软夹持单元、包括软夹持单元的夹持装置及夹持装置驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种软夹持单元、具有该软夹持单元的夹持装置以及该夹持装置的驱动方法，该软夹持单元包括柔性罩、颗粒、负压生成器和柔性支撑部。该柔性罩具有夹持面以及与该夹持面相结合的参考面，其中在该夹持面上附接目标物体。颗粒容纳于容纳空间中，并且对应于目标对象的形状而变形。负压生成器连接至柔性罩。负压生成器吸收容纳空间的空气以使柔性罩收缩。柔性支撑部紧密附接至参考面，并且在柔性罩被目标物体加压且变形的同时发生变形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软夹持单元、包括软夹持单元的夹持装置及夹持装置驱动方法
本专利技术公开内容涉及一种软夹持单元、具有该软夹持单元的夹持装置以及该夹持装置的驱动方法，更具体地，本专利技术涉及一种能够更稳定地夹持物体的软夹持单元、具有该软夹持单元的夹持装置以及该夹持装置的驱动方法。
技术介绍
通常，协作机器人是加强安全功能并在相同工作空间内与人协作的制造机器人。协作机器人可重新配置，因而与传统的工业机器人相比可以增加生产灵活性。因此，协作机器人已经发展成单臂机器人、双臂机器人等。然而，尽管由于对配送自动化的需求增加而迫切需要用于多品种产品和货物的自动化挑拣，具有仿真人手的机器臂的电机驱动的夹持器也是如传统的协作机器人一样的主要制成品。这里，为了执行人手的操作，每个手指都需要配备诸如致动器、旋转联杆等元件，并且每个元件都需要控制器，从而使夹持器的结构可能很复杂，并且该夹持器的集成控制系统也可能很复杂。此外，传统的夹持器难以夹持具有各种形状和材料的物体。换言之，在传统夹具中，每个机器人只能夹持预定形状的物体，因而需要各种类型的机器人来夹持各种类型的物体，并且需要为每种物体重新设置控制器。因此，需要稳定地夹持具有各种形状和材料的物体的技术，例如不规则物体、柔性物体等，以及稳定地保持夹持力的技术。相关现有技术为韩国专利公开号10-2012-0126576(2012年11月21日)。
技术实现思路
本专利技术旨在解决相关技术的上述问题。本专利技术提供一种能够更稳定地夹持物体的软夹持单元、具有该软夹持单元的夹持装置以及该夹持装置的驱动方法。本专利技术的技术目的不限于此，本领域普通技术人员可以在本专利技术的精神和范围内进行各种变型和修改。根据示例性实施例，软夹持单元包括柔性罩、颗粒、负压生成器和柔性支撑部。柔性罩具有附接至目标物体的夹持面和与夹持面相结合的参考面，以在柔性罩内部形成容纳空间。颗粒容纳在容纳空间中，并对应于目标物体的形状而变形。负压生成器连接到柔性罩。负压生成器吸收容纳空间的空气以使柔性罩收缩，使得对应于目标物体的形状而变形的颗粒受压，以使柔性罩夹持目标物体。柔性支撑部紧密附接在参考面上，在柔性罩被目标物体加压且变形的同时，柔性支撑部变形以支撑柔性罩。在一个示例中，软夹持单元还可以包括设置在容纳空间中的柔性袋，其具有气孔，气孔的尺寸小于颗粒的尺寸，并且在柔性袋的内部容纳颗粒。在一个示例中，柔性袋可具有多个分隔部，并且颗粒可以均匀地分布并容纳在每个分隔部。在一个示例中，负压生成器可具有延伸到容纳空间内部并吸入容纳空间的空气的抽吸管线。抽吸管线的一端可连接到柔性袋。在一个示例中，软夹持单元还可包括信号发生器，当柔性罩变形达到预定压缩距离时，生成变形完成信号。在一个示例中，信号发生器可包括设置在形成于柔性支撑部上的通孔内的压块，以及形成在柔性支撑部的表面的柔性电极，当柔性罩变形达到预定压缩距离时，柔性电极生成变形完成信号。在一个示例中，在柔性支撑部未被压缩和变形的初始状态下，压块可以与柔性电极间隔开。根据另一示例性实施例，软夹持装置包括第一刚性变形体、柔性支撑部和第二刚性变形体。第一刚性变形体具有第一柔性罩和容纳在第一柔性罩中的第一颗粒。在第一刚性变形体受外力变形之后，第一刚性变形体的刚度随着第一柔性罩内部的流体排出而发生变化，且沿着第一方向的刚度大于与第一方向不同的方向的刚度。柔性支撑部紧密附接第一刚性变形体的表面，并在第一刚性变形体被变形的同时，柔性支撑部被压缩和变形以支撑第一刚性变形体。第二刚性变形体与第一刚性变形体相邻地布置。第二刚性变形体受外力变形后，随着其内部流体的排出，第二刚性变形体的刚度发生变化，与第一方向交叉的第二方向的刚度大于与第一方向不同的方向的刚度，因而防止第一刚性变形体沿第二方向另外移动或变形。在一个示例中，第一刚性变形体可具有设置在第一柔性罩内部并容纳第一颗粒的第一柔性袋。第一柔性袋可具有多个第一分隔部，第一分隔部由缝分隔并均匀容纳第一颗粒，并且缝的线迹可沿第一方向以锯齿图案缝合，以使第一柔性袋沿第一方向伸长和收缩。在一个示例中，第二刚性变形体可具有与第一刚性变形体相对布置的第二柔性罩和容纳在第二柔性罩内部的第二颗粒。第二刚性变形体的刚度可以随着第二柔性罩内部的流体被排出而改变，并且沿着第二方向的刚度可以大于沿着与第二方向不同的方向的刚度。在一个示例中，第二刚性变形体可具有设置在第二柔性罩内部并容纳第二颗粒的第二柔性袋。第二柔性袋可具有多个第二分隔部，第二分隔部由缝分隔并均匀地容纳第二颗粒，并且缝的线迹可沿第二方向以锯齿图案缝合，以使第二柔性袋沿第二方向伸长和收缩。在一个示例中，可以在柔性支撑部中沿着高度方向形成安装空间。第二刚性变形体可具有设置在安装空间中的第三柔性罩和容纳在第三柔性罩内部的第三颗粒。当第二刚性变形体与第一刚性变形体一起变形并且第一刚性变形体的变形完成时，第二刚性变形体可以支撑柔性支撑部以防止柔性支撑部变形。在一个示例中，可以在柔性支撑部中沿着高度方向形成安装空间。第二刚性变形体可具有设置在安装空间中的褶皱部和设置在褶皱部内部的弹性部。褶皱部可以随着第一刚性变形体的变形而被压缩和变形。弹性部可以拉伸被压缩和变形的褶皱部。第二刚性变形体还可具有阀。当褶皱部压缩和变形时，可以通过阀排出褶皱部内部的流体，并在褶皱部的压缩和变形完成时防止流体流入褶皱部。在一个示例中，第二刚性变形体可具有覆盖柔性支撑部的侧表面的第四柔性罩，以及容纳在第四柔性罩内部的第四颗粒。当第二刚性变形体与第一刚性变形体一起变形并且第一刚性变形体的变形完成时，第二刚性变形体可以约束柔性支撑部以防止柔性支撑部变形。在一个示例中，柔性支撑部可具有蜂窝结构，蜂窝结构具有多个气孔和多个侧壁，侧壁分别以基本相同的厚度划分气孔。各个气孔可以沿高度方向贯穿柔性支撑部，并且每个气孔的形状和横截面积可以基本相同。在一个示例中，软夹持单元还可包括容纳第一刚性变形体、柔性支撑部和第二刚性变形体的包装罩。根据又一示例性实施例，夹持装置包括臂、电源供应器和控制器。至少有一对臂。软夹持单元与臂结合，臂操作软夹持单元到达或远离目标物体。电源供应器用于向臂供电。控制器被配置为当目标物体使软夹持单元变形时，控制臂改变用于夹持目标物体的软夹持单元的刚度。在一个示例中，夹持装置还可以包括保持单元，保持单元被配置为在至少一对软夹持单元之间操作，并且保持目标物体使其位于一对软夹持单元之间。在一个示例中，保持单元可具有吸盘，并且吸盘可具有多个抽吸单元，多个抽吸单元分别形成由侧壁划分的内部空间。侧壁可以阻挡气流。可以向每个抽吸单元的内部空间提供吸力来夹持目标物体。在一个示例中，保持单元可具有填充在每个抽吸单元的内部空间中的多孔柔性支撑材料。根据本示例性实施例，柔性罩由柔性支撑部支撑，并且通过将柔性罩的厚度形成得更薄来减少颗粒的量，因而可以更有效地向物体施加压紧力。因此，可以用减小的力容易地夹持物体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软夹持单元，包括：/n柔性罩，其具有夹持面以及与所述夹持面相结合的参考面，以在所述柔性罩的内部形成容纳空间，其中在所述夹持面上附接目标物体；/n颗粒，其容纳在所述容纳空间中，并对应于所述目标物体的形状而变形；/n负压生成器，其连接至所述柔性罩，其中所述负压生成器吸收所述容纳空间的空气以收缩所述柔性罩，使得对应于所述目标物体的形状而变形的所述颗粒受压，以使所述柔性罩夹持所述目标物体；和/n柔性支撑部，其紧密附接至所述参考面，并且在所述柔性罩被所述目标物体加压且变形的同时，所述柔性支撑部变形以支撑所述柔性罩。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190614 KR 10-2019-0070604;20190621 KR 10-2019-001.一种软夹持单元，包括：
柔性罩，其具有夹持面以及与所述夹持面相结合的参考面，以在所述柔性罩的内部形成容纳空间，其中在所述夹持面上附接目标物体；
颗粒，其容纳在所述容纳空间中，并对应于所述目标物体的形状而变形；
负压生成器，其连接至所述柔性罩，其中所述负压生成器吸收所述容纳空间的空气以收缩所述柔性罩，使得对应于所述目标物体的形状而变形的所述颗粒受压，以使所述柔性罩夹持所述目标物体；和
柔性支撑部，其紧密附接至所述参考面，并且在所述柔性罩被所述目标物体加压且变形的同时，所述柔性支撑部变形以支撑所述柔性罩。


2.如权利要求1所述的软夹持单元，还包括：
柔性袋，其容纳在所述容纳空间中，所述柔性袋具有气孔，所述气孔的尺寸小于所述颗粒，并且在所述柔性袋的内部容纳所述颗粒。


3.如权利要求2所述的软夹持单元，其特征在于，所述柔性袋具有多个分隔部，且所述颗粒均匀分布并容纳在每个所述分隔部中。


4.如权利要求2所述的软夹持单元，其中，所述负压生成器具有延伸到所述容纳空间内部并吸入所述容纳空间的空气的抽吸管线，
其中，所述抽吸管线的一端连接到所述柔性袋。


5.如权利要求1所述的软夹持单元，还包括：信号发生器，当所述柔性罩变形达到预定压缩距离时，所述信号发生器产生变形完成信号。


6.如权利要求5所述的软夹持单元，其中，所述信号发生器包括：
压块，其设置在形成于所述柔性支撑部处的通孔内；和，
柔性电极，其形成于所述柔性支撑部的表面，并在所述柔性罩变形达到预定压缩距离时产生变形完成信号。


7.如权利要求6所述的软夹持单元，其中，在所述柔性支撑部未被压缩和变形时的初始状态下，所述压块与所述柔性电极间隔开。


8.一种软夹持单元，包括：
第一刚性变形体，其具有第一柔性罩和容纳在所述第一柔性罩中的第一颗粒，其中在所述第一刚性变形体受外力变形后，所述第一刚性变形体的刚度随着第一柔性罩内部的流体排出而改变，且沿第一方向的刚度大于沿与所述第一方向不同的方向的刚度；
柔性支撑部，其紧密附接于所述第一刚性变形体的表面，并在所述第一刚性变形体变形的同时，所述柔性支撑部被压缩和变形以支撑所述第一刚性变形体；和
第二刚性变形体，其与所述第一刚性变形体相邻地设置，其中在所述第二刚性变形体受外力变形后，所述第二刚性变形体的刚度随着其内部的流体排出而改变，并且沿着与所述第一方向交叉的第二方向的刚度大于沿着与所述第一方向不同的方向的刚度，以防止所述第一刚性变形体沿所述第二方向另外移动或变形。


9.如权利要求8所述的软夹持单元，其中，所述第一刚性变形体具有第一柔性袋，所述第一柔性袋设置在所述第一柔性罩的内部并容纳所述第一颗粒；
其中，所述第一柔性袋具有多个第一分隔部，所述第一分隔部由缝分隔并均匀地容纳所述第一颗粒，所述缝的线迹沿所述第一方向以锯齿图案缝合，以使所述第一柔性袋沿所述第一方向伸长和收缩。


10.根据权利要求8所述的软夹持单元，其中，所述第二刚性变形体具有与所述第一刚性变形体相对布置的第二柔性罩和容纳在所述第二柔性罩内部的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晟赫，李成辉，朴灿勋，金炳寅，朴喜昌，朴东日，朴钟宇，李在濚，徐勇信，郑玹沐，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR