氣囊機(jī)械手及其夾料控制系統(tǒng)、夾料方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及氣囊機(jī)械手及其夾料控制系統(tǒng)、夾料方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手越來越多的被運(yùn)用到各類領(lǐng)域，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)線，但目前自動(dòng)化生產(chǎn)線所使用的機(jī)械手都是通過剛性氣動(dòng)手指夾持物料或通過吸盤吸附物料，氣動(dòng)手指只適合于夾持形狀規(guī)則、按指定要求擺放整齊的物料，而吸盤只適合于吸附具有光滑平面、按指定要求擺放整齊的物料，氣動(dòng)手指和吸盤對(duì)于形狀不規(guī)則、不按指定要求擺放整齊的物料都無法準(zhǔn)確夾持，靈活度低，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制使用不方便，應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種靈活度高、拾放物料方便的氣囊機(jī)械手，還提供了這種氣囊機(jī)械手的夾料控制系統(tǒng)和夾料方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
氣囊機(jī)械手，包括有頂部開口的軟膠氣囊，軟膠氣囊頂部固定有基座，基座與軟膠氣囊之間圍合形成封閉氣囊空間，基座上開設(shè)有與氣囊空間連通的進(jìn)出氣口，軟膠氣囊包括有相互連接的支撐部、位于支撐部底部的可變形夾料部，夾料部的壁厚小于支撐部的壁厚。
[0005]所述夾料部的底部向內(nèi)凹陷形成凹口部。
[0006]所述夾料部的壁厚由底部向頂部遞增。
[0007]所述支撐部的壁厚由下端向中間遞增。
[0008]所述軟膠氣囊的材質(zhì)為硅膠或橡膠，夾料部的外側(cè)表面為倒錐形結(jié)構(gòu)。
[0009]所述基座為底部開口頂部封閉的空心筒狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)出氣口設(shè)置在基座的頂部或側(cè)面，基座上開設(shè)有泄壓口，泄壓口處設(shè)有可調(diào)壓力的泄壓閥。
[0010]所述基座的底部外表面螺紋固定連接有鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)靠近底部的內(nèi)表面凸設(shè)有內(nèi)錐形面，基座的底部外表面凸設(shè)有與內(nèi)錐形面配合的外錐形面，軟膠氣囊的頂部夾設(shè)于鎖緊環(huán)內(nèi)表面與基座的底部外表面之間，鎖緊環(huán)通過內(nèi)錐形面與基座的外錐形面將軟膠氣囊的頂部夾緊固定密封。
[0011]本發(fā)明還提供了使用上述氣囊機(jī)械手的氣囊機(jī)械手夾料控制系統(tǒng)，包括有上述的氣囊機(jī)械手、氣壓源、第一電磁閥、第二電磁閥、真空發(fā)生器、第三電磁閥，氣壓源出口通過一路管路依次連接第一電磁閥、真空發(fā)生器、第三電磁閥的入氣口，氣壓源出口通過另一路管路依次連接第二電磁閥、第三電磁閥的入氣口，第三電磁閥的出氣口通過管路連接氣囊機(jī)械手的進(jìn)出氣口。
[0012]所述氣囊機(jī)械手的進(jìn)出氣口與第三電磁閥的出氣口之間的管路上連接有壓力傳感器，第三電磁閥的入氣口的管路上連接有空氣過濾器。
[0013]本發(fā)明還提供了使用上述氣囊機(jī)械手的氣囊機(jī)械手夾料方法，包括有上述的氣囊機(jī)械手，氣囊機(jī)械手夾料方法包括以下步驟:
A、將氣囊機(jī)械手移送至物料處并向物料擠壓，使軟膠氣囊的夾料部接觸物料開始變形；
B、軟膠氣囊繼續(xù)擠壓物料直至氣囊空間內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值，使軟膠氣囊的夾料部沿著物料擠壓變形并部分包覆住物料外表面；
C、向氣囊空間抽真空形成負(fù)壓，使軟膠氣囊的夾料部在負(fù)壓作用下收縮夾緊物料；
D、持續(xù)保持氣囊空間內(nèi)負(fù)壓，并將氣囊機(jī)械手移送至指定位置；
E、向氣囊空間送氣形成正壓，使軟膠氣囊的夾料部恢復(fù)形狀而將物料釋放。
[0014]本發(fā)明有益效果在于:本發(fā)明的氣囊機(jī)械手包括有頂部開口的軟膠氣囊，軟膠氣囊頂部固定有基座，基座與軟膠氣囊之間圍合形成封閉氣囊空間，基座上開設(shè)有與氣囊空間連通的進(jìn)出氣口，軟膠氣囊包括有相互連接的支撐部、位于支撐部底部的可變形夾料部，夾料部的壁厚小于支撐部的壁厚，使得夾料部受力后會(huì)發(fā)生內(nèi)凹變形，并部分包覆住物料外表面，這時(shí)通過進(jìn)出氣口向氣囊空間抽真空形成負(fù)壓，軟膠氣囊的夾料部在負(fù)壓作用下會(huì)收縮夾緊物料，完成物料的拾取，將氣囊機(jī)械手移送至指定位置后，向氣囊空間送氣形成正壓，軟膠氣囊的夾料部則會(huì)通過正壓空氣自動(dòng)恢復(fù)形狀而將物料釋放，完成物料的釋放，本發(fā)明利用可變形軟膠氣囊作為機(jī)械手拾取夾持單元實(shí)現(xiàn)類似于蜥蜴舌頭拾物功能的柔性拾取夾持效果，軟膠氣囊能夠根據(jù)物料的形狀自動(dòng)改變形狀并在負(fù)壓作用下自動(dòng)夾緊物料，靈活度高，拾放物料方便，能夠用于夾持各種不同規(guī)則或不規(guī)則形狀、任意擺放位置的物料，適用范圍廣。
[0015]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明氣囊機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明氣囊機(jī)械手的剖示圖。
[0017]圖3是本發(fā)明氣囊機(jī)械手的分解示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明氣囊機(jī)械手的軟膠氣囊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明氣囊機(jī)械手夾料控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，見圖1~4所示，本發(fā)明的氣囊機(jī)械手1，包括有頂部開口的軟膠氣囊11，軟膠氣囊11頂部固定有基座12，基座12與軟膠氣囊11之間圍合形成封閉氣囊空間13，基座12上開設(shè)有與氣囊空間13連通的進(jìn)出氣口 14，進(jìn)出氣口 14處可接快換接頭，進(jìn)出氣口 14與外部空氣壓縮系統(tǒng)連通，通過外部空氣壓縮系統(tǒng)連通向氣囊空間13抽真空或送入空氣。軟膠氣囊11包括有相互連接的支撐部111、位于支撐部111底部的可變形夾料部112，夾料部112的壁厚小于支撐部111的壁厚，使得夾料部112受力后會(huì)發(fā)生內(nèi)凹變形，并部分包覆住物料外表面，這時(shí)通過進(jìn)出氣口 14向氣囊空間13抽真空形成負(fù)壓，軟膠氣囊11的夾料部112在負(fù)壓作用下會(huì)收縮夾緊物料，完成物料的拾取，將氣囊機(jī)械手I移送至指定位置后，向氣囊空間13送氣形成正壓，軟膠氣囊11的夾料部112則會(huì)通過正壓空氣自動(dòng)恢復(fù)形狀而將物料釋放，完成物料的釋放，本發(fā)明利用可變形軟膠氣囊11作為機(jī)械手拾取夾持單元實(shí)現(xiàn)類似于蜥蜴舌頭拾物功能的柔性拾取夾持效果，軟膠氣囊11能夠根據(jù)物料的形狀自動(dòng)改變形狀并在負(fù)壓作用下自動(dòng)夾緊物料，靈活度高，拾放物料方便，能夠用于夾持各種不同規(guī)則或不規(guī)則形狀、任意擺放位置的物料，適用范圍廣。
[0021]軟膠氣囊11內(nèi)部可以只充入空氣，即不添加液體；軟膠氣囊11內(nèi)部也可以添加適量的液體，以滿足不同物料夾持需求。
[0022]夾料部112的底部向內(nèi)凹陷形成凹口部113，易于實(shí)現(xiàn)夾料部112受力后發(fā)生內(nèi)凹變形，夾料部112受力變形后，凹口部113周緣會(huì)部分包覆住物料外表面形成柔性卡爪的效果，氣囊空間13抽真空后凹口部113周緣會(huì)在負(fù)壓作用下會(huì)收縮夾緊物料，便于拾取物料。
[0023]夾料部112的壁厚由底部向頂部遞增，更有利于實(shí)現(xiàn)夾料部112受力后發(fā)生內(nèi)凹變形，便于拾取物料。支撐部111的壁厚由下端向中間遞增，增加軟膠氣囊11自身剛性，便于水平搬運(yùn)物料時(shí)軟膠氣囊11不會(huì)向下變形，保證物料的相對(duì)位置；并且增加支撐部111壁厚可以保證在真空拾取物料時(shí)夾料部112接觸物品部位變形，而其他部位不變形，便于拾、放物料。軟膠氣囊11的材質(zhì)為硅膠或橡膠，夾料部112的外側(cè)表面為倒錐形結(jié)構(gòu)，有利于實(shí)現(xiàn)自身變形，從而便于拾、放物品。
[0024]基座12為底部開口頂部封閉的空心筒狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)出氣口 14設(shè)置在基座12的頂部或側(cè)面，基座12上開設(shè)有泄壓口 15，泄壓口 15處設(shè)有可調(diào)壓力的泄壓閥16，當(dāng)氣囊空間13壓力過大時(shí)可以自動(dòng)泄壓，提高安全性。
[0025]基座12的底部外表面螺紋固定連接有鎖緊環(huán)17，鎖緊環(huán)17靠近底部的內(nèi)表面凸設(shè)有內(nèi)錐形面171，基座12的底部外表面凸設(shè)有與內(nèi)錐形面171配合的外錐形面121，軟膠氣囊11的頂部夾設(shè)于鎖緊環(huán)17內(nèi)表面與基座12的底部外表面之間，鎖緊環(huán)17通過內(nèi)錐形面171與基座12的外錐形面121將軟膠氣囊11的頂部夾緊固定密封，使得軟膠氣囊11與基座12之間連接穩(wěn)固，密封性好，不會(huì)漏氣，并且裝拆方便。
[0026]見圖1~5所示，本發(fā)明還提供了使用上述氣囊機(jī)械手I的氣囊機(jī)械手夾料控制系統(tǒng)，包括有上述的氣囊機(jī)械手1、氣壓源2、第一電磁閥3、第二電磁閥4、真空發(fā)生器5、第三電磁閥7，氣壓源2出口通過一路管路依次連接第一電磁閥3、真空發(fā)生器5、第三電磁閥7的入氣口，氣壓源2出口通過另一路管路依次連接第二電磁閥4、第三電磁閥7的入氣口，第三電磁閥7的出氣口通過管路連接氣囊機(jī)械手I的進(jìn)出氣口 14。氣囊機(jī)械手I的進(jìn)出氣口14與第三電磁閥7的出氣口之間的管路上連接有壓力傳感器6，第三電磁閥7的入氣口的管路上連接有空氣過濾器8。壓力傳感器6能夠?qū)崟r(shí)檢測氣囊空間13內(nèi)的壓力。第三電磁閥7能夠?qū)崟r(shí)保持氣囊空間13內(nèi)的壓力。氣囊機(jī)械手I的夾料部112受力后會(huì)發(fā)生內(nèi)凹變形，并部分包覆住物料外表面，這時(shí)通過進(jìn)出氣口 14向氣囊空間13抽真空形成