[發明專利]一種彈性夾持機構

在審

• 申請號: 202011441593.7
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN114608735A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 曲道奎;劉世昌;于海亮;馬壯;李加平;宋宇寧
• 申請（專利權）人: 山東新松工業軟件研究院股份有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;B25B11/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發明公開了一種彈性夾持機構，包括：連接件、設置在所述連接件內部的彈簧上拉板和彈簧下拉板、與所述彈簧上拉板連接的至少兩個上彈簧、與所述彈簧下拉板連接的至少兩個下彈簧、與所述上彈簧和下彈簧連接的彈性夾套；其中，所述彈簧上拉板至少為兩個，所述彈簧上拉板上設有應變片；所述至少兩個彈簧上拉板對稱的設置在所述連接件內部上端，所述彈簧下拉板設置在所述連接件下端。本發明采用簡單的應變片橋式電路測量微小變形，進一步測量彈簧力從而得到接觸力，不用開發過多算法，在低成本的同時研發難度也大大降低。

技術領域

本發明屬于測力傳感器技術領域，提出一種力平衡測量裝置，同時搭載的夾持機構可應用于工業機器人、自動化生產線等諸多領域。

背景技術

目前市面上常見的力控夾持機構多由伺服電機的電流控制或人為增加力 /力矩傳感器來實現，若采用電流力控，不僅在算法上難度增加，在實現效果上也并不是十分理想，波動較大。而常見的力控單元多為一體封裝式力/力矩傳感器，設計成本高且結構復雜，多安裝于機器人關節內部，形成機器人力控技術，無論在控制算法上還是在安裝精度上要求都比較高，開發難度教大、成本較高。若要實現夾持機構的彈性平衡控制一般均需要設計獨立的力傳感器與彈簧機構，串聯安裝，不僅占用空間，在成本上及控制算法開發難度上也大大增加。并不適用于低成本、中低精度的應用場合。

目前，針對彈性夾持機構的應用有很多；如畫家機器人，不僅要求畫筆的可靠性夾持，還要求筆尖與紙面的接觸力要一致才能畫出流暢圖案，像這種不僅能實現彈性平衡自適應，而且還能實現力平衡可控的低成本的夾持機構在市場上并不多見，面向市場的多為高精度、高成本、高算法開發難度的力/力矩傳感器，并不適用于像畫家機器人這種需求的應用場合。

發明內容

本發明提供一種彈性夾持機構，采用簡單的應變片橋式電路測量微小變形，進一步測量彈簧力從而得到接觸力，不用開發過多算法，在低成本的同時研發難度也大大降低。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的。

本發明實施例提供一種彈性夾持機構，包括：連接件、設置在所述連接件內部的彈簧上拉板和彈簧下拉板、與所述彈簧上拉板連接的至少兩個上彈簧、與所述彈簧下拉板連接的至少兩個下彈簧、與所述上彈簧和下彈簧連接的彈性夾套；其中，所述彈簧上拉板至少為兩個，所述彈簧上拉板上設有應變片；所述至少兩個彈簧上拉板對稱的設置在所述連接件內部上端，所述彈簧下拉板設置在所述連接件下端。

在本發明提供的實施例中，優選的，所述彈簧上拉板至少為四個。所述四個彈簧上拉板均勻的分布在所述連接件的上端。所述彈簧上拉板為薄片式橋型結構。所述彈簧下拉板為環形。

在本發明提供的實施例中，優選的，還包括至少兩個調整螺栓；所述調整螺栓穿過連接件與彈簧下拉板連接。所述彈性夾套上設有用于固定執行件的至少兩個加緊頂絲；所述至少加緊頂絲對稱的設置在所述彈性夾套上。

在本發明提供的實施例中，優選的，所述加緊頂絲為四個。所述兩個加緊頂絲對稱的設置在所述彈性夾套的上端；所述兩個加緊頂絲對稱的設置在所述彈性夾套的下端。

本發明的優點有：

1、低成本、模塊化，開發難度低，結構簡單易實現。將測力機構及平衡機構集成設計，形成完整的力平衡、力可控的夾持機構，不占用過多空間；

2、彈性自適應機構設計，實現接觸力的自適應控制，針對不同物體表面的接觸力可調，實現彈性流暢不間斷接觸，適用于各種軟、硬表面物體，適用范圍廣；

3、采用簡單的應變片橋式電路測量微小變形，進一步測量彈簧力從而得到接觸力，不用開發過多算法，在低成本的同時研發難度也大大降低；

4、每次使用前只需重新標定一次即可一直應用，針對不同應用場合也只需使用前標定即可，實用性和適用性強。