CN210704891U - 一种柔顺夹持器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种柔顺夹持器，包括夹持机构和驱动机构；所述夹持机构包括对称镜像设置的两个夹持部，以及均与两个夹持部连接的固定部；所述夹持部包括柔性铰链、柔性夹持杆和连接杆；两个夹持部分别通过柔性铰链与固定部连接；每个所述夹持部均由柔性夹持杆和连接杆通过柔性铰链连接组成；部分柔性夹持杆内嵌夹持力传感器；所述驱动机构分别与两个夹持部铰接，通过驱动连接杆和柔性夹持杆运动，实现两个夹持部对物体进行自适应夹持或张开运动。本实用新型柔顺夹持器可实现对夹持物进行自适应抓取，具有通用性强和实用性强的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及夹持器技术领域，更具体地说，涉及一种柔顺夹持器。
背景技术
夹持器是握住物体进而操控物体的设备，它能够在执行某些动作的同时夹住和松开物体。在典型的机器人加工工艺中，均需通过夹持器装夹定位和分拣搬运工件。
目前，广泛采用的机器人末端执行器大多为刚性夹持器，而采用刚性夹持器的机器人抓取系统中会存在以下问题：
(1)由于刚性夹持器在夹持驱动横杆表面集成压夹持力传感器较为困难，因此，现有的方式大多采用驱动力矩来反馈刚性夹持器的夹持力，导致夹持器的成本较高。
(2)对实现易损易碎抓取对象的安全抓取操作时，由于采用刚性夹持器，因此需要对夹持器的控制算法的精度要求比较高，从而大大降低夹持器的通用性和实用性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种柔顺夹持器，该柔顺夹持器可实现对夹持物进行自适应抓取，具有通用性强和实用性强的特点。
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种柔顺夹持器，其特征在于：包括夹持机构和驱动机构；所述夹持机构包括对称镜像设置的两个夹持部，以及均与两个夹持部连接的固定部；
所述夹持部包括柔性铰链、柔性夹持杆和连接杆；两个夹持部分别通过柔性铰链与固定部连接；每个所述夹持部均由柔性夹持杆和连接杆通过柔性铰链连接组成；
所述驱动机构分别与两个夹持部铰接，通过驱动连接杆和柔性夹持杆运动，实现两个夹持部对物体进行自适应夹持或张开运动。
在上述方案中，本实用新型通过柔性夹持杆可以实现对夹持物柔性夹持，对夹持物表面具有较强的自适应性，从而大大增强夹持器的通用性和实用性，可适用于各种应用场合和应用范围。
两个所述夹持部均包括柔性夹持杆一、柔性夹持杆二、连接杆一和连接杆二；所述柔性夹持杆一作为夹持部的下部夹持件，柔性夹持杆二作为夹持部的顶端夹持件；所述柔性夹持杆一的一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与柔性夹持杆二连接；所述连接杆一通过柔性铰链与柔性夹持杆二连接；所述连接杆二的两端分别通过柔性铰链与连接杆一和固定部连接。
所述柔性铰链均为圆型切槽柔性铰链；所述夹持机构为一体成型的软胶构件。
所述连接杆一上还设置有用于限制连接杆一和连接杆二之间角度的限位件；所述限位件与连接杆二相对设置。
本实用新型还包括与柔性夹持杆二连接的限位部件，所述限位部件位于连接杆一的外侧并与柔性夹持杆二和连接杆一之间的柔性铰链相对设置。该限位部件可以限制柔性夹持杆二和连接杆一之间的角度，避免与柔性夹持杆二和连接杆一连接的柔性铰链发生过大的形变。
本实用新型还包括用于检测夹持机构夹持力的夹持力传感器；所述夹持力传感器为薄膜压阻式压力传感器，其嵌入至柔性夹持杆二内部。
所述驱动机构包括驱动部、动力部和传动部；所述动力部分别与两个夹持部的连接杆二铰接，动力部通过传动部与驱动部连接，实现驱动部通过驱动连接杆二带动连接杆一运动，并将动力传递于柔性夹持杆一和柔性夹持杆二，实现两个夹持部的夹持或张开运动；
所述驱动部包括驱动横杆，以及与驱动横杆两端固定连接的左驱动杆和右驱动杆；所述左驱动杆和右驱动杆分别与两个夹持部的连接杆二铰接；所述左驱动杆与右驱动杆对称布置。
所述传动部包括丝杆、与丝杆连接的丝杆螺母和联轴器；所述驱动横杆与丝杆螺母连接；所述动力部的输出端通过联轴器与丝杆的下端相连，实现通过动力部驱动丝杆转动以带动与丝杆螺母连接的驱动横杆升降；
所述动力部包括基座和设置在基座内部的驱动装置；所述驱动装置的输出端通过联轴器与丝杆的下端相连。
本实用新型还包括导向机构；所述导向机构包括前支撑座、后支撑座和滑块；所述前支撑座和后支撑座分别与基座上端连接，并对称设置在夹持部两侧；所述前支撑座和/或后支撑座设置有导轨，所述滑块一端与驱动横杆连接，另一端与导轨滑动连接，实现驱动横杆升降过程中通过滑块沿导轨运动。
所述基座设置有便于柔顺夹持器开机时进行归零标定的限位开关；所述限位开关位于驱动横杆下方。
本实用新型与物体接触的夹持件为柔性夹持杆，该柔性夹持杆、连接杆和固定部为一体成型的白色软胶件，这样可以实现对物体柔性夹持，对夹持物表面具有较强的自适应性。该柔顺夹持器具有两种夹持模式，分别为两点夹持与包络夹持。夹持器采用压阻式薄膜传感器作为夹持力传感器，其具有厚度小、抗干扰能力强和价格便宜的特点，并能很好地嵌入至柔性夹持杆二内部从而实现夹持器紧凑化设计。柔顺夹持器能够通过柔性夹持杆自身的柔度提供较大的夹持力容差，满足本项目的抓取需求，并有效降低夹持器的制造成本。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型柔顺夹持器可实现对夹持物进行自适应抓取，具有通用性强和实用性强的特点。
附图说明
图1是本实用新型柔顺夹持器的示意图一；
图2是本实用新型柔顺夹持器的示意图二；
图3是本实用新型柔顺夹持器的爆炸图；
其中，1为柔性铰链、2为固定部、3为柔性夹持杆一、4为柔性夹持杆二、5为连接杆一、6为连接杆二、7为限位件、8为限位部件、9为夹持力传感器、10为驱动横杆、11为左驱动杆、12为右驱动杆、13为丝杆、14为丝杆螺母、15为联轴器、16为基座、17为驱动装置、18为前支撑座、19为后支撑座、20为滑块、21为导轨、22为限位开关。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例
如图1至图3所示，本实用新型的柔顺夹持器包括夹持机构和驱动机构；该夹持机构包括对称镜像设置的两个夹持部，以及均与两个夹持部连接的固定部2；该夹持机构为一体成型的软胶构件。
其中，夹持部包括类型为圆型切槽的柔性铰链1、柔性夹持杆和连接杆；两个夹持部分别通过柔性铰链1与固定部2连接；每个夹持部均由柔性夹持杆和连接杆通过柔性铰链1连接组成。而驱动机构分别与两个夹持部铰接，通过驱动连接杆和柔性夹持杆运动，实现两个夹持部对物体进行自适应夹持或张开运动。
具体地说，两个夹持部均包括柔性夹持杆一3、柔性夹持杆二4、连接杆一5和连接杆二6，其中，柔性夹持杆一3作为夹持部的下部夹持件，柔性夹持杆二4作为夹持部的顶端夹持件，柔性夹持杆一3的一端通过柔性铰链1与固定部2连接，另一端通过柔性铰链1与柔性夹持杆二4连接，连接杆一5通过柔性铰链1与柔性夹持杆二4连接，连接杆二6的两端分别通过柔性铰链1与连接杆一5和固定部2连接。
连接杆一5上还设置有用于限制连接杆一5和连接杆二6之间角度的限位件7，该限位件7与连接杆二6相对设置。本实用新型还包括与柔性夹持杆二4连接的限位部件8，该限位部件8位于连接杆一5的外侧并与柔性夹持杆二4和连接杆一5之间的柔性铰链1相对设置。该限位部件8可以限制柔性夹持杆二4和连接杆一5之间的角度，避免与柔性夹持杆二4和连接杆一5连接的柔性铰链发生过大的形变。
本实用新型还包括用于检测夹持机构夹持力的夹持力传感器9，该夹持力传感器9为薄膜压阻式压力传感器，其嵌入至柔性夹持杆二4内部。
本实用新型的驱动机构包括驱动部、动力部和传动部，其中，动力部分别与两个夹持部的连接杆二6铰接，动力部通过传动部与驱动部连接，实现驱动部通过驱动连接杆二6带动连接杆一5运动，并将动力传递于柔性夹持杆一3和柔性夹持杆二4，实现两个夹持部的夹持或张开运动。具体地说，驱动部包括驱动横杆10，以及与驱动横杆10两端固定连接的左驱动杆11和右驱动杆12，左驱动杆11和右驱动杆12分别与两个夹持部的连接杆二6铰接，左驱动杆11与右驱动杆12对称布置。
本实用新型的传动部包括丝杆13、与丝杆13连接的丝杆螺母14和联轴器15，其中，驱动横杆10与丝杆螺母14连接，动力部的输出端通过联轴器15与丝杆13的下端相连，实现通过动力部驱动丝杆13转动以带动与丝杆螺母14连接的驱动横杆10升降。而动力部包括基座16和设置在基座16内部的驱动装置17，该驱动装置17的输出端通过联轴器15与丝杆13的下端相连。
本实用新型还包括导向机构，该导向机构包括前支撑座18、后支撑座19和滑块20，其中，前支撑座18和后支撑座19分别与基座16上端连接，并对称设置在夹持部两侧，前支撑座18和/或后支撑座19设置有导轨21，滑块20一端与驱动横杆10连接，另一端与导轨21滑动连接，实现驱动横杆10升降过程中通过滑块20沿导轨运动。该基座16设置有便于柔顺夹持器开机时进行归零标定的限位开关22，该限位开关22位于驱动横杆10下方。当夹持器的夹持部张开到最大开度位置，此时驱动横杆10下降触动限位开关22，控制夹持器的控制器内部标记该位置为原点，实现柔顺夹持器归零标定。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柔顺夹持器，其特征在于：包括夹持机构和驱动机构；所述夹持机构包括对称镜像设置的两个夹持部，以及均与两个夹持部连接的固定部；
所述夹持部包括柔性铰链、柔性夹持杆和连接杆；两个夹持部分别通过柔性铰链与固定部连接；每个所述夹持部均由柔性夹持杆和连接杆通过柔性铰链连接组成；
所述驱动机构分别与两个夹持部铰接，通过驱动连接杆和柔性夹持杆运动，实现两个夹持部对物体进行自适应夹持或张开运动。
2.根据权利要求1所述的柔顺夹持器，其特征在于：两个所述夹持部均包括柔性夹持杆一、柔性夹持杆二、连接杆一和连接杆二；所述柔性夹持杆一作为夹持部的下部夹持件，柔性夹持杆二作为夹持部的顶端夹持件；所述柔性夹持杆一的一端通过柔性铰链与固定部连接，另一端通过柔性铰链与柔性夹持杆二连接；所述连接杆一通过柔性铰链与柔性夹持杆二连接；所述连接杆二的两端分别通过柔性铰链与连接杆一和固定部连接。
3.根据权利要求1所述的柔顺夹持器，其特征在于：所述柔性铰链均为圆型切槽柔性铰链；所述夹持机构为一体成型的软胶构件。
4.根据权利要求2所述的柔顺夹持器，其特征在于：所述连接杆一上还设置有用于限制连接杆一和连接杆二之间角度的限位件；所述限位件与连接杆二相对设置。
5.根据权利要求2所述的柔顺夹持器，其特征在于：还包括与柔性夹持杆二连接的限位部件，所述限位部件位于连接杆一的外侧并与柔性夹持杆二和连接杆一之间的柔性铰链相对设置。
6.根据权利要求1所述的柔顺夹持器，其特征在于：还包括用于检测夹持机构夹持力的夹持力传感器；所述夹持力传感器为薄膜压阻式压力传感器，其嵌入至柔性夹持杆二内部。
7.根据权利要求1所述的柔顺夹持器，其特征在于：所述驱动机构包括驱动部、动力部和传动部；所述动力部分别与两个夹持部的连接杆二铰接，动力部通过传动部与驱动部连接，实现驱动部通过驱动连接杆二带动连接杆一运动，并将动力传递于柔性夹持杆一和柔性夹持杆二，实现两个夹持部的夹持或张开运动；
所述驱动部包括驱动横杆，以及与驱动横杆两端固定连接的左驱动杆和右驱动杆；所述左驱动杆和右驱动杆分别与两个夹持部的连接杆二铰接；所述左驱动杆与右驱动杆对称布置。
8.根据权利要求7所述的柔顺夹持器，其特征在于：所述传动部包括丝杆、与丝杆连接的丝杆螺母和联轴器；所述驱动横杆与丝杆螺母连接；所述动力部的输出端通过联轴器与丝杆的下端相连，实现通过动力部驱动丝杆转动以带动与丝杆螺母连接的驱动横杆升降；
所述动力部包括基座和设置在基座内部的驱动装置；所述驱动装置的输出端通过联轴器与丝杆的下端相连。
9.根据权利要求8所述的柔顺夹持器，其特征在于：还包括导向机构；所述导向机构包括前支撑座、后支撑座和滑块；所述前支撑座和后支撑座分别与基座上端连接，并对称设置在夹持部两侧；所述前支撑座和/或后支撑座设置有导轨，所述滑块一端与驱动横杆连接，另一端与导轨滑动连接，实现驱动横杆升降过程中通过滑块沿导轨运动。
10.根据权利要求8所述的柔顺夹持器，其特征在于：所述基座设置有便于柔顺夹持器开机时进行归零标定的限位开关；所述限位开关位于驱动横杆下方。
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|---|---|---|---|---|
| CN113183168A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-30 | 常州工学院 | 一种夹持机构 |
| CN113370248A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-10 | 上海大学 | 一种具有力感知的果蔬采摘机器人柔性末端执行器 |
| WO2023065102A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | Shanghai Flexiv Robotics Technology Co., Ltd. | Gripper and robot having the same |
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| CN113370248A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-10 | 上海大学 | 一种具有力感知的果蔬采摘机器人柔性末端执行器 |
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