本發(fā)明涉及工件加工領域，具體涉及一種模塊化異質差動高柔性氣動夾具。

背景技術：

專用夾具具有成本高可重復利用性差的特點。組合夾具雖然具有可重構性，與專用夾具相比成本較低。但組合夾具模塊庫的構建需要較大的經濟投入，而且經常由于任務的單一性，使得很多單元模塊長期處于閑置狀態(tài)。另外，與傳統(tǒng)專用夾具相比，組合夾具體積大，夾具各單元模塊用鍵、銷、螺栓等零件連接，連接環(huán)節(jié)多，設計復雜。可調夾具雖具有一定的靈活性，可以通過簡單的更換零部件實現不同物體的夾取。但同時對所夾取物體類型要求比較高。通用性不高。

力傳感器雖然能夠解決對易碎、易變形物體的無損壞夾取，但其價格較高。力傳感器的加裝會極大地提高所設計夾具的成本。

技術實現要素：

有鑒于此，為了克服現有技術上的問題，本發(fā)明提供了一種模塊化異質差動高柔性氣動夾具，由具有差異性彈性材料制成，具有高柔性特性和模塊化特性，可以實現對不同尺寸范圍內任何形狀的物體的無損壞夾取。

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種模塊化異質差動高柔性氣動夾具，包括：模塊化固定裝置和手指模塊，所述模塊化固定裝置包括基模塊和基座擴展模塊，所述基模塊與基座擴展模塊和手指模塊連接；所述基座擴展模塊用于擴展基模塊，適應大尺寸物體的夾取，所述手指模塊用于對目標物體的夾取。

進一步地，所述手指模塊包括手指和乳膠密封氣囊，所述乳膠密封氣囊安裝在手指上；所述乳膠密封氣囊在膨脹狀態(tài)下使手指彎曲，夾取物體，在放氣狀態(tài)下使手指恢復直立，釋放物體。

進一步地，所述基座擴展模塊是由柔性材料制成的模塊。

進一步地，所述手指和氣囊是分別由具有不同彈性系數的乳膠和塑料制成的手指和氣囊。

進一步地，所述手指包括多個出氣孔，每個出氣孔均安裝乳膠密封氣囊。

與現有技術相比，本發(fā)明的模塊化異質差動高柔性氣動夾具的夾持范圍，手指的個數、長短均為可調，可適應不同尺寸物體的夾取；本發(fā)明的驅動單元非常簡單，為具有正負壓調節(jié)的氣動裝置，易于應用于工廠等作業(yè)環(huán)境；本發(fā)明可以解決易碎物品的無損夾持，由于所選材料具有高柔性特性，在夾取物體時可以保證不損壞物體的形狀，不破壞物體表面。

附圖說明

圖1為本發(fā)明模塊化異質差動高柔性氣動夾具的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明基模塊的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明基座擴展模塊的結構示意圖。

圖4為本發(fā)明手指模塊的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明乳膠密封氣囊的結構示意圖。

圖6為本發(fā)明模塊化異質差動高柔性氣動夾具充氣時的夾取狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明所述的一種模塊化異質差動高柔性氣動夾具作進一步說明。

圖1展示了一種模塊化異質差動高柔性氣動夾具，采用仿生生物手的指形結構，因此也可以稱為夾爪，本夾爪一般具有四個手指，每個手指分為兩部分：支撐部分和驅動部分。兩部分中空連通，兩部分由具有不同彈性特性的材料制成，驅動源為氣動，氣動源通過向中空手指內部加壓實現手指動作，每個手指在內外氣壓平衡狀態(tài)下保持平直狀態(tài)。

其抓取原理為：不同彈性材料制成的手指由于內壓大于外壓時所產生的彈性變形差異使手指產生彎曲動作實現夾取；其放置原理為：內壓減弱直至與外壓相等時恢復平直狀態(tài)實現放置動作。

模塊化固定裝置及模塊化手指。本發(fā)明為了提高夾具的通用性，即實現對不同尺寸物體的夾取。提出了模塊化固定裝置及模塊化手指。模塊化固定裝置分為基模塊和基座擴展模塊兩部分。基模塊是連接模塊化手指和擴展模塊的公共單元，其結構如圖2所示。其作用相當于人的手掌。基座擴展模塊是擴展基模塊尺寸的模塊，此設計是為適應更大尺寸物體的夾取。其結構圖如下圖3所示。圖中所示的擴展模塊是由柔性材料制成，在需要時，可以套裝在圖2所示的基模塊上，實現基模塊尺寸的擴展。

圖4手指模塊為安裝在基模塊或基座擴展模塊的出氣口上的部分，用于對目標物的夾取。手指模塊采用柔性材料制成，可以自由彎曲。當夾取物體時，手指模塊彎曲，實現仿生抓取。

乳膠密封氣囊是具有高彈性的薄壁氣體儲存或釋放單元，其示意圖如圖5所示。乳膠密封氣囊固定在手指模塊的每個出氣口處。如果基模塊處于加壓充氣狀態(tài)時，內部氣壓逐漸增大，當內部壓強大于外部大氣壓時，乳膠密封氣囊會脹大；如果基模塊處于減壓放氣狀態(tài)時，內部氣壓逐漸減小，當內部壓強接近于外部大氣壓時，乳膠密封氣囊會縮小。

工作時，當基模塊被充氣時，密封氣囊逐漸脹大。當內部氣壓足夠大時，相鄰密封氣囊將會相互擠壓形成壓力，迫使手指彎曲，實現對物體的夾取，如圖6所示；當內部氣壓逐漸減小，密封氣囊逐漸放氣，相鄰密封氣囊擠壓力變小，則手指模塊在本身的彈性作用下恢復直立形狀，從而釋放所夾取物體。

綜上所述，本發(fā)明的模塊化異質差動高柔性氣動夾具的夾持范圍，手指的個數、長短均為可調，可適應不同尺寸物體的夾取；驅動單元非常簡單，為具有正負壓調節(jié)的氣動裝置，易于應用于工廠等作業(yè)環(huán)境；可以解決易碎物品的無損夾持，由于所選材料具有高柔性特性，在夾取物體時可以保證不損壞物體的形狀，不破壞物體表面。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。