[实用新型]软体驱动径向开合式气动夹持装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气压传动领域，具体涉及一种软体驱动径向开合式气动夹持装置。

背景技术

在自动化夹持和搬送操作中，气压驱动的夹持器越来越多地应用于物品夹持与搬送，如支点开闭型气爪等。然而，目前的气压夹持装置多针对特定种类和规格的物品，对于形状不规则的物体还没有可靠高效的夹持方法。例如，在以工件自动搬送为重点的自动化柔性生产线上，要实现多种机型混流生产，就要使各种规格和尺寸的工件在同一条生产线上混流搬送，这是现有的夹持装置和夹持方法无法实现的。由于自动夹持和搬送任务依赖于灵活高效的柔顺夹持装置，所以发展新型柔顺夹持技术以适应物品形状和提高夹持能力是亟需研究的课题，具有非常重要的作用。

目前已有不少关于气动夹持器械的专利申请，例如：美国专利US6685422B2、中国专利201320578935.9等，市场上销售的气爪种类也较多，但它们的工作原理都是基于刚性气缸活塞移动带动夹持器末端运动而夹紧工件，基本上都采用了刚性气缸结合机械传动机构的基本结构。这类结构的缺点十分明显。一方面，装置柔顺性欠佳，夹持力也不易调节，对于易破损物体的适应性不佳；另一方面，夹持器对夹持物形状的适应性不足，夹持器不能根据夹持物形状进行自适应调节。随着技术的发展，需要柔性更好、适应性更强的柔顺夹持设备，这种设备的缺乏，大大影响了先进制造业混流加工、物品传送和现代物流等需求。

为了解决传统气动夹持器械存在的上述问题，技术人员进行了相关的研究，如中国专利申请201210562373.9和201310358580.7等。但这些研究仍然没有很好地全部解决气动执行器柔性和夹持器末端柔性等主要问题。例如：中国专利申请201210562373.9中提出了一种用于球状果实自动采摘器的末端执行机构，通过设计碗状夹持器实现了对部分球状果实的形状适应，但它采用气缸活塞轴带动拔叉和滑块在水平滑槽内做往返直线运动，没有显著增强柔顺性；其夹持末端采用碗状结构结合橡胶弹性材料来贴合果实，但碗状夹持器结构固定，且橡胶材料的弹性受温度湿度等环境因素影响很大，影响夹持物的适应性。而中国专利申请201310358580.7提出了基于变胞机构的自适应气动柔性抓取机械手爪，采用气缸驱动曲柄滑块机构和变胞铰链四杆机构。但其对物体的适应依赖于变胞结构机械运动副，手爪各关节驱动采用的是刚性气缸活塞驱动，依然属于刚性气缸结合机械传动机构的结构，气动执行器柔性和夹持器末端柔性仍有待提高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种软体驱动径向开合式气动夹持装置，由于其软体驱动单元和触手单元均由硅橡胶软体构成，在硅橡胶软体充入压缩空气后能有效贴合多种几何轮廓，实现夹持手指与物体面接触，充分贴合物体表面，达到多种形状物体柔顺夹持的目的，且具有夹持力可调、夹持手指开合角度可调等特点。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种软体驱动径向开合式气动夹持装置，包括软体驱动单元和N个触手单元，N≥3，N个触手单元对称分布在软体驱动单元上；软体驱动单元包括上端盖、驱动气囊、下端盖、上密封圈、下密封圈、支撑杆、下端盖连接件；支撑杆为中空杆件，支撑杆与上端盖和下端盖同心，支撑杆一端与上端盖固定连接，另一端与下端盖固定连接，上端盖、下端盖和支撑杆均位于驱动气囊内，上端盖顶部设有一圈凹槽，驱动气囊一端设置在上端盖的凹槽中，通过上密封圈进行密封；下端盖底部设有一圈凹槽，驱动气囊另一端设置在下端盖的凹槽中，通过下密封圈进行密封；M个下端盖连接件均匀分布在下端盖底部，M=N；驱动气囊通过气管分别与气源的气阀以及抽真空阀门连接。

触手单元包括连杆、末端气囊、充气软管和活页铰链，末端气囊固定在连杆一端，连杆另一端固定在驱动气囊上，连杆通过活页铰链与下端盖连接件连接，充气软管一端与末端气囊连接，另一端穿过支撑杆中心，分别与气源的气阀以及抽真空阀门连接。

上述上端盖的横截面积不大于下端盖的横截面积。

上述驱动气囊选用高气密性特种橡胶。

上述高气密性特种橡胶优选丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶。

上述末端气囊选用高气密性特种橡胶。

上述高气密性特种橡胶优选丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶。