[發(fā)明專利]一種夾爪及應(yīng)用該夾爪的夾具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010660444.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN111702802B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝業(yè)平;李紅軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/08
• 分類號(hào): B25J15/08
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 陳洪娜;張艷鵬

本發(fā)明涉及一種夾爪及應(yīng)用該夾爪的夾具，其中夾爪包括本體，該本體內(nèi)具有中空區(qū)域而形成氣室，且所述本體上開設(shè)有與氣室相流體連通的通氣孔，該本體的沿長(zhǎng)度方向延伸的第一側(cè)壁的橫截面至少局部呈波浪狀；鉸鏈結(jié)構(gòu)，設(shè)于本體中并沿本體的長(zhǎng)度方向延伸，且該鉸鏈結(jié)構(gòu)鄰近本體的沿長(zhǎng)度方向延伸的第二側(cè)壁設(shè)置，所述鉸鏈結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿本體長(zhǎng)度方向依次鉸接的鏈節(jié)，相鄰兩個(gè)鏈節(jié)之間通過(guò)樞軸相連，且所述樞軸的軸線沿第二側(cè)壁的寬度方向延伸。通過(guò)在本體中設(shè)置鉸鏈結(jié)構(gòu)，在夾爪彎曲對(duì)物體進(jìn)行夾持時(shí)，鉸鏈結(jié)構(gòu)也隨之能夠彎曲，即鉸鏈結(jié)構(gòu)在不影響夾爪發(fā)生彎曲變形的情況下，還能夠增加夾爪抵抗橫向載荷的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于夾具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性的適于夾持易碎品的夾爪及應(yīng)用該夾爪的夾具。

背景技術(shù)

目前，在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)械夾具被廣泛的使用，在具體工況中，很多工件是易碎品或者在硬性機(jī)械手的夾持下會(huì)發(fā)生形變和損壞，所以導(dǎo)致只能通過(guò)工人手工移動(dòng)，效率低下。

針對(duì)上述問(wèn)題，專利號(hào)為CN201710932429.8(公開號(hào)為CN107555164A)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開的《一種柔性機(jī)電全方位夾爪》，夾爪包括夾指和夾掌，夾指包括夾板，夾板的外側(cè)設(shè)有褶皺，所述褶皺與夾板之間形成氣囊，夾掌上設(shè)有進(jìn)出氣口，所述進(jìn)出氣口與所述氣囊相連，所述進(jìn)出氣口連接外部的高氣壓源。

夾板一般為橡膠材質(zhì)，這種柔性的材料特性使得夾爪無(wú)法承受較大的橫向載荷，這嚴(yán)重影響了夾爪的使用范圍，這種夾爪一般只能在豎向進(jìn)行抓取，而在實(shí)際的使用過(guò)程中，有時(shí)并不能保證有充足的豎向空間，例如需要取下書架上的杯子，該夾爪并不能很好的完成任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種能夠承受橫向載荷的夾爪。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種應(yīng)用上述夾爪的夾具。

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種夾爪，包括

本體，該本體內(nèi)具有中空區(qū)域而形成氣室，且所述本體上開設(shè)有與氣室相流體連通的通氣孔，該本體的沿長(zhǎng)度方向延伸的第一側(cè)壁的橫截面至少局部呈波浪狀；

其特征在于，還包括

鉸鏈結(jié)構(gòu)，設(shè)于本體中，且該鉸鏈結(jié)構(gòu)鄰近本體的沿長(zhǎng)度方向延伸的第二側(cè)壁設(shè)置，所述鉸鏈結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿本體長(zhǎng)度方向依次鉸接的鏈節(jié)，相鄰兩個(gè)鏈節(jié)之間通過(guò)樞軸相連，且所述樞軸的軸線沿第二側(cè)壁的寬度方向延伸。

為了使得夾爪在充氣后能很好的彎曲變形、以對(duì)物體進(jìn)行夾持，所述本體內(nèi)開設(shè)有沿其長(zhǎng)度方向延伸并與通氣孔相流體連通的第一氣室，所述第一側(cè)壁的每個(gè)波峰上均開設(shè)有與第一氣室相流體連通的第二氣室，第一氣室位于第二氣室和鉸鏈結(jié)構(gòu)之間，所述第一氣室和第二氣室共同構(gòu)成所述氣室。

優(yōu)選地，所述本體彎曲時(shí)的角度為θ，氣室內(nèi)的氣壓為p，并且，滿足條件：θ＝a×p²+b×p+c，0a1，1b2，0c1，p單位為kpa。因?yàn)閵A爪的夾持力大小受到接觸面積、夾持面摩擦系數(shù)影響，不好判斷，如此通過(guò)知道氣室中的氣壓大小，能得出本體能產(chǎn)生多大的彎曲角度，彎曲角度會(huì)影響夾爪與被夾持物體的距離，并能根據(jù)彎曲角度預(yù)判斷夾持力的大小。

為了保證夾爪的夾持效果，所述鉸鏈結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為f，本體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，鉸鏈結(jié)構(gòu)的兩端距本體的對(duì)應(yīng)端的距離為d，鏈節(jié)的節(jié)數(shù)為n，第二氣室的個(gè)數(shù)為i，并且，滿足條件：f＝(L-d)/n，3≤n≤i。因?yàn)殒湽?jié)不同的節(jié)數(shù)使鉸鏈結(jié)構(gòu)在彎曲時(shí)會(huì)有不同的彎曲路徑，這主要會(huì)影響夾爪與被夾持物體的接觸角度，從而產(chǎn)生不同的接觸面，以適配對(duì)應(yīng)的被夾持的物體。

優(yōu)選地，每一所述鏈節(jié)均包括基板，相鄰兩個(gè)鏈節(jié)中，其中一個(gè)鏈節(jié)的基板上開設(shè)有凹槽，另一個(gè)鏈節(jié)的基板上開設(shè)有能容置于凹槽中的凸塊，所述樞軸穿過(guò)凹槽和凸塊將相鄰兩個(gè)鏈節(jié)相連。