CN114248292B - 夹爪装置 - Google Patents

Abstract

一种夹爪装置包含一座体和二夹持组件。每个所述夹持组件包含夹持件、支架和弹性件。所述夹持件包含夹持部和夹持支撑部。所述支架可活动地设置于所述座体且包含连接部和支架支撑部。所述夹持支撑部枢接于所述支架支撑部，使所述夹持件可相对于所述支架枢转，所述夹持支撑部与所述支架支撑部的枢接处位于所述夹持部和所述连接部之间。所述弹性件的相对两端用以分别连接所述夹持支撑部和所述连接部。当其中一所述夹持部抵触到一物件时，抵触到所述物件的所述夹持件相对于对应的所述支架枢转。由此，可避免周围的干扰物影响目标物的夹持。

Description

夹爪装置

技术领域

本发明涉及一种夹爪装置，特别是指一种能自适应的夹爪装置。

背景技术

现有的夹爪装置，如图1A所示，主要由一座体A1和两个夹持组件A2构成。每个夹持组件A2包含底座体A1的支撑架A21、装设于支撑加A21内部的弹簧A22以及通过弹簧A22连接支撑架A21的抓取部A23。两夹持组件A2通过座体A1的移动机构可彼此靠近或远离。当夹爪装置要夹取物件G时，夹爪装置会沿Y轴向下移动靠近物件G，待物件G进入两抓取部A23之间的空间后，两夹持组件A2会沿X轴彼此靠近，直到两抓取部A23夹取到物件G为止，最后夹爪装置再沿Y轴向上移动，完成夹取任务。然而，当此夹爪装置要从一大群物件G中夹取目标物时，抓取部A23容易在夹取到目标物之前因为抵触到目标物或其他物件G而向上退缩，导致无法继续完成夹取目标物的任务。

现有的另一夹爪装置，如图1B所示，主要由一座体B1和两个夹持组件B2构成。每个夹持组件B2包含底座体B1且可相对于座体B1枢转的第一支撑架B21和第二支撑架B22以及连结第一支撑架B21和第二支撑架B22且可分别相对于前述两者偏摆的抓取部B23。第一支撑架B21和第二支撑架B22上各设置多个关节。同样地，当此夹爪装置要从一大群物件中夹取目标物时，抓取部B23容易在夹取到目标物之前因为抵触到目标物或其他物件而退缩，导致无法继续完成夹取目标物的任务。

因此，现有的夹爪装置仍有改善的空间。

发明内容

为此，本发明的主要目的是提供一种夹爪装置，此夹爪装置能自适应待取的目标物所在的环境。

本发明根据一实施例所提供的一种夹爪装置包含一座体和二夹持组件。每个所述夹持组件包含夹持件支架和弹性件。所述夹持件包含夹持部和夹持支撑部，所述夹持支撑部包含第一枢接部。所述支架可活动地设置于所述座体。所述支架包含连接部和支架支撑部，所述支架支撑部包含第二枢接部。所述第一枢接部枢接所述第二枢接部，且所述第一枢接部与所述第二枢接部的枢接处位于所述夹持部和所述连接部之间，使所述夹持件可相对于所述支架枢转。所述弹性件包含第一端和相对于所述第一端的第二端。所述弹性件的所述第一端用以连接所述夹持支撑部，所述弹性件的所述第二端用以连接所述连接部。当其中一所述夹持组件的所述夹持件的所述夹持部抵触到一物件，且所述二夹持组件未相互抵靠时，所述夹持件相对于对应的所述支架枢转；当其中一所述夹持组件的所述夹持件的所述夹持部抵触到所述物件，且所述二夹持组件的该些夹持支撑部相互抵靠时，限制该些夹持件的枢转，以夹取所述物件。

由此，本发明所提供的夹爪装置可达到自适应待取的目标物所在的环境，排除干扰物的影响而能继续完成夹取任务。

附图说明

图1A至1B为现有夹爪装置的示意图；

图2为根据本发明一实施例所绘制的夹爪装置的立体图；

图3为图2的夹爪装置中夹持组件的分解示意图；

图4A呈现根据本发明一实施例绘制图2的夹持组件接触到目标物时的运动状态的示意图；

图4B呈现根据本发明一实施例绘制图2的夹持组件接触到干扰物时的运动状态的示意图；

图5为根据本发明另一实施例所绘制的夹爪装置的立体图；

图6为图5的夹爪装置中夹持组件的分解示意图；

图7A至图7D为呈现根据本发明一实施例绘制图6的夹爪装置夹取一物件时的运动状态的示意图；以及

图8为根据本发明再一实施例所绘制的夹爪装置的立体图；

图9为根据本发明再一实施例所绘制的夹爪装置的立体图；

图10为根据本发明再一实施例所绘制的夹爪装置的立体图；以及

图11为根据本发明再一实施例所绘制的夹爪装置的立体图。

附图中符号标记说明：

10:座体

101:位移结构

11:夹持组件

110:夹持件

110A:夹持部

110B:夹持支撑部

111:第一表面

112:第二表面

113:第三表面

114:第四表面

115:调节机构

116:凸出结构

120:支架

120A:连接部

120B:支撑部

130:枢转件

140:弹性件

141:第一端

142:第二端

15:连接件

16:锁固件

17:调节件

21:夹持组件

210:夹持件

210A:夹持部

210B:夹持支撑部

211:第一表面

212:第二表面

213:第三表面

214:第四表面

216:凸出结构

217:第一区段

218:转折段

219:第二区段

31:夹持组件

310:夹持件

310A:夹持部

310B:夹持支撑部

311:第一表面

312:第二表面

313:第三表面

314:第四表面

320:支架

320A:连接部

330:延伸部

340:弹性件

341:第一端

342:第二端

41:夹持组件

410:夹持件

410A:夹持部

410B:夹持支撑部

412:表面

420:支架

420B:支撑部

430:枢转件

440:弹性件

51:夹持组件

510:夹持件

510A:夹持部

510B:夹持支撑部

512:表面

520:支架

520B:支架支撑部

57:调节件

58:滑块

581:表面

61:夹持组件

610:夹持件

610A:夹持部

610B:夹持支撑部

612:表面

620:支架

67:调节件

68:滑块

681:表面

682:齿状表面

69:齿排件

691:齿状表面

A1:座体

A2:夹持组件

A21:支撑架

A22:弹簧

A23:抓取部

B1:座体

B2:夹持组件

B21:第一支撑架

B22:第二支撑架

B23:抓取部

BR:止挡部件

CH1:第一枢接部

CH2:第二枢接部

D1:方向

D2:方向

D3:方向

D4:方向

H1:第一安装孔

H2:第二安装孔

H3:第三安装孔

H4:第四安装孔

G:物件

P:中心轴

R1:凹槽

R2:凹槽

S1:滑槽

S2:滑槽

S3:凹槽

S4:滑槽

X:X轴

Y:Y轴

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2和图4B所示，本发明根据一实施例所提供的一种夹爪装置系适用于夹取一物件，尤其适用于从一群物件G中夹取其中一个物件G。本发明并不限制此物件G的类型，但为了方便说明本发明精神，以下实施态样将以物件G为钢珠为范例来说明。

如图所示，夹爪装置包含一座体10和二个夹持组件11。座体10包含位移结构101。两个夹持组件11分别可活动地装设于座体10。每个夹持组件11包含夹持件110、支架120、枢转件130和弹性件140。各个组件将详细说明如下。

夹持件110包含第一表面111、相对于第一表面111的第二表面112、连接第一表面111和第二表面112的第三表面113以及相对于第三表面113的第四表面114。又夹持件110包含夹持部110A和夹持支撑部110B，夹持部110A由夹持支撑部110B沿Y轴延伸。夹持部110A在夹持物件G时会接触物件G。夹持支撑部110B连接夹持部110A，且包含第一枢接部CH1。第一枢接部CH1可例如包含第一安装孔H1，第一安装孔H1贯穿第一表面111和第二表面112。第三表面113上凹设有凹槽R1，凹槽R1用以在夹取物件G时，可让物件G保持在两夹持件110的两第三表面113之间。

两支架120可活动地设置于位移结构101，使得两支架120于位移结构101上可沿X轴相对移动时，两夹持组件11可以在座体10上沿X轴相对移动。每个支架120包含连接部120A和支架支撑部120B。连接部120A用以装设于位移结构101。支架支撑部120B包含与第一枢接部CH1枢接的第二枢接部CH2。第二枢接部CH2可例如包含第二安装孔H2，第二安装孔H2的位置对应第一安装孔H1的位置。因此，在组装夹爪装置时，枢转件130可***第一安装孔H1和第二安装孔H2，使夹持件110可相对于支架120枢转。第一枢接部CH1与第二枢接部CH2的枢接处位于夹持部111和连接部120A之间，亦即枢转件130位于夹持部111和连接部120A之间。

弹性件140可例如为弹簧。弹性件140包含第一端141和相对于第一端141的第二端142。弹性件140的第一端141用以连接夹持支撑部110B，弹性件140的第二端142用以连接连接部120A，使得弹性件140位于夹持支撑部110B和连接部120A之间。详细来说，夹持组件11更包含连接件15和两锁固件16。连接件15用以被配置于夹持支撑部110B，例如利用锁固件组装于夹持支撑部110B，或者以一体成形的方式形成在夹持支撑部110B上。连接件15上包含第三安装孔H3。其中一个锁固件16可***第三安装孔H3中，由此弹性件140的第一端141便可通过锁固件16连接夹持支撑部110B，例如弹性件140的第一端141挂设于锁固件16。又支架120的连接部120A包含第四安装孔H4。另一个锁固件16可***第四安装孔H4中，由此弹性件140的第二端142便可通过锁固件16连接连接部120A，例如弹性件140的第二端142挂设于锁固件16。

在本实施例或其他实施例中，至少一个夹持组件11于夹持支撑部110B更包含调节件17和调节机构115。调节件17用以装设于调节机构115。第一安装孔H1位于调节机构115和夹持部110A之间，也就是说夹持件110的旋转中心位于调节机构115和夹持部110A之间。调节机构115包含多个调节位置。这些调节位置可沿X轴配置。因此，其中一个夹持件110的夹持支撑部110B可抵靠于装设在另一个夹持件110上的调节件17。调节件17位于不同的调节位置决定两个夹持部110A之间的空间大小，或者说两凹槽R1之间的空间大小。

在图2中，调节机构115为多个插孔，这些插孔分别对应上述的调节位置。然而，本发明并不限于此，在其他实施例中，调节机构可例如为滑槽，上述的调节位置分别配置于滑槽上；或者，调节机构可例如为边缘为齿排的长槽，上述的调节位置分别配置于长槽上。不同类型的调节机构可搭配合适类型的调节件17。

在本实施例或其他实施例中，每个夹持件110的夹持支撑部110B更包含由第三表面113凸设的凸出结构116。凸出结构116可例如是由第三表面113沿X轴凸设。由于两个夹持件110的两个第三表面113彼此相对，因此两个凸出结构116也彼此相对。位于凸出结构116的部分第三表面113可例如为平面或弧面。

夹持装置在夹取物件G的过程中，首先让夹持装置沿Y轴移动。若夹持部110A的第三表面113抵触到物件G(目标物)时，如图4A所示，夹持件110会沿方向D1些微偏摆。接着，可让夹持装置继续沿Y轴移动，直到物件G进入凹槽R1为止。并且，让两夹持件110沿X轴彼此靠近，直到其中一个夹持件110的夹持支撑部110B接触到另一个夹持件110上的调节件17为止，如图2所示。两夹持件110彼此靠近的同时，夹持件110会沿图4B中的方向D2些微偏摆，直到连接支架120和夹持支撑部110B的弹性件140上的拉力与物件G抵触到夹持部110A的抵触力之间达成力平衡为止。此时，两夹持部110A即可夹住物件G，让物件G保持在夹持装置的中心轴P上。然后，夹持装置便可沿Y轴以相反方向移动，完成此次夹取任务。

在另一种情况中，若夹持部110A的第四表面114抵触到物件G(干扰物)时，如图4B所示，夹持件110会沿方向D2些微偏摆，直到连接支架120和夹持支撑部110B的弹性件140上的拉力与物件G抵触到夹持部110A的抵触力之间达成力平衡为止。在达到力平衡的情况下，夹持装置便可继续沿Y轴向下，让目标物进入两夹持部110A之间，并让两夹持件110沿X轴彼此靠近，以夹取目标物。

以上的实施态样是以两夹持件110呈非交叉状的形式来夹取物件G作为夹持装置的范例来说明，然而本发明并不限于此。在本发明其他实施例中，两夹持件也可呈交叉状的形式来夹取物件G。

请参考图5、6和7A至7D所示，夹持装置的两夹持组件21包含夹持件210、支架120、枢转件130和弹性件140。支架120、枢转件130和弹性件140如图2的实施态样中支架120、枢转件130和弹性件140相同，因此如何利用枢转件130将夹持件210组装于支架120的方式、弹性件140如何组装于支架120和夹持件210的方式可参考上述相关说明，于此不再赘述。

每个夹持件210包含第一表面211、相对于第一表面211的第二表面212、连接第一表面211和第二表面212的第三表面213以及相对于第三表面213的第四表面214。又夹持件210包含夹持部210A和夹持支撑部210B，夹持部210A由夹持支撑部210B沿Y轴延伸。夹持部210A在夹持物件G时会接触物件G。夹持支撑部210B包含第一枢接部CH1。第一枢接部CH1可例如包含第一安装孔H1，第一安装孔H1贯穿第一表面211和第二表面212。位于夹持部210A的部分第四表面214凹设有凹槽R2。

每个夹持部210A包含第一区段217、转折段218和第二区段219，转折段218位于第一区段217和第二区段219之间。第一区段217朝夹爪装置的中心轴倾斜，第二区段219沿Y轴朝远离夹持支撑部120B的方向延伸。因此，每个夹持部210A会形成凹口，且两凹口的开口彼此相对。当两夹持件210彼此靠近要夹取物件G时，两夹持件210的两夹持部210A会相交，两夹持部210A上的两凹槽R2也会彼此相对。

另一方面，在本实施例或其他实施例中，至少一个夹持组件21更包含调节件17，且此夹持件210的夹持支撑部210B更包含调节机构115。图5的调节件17和调节机构115与图2的调节件17和调节机构115相同或相似，因此可参考上述的相关说明，于此不再赘述。

在本实施例或其他实施例中，每个夹持件210的夹持支撑部210B更包含由第三表面213凸设的凸出结构216。凸出结构216可例如是由第三表面213沿X轴凸设。由于两个夹持件210的两个第三表面213彼此相对，因此两个凸出结构216也彼此相对。位于凸出结构216的部分第三表面213可例如为平面或弧面。

在本实施例或其他实施例中，至少其中一个夹持支撑部210B更包含止挡部件BR，止挡部件BR凸设于夹持支撑部210B的第一表面211或第二表面212，止挡部件BR用以供被装设于对面的夹持支撑部210B的调节件17抵靠。

夹持装置在夹取物件G的过程中，会先沿Y轴移动使夹持件210的夹持部210A靠近物件G，如图7A所示。当其中一个夹持部210A抵触到物件G时，如图7B所示，抵触到物件G的夹持件210会沿方向D3些微偏摆，此时，两夹持部210A的之间的空间变大。夹持装置便可继续沿Y轴向下，让物件G进入两夹持部210A的两凹槽R2之间，如图7B所示。物件G进入两凹槽R2之间后，可让两夹持件210沿X轴彼此远离，直到其中一个夹持件210上的止挡部件BR接触到另一个夹持件210上的调节件17为止，如图7C所示。两夹持件210彼此远离的同时，夹持件210会沿方向D4些微偏摆，直到连接支架120和夹持支撑部210B的弹性件140上的拉力与物件G抵触到夹持部210A的抵触力之间达成力平衡为止。此时，两夹持部210A即可夹住物件G，让物件G保持在夹持装置的中心轴P上，如7D所示。然后，夹持装置便可沿Y轴以相反方向移动，完成此次夹取任务。

在以上的实施态样中皆是以通过连接件15将弹性件140连接于夹持件110(210)上位于夹持支撑部110B(210B)的第二表面112(212)和支架120的连接部120A，然而本发明并不限于此。

在本发明其他实施例中，如图8所示，每个夹持组件31中，夹持件310可例如为图2的夹持件110或图5的夹持件220，夹持件310包含第一表面311、相对于第一表面311的第二表面312、连接第一表面311和第二表面312的第三表面313以及相对于第三表面313的第四表面314。夹持件310的夹持支撑部310B更包含延伸部330。延伸部330可例如由夹持件310的第四表面314延伸凸设。夹持组件31的弹性件340的第一端341可连接夹持支撑部310B的延伸部330，弹性件340的第二端342则可连接支架320的连接部320A。

在以上的实施态样中皆是其中一夹持组件的夹持件和支架与另一夹持组件的夹持件和支架呈对称设置，例如图2中的对称设置是指两个组夹持组件11的两夹持件110上远离且相对于对应支架120的支架支撑部120B的两第二表面112是分别朝向夹持装置的相对两侧；然而，本发明并不限于此。在本发明其他实施例中，其中一夹持组件的夹持件和支架与另一夹持组件的夹持件和支架也可呈镜像设置。

请参考图9所示，夹持装置包含两夹持组件41，每个夹持组件41包含夹持件410、支架420、枢转件430和弹性件440。两个组夹持组件41的两夹持件410上远离且相对于对应支架420的支架支撑部420B的两表面412是朝向夹持装置的同一侧的。又，夹持件410的夹持支撑部410B上可省略调节机构和调节件的设置。图9中夹持件410、支架420、枢转件430和弹性件440的其余设置方式可参考图2中夹持件110、支架120、枢转件130和弹性件140的设置方式，或者参考图5中夹持件210、支架220、枢转件230和弹性件240的设置方式，或者参考图8中夹持件310、支架320、枢转件330和弹性件340的设置方式，于此不再赘述。

夹持装置在夹取物件的过程中，当其中一个夹持件410的夹持部410A的端部抵触物件时，可让两夹持组件41沿X轴彼此靠近，并让两夹持支撑部410B的最小距离保持一特定值。此时，可让夹持装置继续沿Y轴移动，使物件进入两夹持部410A之间。物件进入两夹持部410A之间的过程中，夹持件410相对于支架420些微偏摆，且偏摆的幅度受两夹持支撑部410B的最小距离限制，亦即当两夹持支撑部410B因至少其中一夹持件410偏摆而相接触时，此夹持件410便无法在同方向上继续偏转。此时，可让两夹持组件41沿X轴继续彼此靠近或保持不动，直到弹性件440上的拉力与夹持部410A上的抵触力之间达成力平衡时，两夹持部410A即可夹住物件，让物件保持在夹持装置的中心轴上。然后，夹持装置便可沿Y轴以相反方向移动，完成此次夹取任务。

为了使呈镜像设置的两夹持组件的两夹持部之间的夹持空间具有可调整弹性，以适应于不同尺寸的待取物，可进一步在至少一夹持组件的夹持支撑部设置调节机构和调节件。举例来说，请参考图10所示，夹持装置包含两夹持组件51，至少其中一个夹持组件51的夹持支撑部510B更包含调节机构和调节件57。详细来说，调节机构包含设置于夹持件510上远离支架520的表面512的滑槽S1以及设置于滑槽H1内且具有滑槽S2的滑块58。两滑槽S1和S2可沿X轴延伸。滑槽S1中可凹设有凹孔(未绘示)，调节件57可***此凹孔。滑块58可沿滑槽S1在X轴上相对于夹持件510移动至不同的调节位置，使调节件57可同时沿滑槽S2相对于滑块58移动至对应的不同的调节位置。由此，可选择性地调整滑块58凸出于夹持件510的夹持支撑部510B的程度，即滑块58上朝向对向的夹持件510的表面581凸出于其所在的夹持支撑部510B的程度，进而调整两夹持件510的两夹持部510A之间的最大夹持空间的大小。

或者，调节机构可例如图11所示包含设置于夹持件610上远离支架620的表面612的凹槽S3、具有滑槽S4的滑块68以及设置于凹槽S3内的齿排件69。齿排件69可例如为弹性材质的垫片，且具有齿状表面691和凹设于齿状表面691的凹孔(未绘示)。两凹槽S3和S4可沿X轴延伸。调节件67可先***滑块68的滑槽S4，再***齿排件69上的凹孔，以将滑块68可活动地装设于齿排件69。滑块68朝向齿排件69的表面可为齿状表面682，且齿状表面682的纹路配合齿排件69的齿状表面691。滑块68可沿X轴相对于夹持件610移动至不同的调节位置，使调节件67可同时沿滑槽S4相对于滑块68移动至对应的不同的调节位置。由此，可选择性地调整滑块68凸出于夹持件610的夹持支撑部610B的程度，即滑块68上朝向对向的夹持件610的表面681凸出于其所在的夹持支撑部610B的程度，进而调整两夹持件610的两夹持部610A之间的最大夹持空间的大小。

虽然上述实施例是以枢接件穿设于支架的支架支撑部和夹持件的夹持支撑部的范例来说明，然而本发明并不限于此范例。在本发明其他实施例中，亦可采用其他枢接方式将支架的支架支撑部枢接于夹持件的夹持支撑部，使夹持件可相对于支架枢转。

综上所述，上述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种夹爪装置，其特征在于，包含：

座体；以及

二夹持组件，每个所述夹持组件包含：

夹持件，包含夹持部和夹持支撑部，所述夹持支撑部包含第一枢接部；

支架，可活动地设置于所述座体，所述支架包含连接部和支架支撑部，所述支架支撑部包含第二枢接部，所述第二枢接部与所述第一枢接部枢接，使所述夹持件可相对于所述支架枢转，所述第一枢接部和所述第二枢接部的枢接处位于所述夹持部和所述连接部之间；以及

弹性件，包含第一端和相对于所述第一端的第二端，所述第一端用以连接所述夹持支撑部，所述第二端用以连接所述连接部；

其中，当其中一所述夹持组件的所述夹持件的所述夹持部抵触到一物件，且所述二夹持组件未相互抵靠时，所述夹持件相对于对应的所述支架枢转；

当其中一所述夹持组件的所述夹持件的所述夹持部抵触到所述物件，且所述二夹持组件的该些夹持支撑部相互抵靠时，限制该些夹持件的枢转，以夹取所述物件。

2.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，每个所述夹持件更包含第一表面、相对于所述第一表面的第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的第三表面，该些第三表面彼此相对，每个所述夹持件的所述夹持支撑部更包含由所述第三表面凸设的凸出结构。

3.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，至少其中一所述夹持组件于所述夹持支撑部更包含调节件和调节机构，所述第一枢接部位于所述调节机构和所述夹持部之间，所述调节机构包含多个调节位置，所述调节件用以被装设于所述调节机构，当所述调节件位于不同的所述调节位置时，决定该些夹持部之间的最大夹持空间的大小。

4.根据权利要求3所述的夹爪装置，其特征在于，所述调节机构包含多个插孔，所述多个插孔分别对应所述多个调节位置。

5.根据权利要求3所述的夹爪装置，其特征在于，所述调节机构包含滑槽，所述多个调节位置定义于所述滑槽上。

6.根据权利要求5所述的夹爪装置，其特征在于，所述调节机构更包含滑块，所述滑槽设置于所述滑块上，所述调节件穿设于所述滑槽且固定于所述夹持支撑部。

7.根据权利要求3所述的夹爪装置，其特征在于，每个所述夹持件更包含第一表面、相对于所述第一表面的第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的第三表面，该些第三表面彼此相对，另一所述夹持组件的所述夹持支撑部更包含止挡部件，所述止挡部件用以供所述调节件抵靠。

8.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，该些夹持件于夹取所述物件时呈交叉状。

9.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，所述夹持支撑部更包含延伸部，所述弹性件的所述第一端连接所述延伸部，所述弹性件的所述第二端连接所述连接部。

10.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于，其中一所述夹持组件的所述夹持件和所述支架与另一所述夹持组件的所述夹持件和所述支架呈对称设置或镜像设置。