本发明专利技术公开了一种圆形薄片(厚度50-200微米)类零件的夹持装置和方法。该装置包括底座1、三自由度手动调整台2、微力传感器3、通气悬臂4和夹持部位，所述夹持部位包括气孔塞5、通气管件6和夹持头7。该方法包括：首先，利用竖直方向上显微视觉镜头采集的图像，在竖直方向进行夹持头和被夹持零件的对准；然后，根据水平方向上显微视觉镜头采集的图像控制夹持头接近被夹持零件，当两者距离在200微米时开启真空吸附装置产生吸附力，实现夹持操作；最后，夹持装置带动被夹持零件向目标装配位置运动，根据微力传感器感知到的被夹持零件和其它零件接触后产生的装配力调整夹持装置的运动以实现零件无损夹持的目标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密装配
，尤其是。
技术介绍
精密装配领域中存在一类圆形薄片零件(厚度50-200微米)，使用传统的夹持方法或装置在夹持过程中极易损坏零件，无法满足精密装配的要求。因此亟需一种新型的基于显微视觉和力觉控制的夹持装置和方法来实现此类零件的无损夹持。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种精密装配中圆形薄片类零件的夹持装置和方法，基于显微视觉和力觉信息实现零件的无损夹持，以克服传统夹持方法的不足、提高圆形薄片类零件夹持的可靠性。·为达到上述目的，本专利技术提出一种圆形薄片类零件夹持装置，其特征在于，该装置包括底座I、三自由度手动调整台2、微力传感器3、通气悬臂4和夹持部位，所述夹持部位包括气孔塞5、通气管件6和夹持头7，其中所述底座I用于固定所述夹持装置；所述三自由度手动调整台2通过螺钉与所述底座I相连，用于对所述通气悬臂4、气孔塞5、通气管件6和夹持头7的姿态进行调整；所述微力传感器3为圆形零件，其中一个端面通过螺钉与三自由度手动调整台2的上端面相连，另一个端面与通气悬臂4通过螺钉相固连，用于检测所述夹持头7受到的外力；所述通气悬臂4 一端通过螺钉固定在所述微力传感器3上，另一端由上至下依次与气孔塞5、通气管件6之间通过胶相粘连；所述通气悬臂4与气孔塞5、通气管件6进行连接的连接部位32上开设一通气槽31 ;该通气槽31与位于所述通气悬臂4侧面靠近连接部位32处的圆形气孔33相通；所述圆形气孔33处安装有气动插头，气动插头上安装有软管，所述软管与真空发生装置相连；所述通气管件6的中心为通气孔槽62，在所述通气管件6的一个侧面上开设有一气槽64，其同时与所述通气孔槽62和所述通气悬臂4中的通气槽31相通；所述气孔塞5用于封堵所述通气管件6的真空气路；所述夹持头7与所述通气管件6的一端相粘连，用于夹持圆形薄片类零件8，所述夹持头7与圆形薄片类零件8的接触部位为三个扇形面，三个扇形面上分别开设三个通气圆弧孔，所述三个通气圆弧孔与所述通气管件6中的通气孔槽62相通。根据本专利技术的另一方面，提出一种使用所述夹持装置夹持圆形薄片类零件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤I :在夹持装配台上布置一路竖直和两路水平方向的显微视觉镜头，将三路镜头均对准所述夹持装置的夹持头；步骤2 :根据通过竖直方向的显微视觉镜头采集得到的显微视觉图像将所述夹持装置的夹持头和被夹持零件进行竖直对准，即将所述夹持头和被夹持零件两者的圆心对准，为夹持操作做准备；步骤3 :控制夹持装置向被夹持零件移动，当夹持装置的夹持头与被夹持零件之间距离为一预定距离时，调整三自由手动调整台，使得所述夹持头的夹持面与所述被夹持零件的端面平行；步骤4 :控制夹持装置向被夹持零件移动，当夹持装置的夹持头与被夹持零件之间距离为一预定较小距离时，开启真空发生装置，对零件进行真空吸附夹持；步骤5 :通过夹持装置带动被夹持零件向目标位置运动，当被夹持零件和其它零件接触后，通过微力传感器感知夹持装置的夹持头产生的装配作用力，当检测到所述装配作用力达到某一极限值时，夹持装置停止运动，关闭所述真空发生装置，完成对所述圆形薄片类零件的夹持。 本专利技术利用显微视觉和力觉信息实现圆形薄片类零件的夹持，具体地，本专利技术首先利用显微视觉镜头采集的图像调整夹持头和被夹持零件之间的相对位置和姿态，完成调整后再进行真空吸附夹持，装配过程中本专利技术还利用微力传感器感知装配力的大小。本专利技术能够实现圆形薄片类零件的真空吸附夹持，可以满足精密装配中无损夹持的要求。附图说明图I为本专利技术的圆形薄片类零件夹持装置的三维结构图；图2为本专利技术夹持装置的三自由度手动调整台的结构示意图；图3为本专利技术夹持装置的通气悬臂的结构示意图；图4为本专利技术夹持装置吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的三维结构图；图5为本专利技术夹持装置吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的俯视图；图6为本专利技术夹持装置的通气管件的结构示意图；图7为本专利技术夹持装置的夹持头的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图I为本专利技术的圆形薄片类零件夹持装置的三维结构图，如图I所示，本专利技术的圆形薄片类零件夹持装置主要包括底座I、三自由度手动调整台2、微力传感器3、通气悬臂4、气孔塞5、通气管件6和夹持头7，其中所述底座I用于固定所述夹持装置。所述三自由度手动调整台2通过螺钉与所述底座I相连，用于对所述通气悬臂4、气孔塞5、通气管件6和夹持头7的姿态进行调整，所述三自由度手动调整台2 (Sigma三轴手动调整平台，型号KKD-25C)的结构示意图如图2所示，通过三自由度手动调整台2上的旋转、倾斜和俯仰按钮控制其上端面沿着三个坐标轴进行转动。所述微力传感器3为圆形零件，其中一个端面通过螺钉与三自由度手动调整台2的上端面相连，另一个端面与通气悬臂4通过螺钉相固连，用于检测所述夹持头7受到的外力。所述通气悬臂4 一端通过螺钉固定在所述微力传感器3上，另一端由上至下依次与气孔塞5、通气管件6之间通过胶相粘连。由于通气悬臂4与微力传感器3之间通过螺钉固连，微力传感器3又与三自由度手动调整台2通过螺钉固连，因此三自由度手动调整台2沿着三个坐标轴进行转动时通气悬臂4也沿着三个坐标轴转动。图3为本专利技术夹持装置的通气悬臂4的结构示意图，如图3所示，所述通气悬臂4与所述气孔塞5和所述通气管件6连接的连接部位32设计成圆弧形状，以方便与所述气孔塞5和所述通气管件6粘连；同时在所述通气悬臂4的连接部位32上开设一通气槽31，该通气槽31与位于所述通气悬臂4侧面靠近连接部位32处的圆形气孔33相通，所述圆形气孔33处安装有气动插头，气动插头上安装有软管，并通过软管与真空发生装置相连。 所述气孔塞5、通气管件6和夹持头7三个零件组成所述夹持装置的夹持部位，被夹持的圆形薄片类零件8被吸附在夹持头7上，吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的三维结构图如图4所示。所述夹持部位的三个零件外形均为中心为圆柱，边缘为三个扇形面，且扇形面直径小于被夹持的圆形薄片类零件的外圆的直径，以便在俯视图中能观察到所述圆形薄片类零件的外圆，吸附有圆形薄片类零件8的夹持部位的俯视图如图5所示。所述气孔塞5用于封堵所述通气管件6的真空气路；图6为所述通气管件6的结构示意图，如图6所示，所述通气管件6的一端61与夹持头7相粘连，另一端与所述气孔塞5粘连，其中心为通气孔槽62，三个侧面63设计成圆弧形，以方便与所述通气悬臂4的连接部位32粘连，在所述通气管件6的一个侧面上开设有一气槽64，其同时与所述通气孔槽62和所述通气悬臂4中的通气槽31相通。图7为所述夹持头7的结构示意图，如图7所示，所述夹持头7与圆形薄片类零件的接触部位为三个扇形面(如图7中1-1、1-2和1-3所示)，在三个扇形面上分别开设三个通气圆弧孔(如图7中2-1、2-2和2-3所示)，所述三个通气圆弧孔与所述通气管件6中的通气孔槽62相通。由于气孔塞5、通气管件6和通气悬臂4之间通过胶粘连，夹持头7和通气管件6之间也通过胶相粘连，因此可通过三自由度手动调整台2实现气孔塞5、通气管件6和夹持头 绕三个坐标轴的转动。本专利技术夹持装置的工作原理为将真空发生装置产生的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种圆形薄片类零件夹持装置，其特征在于，该装置包括底座(1)、三自由度手动调整台(2)、微力传感器(3)、通气悬臂(4)和夹持部位，所述夹持部位包括气孔塞(5)、通气管件(6)和夹持头(7)，其中：所述底座(1)用于固定所述夹持装置；所述三自由度手动调整台(2)通过螺钉与所述底座(1)相连，用于对所述通气悬臂(4)、气孔塞(5)、通气管件(6)和夹持头(7)的姿态进行调整；所述微力传感器(3)为圆形零件，其中一个端面通过螺钉与三自由度手动调整台(2)的上端面相连，另一个端面与通气悬臂(4)通过螺钉相固连，用于检测所述夹持头(7)受到的外力；所述通气悬臂(4)一端通过螺钉固定在所述微力传感器(3)上，另一端由上至下依次与气孔塞(5)、通气管件(6)之间通过胶相粘连；所述通气悬臂(4)与气孔塞(5)、通气管件(6)进行连接的连接部位(32)上开设一通气槽(31)；该通气槽(31)与位于所述通气悬臂(4)侧面靠近连接部位(32)处的圆形气孔(33)相通；所述圆形气孔(33)处安装有气动插头，气动插头上安装有软管，所述软管与真空发生装置相连；所述通气管件(6)的中心为通气孔槽(62)，在所述通气管件(6)的一个侧面上开设有一气槽(64)，其同时与所述通气孔槽(62)和所述通气悬臂(4)中的通气槽(31)相通；所述气孔塞(5)用于封堵所述通气管件(6)的真空气路；所述夹持头(7)与所述通气管件(6)的一端相粘连，用于夹持圆形薄片类零件(8)，所述夹持头(7)与圆形薄片类零件(8)的接触部位为三个扇形面，三个扇形面上分别开设三个通气圆弧孔，所述三个通气圆弧孔与所述通气管件(6)中的通气孔槽(62)相通。...
【技术特征摘要】
1.一种圆形薄片类零件夹持装置，其特征在于，该装置包括底座(I)、三自由度手动调整台(2)、微力传感器(3)、通气悬臂(4)和夹持部位，所述夹持部位包括气孔塞(5)、通气管件(6)和夹持头(7)，其中 所述底座(I)用于固定所述夹持装置； 所述三自由度手动调整台(2)通过螺钉与所述底座(I)相连，用于对所述通气悬臂(4)、气孔塞(5)、通气管件(6)和夹持头(7)的姿态进行调整； 所述微力传感器(3)为圆形零件，其中一个端面通过螺钉与三自由度手动调整台(2)的上端面相连，另ー个端面与通气悬臂(4)通过螺钉相固连，用于检测所述夹持头(7)受到的外力； 所述通气悬臂(4) 一端通过螺钉固定在所述微力传感器(3)上，另一端由上至下依次与气孔塞(5)、通气管件(6)之间通过胶相粘连；所述通气悬臂⑷与气孔塞(5)、通气管件(6)进行连接的连接部位(32)上开设一通气槽(31);该通气槽(31)与位于所述通气悬臂(4)侧面靠近连接部位(32)处的圆形气孔(33)相通；所述圆形气孔(33)处安装有气动插头，气动插头上安装有软管，所述软管与真空发生装置相连； 所述通气管件出)的中心为通气孔槽(62)，在所述通气管件￠)的一个侧面上开设有ー气槽(64)，其同时与所述通气孔槽￠2)和所述通气悬臂(4)中的通气槽(31)相通； 所述气孔塞(5)用于封堵所述通气管件(6)的真空气路； 所述夹持头(7)与所述通气管件￠)的一端相粘连，用于夹持圆形薄片类零件(8)，所述夹持头(7)与圆形薄片类零件(8)的接触部位为三个扇形面，三个扇形面上分別开设三个通气圆弧孔，所述三个通气圆弧孔与所述通气管件出)中的通气孔槽￠2)相通。2.根据权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述三自由度手动调整台(2)通过三自由度手动调整台(2)上的旋转、倾斜和俯仰按钮控制其上端面沿着三个坐标轴进行转动。3.根据权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述通气悬臂(4)与所述气孔塞(5)和所述通气管件(6)连接的连接部位(32)设计成圆弧形状，以方便与所述气孔塞(5)和所述通气管件(6)粘连。4.根据权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述气孔塞(5)、通气管件(6)和夹持头(7)的外形均为中心为圆柱，边缘为三个扇形面，且...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大朋，张正涛，高群，徐德，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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