一种复合型柔性手指、柔性夹爪及机械夹具的制作方法

1.本发明涉及夹具技术领域，尤其涉及一种复合型柔性手指、柔性夹爪及机械夹具。
技术背景
2.随着自动化制造越来越繁荣，几乎每一个工厂都有不同的自动化设备，而且在机械手臂发展前景大好的现在，机械臂抓取物品以是随处可见。如果抓取的物品硬度高对外观没有太大的要求，装在机械臂前端的手指可以用一些硬料制作，可根据图纸随意发挥。但是在工业生产中或者日常生活中，经常会有大件且易划伤物品的抓取需求，对于这种需求，目前是采用机器人执行器或夹具来完成抓取，主要有三种方式，一种是通过吸盘来吸取，但由于物品的外形不规则存在缝隙，很难建立真空环境，如果换小型吸盘又无法达到吸力要求。另一种就是金属夹爪夹取，但是极容易造成划伤。还有一种就是用橡胶的夹爪夹取，然而全橡胶的夹爪柔性太强，在夹持中容易脱落。这种手指柔韧性也许达到了但是硬度强度无法达到，如果硬要达到硬度和强度的话就需要寻求更加昂贵的和更加合适的材料，费时费力。


技术实现要素：

3.为解决上述

背景技术：
中存在的问题，本发明提供一种复合型柔性手指、柔性夹爪及机械夹具。本发明主要针对易划伤、易变形原材料或产品的夹取，通过合理的方案，设计并制造一套完整的手指。能针对不同用户不同需求制造出正好能够达标的柔性手指。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种柔性手指，手指本体为包含骨架结构的复合物，能够极大的提高夹爪的夹取强度。也能强化手指本体的硬度，不易变形。所述手指本体包含三层结构，分别为接触面和背面、以及设于二者之间的具有蜂窝状通孔的连接层。
6.进一步地，蜂窝孔状结构的中间层能够使手指本体更加结实不易分离。
7.进一步地，所述的接触面表面设有多个倾斜的凸起，保证其对物品的摩擦力。
8.进一步地，背面较薄，能节省空间和材料。
9.进一步地，接触面和背面经蜂窝状通孔相互粘合在一起，保证其整体性，不易脱落。
10.进一步地，所述具有蜂窝状通孔的连接层是由硬度较高(大于等于50hrc) 的金属材料制成的金属层。
11.进一步地，所述接触面和背面可根据夹取物品的具体情况选择不同种类材料，如可采用橡胶或硅胶等柔性材料。
12.一种柔性夹爪，包括至少两个所述的柔性手指。
13.一种机械夹具，包括机械手臂和一个或多个所述的柔性夹爪，所述机械手臂上安装有一个或多个柔性夹爪。
14.进一步地，所述的机械夹具还包括：控制设备，与所述柔性夹爪连接，用于控制所
述柔性夹爪夹住或者取放物品。
15.本发明的柔性手指、柔性夹爪及机械夹具，利用仿生原理通过对人手部的分析，总结出三层结构。人手取东西时，既可以保证不掉落也可以保证力量大但不会损坏物品。利用仿生学原理模拟柔软坚韧的手心、坚硬的指骨、起保护和连接的手背。制作发明出这款柔性手指。接触面有橡胶凸起，保证其摩擦力度，背面相对较薄，可以节约成本，中间为蜂窝孔状硬性材料，可以保证整体手指紧实不易脱落损坏。接触面的橡胶厚度要大于背面，因为接触面是工作表面，要保证其耐磨耐用性。
16.本发明的有益效果为：
17.本发明的柔性手指、柔性夹爪及机械夹具，可实现轻柔且紧固的夹取产品，并能保证效果良好且成本低下。
18.本发明通过设置骨架结构(具有蜂窝状通孔的连接层)，使得手指具备较强的抗压能力，强化手指的硬度。从而实现在抓取重的物品时不易掉落，有效的提高柔性夹爪的抓取能力，满足更多的生产、生活中的抓取任务。
附图说明
19.图1为本发明实施例的柔性手指的分解图；
20.图2是本发明实施例的柔性手指的整体图；
21.图3是本发明一种实施方式的包含两个柔性手指的柔性夹爪的结构示意图；
22.图4是本发明实施例的一种夹取状态示意图；
23.其中，1为手指本体、2为骨架结构、3为背面、4为气缸本体、5为接触面斜向凸起、6为气缸连接法兰、7为蜂窝状通孔、8为接触面。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图对发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外在以下说明中省略对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明的概念。
25.在以下的本发明实施例中，手指本体1采用弹性材料和弹簧钢板制成，手指本体1的接触面8和背面3采用橡胶材质或者硅胶材料，以65mn弹簧钢制成的具有蜂窝状通孔7的连接层作为骨架结构2，手指均包括指腹和指背，手指的一侧设置为大致平面，相对的另一侧形成多个接触面斜向凸起5，手指上为凸起的部分为指腹，另一侧为指背。另外手指还包括弹簧钢板的骨架结构，加装在柔性夹爪的气缸本体4上时，即可实现物品的夹取。
26.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
27.在三个以及三个以上柔性手指组成的柔性夹爪的实施例中，包括一个支架，柔性手指沿支架的圆周方向均匀分布。其余结构可参见两个柔性手指组成的柔性夹爪的实施
例，在此不再赘述。
28.在本发明的又一方面，还提供一种机械夹具，包括一个或多个柔性夹爪，还包括一个或多个机械手臂，每个机械手臂上安装有一个或多个柔性夹爪。柔性夹爪与机械手臂之间设有气缸连接法兰6。
29.对于控制方法的实施过程可以参阅上述关于机械夹具的实施例的介绍，在此不再赘述。应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。


技术特征：
1.一种柔性手指，其特征在于，手指本体包括接触面(8)和背面(3)、以及设于二者之间的具有蜂窝状通孔(7)的连接层；所述的接触面(8)表面设有多个倾斜的凸起(5)。2.根据权利要求1所述的柔性手指，其特征在于，所述具有蜂窝状通孔(7)的连接层是由硬度不小于50hrc金属材料制成的金属层。3.根据权利要求1所述的柔性手指，其特征在于，所述接触面(8)和背面(3)的材质为橡胶或硅胶。4.一种柔性夹爪，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-3任一项所述的柔性手指。5.一种机械夹具，其特征在于，包括机械手臂和一个或多个如权利要求4所述的柔性夹爪，所述柔性夹爪安装在机械手臂上。6.根据权利要求5所述的机械夹具，其特征在于，还包括：控制设备，与所述柔性夹爪连接，用于控制所述柔性夹爪夹住或者取放物品。

技术总结
本发明公开了一种复合型柔性手指、柔性夹爪及机械夹具，该手指本体包括接触面和背面、以及设于二者之间的具有蜂窝状通孔的连接层；所述的接触面表面设有多个倾斜的凸起，可保证其对物品的摩擦力。蜂窝孔状结构的中间层能够使手指本体更加结实不易分离。采用本发明的柔性手指、柔性夹爪及机械夹具，可实现轻柔且紧固的夹取产品，并能保证效果良好且成本低下。并能保证效果良好且成本低下。并能保证效果良好且成本低下。


技术研发人员：孙文 刘志斌 张笑宇 乔子铎
受保护的技术使用者：浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/1/28