[发明专利]一种可转动的二自由度电磁驱动被动柔顺微夹钳

说明书

本发明公开了一种可转动的二自由度电磁驱动被动柔顺微夹钳，包括夹钳固定端、夹钳转动端、电磁装置、直线驱动器、导磁物质及钳口，所述钳口与夹钳转动端连接，所述直线驱动器的两端分别通过转动副与夹钳转动端及夹钳固定端连接；所述夹钳转动端通过转动副与夹钳固定端连接，使得直线驱动器的进给运动带动夹钳转动端实现钳口的转动自由度；导磁物质设置在电磁装置的有效吸附距离内，电磁装置通过吸附导磁物质使得夹钳转动端带动钳口实现夹持自由度。本发明解决了现有的微夹钳无转动自由度、实现成本高、以及夹持力过大可能造成的工件损坏问题。

技术领域

本发明涉及一种微夹钳，具体涉及一种可转动的二自由度电磁驱动被动柔顺微夹钳。

背景技术

随着手机行业的迅速发展，手机的能源装置——电池行业也跟着蓬勃发展。在如今的手机电池生产线上，大部分工序已经被自动化的方式所取代。在电池的生产过程中，为了防止漏电，电池在生产完成后往往会在其极耳部分嵌入绝缘的塑壳保护套。然而由于塑壳尺寸过小、外形易变形、装配过程较为灵活，因此该工序依旧是采用传统的人工作业。这种方法耗时耗力，并严重影响产线的生产效率。

目前，大多数产线的装配方案均采用4轴SCARA机械臂搭配单自由度夹钳，其只能完成平面内的简单装配任务，而想要完成复杂的灵巧装配任务就必须增加自由度。一种有效的解决方案是使用6轴机械臂，但成本将会大大增加，违背了企业的经济原则。因此，如何设计一款适用于灵巧装配的多自由度微夹钳就成为了研究的重点。

中国专利申请CN105058366A提出了一种四自由度的夹钳方案，其特点是两个钳口均能实现夹持方向和垂直于夹持方向的动作。但是其仅增加了平动自由度，而且属于刚性夹钳，容易破坏物体结构；同时控制复杂、夹持行程小的问题，让其难以应用至柔性工件的装配；中国专利申请CN108000486A提出了一种三自由度柔顺压电微夹持器的方案，其特点是具有较大的夹持行程，且位移放大结构采用柔性铰链，可有效保护工件。然而其只是单纯增加了一个夹头，其本质上仍是纯平动输出，无法弥补SCARA机器人所缺失的转动自由度。

综上所述，现有的微夹钳存在缺少转动自由度、实现成本高以及作业时容易损坏工件等问题，不适用于如塑壳与电池极耳等灵巧柔性装配工序。因此，设计一款具有转动自由度的被动柔顺微夹钳，将能大大降低电池厂商的生产成本。

发明内容

为了克服现有技术中微夹钳无转动自由度、实现成本高以及作业时容易损坏工件等问题，本发明提供一种可转动的二自由度电磁驱动被动柔顺微夹钳。

本发明采用如下技术方案：

一种可转动的二自由度电磁驱动被动柔顺微夹钳，包括夹钳固定端、夹钳转动端、电磁装置、直线驱动器、导磁物质及钳口，所述钳口与夹钳转动端连接，所述直线驱动器的两端分别通过转动副与夹钳转动端及夹钳固定端连接；所述夹钳转动端通过转动副与夹钳固定端连接，使得直线驱动器的进给运动带动夹钳转动端实现钳口的转动自由度；导磁物质设置在电磁装置的有效吸附距离内，电磁装置通过吸附导磁物质使得夹钳转动端带动钳口实现夹持自由度。

进一步，所述夹钳转动端包括一个半桥式放大机构及两个杠杆放大机构，所述半桥式放大机构的输出端分别与两个对称设置的杠杆放大机构的输入端连接，两个杠杆放大机构的输出端作用于钳口。

进一步，还包括被动柔顺结构，设置在所述钳口与工件的接触面。

进一步，所述导磁物质设置在半桥式放大机构的输入端。

进一步，所述杠杆放大机构与钳口采用弹性结构连接。

进一步，半桥式放大机构、杠杆放大机构、钳口及弹性结构为一体化结构。

进一步，夹钳转动端与夹钳固定端连接的转动副靠近钳口，且不与工件发生碰撞。

进一步，所述电磁装置为电磁铁。