一種可變形夾持裝置的製作方法

2023-07-01 04:57:07 2

本發明涉及一種用於夾持異形產品的裝置，特別涉及一種可變形夾持裝置。

背景技術：

隨著科技進步，各式產品不斷推陳出新。許多產品為了符合人體工學、或者訴求視覺效果，而著重於外觀設計。舉例來說，桌上型喇叭可能會設計成流線型的彎曲狀結構，或者是三角狀的新潮概念。

在生產線上必須夾持這些異形產品進行組裝或檢測。然而，在產品外觀多變化的情況下，傳統的夾持裝置無法適用於各種產品，而必須使用人力移動產品，或者添購各式不同夾具來夾持產品。這就大大降低了對這些產品的夾取效率或可靠性。

對大型複雜零件，如發動機殼體、航空結構件時，多採用剛性夾具。然而，這些零件形狀結構變化多樣，採用剛性夾具具有存在適用性差、夾緊應力大等問題。

中國專利文獻CN104588942A公開了一種《自變形夾持裝置》，自變形夾持裝置，包括夾持裝置和機架。所述夾持裝置由固定塊和移動塊組成，移動塊與固定塊通過燕尾槽相連接，移動塊前端設置有電磁鐵，移動塊在磁力的驅動下緊緊吸附在工件上並按照工件的外形進行變形，夾持裝置通過固定塊尾端固定在機架上。該裝置是通過磁性吸住物品，只能適用於各種鐵質工件。

CN102825484A公開的《基於相變材料的柔性夾具》，該夾具雖然採用相變材料，但是並不是通過相變材料夾緊工件，仍然需要用夾緊體和夾頭夾緊工件，相變材料只是用於調節，夾緊體高度、定位體及夾緊體的位置，還是通過剛性部件與工件接觸來夾緊，並不是相變材料直接作用於工件。CN104308209A公開的《磁流變柔性夾具系統及夾緊方法》以及CN1216717C公開的《磁流變柔性夾具》，也只是通過磁流變材料傳力至夾頭，夾頭與工件剛性接觸，磁流變材料並不直接作用於工件。

CN104084826A公開的《基於磁流變膠泥的柔性夾具》，雖然是磁流變材料直接作用於工件，但是並不將工件包裹，夾持效果欠佳。

技術實現要素：

本發明針對現有夾具在異形產品夾持方面存在的不足，提供一種適用各種形狀工件，夾持穩固的可變形夾持裝置。

本發明的可變形夾持裝置，採用以下技術方案：

該裝置，包括軟性夾持元件和控制系統，控制系統設置於軟性夾持元件的外圍，用以擠壓所述軟性夾持元件，以使所述軟性夾持元件向待夾持件靠近，軟性夾持元件隨著待夾持件的外形而產生變形，包裹住待夾持件。

所述軟性夾持元件包括包覆層和填充物，填充物填充於包覆層內，填充物隨包覆層的外形改變而流動、移動或變形。所述填充物為可控相變材料，如磁流變液和電流變液。這些流體可以在推動裝置的控制下由液態轉變為固態或半固態，從而使得待夾持元件被穩固夾持。

所述控制系統包括推動裝置和變相裝置，變相裝置連接在推動裝置上，軟性夾持元件連接在變相裝置上。變相裝置用於改變軟性夾持元件中填充物的固液狀態。

所述變相裝置為磁場產生裝置和磁場強度控制裝置，磁場產生裝置連接在推動裝置上並與磁場強度控制裝置連接。

所述變相裝置為電場產生裝置和電場強度控制裝置，電場產生裝置連接在推動裝置上並與電場強度控制裝置電連接。

本發明通過擠壓軟性夾持元件，使軟性夾持元件直接與待夾持件接觸，隨著待夾持件的外形而產生變形，包覆夾持工件，控制軟性夾持元件中填充物的相變(由液態轉變為固態或準固態)，使軟性夾持元件穩固地夾持住待夾持件，屬於柔性夾持，具有適用廣泛、夾持穩固的特點。

附圖說明

圖1是本發明可變形夾持裝置的結構示意圖。

圖2是本發明中推動裝置擠壓軟性夾持元件向待夾持件靠近時的狀態示意圖。

圖3是本發明夾持住帶有凹槽的待夾持件的狀態示意圖。

圖4是本發明通過外圍包裹夾持住待夾持件的狀態示意圖。

其中：1.控制系統，2.包覆層，3.填充物，4.待夾持件，5.軟性夾持元件。

具體實施方式

實施例1

如圖1，本發明的可變形夾持裝置用以夾持各種形狀的待夾持件4。該裝置包括軟性夾持元件5和控制裝置1。軟性夾持元件5用以包覆待夾持件4。控制裝置1設置於軟性夾持元件5的外圍。軟性夾持元件5包括包覆層2及填充物3，填充物3填充於包覆層2內。填充物3可隨包覆層2的外形改變而流動、移動或變形。包覆層2的材料為矽膠等可變形軟體材料。軟性夾持元件5的變形是藉由填充物3的流動、移動或變形。

本實施例中，控制系統1包括推動裝置、磁場產生裝置和磁場強度控制裝置。推動裝置可採用氣缸、液壓缸、電動推桿等。磁場產生裝置連接在推動裝置上並與磁場強度控制裝置連接。推動裝置施力時不會對軟性夾持元件5產生自體的壓縮作用，而是使軟性夾持元件5產生整體的移動。

本實施例中，軟性夾持元件5的填充物3採用磁流變液，可通過改變磁流變液所處的磁場來改變其相態(液態和固態)。控制系統1內設置的磁場產生裝置，為填充物3(磁流變液)產生具有一定場強的磁場，並可以通過磁場強度控制裝置改變此磁場的強度。

磁場產生裝置可以採用電磁鐵，該電磁鐵與外部電源連接，電源連接磁場強度控制裝置，一般可使用電流控制器，電流控制器通過改變電磁圈電流大小改變其磁場強度。磁場產生裝置也可以採用其它任何能夠產生磁場的裝置。

在待夾持件4尚未被夾持時，待夾持件4與軟性夾持元件5的間隙較大(參見圖1)。如圖2所示，當推動裝置1擠壓軟性夾持元件5向待夾持件4靠近時，軟性夾持元件5隨著待夾持件4的外形而產生變形，以使待夾持件4被穩固地夾持。待夾持件4與軟性夾持元件5的間隙變得較小，且待夾持件4與軟性夾持元件5形成多個接觸點。

如圖3所示，此時改變軟性夾持元件5所處磁場的場強，使填充物3相變為準固態，從而對待夾持件4產生夾緊力，達到穩固夾持待夾緊件4的目的。此時軟性夾持元件5可以穩固夾緊待夾持件4，達到其工作目的。

待夾持件4形狀不固定。圖3所示是對帶有多個凹槽的待夾持件4的夾持，軟性夾持元件5伸入到各凹槽中。圖4所示是通過外圍包裹夾持住待夾持件。

實施例2

本實施例與實施例1的區別在於，軟性夾持元件5中的填充物為電流變液，既可以通過改變軟性夾持元件5所處電場的場強，使電流變液填充物相變為類似固體的形態，從而對待夾持件4產生夾緊力，達到穩固夾持待夾緊件4的目的。

同樣，本實施例中的控制系統包括推動裝置、電場產生裝置和電場強度控制裝置，推動裝置可採用氣缸、液壓缸、電推桿等，電場產生裝置連接在推動裝置上並與電場強度控制裝置電連接。軟性夾持元件5的包覆層2連接在電場產生裝置上。推動裝置推動電場產生裝置及軟性夾持元件5一起向待夾持件4移動。電場強度控制裝置也可使用電流控制器，通過改變電流大小改變電場強度。

本實施例的運行過程與實施例1相同。