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一种流体相变柔性夹爪

阅读:543发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种流体相变柔性夹爪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 非 牛 顿 流体 相变 柔性夹爪,包括 柱塞 真空 泵 、气囊、液囊和固定座,液囊与气囊之间形成有封闭腔体;柱塞 真空泵 包括驱动 电机 、柱塞泵缸体和偏 心轴 ,柱塞泵缸体设有两个对称的柱塞腔体,两个柱塞腔体内均设有柱塞体,两个柱塞体均与偏心轴铰接,柱塞泵缸体上对应两个柱塞腔体设有两个抽吸通道,抽吸通道的两端分别与柱塞腔体和封闭腔体连通,两个抽吸通道内分别设有第一单向 阀 和第二 单向阀 ,第一单向阀与第二单向阀的朝向相反,第一单向阀的开启压 力 小于第二单向阀的开启压力,柱塞泵缸体还设有两个外界连通管道,两个外界连通管道内分别设有组合阀;本发明能够解决现有柔性夹爪夹持力的问题,且利用气囊和液囊包覆 工件 ,适应性强。,下面是一种流体相变柔性夹爪专利的具体信息内容。

1.一种流体相变柔性夹爪,其特征在于,其特征在于,其特征在于,包括柱塞真空(1)、气囊(2)、存储有牛顿流体的液囊(3)以及与气囊(2)外形配合的固定座(4),所述气囊(2)的开口端固定在固定座(4)上,所述液囊(3)嵌套在气囊(2)内、且液囊(3)的开口端与气囊(2)的开口端密封配合,所述液囊(3)与气囊(2)之间形成有封闭腔体(5);
所述柱塞真空泵(1)包括驱动电机(11)、柱塞泵缸体(12)和偏心轴(13),所述驱动电机(11)固定在柱塞泵缸体(12)的顶面中部,所述偏心轴(13)设于柱塞泵缸体(12)的中部、且其上下端分别转动连接在柱塞泵缸体(12)上,所述驱动电机(11)的输出端与偏心轴(13)的上端传动连接,所述柱塞泵缸体(12)的左右两端对应设有两个对称的柱塞腔体,两个所述柱塞腔体内分别设有柱塞体(14),两个所述柱塞体(14)分别与偏心轴(13)铰接,所述柱塞泵缸体(12)上对应两个柱塞腔体设有两个抽吸通道(15),所述抽吸通道(15)的一端与柱塞腔体连通,所述抽吸通道(15)的另一端与封闭腔体(5)连通,在位于柱塞泵缸体(12)左端上的所述抽吸通道(15)内设有第一单向(16),在位于柱塞泵缸体(12)右端上的所述抽吸通道(15)内设有第二单向阀(17),所述第一单向阀(16)与第二单向阀(17)的朝向相反,所述第一单向阀(16)的开启压小于第二单向阀(17)的开启压力,所述柱塞泵缸体(12)对应两个抽吸通道(15)设有两个外界连通管道(18),两个所述外界连通管道(18)内分别设有组合阀(19),所述组合阀(19)用于控制柱塞腔体与外界空气的通断;
所述固定座(4)固定在柱塞泵缸体(12)的底面。
2.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,其特征在于,所述驱动电机(11)通过一个电机支架固定在柱塞泵缸体(12)上。
3.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,其特征在于,两个所述柱塞体(14)分别通过连杆铰接在偏心轴(13)的中部。
4.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,其特征在于,两个所述柱塞体(14)分别通过连杆铰接在偏心轴(13)的中部。

说明书全文

一种流体相变柔性夹爪

技术领域

[0001] 本发明涉及夹爪技术领域,特别是涉及一种牛顿流体相变柔性夹爪。

背景技术

[0002] 现有的柔性夹爪在夹持工件时存在夹持小的问题,导致工件容易走位甚至脱落,严重影响工件的加工进度,且现有柔性夹爪适应性较差,使工件的加工效率低下。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点,提供一种非牛顿流体相变柔性夹爪。
[0004] 为实现上述目的,本发明的具体方案如下:一种非牛顿流体相变柔性夹爪,包括柱塞真空、气囊、存储有非牛顿流体的液囊以及与气囊外形配合的固定座,所述气囊的开口端固定在固定座上,所述液囊嵌套在气囊内、且液囊的开口端与气囊的开口端密封配合,所述液囊与气囊之间形成有封闭腔体;
所述柱塞真空泵包括驱动电机、柱塞泵缸体和偏心轴,所述驱动电机固定在柱塞泵缸体的顶面中部,所述偏心轴设于柱塞泵缸体的中部、且其上下端分别转动连接在柱塞泵缸体上,所述驱动电机的输出端与偏心轴的上端传动连接,所述柱塞泵缸体的左右两端对应设有两个对称的柱塞腔体,两个所述柱塞腔体内分别设有柱塞体,两个所述柱塞体分别与偏心轴铰接,所述柱塞泵缸体上对应两个柱塞腔体设有两个抽吸通道,所述抽吸通道的一端与柱塞腔体连通,所述抽吸通道的另一端与封闭腔体连通,在位于柱塞泵缸体左端上的所述抽吸通道内设有第一单向,在位于柱塞泵缸体右端上的所述抽吸通道内设有第二单向阀,所述第一单向阀与第二单向阀的朝向相反,所述第一单向阀的开启压力小于第二单向阀的开启压力,所述柱塞泵缸体对应两个抽吸通道设有两个外界连通管道,两个所述外界连通管道内分别设有组合阀,所述组合阀用于控制柱塞腔体与外界空气的通断;
所述固定座固定在柱塞泵缸体的底面。
[0005] 其中,所述驱动电机通过一个电机支架固定在柱塞泵缸体上。
[0006] 其中,两个所述柱塞体分别通过连杆铰接在偏心轴的中部。
[0007] 本发明有益效果为:通过上述结构设置,能够解决现有柔性夹爪夹持力的问题,保障工件加工顺利,利于提高工件加工精度,且利用气囊和液囊包覆工件,能够与工件外形贴覆,随工件外形改变,进而可以适应更多形状的工件,适应性强。附图说明
[0008] 图1是本发明的立体图;图2是本发明的剖视图;
图3是本发明中柱塞真空泵的结构示意图;
图4是本发明中柱塞真空泵的剖视图;
附图标记说明:1-柱塞真空泵;11-驱动电机;12-柱塞泵缸体;13-偏心轴;14-柱塞体;
15-抽吸通道;16-第一单向阀;17-第二单向阀;18-外界连通管道;19-组合阀;2-气囊;3-液囊;4-固定座;5-封闭腔体。

具体实施方式

[0009] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明,并不是把本发明的实施范围局限于此。
[0010] 非牛顿流体是剪应力剪切应变率呈非线性关系的一类流体的总称,当其受到突然施加的剪切应力粘度会急剧升高,发生相转变,由液态转变为固态,本发明便是利用非牛顿流体的这一相变特性设计出的柔性夹爪。
[0011] 如图1至图4所示,本实施例所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,包括柱塞真空泵1、气囊2、存储有非牛顿流体的液囊3以及与气囊2外形配合的固定座4,所述气囊2的开口端固定在固定座4上,所述液囊3嵌套在气囊2内、且液囊3的开口端与气囊2的开口端密封配合,所述液囊3与气囊2之间形成有封闭腔体5,气囊2和液囊3均采用柔性材质制成;所述柱塞真空泵1包括驱动电机11、柱塞泵缸体12和偏心轴13,所述驱动电机11固定在柱塞泵缸体12的顶面中部,所述偏心轴13设于柱塞泵缸体12的中部、且其上下端分别转动连接在柱塞泵缸体12上,所述驱动电机11的输出端与偏心轴13的上端传动连接,所述柱塞泵缸体12的左右两端对应设有两个对称的柱塞腔体,两个所述柱塞腔体内分别设有柱塞体
14,两个所述柱塞体14分别与偏心轴13铰接,所述柱塞泵缸体12上对应两个柱塞腔体设有两个抽吸通道15,所述抽吸通道15的一端与柱塞腔体连通,所述抽吸通道15的另一端与封闭腔体5连通,在位于柱塞泵缸体12左端上的所述抽吸通道15内设有第一单向阀16,在位于柱塞泵缸体12右端上的所述抽吸通道15内设有第二单向阀17,所述第一单向阀16与第二单向阀17的朝向相反,所述第一单向阀16的开启压力小于第二单向阀17的开启压力,所述柱塞泵缸体12对应两个抽吸通道15设有两个外界连通管道18,两个所述外界连通管道18内分别设有组合阀19,所述组合阀19用于控制柱塞腔体与外界空气的通断;所述固定座4固定在柱塞泵缸体12的底面。
[0012] 本实施例所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,具体地,所述驱动电机11通过一个电机支架固定在柱塞泵缸体12上,以便于驱动电机11的输出端与偏心轴13的上端传动连接。本实施例所述的一种非牛顿流体相变柔性夹爪,具体地,两个所述柱塞体14分别通过连杆铰接在偏心轴13的中部,所述连杆的一端铰接在柱塞体14上,其另一端铰接在偏心轴13上,在偏心轴13转动时,连杆随着偏心轴13摆动,从而使偏心轴13同时带动两个柱塞体14做往复运动。
[0013] 本实施例具体的运作原理是: 初始阶段,即封闭腔体5内真空度低,首先将整个柔性夹爪置于工件的正上方,工作时,整个柔性夹爪下探至与工件接触,由于液囊3中的非牛顿流体未受到剪切力作用,非牛顿流体呈液态,可以自由流动,气囊2和液囊3会将工件部分包覆,然后驱动电机11带动偏心轴13转动,偏心轴13通过连杆同时带动两个柱塞体14做往复运动,当两个柱塞体14朝向右移动时,位于左边的柱塞腔体的有效体积增大,压强减小,将第一单向阀16吸开,进而将封闭腔体5内的空气经过抽吸通道15后被吸入柱塞腔体内,实现对封闭腔体5抽真空处理,使封闭腔体5内形成真空状态,而右边的柱塞腔体的有效体积减小,压强增大,由于封闭腔体5内在初始阶段真空度低,第二单向阀17还是处于关闭状态,右边的柱塞腔体内的空气将打开右边的组合阀19,然后从外界连通管道18的下端排出,完成柱塞体14右移动过程,整个右移过程中,封闭腔体5内形成真空,在大气压作用下,气囊2体积收缩,同时挤压液囊3,使液囊3内的非牛顿流体受到剪切力作用,非牛顿流体的粘度迅速升到,并转变为固定,进而将工件限制住,然后两个柱塞体14朝向左移动,此时位于左边的柱塞腔体的有效体积逐渐减小,压强增大,使第一单向阀16处于关闭状态,而左边的柱塞腔体内的空气打开左边组合阀19,然后从外界连通管道18的下端排出,而右边的柱塞腔体的有效体积逐渐增大,压强减小,第二单向阀17处于关闭状态,右边的组合阀19在外界空气的压力下打开,外界空气从外界连通管道18的上端进入右边的柱塞腔体内,如此完成一个往复过程,即在两个柱塞体14往复一个周期内,实现了对封闭腔体5抽真空,使非牛顿流体受到剪切力作用,非牛顿流体从液态转变成固态,完成相变过程;然后在驱动电机11的持续带动下,两个柱塞体14不断做往复运动,即左边的柱塞腔体周期性地对封闭腔体5进行抽真空处理,同时气囊2也是均匀挤压液囊3,这个过程中,液囊3内的非牛顿流体受到周期性的剪切力作用,从而保证液囊3中的非牛顿流体获得持续的脉动剪切应力,维持固态,进而实现夹持工件,夹持牢固、稳定,使工件不易走位或脱落,保证工件加工完成,利于提高工件的加工精度;而随着驱动电机11带动两个柱塞体14持续工作,封闭腔体5内的真空度逐渐增大,达到高真空度,当两个柱塞体14向右移动时,第一单向阀16在左边柱塞体14的作用下被吸开,封闭腔体5内的空气被吸入柱塞腔体内,使非牛顿流体受到剪切力作用,同时外界空气会顶开左边的组合阀19,从外界连通管道18的上端进入左边的柱塞腔体内,达到对左边的柱塞腔体的平衡补充,而第二单向阀17由于封闭腔体5内处于高真空度状态,将会在右边的柱塞体
14作用下打开,右边的柱塞腔体内的空气通过抽吸通道15进入封闭腔体5内,从而使气囊2能够在大气压作用下周期性对液囊3挤压,进而保证了液囊3内的非牛顿流体维持固态,达到夹持工件的目的,而当两个柱塞体14向左移动时,第一单向阀16关闭,左边的柱塞腔体内的空气打开左边的组合阀19,并从外界连通管道18的下端排出,而第二单向阀17关闭,外界空气打开右边的组合阀19,然后从外界连通管道18的上端进入右边的柱塞腔体内,进而对右边的柱塞腔体进行气压补充;
需要释放工件时,只需将驱动电机11停止工作,封闭腔体5内的压强恢复,气囊2对液囊
3的挤压消除,使液囊3内的非牛顿流体失去剪切力的作用,非牛顿流体从固态恢复到液态,然后整个柔性夹爪上升,从而达到释放工件。
[0014] 本实施例中,位于左边的组合阀19的下阀体的开启压力小于位于右边的组合阀19的下阀体的开启压力,从而可以在封闭腔体5处于高真空度时,左右两边的抽吸通道15的抽吸不均衡,从而保证封闭腔体5的压强处于波动状态,进一步保障非牛顿流体在工作时始终维持固态。
[0015] 通过上述结构设置,能够解决现有柔性夹爪夹持力的问题,保障工件加工顺利,利于提高工件加工精度,且利用气囊2和液囊3包覆工件,能够与工件外形贴覆,随工件外形改变,进而可以适应更多形状的工件,适应性强。
[0016] 以上所述仅是本发明的一个较佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,包含在本发明专利申请的保护范围内。
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