[发明专利]一种磁流变液可变刚度柔性夹爪

说明书

本发明公开一种磁流变液可变刚度柔性夹爪，包括变刚度单元、安装底座、多根软体夹爪、磁流变液源和控制系统，变刚度单元用于为软体夹爪提供外加磁场，安装底座包括固定连接的上底座和下底座，多根软体夹爪固定在安装座上，与控制系统电联接的磁流变液源为所软体夹爪的内部空腔提供磁流变液。本发明的磁流变液可变刚度柔性夹爪具有响应速度快、机械结构简单，能够很好的适应被抓物体表面的形状以及适用较大质量范围的工件，具有较好的通用性等优点。

技术领域

本发明涉及夹爪设计技术领域，特别是涉及一种磁流变液可变刚度柔性夹爪。

背景技术

随着现代制造行业的飞速发展，制造业产品种类急剧增多，而每种产品批量的规模在减小，其生命周期在不断缩短。传统的适用于大批量生产的专用夹爪急需更新，替换为适用于中小批量生产模式的通用型夹爪。

传统的吸盘式和机械夹爪无法具有较高的多工件通用性和复杂工件结构适应性，因此需要一种适用于多种工件结构夹紧抓取、结构简单的柔性夹爪。并且当前越来越多的新工艺、新材料应用于机械制造领域，磁流变液以其较快的响应速度、动态范围大、能耗低等优点成为最有发展前景的智能材料之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁流变液可变刚度柔性夹爪，以解决上述现有技术存在的问题，具有响应速度快、机械结构简单，能耗低，鲁棒性良好等优点，较大的刚度变化范围使其具有较高的多工件通用性，而超弹性硅胶质地使其同时具有复杂工件结构适应性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种磁流变液可变刚度柔性夹爪，包括变刚度单元、安装底座、多根软体夹爪、磁流变液源和控制系统，所述变刚度单元用于为所述软体夹爪提供外加磁场，所述安装底座包括固定连接的上底座和下底座，多根所述软体夹爪固定在所述安装座上，与所述控制系统电联接的所述磁流变液源为所软体夹爪的内部空腔提供磁流变液。

优选地，所述变刚度单元为电磁铁，所述电磁铁通过电流大小控制磁场，进而影响磁流变液的流动屈服应力。

优选地，所述上底座和下底座上均匀开有用于将两个底座固定连接的螺纹孔，所述电磁铁通过电磁铁固定孔螺纹连接安装在所述上底座上，所述下底座开有软体夹爪安装槽，所述软体夹爪过盈配合镶嵌在安装槽内。

优选地，所述磁流变液源包括磁流变液储存单元、通液管和电磁阀，所述磁流变液储存单元用于为所述软体夹爪的内部空腔提供流体，所述电磁阀与所述通液管的一端连接，所述通液管用于引导流体流入所述软体夹爪的内腔。

优选地，所述软体夹爪包括硅胶弹性层、限制层和内部空腔，使用3D打印，将超弹性硅胶注入模具成型，再在每根夹爪模型底部加封一层所述限制层，模型的内部为用于充液的内部空腔。

优选地，所述限制层由所述硅胶弹性层底部加封一层纤维限制层，再用一层所述硅胶弹性层密封组成。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的磁流变液可变刚度柔性夹爪，具有较快的响应速度、机械结构简单，动态范围大，能耗低，鲁棒性良好等优点，具有较高的多工件通用性和复杂工件结构适应性。同时其刚度变化范围大，较一般气动柔性夹爪，能够夹取的质量范围更广。且其受环境干扰小，具有良好的隔振效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为磁流变液可变刚度柔性夹爪的总体结构示意图；

图2为上底座结构示意图和A向剖视图；

图3为下底座结构示意图和A向剖视图；