例阀、气压传感器、气源装置、DSP控制器；一对夹爪组件的一端通过销连接于夹爪基架，另一端通过连接片与滑块连接，滑块在夹爪基架的槽中滑动，滑块与气动肌肉的一端相连，气动肌肉另一端固定于夹爪基架底部，气动肌肉气路与气压传感器相连，气压传感器与电磁比例阀相连，电磁比例阀与气源装置相连，DSP控制器与气压传感器和电磁比例阀相连。与现有夹爪相比，本实用新型响应速度更快、重量更轻、柔性更好，能够安全的夹取易碎品，保证物品整体的完整性，可满足工业现场对柔性夹爪的要求。

Description

一种气动肌肉驱动的机械夹爪

技术领域

本实用新型涉及一种气动肌肉驱动的机械夹爪，特别是涉及一种使用气动肌肉驱动、控制张开程度的机械夹爪。气动肌肉是新型的气动执行元件。本实用新型属于机械组件领域。

背景技术

上世纪60年代以来，各种机器人层出不穷，经历了可编程机器人、自适应机器人等发展过程，目前正朝向智能化方向发展。随着机器人应用场合和面向对象的日益多样化，要求机器人在满足精度要求的前提下还要具有一定的柔性、适应性和安全性。但是，目前的机器人仍然采用传统的电机驱动或气缸驱动，这些驱动方式有着非常明显的限制性，应用在机器人身上显现出很多缺点，如（1）成本较高，导致最终产品价格较昂贵。（2）结构笨重复杂，无法实现灵活的高速移动。（3）功率质量比和功率体积比较低。

现在市场上的气缸按运动类型可将分为两大类：往复直线运动式气缸和往复摆动式气缸。但其有诸多不足：（1）结构复杂，一般由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。（2）不具有普适性，需要根据气缸工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力，若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。（3）气缸的输出力不足和动作不平稳，缓冲效果不良，一般是因活塞或活塞杆润滑不良、供气量不足，缓冲密封圈磨损所致（4）通常气缸采用的工作介质是压缩空气，其特点是动作快，但速度不易控制，当载荷变化较大时，容易产生“爬行”或“自走”现象。

现在市场上的气爪大致可分为平行开闭型、支点开闭型、齿轮齿条型，不同的型号适用于夹持不同的物体，但其也具有诸多不足：（1）往往结构复杂，且成本较高，故而只是适用于工业生产线（2）适合夹持尺寸较大的物体，在部分工况中并不适用（3）由于空气有压缩性，其动作速度易受负载的变化而变化。

近年来气动技术因其成本低、效率高、节能环保等优点，被用于众多领域。本实用新型采用气动肌肉来驱动机械夹爪，使其实现包括夹持在内的等各种仿生动作。

发明内容

本实用新型在于解决现有机器人手臂重量大、结构复杂、成本高、无法实现灵活抓取的不足，提供了一种基于新型气动执行元件驱动的机械夹爪，即由气动肌肉驱动的机械夹爪。

气动肌肉由嵌入了双螺旋线纤维编织网的橡胶筒构成，充气后可以实现径向的膨胀和轴向的伸缩并输出拉力，且不同于气缸可实现中间位置的调节。由于气体具有可压缩性，因而气动肌肉具有良好的柔性，用于驱动夹爪可以实现对物体安全的柔性夹取操作，可用于易碎品的夹取。在重量方面，气动肌肉比现阶段采用的其他驱动方式（如气缸、电动机等）更显轻盈，具有更大的功率质量比和功率体积比，有利于夹爪快速稳定的移动。

本实用新型为解决现有机器人手臂存在的问题是通过以下技术方案实现的：

一种气动肌肉驱动的机械夹爪包括机械部分和气路控制部分，机械部分包括一对夹爪组件、连接片、滑块和夹爪基架，夹爪组件的一端通过销连接于夹爪基架，另一端通过连接片与滑块连接，滑块在夹爪基架的槽中滑动；气路控制部分包括气动肌肉、电磁比例阀、气压传感器、气源装置、DSP控制器，气动肌肉与气压传感器相连，气压传感器与电磁比例阀相连，电磁比例阀与气源装置相连，DSP控制器采集气压传感器的数据并控制电磁比例阀，电磁比例阀控制气动肌肉进放气。

本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪中，所述一对夹爪组件为左夹爪和右夹爪，夹爪下部分布两孔，可使用销分别与夹爪基架和连接片连接。

本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪中，所述滑块顶部设有孔与连接片连接，底端设有孔与气动肌肉连接。

本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪中，所述夹爪基架在气动肌肉收缩方向设有导向槽。

本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪，可以用于工业机器人末端执行器以及其它工业生产过程中的夹持工位。与现有夹爪相比，响应速度快，重量更轻，应用于工业机器人能够执行灵活高速的夹取动作，能够安全的夹取易碎品，保证物品整体的完整性。此外由于气动肌肉相对成本较低，本实用新型能够降低产品的成本，应用前景相当广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪及其技术效果进行详细说明，其中：

图1：本实用新型一种气动肌肉驱动的机械夹爪的机械结构示意图；

图2：本实施例中夹爪基架与滑块安装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种气动肌肉驱动的机械夹爪的机械部分，包括夹爪基架1、一对夹爪机构2、连接片3、滑块4，其中上述一对夹爪组件2一端通过销固定于夹爪基架1，另一端通过连接片3与滑片4相连，滑块4在夹爪基架1中沿槽滑动，气动肌肉固定于夹爪基架1底部与滑块4底部之间。夹爪基架1底部可通过螺栓于机器人本体连接。

本实施例气动肌肉驱动的机械夹爪，由充气膨胀的气动肌肉收缩带动滑块4运动，进而带动夹爪组件2开合。由于气动肌肉具有柔性，响应速度快，本实用新型能够安全的夹取易碎品，保证物品整体的完整性；由于气动肌肉相对成本较低，本实用新型能够降低产品的成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种气动肌肉驱动的机械夹爪，其特征在于：包括一对夹爪组件、4个连接片、滑块、夹爪基架、气动肌肉、电磁比例阀、气压传感器、气源装置、DSP控制器，所述一对夹爪组件的一端通过销连接于夹爪基架，另一端通过连接片与滑块连接，滑块在夹爪基架的槽中滑动，滑块与气动肌肉的一端相连，气动肌肉另一端固定于夹爪基架底部，气动肌肉气路与气压传感器相连，气压传感器与电磁比例阀相连，电磁比例阀与气源装置相连，DSP控制器与气压传感器和电磁比例阀相连。

2.根据权利要求1所述的气动肌肉驱动的机械夹爪，其特征在于：所述的气动肌肉一端固定于夹爪基架底部，一端固定于滑块底部，气动肌肉收缩可带动滑块滑动。

3.根据权利要求1所述的气动肌肉驱动的机械夹爪，其特征在于：所述的滑块在夹爪基架的导向槽中滑动，通过连接片带动夹爪组件使其绕固定点转动，实现一对夹爪组件的开合。