CN209567540U - 夹爪装置、机械手和物流分拣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种夹爪装置、机械手和物流分拣装置，所述夹爪装置包括柔性手指和吸盘；所述柔性手指呈开口状，包括安装座以及与所述安装座连接的多个抓取部；多个所述抓取部用于相向变形以抓取货物；所述吸盘与所述安装座连接，并且设于多个所述抓取部之间。本实用新型具有增加柔性手指抓取物体时的稳定性的效果。

Description

夹爪装置、机械手和物流分拣装置

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，特别涉及一种夹爪装置、机械手和物流分拣装置。

背景技术

目前工业大量采用的末端执行器，即机械手，多为吸盘或者平行夹爪这类单一功能的夹爪。

柔性手指只采用柔性材料，通过气动、连杆、拉线等方式实现驱动的新型手指，通过材料及结构柔性及欠驱动的方式实现了较好的物体形状适应性。例如厂商SoftRobotics，Festo的产品。

但是，在柔性手指方案中，受限于柔性手指能够提供的夹持力有限，当前柔性手指多用于较小物体的夹持。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种夹爪装置、机械手和物流分拣装置，旨在增加柔性手指抓取物体时的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种夹爪装置，用于机械手，所述夹爪装置包括柔性手指和吸盘；

所述柔性手指呈开口状，包括安装座以及与所述安装座连接的多个抓取部；多个所述抓取部用于相向变形以抓取货物；

所述吸盘与所述安装座连接，并且设于多个所述抓取部之间。

可选的，所述吸盘相对所述安装座呈活动设置，用以伸至露出所述柔性手指的开口，以及恢复至与所述安装座靠拢的位置。

可选的，所述夹爪装置还包括伸缩装置；

所述吸盘通过所述伸缩装置与所述安装座连接。

可选的，所述伸缩装置包括气动推杆，所述气动推杆的一端与所述安装座连接，另一端与所述吸盘连接，用以在气压变化时驱动所述吸盘相应来回移动。

可选的，所述抓取部在抓取货物到位时，至少一部分夹持所述货物的侧面。

可选的，所述抓取部活动安装于所述安装座上；多个抓取部在抓取货物时相向靠拢，松开货物时背向分离。

可选的，所述抓取部呈自身可变形的柔性状；

在所述抓取部在抓取货物到位时，所述抓取部中与货物侧面触碰的部分夹持所述货物的侧面，超出的部分变形后支持于所述货物的底面。

可选的，所述抓取部呈L状；

在所述抓取部在抓取货物到位时，所述抓取部中呈纵向设置的部分夹持所述货物的侧面，呈横向设置的部分支持于所述货物的底面。

本实用新型还提供了一种机械手，所述机械手包括如上述的夹爪装置。

本实用新型还提供了一种物流分拣装置，包括如上述的机械手。

本实用新型所提供的夹爪装置，在工作时，通过新增加的吸盘吸取货物，在配合柔性手指的抓紧力，从而能够达到增加柔性手指抓取物体时的稳定性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型夹爪装置一实施例的结构示意图；

图2为图1所示夹爪装置在应用时的一状态示意图；

图3为图1所示夹爪装置在应用时的另一状态示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例一

本实施例提供了一种夹爪装置，用于机械手。

请参看图1，在本实施例中，所述夹爪装置包括柔性手指100和吸盘200。其中，柔性手指100为采用柔性材料，通过气动、连杆或者拉线等方式实现驱动的手指结构，其通过材料和/或结构柔性，以及欠驱动的方式实现对抓取物体形状适应性。吸盘200能够处理具有平整表面，有一定气密性表面的物体，可以在较小空间内实现对物体的抓取，对较轻有稳定配合面的物体可以实现很好的抓取效果。但是，在吸盘200方案中，由于受限于吸盘200工作需要具有一定的气密性产生负压才能够提供较大抓取力，吸盘200夹爪需要被抓取物体具有较为平整可靠的表面，而且由于吸盘200仅能够提供垂直于吸附面方向的吸力，无法从其他方向提供物体加减速所需分力，很难对大质量物体提供高速搬运。

在本实施例中，所述柔性手指100呈开口状，包括安装座110以及与所述安装座110连接的多个抓取部120；多个所述抓取部120用于相向变形以抓取货物。其中，安装座110可以是矩形体状，或者圆饼状等等。抓取部120可以为圆柱状，也可以是矩形柱状或者是板状等等。抓取部120通过电动或者气动驱动其产生形变。

在本实施例中，所述吸盘200与所述安装座110连接，并且设于多个所述抓取部120之间。

请结合参看图3，本实施例所提供的夹爪装置，在工作时，通过新增加的吸盘200吸取货物，在配合柔性手指100的抓紧力，从而能够达到增加柔性手指100抓取物体时的稳定性的效果。

进一步的，在本实施例中，所述吸盘200相对所述安装座110呈活动设置，用以伸至露出所述柔性手指100的开口，以及恢复至与所述安装座110靠拢的位置。其中，吸盘200可以通过多种方式实现与安装座110呈活动设置，例如，安装座110设有通孔，而吸盘200通过一设置于该通孔内的长轴与所述安装座110连接，从而实现安装座110与吸盘200的活动设置。

本实施例所提供的夹爪装置，在工作时，如图2所示，可以首先控制吸盘200和安装座110的位置进行变化，从而使得吸盘200位于所述开口的位置。具体的，吸盘200可以通过采用主动移动的方案，例如，电动推杆或气动推杆等驱动；或者吸盘200也可以是被动移动的方案，例如，在夹爪装置整体向下移动时，安装座110受到抵顶限制而停止移动，而吸盘200还可以自由下降，从而使得吸盘200到达指定所述开口的位置。然后，当吸盘200位于所述开口位置时，通过吸盘200与待抓取的货物400接触，并且通过负压而产生吸附力。然后，在吸盘200吸附住货物400时，控制吸盘200上移，使得货物400的下表面离开原有支撑面。如图3所示，最后，控制柔性手指100相向变形。由于货物400已经离开了原有支撑面，则柔性手指100在相向变形的过程中，能够很轻易抓取到货物400的底面。因此，相对于传统的柔性手指100的夹爪装置，仅仅只有抓取包络状的货物时才能抓取到货物的底面；本实施例所提供的夹爪装置能够在抓取矩形货物时，也抓取到货物的底面；从而具有适用范围更广的效果。

进一步的，在本实施例中，所述夹爪装置还包括伸缩装置300；

所述吸盘200通过所述伸缩装置300与所述安装座110连接。在本实施例中，通过设置吸盘200为主动移动的方案，从而能够使得吸盘200相对安装座110的位置更可控，可以在抓取货物400时更灵活。

具体的，在本实施例中，所述伸缩装置300包括气动推杆，所述气动推杆的一端与所述安装座110连接，另一端与所述吸盘200连接，用以在气压变化时驱动所述吸盘200相应来回移动。本实施例，通过采用启动推杆，则具有动力源易于获得，危险性较低，适用环境广泛等等特点。

此外，所述伸缩装置300也可以采用电机驱动方式。电动推杆分别与所述安装座110和所述吸盘连接，利用电机驱动实现所述吸盘200相应来回移动。进一步的，在本实施例中，所述抓取部120在抓取货物400到位时，一部分夹持所述货物400的侧面，另一部分支持于所述货物400的底面。其中，抓取部120在相向形变时，既能够夹紧货物400的侧面，又能够产生自由端向中间的变形，从而绕至货物400的底面，从而支撑货物400的底面，从而达到更好的固定货物400的效果。当然，在其他实施例中，抓取部120在相向形变时，也可以仅仅夹紧货物400的侧面。

进一步的，在本实施例中，所述抓取部120活动安装于所述安装座110上；多个抓取部在抓取货物400时相向靠拢，松开货物400时背向分离。其中，抓取部120可以是通过其连接端安装在安装座110上的导槽中，并且在导槽中来回移动，从而实现抓取和松开货物400。或者抓取部120还可以是通过其连接端固定在安装座上的一活动部上，而通过活动部的来回移动，实现抓取和松开货物400。所述抓取部120在所述导槽中的移动，或者所述活动部的移动，两者的驱动源可以通过电动或者气动方式驱动控制，从而实现抓取部120对不同尺寸货物400的适应，达到抓取的动作所施加的力度相匹配，以及包夹变形的形状相匹配。所述抓取部120在所述导槽中的移动，或者所述活动部的移动可根据抓取的货物400的情况进行行程调整。

本实施例所提供的夹爪装置通过改进柔性手指100，具体通过设置所述抓取部120相对于安装座110活动设置，从而，一方面可以有效增加了柔性手指100的开口大小，则最大抓取尺寸可以更大，以及最小抓取尺寸可以更小，即增加了抓取范围。另一方面通过设置抓取部120可移动，则可以改变柔性手指100与货物400之间相对位置关系，进而可以通过抓取部120对货物400实现不同手势的抓取。再一方面，通过设置抓取部120相对于安装座110活动设置，则可以在抓取部120本身形变产生的夹紧力的基础上，再增加抓取部120相向移动所产生的挤压力，从而可以增强柔性手指100对货物400的夹持力度，弥补柔性手指100自身抓取夹持力度较小的问题，达到抓取更稳定的效果。

进一步的，在本实施例中，所述抓取部120呈自身可变形的柔性状。其中抓取部120可以采用充气结构，通过充气和放气来实现形变；或者抓取部120采用外层为柔性硅胶，内层为机械骨的机械手指，通过电机驱动不同指节变化的方案。

在本实施例中，在所述抓取部120在抓取货物400到位时，所述抓取部120中与货物400侧面触碰的部分夹持所述货物400的侧面，超出的部分变形后支持于所述货物400的底面。

在本实施例中，通过设置抓取部120为可变形状，则能够在夹爪装置下降时，控制抓取部120伸展为平直状，在对准货物400时，再控制抓取部120相向形变。而由于抓取部120呈自身可变形状，则可以根据货物400的不同，而产生不同弯曲程度以达到抓取的效果。

当然，在其他实施例中，还可以采用抓取部120自身不可变形状。例如所述抓取部120呈L状；

在所述抓取部120在抓取货物400到位时，所述抓取部120中呈纵向设置的部分夹持所述货物400的侧面，呈横向设置的部分支持于所述货物400的底面。

实施例二

本实用新型还提出一种机械手，该机械手包括夹爪装置，该夹爪装置的具体结构参照上述实施例，由于本机械手采用了上述夹爪装置所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

实施例三

本实用新型还提出一种物流分拣装置，该物流分拣装置包括机械手，该机械手包括夹爪装置，该夹爪装置的具体结构参照上述实施例，由于本物流分拣装置采用了上述夹爪装置所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种夹爪装置，用于机械手，其特征在于，所述夹爪装置包括柔性手指和吸盘；

所述柔性手指呈开口状，包括安装座以及与所述安装座连接的多个抓取部；多个所述抓取部用于相向变形以抓取货物；

所述吸盘与所述安装座连接，并且设于多个所述抓取部之间。

2.如权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，所述吸盘相对所述安装座呈活动设置，用以伸至露出所述柔性手指的开口，以及恢复至与所述安装座靠拢的位置。

3.如权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于，所述夹爪装置还包括伸缩装置；

所述吸盘通过所述伸缩装置与所述安装座连接。

4.如权利要求3所述的夹爪装置，其特征在于，所述伸缩装置包括气动推杆，所述气动推杆的一端与所述安装座连接，另一端与所述吸盘连接，用以在气压变化时驱动所述吸盘相应来回移动。

5.如权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于，所述抓取部在抓取货物到位时，至少一部分夹持所述货物的侧面。

6.如权利要求5所述的夹爪装置，其特征在于，所述抓取部活动安装于所述安装座上；多个抓取部在抓取货物时相向靠拢，松开货物时背向分离。

7.如权利要求6所述的夹爪装置，其特征在于，所述抓取部呈自身可变形的柔性状；

在所述抓取部在抓取货物到位时，所述抓取部中与货物侧面触碰的部分夹持所述货物的侧面，超出的部分变形后支持于所述货物的底面。

8.如权利要求6所述的夹爪装置，其特征在于，所述抓取部呈L状；

在所述抓取部在抓取货物到位时，所述抓取部中呈纵向设置的部分夹持所述货物的侧面，呈横向设置的部分支持于所述货物的底面。

9.一种机械手，其特征在于，所述机械手包括如权利要求1至8任一项所述的夹爪装置。

10.一种物流分拣装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的机械手。