一种可变形夹持装置的制作方法

本发明涉及一种用于夹持异形产品的装置，特别涉及一种可变形夹持装置。

背景技术：

随着科技进步，各式产品不断推陈出新。许多产品为了符合人体工学、或者诉求视觉效果，而着重于外观设计。举例来说，桌上型喇叭可能会设计成流线型的弯曲状结构，或者是三角状的新潮概念。

在生产线上必须夹持这些异形产品进行组装或检测。然而，在产品外观多变化的情况下，传统的夹持装置无法适用于各种产品，而必须使用人力移动产品，或者添购各式不同夹具来夹持产品。这就大大降低了对这些产品的夹取效率或可靠性。

对大型复杂零件，如发动机壳体、航空结构件时，多采用刚性夹具。然而，这些零件形状结构变化多样，采用刚性夹具具有存在适用性差、夹紧应力大等问题。

中国专利文献CN104588942A公开了一种《自变形夹持装置》，自变形夹持装置，包括夹持装置和机架。所述夹持装置由固定块和移动块组成，移动块与固定块通过燕尾槽相连接，移动块前端设置有电磁铁，移动块在磁力的驱动下紧紧吸附在工件上并按照工件的外形进行变形，夹持装置通过固定块尾端固定在机架上。该装置是通过磁性吸住物品，只能适用于各种铁质工件。

CN102825484A公开的《基于相变材料的柔性夹具》，该夹具虽然采用相变材料，但是并不是通过相变材料夹紧工件，仍然需要用夹紧体和夹头夹紧工件，相变材料只是用于调节，夹紧体高度、定位体及夹紧体的位置，还是通过刚性部件与工件接触来夹紧，并不是相变材料直接作用于工件。CN104308209A公开的《磁流变柔性夹具系统及夹紧方法》以及CN1216717C公开的《磁流变柔性夹具》，也只是通过磁流变材料传力至夹头，夹头与工件刚性接触，磁流变材料并不直接作用于工件。

CN104084826A公开的《基于磁流变胶泥的柔性夹具》，虽然是磁流变材料直接作用于工件，但是并不将工件包裹，夹持效果欠佳。

技术实现要素：

本发明针对现有夹具在异形产品夹持方面存在的不足，提供一种适用各种形状工件，夹持稳固的可变形夹持装置。

本发明的可变形夹持装置，采用以下技术方案：

该装置，包括软性夹持元件和控制系统，控制系统设置于软性夹持元件的外围，用以挤压所述软性夹持元件，以使所述软性夹持元件向待夹持件靠近，软性夹持元件随着待夹持件的外形而产生变形，包裹住待夹持件。

所述软性夹持元件包括包覆层和填充物，填充物填充于包覆层内，填充物随包覆层的外形改变而流动、移动或变形。所述填充物为可控相变材料，如磁流变液和电流变液。这些流体可以在推动装置的控制下由液态转变为固态或半固态，从而使得待夹持元件被稳固夹持。

所述控制系统包括推动装置和变相装置，变相装置连接在推动装置上，软性夹持元件连接在变相装置上。变相装置用于改变软性夹持元件中填充物的固液状态。

所述变相装置为磁场产生装置和磁场强度控制装置，磁场产生装置连接在推动装置上并与磁场强度控制装置连接。

所述变相装置为电场产生装置和电场强度控制装置，电场产生装置连接在推动装置上并与电场强度控制装置电连接。

本发明通过挤压软性夹持元件，使软性夹持元件直接与待夹持件接触，随着待夹持件的外形而产生变形，包覆夹持工件，控制软性夹持元件中填充物的相变(由液态转变为固态或准固态)，使软性夹持元件稳固地夹持住待夹持件，属于柔性夹持，具有适用广泛、夹持稳固的特点。

附图说明

图1是本发明可变形夹持装置的结构示意图。

图2是本发明中推动装置挤压软性夹持元件向待夹持件靠近时的状态示意图。

图3是本发明夹持住带有凹槽的待夹持件的状态示意图。

图4是本发明通过外围包裹夹持住待夹持件的状态示意图。

其中：1.控制系统，2.包覆层，3.填充物，4.待夹持件，5.软性夹持元件。

具体实施方式

实施例1

如图1，本发明的可变形夹持装置用以夹持各种形状的待夹持件4。该装置包括软性夹持元件5和控制装置1。软性夹持元件5用以包覆待夹持件4。控制装置1设置于软性夹持元件5的外围。软性夹持元件5包括包覆层2及填充物3，填充物3填充于包覆层2内。填充物3可随包覆层2的外形改变而流动、移动或变形。包覆层2的材料为硅胶等可变形软体材料。软性夹持元件5的变形是藉由填充物3的流动、移动或变形。

本实施例中，控制系统1包括推动装置、磁场产生装置和磁场强度控制装置。推动装置可采用气缸、液压缸、电动推杆等。磁场产生装置连接在推动装置上并与磁场强度控制装置连接。推动装置施力时不会对软性夹持元件5产生自体的压缩作用，而是使软性夹持元件5产生整体的移动。

本实施例中，软性夹持元件5的填充物3采用磁流变液，可通过改变磁流变液所处的磁场来改变其相态(液态和固态)。控制系统1内设置的磁场产生装置，为填充物3(磁流变液)产生具有一定场强的磁场，并可以通过磁场强度控制装置改变此磁场的强度。

磁场产生装置可以采用电磁铁，该电磁铁与外部电源连接，电源连接磁场强度控制装置，一般可使用电流控制器，电流控制器通过改变电磁圈电流大小改变其磁场强度。磁场产生装置也可以采用其它任何能够产生磁场的装置。

在待夹持件4尚未被夹持时，待夹持件4与软性夹持元件5的间隙较大(参见图1)。如图2所示，当推动装置1挤压软性夹持元件5向待夹持件4靠近时，软性夹持元件5随着待夹持件4的外形而产生变形，以使待夹持件4被稳固地夹持。待夹持件4与软性夹持元件5的间隙变得较小，且待夹持件4与软性夹持元件5形成多个接触点。

如图3所示，此时改变软性夹持元件5所处磁场的场强，使填充物3相变为准固态，从而对待夹持件4产生夹紧力，达到稳固夹持待夹紧件4的目的。此时软性夹持元件5可以稳固夹紧待夹持件4，达到其工作目的。

待夹持件4形状不固定。图3所示是对带有多个凹槽的待夹持件4的夹持，软性夹持元件5伸入到各凹槽中。图4所示是通过外围包裹夹持住待夹持件。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，软性夹持元件5中的填充物为电流变液，既可以通过改变软性夹持元件5所处电场的场强，使电流变液填充物相变为类似固体的形态，从而对待夹持件4产生夹紧力，达到稳固夹持待夹紧件4的目的。

同样，本实施例中的控制系统包括推动装置、电场产生装置和电场强度控制装置，推动装置可采用气缸、液压缸、电推杆等，电场产生装置连接在推动装置上并与电场强度控制装置电连接。软性夹持元件5的包覆层2连接在电场产生装置上。推动装置推动电场产生装置及软性夹持元件5一起向待夹持件4移动。电场强度控制装置也可使用电流控制器，通过改变电流大小改变电场强度。

本实施例的运行过程与实施例1相同。