CN210525116U - 一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具，包括伸缩机构和与伸缩机构相连接的夹具头。夹具头包括支撑部件和以包覆支撑部件的部分或者全部外侧的方式密封设置在支撑部件上的第一弹性件。在第一弹性件和/或支撑部件上设置有第一气道；在安装状态下，气道与充放气装置相连通，使得第一弹性件能够在是充放气装置的作用下向外膨胀。本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：本申请的夹具结构简单、造价低廉，可以在一定范围内迅速、稳定地夹取不同尺寸且内部形状规则或不规则的环状、瓶状等易碎、柔软的物体，且不对被夹取物不产生损伤；并且通过将内撑式夹具设置为可伸缩的形式，能够实现特殊场景下的物品夹取。

Description

一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具

技术领域

本申请涉及一种夹具，尤其涉及一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具。

背景技术

在工业生产、日常生活中，需要拾取某些物体，有时会因为不方便直接接触其外表面，而只能采取从内侧撑住其内壁的方式来进行夹取。而某些物体，因为壁厚较薄、强度较弱或内表面易损伤等原因，不能够使用金属或其他刚性夹具进行内撑夹取，否则有可能对物体造成损伤。或者有些物体，内部空间较小或轮廓复杂，订制专用的刚性夹具，成本较高，且不能同时适用于其他物体。并且如果设计不当，还可能造成夹取稳定性不良，容易脱落。因此，需要一种技术以提供各种工业生产和日常生活中的内撑式夹取，或者是对某些物体做内部支撑、固定。

虽然现有技术中已经出现了内撑式夹具，但其采用气缸拉动弹性结构产生形变从而内撑夹取工件，由于气缸缸径和气压的限制，在一些易碎、柔软工件的内撑式夹取场景并不适用。例如，薄壁玻璃制品、陶瓷制品粗胚等。

另外，现有的内撑式夹具不能实现某些特殊场景下的物品夹取。例如，当待夹取物密集堆放且部分物品低于其周围物品的高度时（如密集堆放的瓶装物体），由于没有足够多的空间，不适合通过夹具从外部直接抓取，又因为中间部分物品高度较低，采用现有的内撑式夹具批量夹取时无法抓取到中间部分。

实用新型内容

本申请提供了一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具。该夹具可以包括伸缩机构和与所述伸缩机构相连接的夹具头。其中，所述夹具头可以包括第一弹性件和支撑部件。所述第一弹性件可以以包覆所述支撑部件的部分或者全部外侧的方式密封设置在所述支撑部件上。在所述第一弹性件和/或所述支撑部件上可以设置有第一气道。在安装状态下，所述第一气道可以与充放气装置相连通，使得第一弹性件能够在是充放气装置的作用下向外膨胀。

根据本申请的一些优选实施方式，第一弹性件可以由硅胶或橡胶制成。

根据本申请的一些优选实施方式，在所述第一弹性件的外壁和/或内壁上可以设置有增强结构。

根据本申请的一些优选实施方式，所述增强结构可以包括形成在所述第一弹性件上的加强筋或粗糙面中的至少一种。

根据本申请的一些优选实施方式，所述加强筋为条形凸起、波浪形凸起和锯齿状凸起中的至少一种。

根据本申请的一些优选实施方式，在所述第一弹性件上可以设置有纹路和/或微型凸点，使得所述第一弹性件的外壁和/或内壁表面可以形成为所述粗糙面。

根据本申请的一些优选实施方式，安装状态下，所述第一弹性件的腰部呈内凹状。

根据本申请的一些优选实施方式，所述支撑部件的中部可以形成有内凹部，使得所述第一弹性件与所述支撑部件的外侧之间能够形成一内腔。

根据本申请的一些优选实施方式，在所述支撑部件上可以设置有卡合部；在安装状态下，所述第一弹性件的端部可以卡合于所述卡合部上，使得所述第一弹性件可以以包覆所述支撑部件的部分或者全部外侧的方式密封设置在所述支撑部件上。

根据本申请的一些优选实施方式，所述支撑部件可以通过螺纹连接结构或者卡合连接结构可拆卸地与所述伸缩机构的伸缩端相连接，使得所述夹具头可拆卸地连接在所述伸缩机构上。

根据本申请的一些优选实施方式，所述夹具头还可以包括连接部件。所述支撑部件可以通过第一可拆卸连接结构与所述连接部件相连接；所述连接部件可以通过第二可拆卸连接结构与所述伸缩机构的伸缩端相连接；使得所述夹具头可拆卸地连接在所述伸缩机构上。

根据本申请的一些优选实施方式，所述第一可拆卸连接结构和所述第二可拆卸连接结构为螺纹连接结构或者卡合连接结构。

根据本申请的一些优选实施方式，所述连接部件可以包括用于与所述伸缩机构连接的上连接部、用于与所述支撑部件连接的下连接部和压接部。所述压接部为以沿径向向外凸出的方式形成在所述上连接部和所述下连接部之间的突出部。在安装状态下，所述压接部能够将所述第一弹性件压紧在所述支撑部件上，以保证所述第一弹性件与所述支撑部件之间的密封性。

根据本申请的一些优选实施方式，在所述连接部件内可以设置有第二气道。在安装状态下，所述第二气道与所述第一气道相连通。

根据本申请的一些优选实施方式，所述内撑式夹具还可以包括密封部件；所述密封部件可以设置在所述第一弹性件与所述支撑部件的连接处，用于保证所述内撑式夹具的密封性。

根据本申请的一些优选实施方式，所述伸缩机构可以为伸缩杆。

根据本申请的一些优选实施方式，所述伸缩杆为气动伸缩杆、电动伸缩杆或液压伸缩杆。

根据本申请的一些优选实施方式，所述伸缩机构与包括弹簧和牵引件。所述夹具头可以与所述弹簧和所述牵引件相连接，使得所述夹具头在所述牵引件的牵引下能够随所述弹簧的伸缩而伸缩。

根据本申请的一些优选实施方式，所述弹簧的一端可以与所述夹具头相连接，所述弹簧的另一端可以与外部固定。所述牵引件一端可以与所述夹具头相连接，所述牵引件的另一端可以与驱动装置相连接，使得在驱动装置的驱动下，所述牵引件能够带动所述夹具头压缩或拉伸所述弹簧，从而使得所述夹具头在所述牵引件的牵引下能够随所述弹簧的伸缩而伸缩。

根据本申请的一些优选实施方式，还包括辅助外夹具。所述辅助外夹具以与所述夹具头同轴设置的方式安装于所述伸缩机构上，使得所述辅助外夹具与所述夹具头能够移动。

根据本申请的一些优选实施方式，所述辅助外夹具为柔性夹爪、液压夹爪、气动夹爪、电动夹爪或者环状气囊夹具。

本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。

图1是根据本申请的一些实施例所示的具有主动伸缩结构的内撑式夹具的结构示意图。

图2是根据本申请的另一些实施例所示的具有主动伸缩结构的内撑式夹具的结构示意图。

图3、图4是根据本申请的再一些实施例所示的具有主动伸缩结构的内撑式夹具的结构示意图。

图5是图4中I处放大图。

图6是根据本申请的一些实施例所示的夹具头的结构示意图。

图7是根据本申请的另一些实施例所示的夹具头的结构示意图。

图8是根据本申请的再一些实施例所示的夹具头的结构示意图。

图9是根据本申请的另一些实施例所示的夹具头的结构示意图。

图10是根据本申请的一些实施例所示的第一弹性件处于膨胀状态的示意图。

图11是根据本申请的一些实施例所示的具有主动伸缩结构的内撑式夹具中第一弹性件膨胀与待夹取物体的内侧面贴合时的示意图。

图12是根据本申请的一些实施例所示的设置有辅助外夹具的具有主动伸缩结构的内撑式夹具示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，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申请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申请应用于其他类似情景。应当理解，给出这些示例性实施例仅仅是为了使相关领域的技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。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。

如本申请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他的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。“多个”的含义是两个或两个以上。“至少一个”表示一个或一个以上。“第一”、“第二”、……等用于区分作用，并非表示数量。

图1是根据本申请的一些实施例所示的具有主动伸缩结构的内撑式夹具的结构示意图。

如图1所示，该具有主动伸缩结构的内撑式夹具与包括伸缩机构10和夹具头100。夹具头100可以包括第一弹性件2和支撑部件3。第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的部分或者全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上。在第一弹性件2和/或支撑部件3上设置有第一气道1。在安装状态下，第一气道1与充放气装置相连通，使得第一弹性件2能够在是充放气装置的作用下向外膨胀，从而从内部对待夹取物体进行夹持。

在一些实施例中，第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上。

示例性的，在支撑部件3上设置有卡合部31。在安装状态下，第一弹性件2的上、下端部可以分别卡合于卡合部31上，使得第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上。例如，如图7所示，在支撑部件3的顶部和底部均设置有卡合部31。安装状态下，第一弹性件2套设在支撑部件3上。并且，第一弹性件2的上端安装在支撑部件3顶部的卡合部31上；第一弹性件2的下端安装在支撑部件3底部的卡合部31上。第一弹性件2的上端和下端可以分别通过粘接密封、压接密封、卡合密封、密封件密封等方式与支撑部件3的卡合部密封连接，使得第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的全部外侧的形式套设在支撑部件3上并与支撑部件3密封连接。第一弹性件2完全包覆在支撑部件3的水平外侧，充气后（正气压状态），内撑式夹具呈灯笼状、椭球状或者鼓状，如图10、图11所示，第一弹性件2可以水平360°与待夹取物体的内侧面接触，单个内撑式夹具即可以夹取物体。

在一些实施例中，第一弹性件2也可以以包覆支撑部件3的部分外侧的方式密封设置在支撑部件3上。

示例性的，在支撑部件3上设置有卡合部31。在安装状态下，第一弹性件2的上、下端部可以分别卡合于卡合部31上，使得第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的部分外侧的方式密封设置在支撑部件3上。例如，如图8所示，在支撑部件3的外侧中部和底部均设置有卡合部31。安装状态下，第一弹性件2套设在支撑部件3上。并且，第一弹性件2的上端安装在支撑部件3外侧中部的卡合部31上；第一弹性件2的下端安装在支撑部件3底部的卡合部31上。第一弹性件2的上端和下端可以分别通过粘接密封、压接密封、卡合密封、密封件密封等方式与支撑部件3的卡合部密封连接，使得第一弹性件2可以以包覆支撑部件3的部分外侧的形式套设在支撑部件3上并与支撑部件3密封连接。

在一些实施例中，第一弹性件2可以是以一体成型方式或者由弹性片以卷曲的方式形成的筒状弹性件。

筒状弹性件的上端和下端可以分别与支撑部件3密封连接。通过将筒状弹性件以至少包覆支撑部件3的部分外侧的方式，即以包覆支撑部件3的部分或者全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上，可以使得第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间形成为类似气囊的结构。在安装或使用状态下，第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间和充放气装置相连通，使得在第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间能够充入气体使第一弹性件2向外膨胀和排出第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间的气体使第一弹性件2收缩。当第一弹性件2处于在未充气或抽气状态时，夹具头可以伸入待夹取物体200内，然后通过充放气装置向第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间充入气体使第一弹性件2向外膨胀，直至第一弹性件2在待夹取物体200内部可以对其形成合适的夹持力，能够从内部对待夹取物体200进行夹取，如图11所示；完成夹取后，排出第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间的气体，使第一弹性件2收缩，即可将本夹具头从待夹取物体200内取出。由于第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间的气压可以根据需要进行设置和调整，从而可以调整内撑的力度，对于薄壁或易损工件也可以安全拾取。

在一些实施例中，第一弹性件2也可以直接采用气囊。

类似的，气囊的上端和下端可以分别与支撑部件3密封连接。通过将气囊以包覆支撑部件3的部分或者全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上，在安装或使用状态下，气囊和充放气装置相连通，使得气囊中能够充入气体使气囊向外膨胀和排出气囊中的气体使第一弹性件2收缩，从而能够从内部对待夹取物体200进行夹取。

在一些实施例中，安装状态下，第一弹性件2的腰部为内凹形状。

示例性的，如图9所示，在未充气或抽气时（负气压状态），第一弹性件2呈松弛或收缩状态，此时第一弹性件2沿垂直方向（沿径向）呈现内凹形状。在同等尺寸的情况下，内凹形状的设计可以增加第一弹性件2的表面积，以进一步提高第一弹性件2膨胀后所能延伸的范围。

在一些实施例中，第一弹性件2可以呈“共形”。示例性的，“共形”可以是指使第一弹性件2表面与物品表面更好的贴合的形状。例如，可以设计第一弹性件2内撑表面，使其与物体表面纹理契合；又例如，可以定制化设计第一弹性件2形状，与所抓物体外形一样，如图11所示。或者，通过设计第一弹性件2表面的特征或纹理，可以限制第一弹性件2膨胀的方向，并可以增大摩擦力，如图3所示。

在一些实施例中，第一弹性件2采用的是高弹性材料。高弹性材料的弹性非常好，依靠气体的压力即可实现高弹性材料制成的第一弹性件2的变形，并且高弹性材料制成的第一弹性件2变形速度快，适合工业中的应用。

示例性的，第一弹性件2的材质可以为硅胶。

例如，热加硫型固态有机硅胶、氟硅胶、液体硅胶等等。硅胶具有高低温稳定性、硬度范围宽（10~80邵尔硬度）、耐化学品、密封性能佳、电气性质好、耐压缩变形等卓越性能，和常规有机弹性体相比，硅胶还特别容易加工制造，可以在能耗较低的情况下模压、压延、挤出，生产效率高。拉伸强度是指造成一块硅胶材料样品撕裂时每个范围单位上所需的力。热加硫型固态有机硅胶拉伸强度范围介于4.0~12.5MPa之间；氟硅胶拉伸强度范围介于8.7~12.1MPa之间；液体硅胶的拉伸强度范围介于3.6~11.0MPa之间。伸长率是指“极限破裂伸长”或者当样品断裂时相对于原长度的所增长的百分比。热加硫型固态硅胶一般的伸长率范围在90%~1120％之间；氟硅胶一般的伸长率在159%~699％之间；液体硅胶一般的伸长率在220%~900％之间。不同的加工方法、固化剂和温度的选择都能很大程度地改变样品的伸长率。

通过将第一弹性件2的材质选择为硅胶，可以有效的解决现有技术中基于气囊的内撑式夹具的上述技术问题。例如，如图11所示，待夹取物体的内侧面为复杂轮廓时，由于硅胶可以产生极大形变的特性，并且可以与目标物体的内侧面有效贴合，因此不需要预先进行复杂的设计就可以实现夹取。由此可见，基于高弹性气囊的内撑式夹具，即可以适用于内轮廓复杂的待夹取物体，同时具有较强的通用性，生产成本低并且效率高，适合工业场景、生活场景的使用。

示例性的，第一弹性件2的材质也可以采用橡胶。例如，天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等。

示例性的，第一弹性件2的材质还可以采用热塑性弹性体或弹性复合材料。

例如，第一弹性件2可以采用苯乙烯类TPE热塑性弹性体（如SBS、SEBS、SEPS、EPDM/苯乙烯、BR/苯乙烯、CI-IIR/苯乙烯、NP/苯乙烯等）、烯烃类TPE热塑性弹性体（如动态硫化型的TPO、）、二烯类TPE热塑性弹性体等。又例如，第一弹性件2可以采用POE弹性复合材料等。

在一些实施例中，在第一弹性件2的外壁和/或内壁上设置有增强结构9。

在一些实施例中，增强结构9可以包括形成在第一弹性件2上的加强筋。

示例性的，加强筋可以为条形凸起、波浪形凸起和锯齿状凸起中的至少一种。例如，如图6、图7所示，加强筋可以是在第一弹性件2的外表面沿周向延伸一周并沿径向向外凸出形成的环状凸起结构。又例如，加强筋可以是在第一弹性件2的外表面沿轴向布置并沿径向向外凸出形成的加强筋结构。在一些实施例中，加强筋的数量可以为1条、2条、3条、4条、5条、6条、7条、8条、9条、10条、11条、12条或者更多。当加强筋的数量为多条时，多条加强筋可以均匀地设置在第一弹性件2的外表面。当加强筋的数量为多条时，多条加强筋也可以根据需要按不同的方式布置在第一弹性件2的外表面上。

通过在第一弹性件2的外表面上设置加强筋，一方面可增大第一弹性件2表面的摩擦系数，使得在使用过程中能够增大与待夹取物体的内侧面的摩擦力，从而使得本申请的夹具头100能够更加稳固地对待夹取物体进行夹持；另一方面，加强筋可以对第一弹性件2起到加强作用，增加气囊的强度、局部刚度和寿命。另外，通过调整加强筋的数量、尺寸和/或布置方式也可以起到调节第一弹性件2膨胀状态下形状的作用。例如，当需要第一弹性件2整体一起向外膨胀时，可以在第一弹性件2外表面上均匀设置一条或多条加强筋，同时将加强筋的尺寸设置得较小，使得第一弹性件2可以在充气时可以整体一起向外膨胀。又例如，需要在第一弹性件2膨胀时形成多节不同长度和/或不同直径的膨胀部时，可以将多条加强筋按照需要的间隔长度进行布置，并且将加强筋的尺寸设置得较大，使得第一弹性件2膨胀时可以形成多节不同长度和/或不同直径的膨胀部，比如使得第一弹性件2膨胀时形成上部直径小、下部直径大的结构。

在一些实施例中，也可以在第一弹性件2的内表面上形成增强结构。第一弹性件2内表面上形成增强结构可以与第一弹性件2外表面上增强结构相配合，对第一弹性件2起到加强作用，增加气囊的强度、局部刚度和寿命；另外，也可以调整第一弹性件2膨胀状态下的形状。

在一些实施例中，增强结构9可以包括形成在第一弹性件2上的粗糙面。

示例性的，粗糙面可以由设置在第一弹性件2上的多个纹路和/或微型凸点形成。例如，可以是以均匀或者不均匀地方式在第一弹性件2的表面上设置多个球冠状凸起和/或纹路，使得第一弹性件2的外壁和/或内壁表面形成为粗糙面。通过在第一弹性件2的表面设置为粗糙面，可以增大第一弹性件2表面的摩擦系数，使得在使用过程中能够增大与待夹取物体的内侧面的摩擦力，从而使得本申请的内撑式夹具能够更加稳固地对待夹取物体进行夹持。

在一些实施例中，在第一弹性件2上还可以设置有耐磨层、防静电层、防油层和/或防痕层等。

示例性的，可以在第一弹性件2外表面增加其他材质（如通过喷涂、浸泡增加其他材质的薄膜），从而可以实现耐磨、无痕、防油、防静电等功能。例如，可以采用耐磨涂料（如KN17高分子陶瓷聚合物涂料、KN7051碳化硅陶瓷涂料等）通过喷涂在第一弹性件2外表面上形成耐磨层。又例如，可以通过将浸泡防油剂（如全氟羧酸的铬络合物、丙烯酸氟烃酯类树脂、丙烯酸氟烃磺酰氨基乙酯等有机氟化合物）在第一弹性件2外表面上形成防油层。再例如，可以通过喷涂或浸泡防静电材料（如防静电碳系涂料、防静电金属系涂料、防静电金属氧化物系涂料、醇酸型、丙烯酸型、环氧型、聚氨酯型等防静电涂料）等方式在第一弹性件2外表面上形成防静电层；或者，可以在第一弹性件2外表面上设置金属氧化物系填充型防静电材料制成的防静电膜等。还例如，可以通过喷涂或浸泡防指纹涂层剂等在第一弹性件2外表面上形成防压痕层；或者，在第一弹性件2外表面上设置防压膜，从而防压痕层。

在一些实施例中，在支撑部件3上形成有用于与外部连接的连接结构32，如图7所示。

示例性的，连接结构32可以为螺纹连接结构或者卡合连接结构。例如，支撑部件3可以通过螺纹连接结构或者卡合连接结构以螺纹连接或卡合连接的方式直接与外部连接。又例如，支撑部件3可以通过螺纹连接结构或者卡合连接结构以螺纹连接或卡合连接的方式与连接部件4相连接，再通过连接部件4与外部连接。

在一些实施例中，在支撑部件3的中部形成有内凹部33。

示例性的，支撑部件3的中部可以以沿径向向内凹陷的形式形成内凹部33，如图5、图7、图9所示。使得支撑部件3可以呈腰部小、两端大的形状。即支撑部件3呈直径从中部分别向顶部和底部逐渐增大的形状。通过在支撑部件3的中部形成内凹部33，在第一弹性件2以至少包覆支撑部件3的部分外侧方式套设在支撑部件3上时，可以使得第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间能够形成一内腔。从而使得第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间可以形成为类似气囊的结构。另外，当内撑式夹具完成对待夹取物的夹取，期望脱离物品时，可能由于静电吸附等原因导致内撑式夹具中的第一弹性件2不能及时脱离。而通过在支撑部件3的中部形成内凹部33，充放气装置可以将第一弹性件2与内凹部33之间的气体全部或者部分抽出，使得第一弹性件2向内收缩凹陷，从而使第一弹性件2与完成夹取的物体分离。

在支撑部件3内设置有第一气道1。第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间通过第一气道1和充放气装置相连通。或者，充放气装置可以通过第一气道1与气囊内相连通。

在一些实施例中，第一气道1可以包括主气道和多个分气道。第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间或者气囊内通过多个分气道与主气道相连通。主气道能够与充放气装置相连通。示例性的，主气道设置支撑部件3内，一个端口连接充放气装置；分气道设置在主气道与内腔或气囊内部之间，每个分气道的一个端口连接到主气道，分气道的另一个端口连接内腔。例如，第一气道1包括一个主气道和六个分气道，每个分气道的一个端口与主气道连接，每个分气道的另一个端口与内腔连接。通过分气道的多个端口，可以提高气囊内气体交换效率。

在一些实施例中，夹具头100还可以包括连接部件4。

示例性的，连接部件4可以包括用于与外部连接的上连接部44和用于与支撑部件3上的连接结构32相连接的下连接部45。

例如，如图5所示，上连接部44可以为螺纹连接部或卡合连接部。下连接部45也可以为螺纹连接部或卡合连接部。安装状态下，连接部件4可以通过下连接部45以螺纹连接或者卡合连接的方式与支撑部件3上的连接结构32相连接。在一些实施例中，连接部件4与支撑部件3之间可以是可拆卸的。通过将连接部件4与支撑部件3之间设置为可拆卸连接，可以在第一弹性件2、支撑部件3或连接部件4损坏时，更换掉损害的部件，而不必全部报废，从而节省使用的成本。当然，连接部件4与支撑部件3之间也可以是不可拆卸的，或者连接部件4与支撑部件3可以采用一体结构，使得连接部件4与支撑部件3结构更为稳定牢固。在一些实施例中，如图5所示，连接部件4可以与支撑部件3的垂直外侧连接，这样的连接方式提高第一弹性件2与待夹取物体的内侧面的贴合面积，更便利于夹具的使用。在一些实施例中，连接部件4也可以穿过第一弹性件2与支撑部件3水平侧连接，充气时连接部件4穿过的气囊（内侧的气囊）自由膨胀，外侧的气囊与待夹取物体的内侧面接触。

在一些实施例中，连接部件4还包括压接部46。

示例性的，压接部46为以沿径向向外凸出的方式形成在上连接部44和下连接部45之间的突出部。如图5所示，在安装状态下，压接部46能够将第一弹性件2压紧在支撑部件3上，以保证第一弹性件2与支撑部件3之间的密封性。在一些实施例中，还可以在第一弹性件2与支撑部件3的卡合部之间设置密封圈或密封垫等，以进一步保障第一弹性件2与支撑部件3之间的密封性。

在一些实施例中，在连接部件4内设置有第二气道。

第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间或者气囊内部能够通过第二气道和充放气装置相连通。示例性的，如图5所示，在安装状态下，第二气道能够与支撑部件3内设置的第一气道1连通，从而使得第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间或者气囊内部能够和充放气装置相连通。

在一些实施例中，为了进一步保证内撑式夹具的密封性，尤其是防止气囊漏气而产生不期望的变形，如图5、图9所示，夹具头100还包括密封部件5。

密封部件5可以采用静密封或者动密封。静密封的密封部件主要有密封垫、密封胶以及其他直接接触密封。动密封的密封部件可以是旋转式密封部件和往复式密封部件。如果按密封部件与其作相对运动的零部件是否接触，密封部件又可分为接触式和非接触式；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。一般而言，考虑到部件的安装拆卸难易程度，本申请实施方式中的密封部件主要采用端面密封的密封部件。可以根据第一弹性件2与支撑部件3的内侧接触形状，设计相应的密封部件5，例如环形、凹凸形等等，此时密封部件5的外表面与第一弹性件2和支撑部件3的重合内壁密封连接。密封部件5也可以设置在第一弹性件2和/或支撑部件3的外侧，例如使用密封垫、密封胶与第一弹性件2和/或支撑部件3的外侧密封连接。密封部件5还可以是密封压块51，如图5、图9所示，此时密封压块51的内壁与第一弹性件2和支撑部件3的外壁密封连接。示例性的，密封压块51包括上密封压块和/或下密封压块，上密封压块可以设置在第一弹性件2上端与支撑部件3顶部的连接处，下密封压块可以设置在第一弹性件2下端与支撑部件3底部的连接处。相较于其他密封部件，密封压块安装拆卸更加简单、方便，更适合工业使用。例如，密封压块51可以通过紧固螺钉8连接在支撑部件3上，并且密封压块51的内壁与第一弹性件2和支撑部件3的外壁密封连接。

在一些实施例中，夹具头100还包括供气接口6。第一弹性件2与支撑部件3的外侧之间或者气囊内部能够通过供气接口6和充放气装置相连通。

示例性的，供气接口6可以直接设置在第一弹性件2上。供气接口6一端与第一弹性件2内部连通，另一端可以与充放气装置连通，使得第一弹性件2内部能够与充放气装置连通，从而能够在充放气装置供气时膨胀，在放气或抽气时恢复或收缩。

示例性的，供气接口6也可以设置在连接部件4或支撑部件3上。如图9、图10所示，连接部件4和/或支撑部件3上的气道与供气接口6的一端相连通，供气接口6的另一端与充放气装置相连通，使得第一弹性件2能够与充放气装置连通，从而能够在充放气装置供气时膨胀，在放气或抽气时恢复或收缩。

在一些实施例中，充放气装置可以是电动充放气装置、循环充放气装置、抽放气装置、气体发生器或储气罐等装置。

供气接口6的一个端口与连接部件4和/或支撑部件3上的气道的一个端口连接，供气接口6的另一端口与充放气装置连接。例如，储气罐可以通过诸如电磁阀等具有充气、排气功能的装置或接头与供气接口6连接。例如，气体发生器以通过诸如电磁阀等具有充气、排气功能的装置或接头与供气接口6连接；气体发生器也可以设置于第一弹性件2内。通过充放气装置（未画出）这一气动系统可以控制第一弹性件2的气压状态，精确控制第一弹性件2的膨胀大小。

在一些实施例中，如图1、图3、图4所示，伸缩机构10可以为气动伸缩机构、电动伸缩机构或液压伸缩机构。示例性的，伸缩机构10可以为伸缩杆，例如气动伸缩杆、电动伸缩杆、液压伸缩杆；示例性的，伸缩机构10可以为伸缩气缸等。

在一些实施例中，如图2所示，伸缩机构10可以包括弹簧和牵引件。夹具头100与弹簧101和牵引件102相连接，使得夹具头100在牵引件102的牵引下能够随弹簧101的伸缩而伸缩。示例性的，弹簧101的一端与夹具头100相连接，弹簧101的另一端与外部固定。牵引件102一端与夹具头100相连接，牵引件102的另一端与驱动装置相连接，使得在驱动装置的驱动下，牵引件102能够带动夹具头100压缩或拉伸弹簧101。从而使得夹具头100在牵引件102的牵引下能够随弹簧101的伸缩而伸缩。示例性的，牵引件102可以是牵引线、牵引绳或牵引杆等。驱动装置可以是驱动电机等。

在一些实施例中，伸缩机构10可以以固定连接的方式与夹具头100相连接，使得夹具头100能够随伸缩机构10的伸缩而移动。示例性的，夹具头100可以通过焊接、铆接或者一体成型等方式固定连接在伸缩机构10的伸缩端，从而使得夹具头100能够随伸缩机构10的伸缩而移动。

在一些实施例中，伸缩机构10可以以可拆卸地连接的方式与夹具头100相连接。

示例性的，支撑部件3通过螺纹连接结构和/或卡合连接结构可拆卸地与伸缩机构10的伸缩端相连接，使得夹具头100可拆卸地连接在伸缩机构10上。例如，在支撑部件3上设置有由螺纹连接结构或者卡合连接结构形成的连接结构32，在伸缩机构10的伸缩端设置有与连接结构32相配合的螺纹连接结构或者卡合连接结构，使得伸缩机构10的伸缩端可以通过螺纹连接或者卡合连接的方式可拆卸地与支撑部件3相连接，从而使得夹具头100可拆卸地连接在伸缩机构10上。

示例性的，支撑部件3通过第一可拆卸连接结构与连接部件4相连接；连接部件4通过第二可拆卸连接结构与伸缩机构10的伸缩端相连接；使得夹具头100可拆卸地连接在伸缩机构10上。其中，第一可拆卸连接结构和第二可拆卸连接结构均可以为螺纹连接结构和/或卡合连接结构。例如，支撑部件3上的连接结构32可以与连接部件4的下连接部45通过螺纹连接或者卡合连接的方式可拆卸地相连接，连接部件4的上连接部44可以与伸缩机构10的伸缩端通过螺纹连接或者卡合连接的方式可拆卸地相连接，从而使得夹具头100可拆卸地连接在伸缩机构10上。

在一些实施例中，支撑部件3或者连接部件4可以形成为伸缩机构10的一部分。示例性的，支撑部件3或者连接部件4可以是伸缩机构的伸缩端上的一部分。例如，支撑部件3或者连接部件4可以是伸缩杆的伸缩端的一部分。

通过将内撑式夹具设置为可伸缩的形式，能够实现特殊场景下的物品夹取。例如，当待夹取物密集堆放且部分物品低于其周围物品的高度时（例如密集堆放的瓶装物体），由于没有足够多的空间，不适合通过夹具从外部直接抓取，又因为中间部分物品高度较低，采用内撑式夹具批量夹取时无法抓取到中间部分，而通过设置伸缩机构10，通过手动或通过控制器（例如工业计算机、微控制器、PLC控制器等）等可以使伸缩机构10主动伸缩，从而使内撑式夹具可以伸缩，从而在上述情况下完成对密集堆放物体的批量夹取。

在一些实施例中，具有主动伸缩结构的内撑式夹具还可以包括辅助外夹具40。辅助外夹具40以与夹具头100同轴设置的方式安装于伸缩机构10上，使得辅助外夹具40与夹具头100能够移动。示例性的，如图12所示，辅助外夹具40可以为柔性夹爪。另外，辅助外夹具40也可以是液压夹爪、气动夹爪、电动夹爪或者环状气囊夹具。

通过设置辅助外夹具40可以从内外同时对待夹取物进行夹持，即使一个失效或滑脱，另一个也可以完成夹取；另外，通过从内外同时对待夹取物进行夹持，可以使得夹持力分布更为均匀，减少局部受力过大造成对待夹取物的损坏。另外，通过设置辅助外夹具40能够实现特殊场景下的物品夹取。例如，夹取一些难以通过外抓式夹具直接夹取的物品，此时可以先通过内撑式夹具将物品略微上提，再利用辅助外夹具40对物品进行夹取。示例性的，密集堆放的瓶装物体，没有足够多的空间，不适合外夹具直接抓取，又因为内撑式夹具不适合高速搬运，通过辅助外夹具40与内撑式夹具相结合，先用内撑式夹具伸入待夹取物体中，把物体提升一定高度后，再由辅助外夹具40夹取物品进行搬运。

为使得本申请能够更加的明显和易懂，下面将结合附图列举一些具体的实施例。显然地，以下所描述的具体实施例仅仅是本申请一个或一部分实施例，而非全部实施例。

本实施例的具有主动伸缩结构的内撑式夹具包括夹具头100和伸缩机构10。如图1、3、5、9所示，夹具头100可以包括气道、第一弹性件2、支撑部件3、连接部件4、密封部件5、供气接口6。

第一弹性件2为由硅胶制成气囊。在气囊是外壁上形成有由多个环状结构的条形凸起、波浪形凸起或锯齿状凸起形成的增强结构9，如图5所示。在安装状态下，气囊的腰部为内凹形状，如图9所示。

在支撑部件3上设置有第一气道1、卡合部31和连接结构32，如图5所示。其中，连接结构32可以为螺纹连接结构或者卡合连接结构。

在安装状态下，气囊的上、下端部可以分别卡合于卡合部31上，使得气囊可以以包覆支撑部件3的全部外侧的方式密封设置在支撑部件3上，如图7、9所示。支撑部件3的中部可以以沿径向向内凹陷的形式形成内凹部33，使得支撑部件3可以呈腰部小、两端大的形状。并且在气囊与支撑部件3的外侧内凹部33之间能够形成一内腔，如图5所示。

连接部件4可以包括用于与外部连接的上连接部44。用于与支撑部件3上的连接结构32相连接的下连接部45和压接部46，如图5所示。

上连接部44可以为螺纹连接部或卡合连接部。下连接部45也可以为螺纹连接部或卡合连接部。安装状态下，连接部件4可以通过下连接部45以螺纹连接或者卡合连接的方式与支撑部件3上的连接结构32相连接。下连接部45可以以螺纹连接或者卡合连接的方式与伸缩机构10相连接。压接部46能够将气囊压紧在支撑部件3上，以保证气囊与支撑部件3之间的密封性。在一些实施例中，还可以在气囊与支撑部件3的卡合部之间设置密封圈或密封垫等，以进一步保障气囊与支撑部件3之间的密封性。

在连接部件4内设置有第二气道。气道可以由形成在支撑部件3内的第一气道1和形成在连接部件4内的第二气道构成。

气道可以包括主气道和多个分气道，主气道设置支撑部件3内，一个端口连接抽放气装置；分气道设置在主气道与内腔之间，每个分气道的一个端口连接到主气道，分气道的另一个端口连接内腔。例如，气道包括一个主气道和六个分气道，每个分气道的一个端口与主气道连接，每个分气道的另一个端口与内腔连接。通过分气道的多个端口，可以提高气囊内气体交换效率。

密封部件5可以为密封压块51。如图5、9所示，密封压块51的内壁与气囊和支撑部件3的外壁密封连接。密封压块51包括上密封压块和/或下密封压块，上密封压块可以设置在气囊上端与支撑部件3顶部的连接处，下密封压块可以设置在气囊下端与支撑部件3底部的连接处。相较于其他密封部件，密封压块安装拆卸更加简单、方便，更适合工业使用。例如，密封压块51可以通过紧固螺钉8连接在支撑部件3上，并且密封压块51的内壁与气囊和支撑部件3的外壁密封连接。

供气接口6可以设置在连接部件4上，如图9所示。供气接口6的一个端口与气道的一个端口连接，供气接口6的另一端口与抽放气装置连接。抽放气装置可以包括气罐和充放气阀门。气罐通过充放气阀门与供气接口6相连接。通过抽放气装置(未画出)这一气动系统可以控制气囊的气压状态，精确控制气囊的膨胀大小。

伸缩机构10为伸缩气缸。连接部件4的上连接部44可以与伸缩机构10的伸缩端通过螺纹连接或者卡合连接的方式可拆卸地相连接，从而使得夹具头100可拆卸地连接在伸缩机构10上。

在伸缩机构10上以与夹具头100同轴设置的方式安装有辅助外夹具40。夹具头100可以安装在伸缩机构10的客体上，使得辅助外夹具40与夹具头100能够移动。

辅助外夹具40为柔性夹爪，如图12所示。

上述具体实施例中，连接部件4和辅助外夹具40是可选的。支撑部件3可以与伸缩机构10的伸缩端通过螺纹连接或者卡合连接的方式可拆卸地相连接。增强结构9可以由耐磨层、防痕层、防油层或防静电层代替。

本实施例的夹具结构简单、造价低廉且由于硅胶气囊的柔软性质，可以在一定范围内夹取不同尺寸和类似形状的物体，并且对被夹取物不产生损伤；可以迅速、稳定地夹取环装、瓶状等易碎、柔软的物体，且不损伤物体表面。本申请的内撑式夹具带有气囊的夹具伸入物体内腔后，气囊膨胀，与物体内表面贴合，可以从内部完成对待夹取物体的夹取；进一步地，气囊可以呈“共形”，不会产生局部应力集中，不易损伤物体内面。进一步地，气囊内部气压可调，即可以调整内撑的力度，对于薄壁或易损工件也可以安全拾取；进一步地，即使气动系统过载，或定位不准发生碰撞，也不会对物品产生损伤；进一步地，待夹取物体内侧面为复杂轮廓时，得益于硅胶可以产生极大形变的特性，不需要预先进行复杂的设计，也可以有效贴合，实现夹取。此外，通过设置辅助外夹具40可以从内外同时对待夹取物进行夹持，即使一个失效或滑脱，另一个也可以完成夹取；另外，通过从内外同时对待夹取物进行夹持，可以使得夹持力分布更为均匀，减少局部受力过大造成对待夹取物的损坏。另外，通过设置辅助外夹具40能够实现特殊场景下的物品夹取。例如，夹取一些难以通过外抓式夹具直接夹取的物品，此时可以先通过内撑式夹具将物品略微上提，再利用辅助外夹具40对物品进行夹取。示例性的，密集堆放的瓶装物体，没有足够多的空间，不适合外夹具直接抓取，又因为内撑式夹具不适合高速搬运，通过辅助外夹具40与内撑式夹具相结合，先用内撑式夹具伸入待夹取物体中，把物体提升一定高度后，再由辅助外夹具40夹取物品进行搬运。

本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：

本申请的内撑式夹具结构简单、造价低廉，可以在一定范围内迅速、稳定地夹取不同尺寸且内部形状规则或不规则的环状、瓶状等易碎、柔软的物体，且不对被夹取物不产生损伤。此外，通过将内撑式夹具设置为可伸缩的形式，能够实现特殊场景下的物品夹取。例如，当待夹取物密集堆放且部分物品低于其周围物品的高度时（例如密集堆放的瓶装物体），由于没有足够多的空间，不适合通过夹具从外部直接抓取，又因为中间部分物品高度较低，采用内撑式夹具批量夹取时无法抓取到中间部分，而通过设置伸缩机构，使内撑式夹具可以伸缩，从而在上述情况下完成对密集堆放物体的批量夹取。此外，通过设置辅助外夹具可以从内外同时对待夹取物进行夹持，即使一个失效或滑脱，另一个也可以完成夹取；另外，通过从内外同时对待夹取物进行夹持，可以使得夹持力分布更为均匀，减少局部受力过大造成对待夹取物的损坏。另外，通过设置辅助外夹具能够实现特殊场景下的物品夹取。例如，夹取一些难以通过外抓式夹具直接夹取的物品，此时可以先通过内撑式夹具将物品略微上提，再利用辅助外夹具对物品进行夹取。示例性的，密集堆放的瓶装物体，没有足够多的空间，不适合外夹具直接抓取，又因为内撑式夹具不适合高速搬运，通过辅助外夹具与内撑式夹具相结合，先用内撑式夹具伸入待夹取物体中，把物体提升一定高度后，再由辅助外夹具夹取物品进行搬运。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (21)

1.一种具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，其包括伸缩机构（10）和与所述伸缩机构（10）相连接的夹具头（100），所述伸缩机构（10）的伸缩能够带动所述夹具头（100）移动；

其中，所述夹具头（100）包括第一弹性件（2）和支撑部件（3）；

所述第一弹性件（2）以包覆所述支撑部件（3）的部分或者全部外侧的方式密封设置在所述支撑部件（3）上；

并且，在所述第一弹性件（2）和/或所述支撑部件（3）上设置有第一气道（1）；在安装状态下，所述第一气道（1）与充放气装置相连通，使得第一弹性件（2）能够在是充放气装置的作用下向外膨胀。

2.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述第一弹性件（2）由硅胶或橡胶制成。

3.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，在所述第一弹性件（2）的外壁和/或内壁上设置有增强结构（9）。

4.根据权利要求3所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述增强结构（9）包括形成在所述第一弹性件（2）上的加强筋或粗糙面中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述加强筋为条形凸起、波浪形凸起和锯齿状凸起中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，在所述第一弹性件（2）上设置有纹路和/或微型凸点，使得所述第一弹性件（2）的外壁和/或内壁表面形成为所述粗糙面。

7.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，安装状态下，所述第一弹性件（2）的腰部呈内凹状。

8.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述支撑部件（3）的中部形成有内凹部（33），使得所述第一弹性件（2）与所述支撑部件（3）的外侧之间能够形成一内腔。

9.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，在所述支撑部件（3）上设置有卡合部（31）；

在安装状态下，所述第一弹性件（2）的端部卡合于所述卡合部（31）上，使得所述第一弹性件（2）以包覆所述支撑部件（3）的部分或者全部外侧的方式密封设置在所述支撑部件（3）上。

10.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述支撑部件（3）通过螺纹连接结构或者卡合连接结构可拆卸地与所述伸缩机构（10）的伸缩端相连接，使得所述夹具头（100）可拆卸地连接在所述伸缩机构（10）上。

11.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述夹具头（100）还包括连接部件（4）；

所述支撑部件（3）通过第一可拆卸连接结构与所述连接部件（4）相连接；所述连接部件（4）通过第二可拆卸连接结构与所述伸缩机构（10）的伸缩端相连接；使得所述夹具头（100）可拆卸地连接在所述伸缩机构（10）上。

12.根据权利要求11所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述第一可拆卸连接结构和所述第二可拆卸连接结构为螺纹连接结构或者卡合连接结构。

13.根据权利要求11所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述连接部件（4）包括用于与所述伸缩机构（10）连接的上连接部（44）、用于与所述支撑部件（3）连接的下连接部（45）和压接部（46）；

所述压接部（46）为以沿径向向外凸出的方式形成在所述上连接部（44）和所述下连接部（45）之间的突出部；

在安装状态下，所述压接部（46）能够将所述第一弹性件（2）压紧在所述支撑部件（3）上，以保证所述第一弹性件（2）与所述支撑部件（3）之间的密封性。

14.根据权利要求11所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，在所述连接部件（4）内设置有第二气道；

在安装状态下，所述第二气道与所述第一气道（1）相连通。

15.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述夹具头（100）还包括密封部件（5）；

所述密封部件（5）设置在所述第一弹性件（2）与所述支撑部件（3）的连接处。

16.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述伸缩机构（10）为伸缩杆。

17.根据权利要求16所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述伸缩杆为气动伸缩杆、电动伸缩杆或液压伸缩杆。

18.根据权利要求1所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述伸缩机构（10）包括弹簧和牵引件；

所述夹具头（100）与所述弹簧（101）和所述牵引件（102）相连接，使得所述夹具头（100）在所述牵引件（102）的牵引下能够随所述弹簧（101）的伸缩而伸缩。

19.根据权利要求18所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述弹簧（101）的一端与所述夹具头（100）相连接，所述弹簧（101）的另一端与外部固定；

所述牵引件（102）一端与所述夹具头（100）相连接，所述牵引件（102）的另一端与驱动装置相连接，使得在驱动装置的驱动下，所述牵引件（102）能够带动所述夹具头（100）压缩或拉伸所述弹簧（101），从而使得所述夹具头（100）在所述牵引件（102）的牵引下能够随所述弹簧（101）的伸缩而伸缩。

20.根据权利要求1至19任意一项所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，还包括辅助外夹具（40）；

所述辅助外夹具（40）以与所述夹具头（100）同轴设置的方式安装于所述伸缩机构（10）上，使得所述辅助外夹具（40）与所述夹具头（100）能够移动。

21.根据权利要求20所述的具有主动伸缩结构的内撑式夹具，其特征在于，所述辅助外夹具（40）为柔性夹爪、液压夹爪、气动夹爪、电动夹爪或者环状气囊夹具。

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