一种夹持组件及柔性夹持器的制作方法

本发明涉及夹持器领域，尤其涉及一种夹持组件及柔性夹持器。

背景技术

夹持器可以帮忙人们拾取物品，被广泛运用于完成工业、日常生活上的抓取任务，现在的普通的夹持器自适应能力低，不能稳定地抓取外形各异的物品，一般只能抓取方形物品或者只能抓取圆形或球形物品，使用不灵活。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够灵活抓取物品的夹持器。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种夹持组件，包括对称设置的左夹持部和右夹持部、设于所述左夹持部和所述右夹持部下方的固定部，所述右夹持部包括竖直设置的顶端夹持杆，所述顶端夹持杆下端的左侧、右侧分别连接有第一柔性铰链、第二柔性铰链，所述第一柔性铰链、第二柔性铰链下端分别连接有内侧夹持杆、外侧杆，所述内侧夹持杆、外侧杆下端分别连接有第三柔性铰链、第四柔性铰链，所述第四柔性铰链下端连接有横向设置的夹持驱动杆，所述夹持驱动杆左端连接有第五柔性铰链，所述第三柔性铰链、第五柔性铰链分别与所述固定部的中部和右端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹持组件为一体成型的塑料构件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹持组件为硅橡胶构件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一柔性铰链、第二柔性铰链、第三柔性铰链、第四柔性铰链、第五柔性铰链均为直圆型柔性铰链。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外侧杆下端左侧设有限位部件，所述限位部件与所述夹持驱动杆之间设有间隙。

一种柔性夹持器，包括权利要求1至5任一项所述的夹持组件、设于所述夹持组件下方的驱动组件、设于所述驱动组件下方的动力组件；

所述驱动组件包括设于上方的左驱动件和右驱动件、水平地设于下方的连接杆，所述连接杆的左右两端分别铰接所述左驱动件和所述右驱动件，所述右驱动件的上端与所述夹持驱动杆的右端铰接，所述左驱动件与所述左夹持部铰接，所述左驱动件和所述右驱动件左右对称设置；

所述动力组件包括：竖直设置的空心圆柱状的固定座、竖直设于所述固定座内的驱动装置、竖直设置的伸缩部，所述驱动装置的输出端与所述伸缩部的底端相连，所述伸缩部的顶端与连接杆固接，所述固定座与所述固定部相对连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置为电机，所述伸缩部包括丝杆、套在丝杆外的丝杆螺母，所述电机的输出端与所述丝杆的底端相连，丝杆螺母与连接杆的中心固接，所述动力组件还包括联轴器，所述丝杆与电机通过联轴器连接。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括两件左右对称设置的驱动杆连接件，所述驱动杆连接件上下两端分别连接所述夹持组件与所述驱动组件，位于右部的驱动杆连接件的上端与夹持驱动杆的右端固接，位于右部的驱动杆连接件的下端与右驱动件铰接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述动力组件包括两件对称设置的驱动组件座，两件所述驱动组件座分别设于所述连接杆的前侧和后侧，两件所述驱动组件座的上部分别与所述固定部固接，两件所述驱动组件座的下部均与所述固定座相对连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述动力组件还包括外壳，所述外壳呈筒状，所述外壳套在所述固定座外，所述外壳的顶部和底部分别与所述驱动组件座和所述固定座固接。

本发明的有益效果是：既可以平行抓取，也可以包络抓取，适用于抓取生活中所用到的大部分物品；由于夹持组件各处通过柔性铰链连接，在抓取物品的时候，柔性铰链能够缓冲驱动组件的推力，当抓取对象已经被夹持住后，驱动组件继续作用，也不容易压伤抓取对象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明一种柔性夹持器的立体图；

图2是本发明的夹持组件的示意图；

图3是本发明一种柔性夹持器的爆炸图；

图4是本发明的限位部件的示意图；

图5是本发明的夹持组件平行夹持物体时的简图；

图6是本发明的夹持组件包络夹持物体时的简图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接或连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图6，是本发明的实施例，具体地：

一种夹持组件，包括对称设置的左夹持部和右夹持部、设于所述左夹持部和所述右夹持部下方的固定部7，所述右夹持部包括竖直设置的顶端夹持杆1，所述顶端夹持杆1下端的左侧、右侧分别连接有第一柔性铰链21、第二柔性铰链22，所述第一柔性铰链21、第二柔性铰链22下端分别连接有内侧夹持杆2、外侧杆3，所述内侧夹持杆2、外侧杆3下端分别连接有第三柔性铰链23、第四柔性铰链24，所述第四柔性铰链24下端连接有横向设置的夹持驱动杆4，所述夹持驱动杆4左端连接有第五柔性铰链25，所述第三柔性铰链23、第五柔性铰链25分别与所述固定部7的中部和右端相连。

进一步地，所述夹持组件为一体成型的塑料构件。塑料构件和成本低，并且一体成型的塑料构件成型的效率高，免去了许多组装工序，具有降低成本的好处。

进一步地，所述夹持组件为硅橡胶构件。硅橡胶具有较高的柔性，在多次变形之后回复原状的能力较强，能够适应较大的变形。

进一步地，所述第一柔性铰链21、第二柔性铰链22、第三柔性铰链23、第四柔性铰链24、第五柔性铰链25均为直圆型柔性铰链。直圆型柔性铰链。对于一体成型的塑料构件来说，直圆型柔性铰链具有结构简单，稳定性好、注塑成型容易的好处。

进一步地，所述外侧杆3下端左侧设有限位部件5，所述限位部件5与所述夹持驱动杆4之间设有间隙。所述夹持组件处于初始状态时，第一柔性铰链21、第二柔性铰链22、第三柔性铰链23、第五柔性铰链25所组成的四边形为平行四边形。平行四边形的形状不稳定，夹角变形范围大，设置限位部件5可以限制外侧杆3与夹持驱动杆4之间的最小夹角，从而保证在平行夹持过程中，顶端夹持杆保持垂直状态，以实现稳定夹持。

本发明还提出一种柔性夹持器，包括上诉任一项所述的夹持组件、设于所述夹持组件下方的驱动组件、设于所述驱动组件下方的动力组件；所述驱动组件包括设于上方的左驱动件11和右驱动件12、水平地设于下方的连接杆13，所述连接杆13的左右两端分别铰接所述左驱动件11和所述右驱动件12，所述右驱动件12的上端与所述夹持驱动杆4的右端铰接，所述左驱动件11与所述左夹持部铰接，所述左驱动件11和所述右驱动件12左右对称设置；所述动力组件包括：竖直设置的空心圆柱状的固定座19、竖直设于所述固定座19内的驱动装置20、竖直设置的伸缩部，所述驱动装置20的输出端与所述伸缩部的底端相连，所述伸缩部的顶端与连接杆13固接，所述固定座19与所述固定部7相对连接。

进一步地，所述驱动装置20为电机，所述伸缩部包括丝杆15、套在丝杆15外的丝杆螺母14，所述电机的输出端与所述丝杆15的底端相连，丝杆螺母14与连接杆13的中心固接，所述动力组件还包括联轴器16，所述丝杆15与电机通过联轴器16连接。上述的动力组件驱动原理简单，结构简单，成本低。

进一步地，还包括两件左右对称设置的驱动杆连接件9，所述驱动杆连接件9上下两端分别连接所述夹持组件与所述驱动组件，位于右部的驱动杆连接件9的上端与夹持驱动杆4的右端固接，位于右部的驱动杆连接件9的下端与右驱动件12铰接。由于驱动组件的强度要求比夹持组件高，设置驱动杆连接件9方便一体成型的塑料夹持组件与各种材料制成的驱动组件进行连接。

进一步地，所述动力组件包括两件对称设置的驱动组件座17，两件所述驱动组件座17分别设于所述连接杆13的前侧和后侧，两件所述驱动组件座17的上部分别与所述固定部7固接，两件所述驱动组件座17的下部均与所述固定座19相对连接。上述结构可以限制连接杆13绕丝杆15的轴线方向转动，以实现上、下平移运动的导向作用。

进一步地，所述动力组件还包括外壳18，所述外壳18呈筒状，所述外壳18套在所述固定座19外，所述外壳18的顶部和底部分别与所述驱动组件座17和所述固定座19固接。外壳18主要起连接固定座19与驱动组件座17的作用。

该发明的工作原理如下：

当顶端夹持杆1平行夹持物体时，夹持组件的简图如图5所示。驱动装置20的输出端带动伸缩部上下伸缩，由于伸缩部与连接杆13固接，所以连接杆13随伸缩部一起上下运动，于是，驱动组件对夹持组件产生向上或向下的推动力；由于固定座19与固定部7相对连接，所以固定部7位置固定，而夹持驱动杆4的右端被右驱动件12上下推动，右夹持部随着夹持驱动杆4的移动而变形，图5为平行夹持过程中的机构简图，外侧杆3与夹持驱动杆4的夹角呈减小趋势，此外，由图2可以看出，夹持组件处于初始状态时，第一柔性铰链21、第二柔性铰链22、第三柔性铰链23、第五柔性铰链25所组成的四边形为平行四边形，从而随着夹持驱动杆4与固定部7的夹角变化，顶端夹持杆能够保持垂直状态以实现平行夹持不同大小的方形物体。

当包络夹持物体时，夹持组件的简图如图6所示。最初，驱动装置20运转，将夹持组件打开，使得抓取对象不受顶端夹持杆1的阻挡，抓取对象与内侧夹持杆2靠近；内侧夹持杆2运动至接触到抓取对象时，抓取对象与内侧夹持杆2抵接；夹持驱动杆4推动外侧杆3运动；顶端夹持杆1在外侧杆3的推动下与抓取对象接触，直到达到稳定夹持状态，实现包络整个物体的夹持动作。

该发明具有以下好处：包括平行抓取与包络抓取的抓取模式，适用于抓取生活中所用到的大部分物品；由于夹持组件各处通过柔性铰链连接，在抓取物品的时候，柔性铰链能够缓冲驱动组件的推力，当抓取对象已经被夹持住后，驱动组件继续作用，也不容易压伤抓取对象；并且本发明只需要控制电机的转动方向，就可以实现抓取和放下物品的功能，操作简单，所以本发明具有灵活抓取物品的好处。同时，本发明机构简单，动力组件可以采用电机，和丝杆以及丝杆螺母，或者气缸、油缸等，驱动组件包含的零件少，驱动原理简单，驱动构成简单，所以本发明还具有成本低的好处。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。