本发明专利技术公开了一种基于正负压控制的机械夹持方法、装置及机械手，包括活塞驱动装置、活塞式气缸、具有内置可充气气囊的半封闭式物料夹持机构。其中，活塞在气缸内移动形成可控正压区和负压区；正压区和负压区分别经气压通道与充气气囊或夹持机构内部相连通，通过对气囊进行充气或放气，以及在夹持机构内部产生负压吸附力或正压推力，使得夹持机构对物料进行夹持和释放。本发明专利技术利用气缸活塞运动形成正负压区，并将正负压转换为夹持机构对被夹持物料施加的正气压力、负压吸附力以及正压推力，实现对被夹持物料的可靠夹持和快速释放，同时具有体积小、噪音低、结构简单、适用范围广等特点，特别适用于包括医院配药在内的特殊应用场合。特别适用于包括医院配药在内的特殊应用场合。特别适用于包括医院配药在内的特殊应用场合。
【技术实现步骤摘要】
一种基于正负压控制的机械夹持方法、装置及压力夹持机械手
[0001]本专利技术涉及机械夹持
，特别是一种基于正负压控制的机械夹持方法、装置以及压力夹持机械手。
技术介绍
[0002]随着工业自动化和生活智能化的发展，机械手作为物料夹持部件被广泛应用于包括自动化生产线、物料配给、自动贩售等领域，并且具有越来越广阔的应用前景。传统的夹持机械手包括刚性气动手指式机械手和吸盘式机械手。其中，刚性气动手指式机械手适用于夹持形状及摆放规则的物料，吸盘式机械手则适用于吸附夹持表面光滑且摆放规则的物料。然而，无论刚性气动手指式机械手还是吸盘式机械手，均无法准确夹持形状或摆放不规则的物料，灵活度低、结构复杂，应用领域极为有限。
[0003]现有技术中，还存在一种气囊式夹持机械手，该种机械手以顶部开口的可变形软胶气囊作为拾取夹持部件，软胶气囊能够通过形变自动适应物体的形状，并在负压作用下紧密夹持物料，一定范围内不受物料外形及摆放方式的限制，相比传统机械手更加灵活、便利，适用范围更广。然而，此类气囊式夹持机械手在充气后，软胶气囊容易粘附于所夹持的物料表面，导致释放物料时不易分离，或者，软胶气囊与物料之间可能存在间隙，造成气囊与物料表面的摩擦力减弱，以至于不足以夹持住物料。此外，软胶气囊还需要空气压缩机和真空泵来实现充气和放气，存在成本高、体积大、噪音大且结构复杂等问题，不适用于医院等具有特殊要求的应用场景。
[0004]因此，希望提供一种体积小巧、结构简单、低噪音且夹持可靠、能快速释放物料的夹持机械手。
专利
技术实现思路
[0005]现有的夹持机械手存在体积大、噪音大、结构复杂、夹持不可靠、物料释放困难、适用范围有限的问题。为解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提出一种基于正负压控制的机械夹持方法，所述方法通过小体积、低噪音驱动装置驱动气缸活塞在气缸内部移动以产生可控正压区和负压区，分别利用正负压力在夹持机构中形成正压机械力和负压吸附力，实现夹持机构对物料的快速夹持和释放。
[0006]具体的，所述方法包括，夹持机构与气缸相连接，气缸与驱动装置相连接。其中，所述气缸内部由活塞分隔为两个压力区域，其中一侧压力区域经气压通道与设置在夹持机构内部的可充气气囊相连通；另一个压力区域则经气压通道与夹持机构内部相连通。所述驱动装置驱动所述活塞在所述气缸中移动以在所述两个压力区域内分别形成正压区和负压区，所述正压区和负压区经气压通道对所述气囊进行充气和放气，以及控制夹持机构内部的正负压力。
[0007]更具体的，在夹持物料时，所述驱动装置驱动所述活塞向一侧移动，使得所述气缸
内部一侧的压力区域为正压区，另一侧为负压区。正压区通过所述气压通道对所述气囊充气，气囊充气膨胀后对所述夹持机构内的物料产生机械挤压力从而夹紧物料。负压区通过所述气压通道与所述夹持机构内部相连通，在所述夹持机构内部对所述物料产生负压吸附力。
[0008]更具体的，在释放物料时，所述驱动装置驱动所述活塞在所述气缸内部向另一侧移动，使得所述气缸内部一侧的压力区域为负压区，另一侧为正压区。负压区通过所述气压通道对所述气囊放气，所述气囊放气后释放所述物料。正压区通过所述气压通道与所述夹持机构内部相连通，在所述夹持机构内部形成正气压力，推动所述物料与所述夹持机构分离。
[0009]更具体的，所述气压通道与阀门开关连接，所述阀门开关控制所述气压通道导通和关断。
[0010]进一步的，本专利技术还提供一种基于正负压控制的机械夹持装置。所述的机械夹持装置包括驱动装置、活塞式气缸以及夹持机构，其中，气缸分别与驱动装置和夹持机构相连接。
[0011]更具体的，驱动装置用于驱动活塞在气缸中移动。夹持机构为带开口的半封闭结构，其内部侧壁设置有可充气囊。气缸内部由活塞分隔为两个区域，所述的两个区域分别通过气压通道与夹持机构内部以及气囊相连通。
[0012]优选的，所述驱动装置为步进电机；所述气压通道上分别设置有阀门开关。
[0013]优选的，所述阀门开关为电磁阀。
[0014]进一步的，本专利技术还提供一种基于正负压控制的机械夹持机械手，所述的机械手包括用于夹持物料的机械夹持装置和用于控制机械手运动的机械臂。优选的，所述夹持机械手可以用于中药颗粒自动发药系统，实现对药瓶的抓取和放置。
[0015]本专利技术利用活塞运动在气缸内部形成正压区和负压区，对夹持机构内部气囊进行充气并在夹持机构内部产生负压吸附力，实现对物料进行准确、快速、可靠夹持；通过切换正负压区对夹持机构内部气囊进行放气并在夹持机构内部产生正气压力，实现对物料的快速释放。本专利技术的技术方案具有体积小、噪音低、结构简单等突出的实质性特点和显著的进步，适用于医院等特殊应用环境和场合。
附图说明
[0016]图1本专利技术一实施例提供的基于正负压控制的机械夹持方法流程图；
[0017]图2本专利技术另一实施例提供的基于正负压控制的机械夹持方法流程图；
[0018]图3a本专利技术一实施例提供的基于正负压控制的机械夹持装置示意图；
[0019]图3b本专利技术一实施例提供的基于正负压控制的机械夹持装置示意图
[0020]图4本专利技术一实施例提供的驱动装置及气缸示意图；
[0021]图5a本专利技术一实施例提供的夹持机构结构示意图；
[0022]图5b本专利技术一实施例提供的夹持机构内部示意图；
[0023]图5c本专利技术一实施例提供的夹持机构内部截面示意图；
[0024]图6本专利技术的另一实施例提供的基于正负压控制的夹持机械手示意图。
具体实施方式
[0025]为使所属领域的技术人员能够更好地理解本专利技术的技术方案，以下结合随说明书所附的说明书附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，以下具体实施方式仅仅只是本专利技术的部分实施方式，所属领域的技术人员在理解以下具体实施方式的基础上，不付出创造性劳动所获得的其它实施方式或其组合，均属于本专利技术的技术构思和保护范围。
[0026]本专利技术一实施例提供一种基于正负压控制的机械夹持方法，如图1所示，包括：
[0027]S1、驱动装置驱动活塞在气缸内移动，在气缸内部形成正压区和负压区。
[0028]在一实施例中，气缸内部由活塞分隔为两个区域。驱动装置驱动活塞向气缸一侧移动，其中，活塞移动方向一侧的气缸内部区域的空气受到活塞挤压，使得该区域形成正压区；另一侧的气缸内部区域的空气受到活塞的反向作用，使得该区域形成负压区。
[0029]优选的，驱动装置为低噪音驱动装置。
[0030]S2、将正压区与设置在夹持机构内部的可充气气囊相连通，对气囊进行充气。
[0031]将气缸内部正压区通过气压通道与设置在夹持机构内部的可充气气囊相连通。在正压区内部压力的作用下，正压区内的空气被导入气囊中对气囊进行充气。气囊充气膨胀后挤压夹持机构内被夹持物料，通过气囊对物料施加的机械压力使得夹持机构对物料进行夹持。夹持机构内部为半封闭式空间。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械夹持方法，其特征在于，所述夹持方法包括：气缸内部由活塞分割为第一空间和第二空间；驱动所述活塞向第一空间一侧移动；将所述第一空间与设置在夹持机构内部的气囊相连通；将所述第二空间与所述夹持机构的内部空间相连通。2.根据权利要求1所述的机械夹持方法，其特征在于，所述的将所述第一空间与设置在夹持机构内部的气囊相连通还包括：所述第一空间与所述气囊连通后达到预设条件时，将所述第一空间与所述气囊断开；所述的将所述第二空间与所述夹持机构的内部空间相连通之后还包括：重新将所述第一空间与所述气囊相连通。3.根据权利要求2所述的机械夹持方法，其特征在于，所述预设条件为所述气囊达到预设的充气状态。4.根据权利要求1所述的机械夹持方法，其特征在于，所述的将所述第二空间与所述夹持机构的内部空间相连通之后还包括：驱动所述活塞向所述第二空间一侧移动。5.根据权利要求1所述的机械夹持方法，其特征在于，所述方法还包括：在非夹持或者释放夹持物时，将所述气囊内部与大气环境连通。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的机械夹持方法，其特征在于，所述方法还包括通过连通或者断开所述气囊或者所述夹持机构内部空间与所述气缸或者大气环境之间的气压通道，维持指定的夹持状态。7.一种机械夹持装置，其特征在于，所述机械夹持装置包括：驱动装置、气缸以及夹持机构，其中，所述驱动装置用于驱动活塞在所述气缸中移动；所述气缸内部空间由所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周生彤，何镭，邹鑫，李春江，
申请(专利权)人：成都海崴工业自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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