[发明专利]一种由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持装置及方法

说明书

本发明公开了一种由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持装置及方法，该夹持装置包括基座、直线电机、伸缩杆、控制单元、传动机构和夹持爪机构；夹持爪机构包括摩擦力感应爪和机械夹持爪，摩擦力感应爪与工件的接触面布置有摩擦力传感器；直线电机与伸缩杆连接；控制单元发送电信号，由直线电机驱动伸缩杆运动，进而带动传动机构控制夹持爪机构的张开与闭合。本发明的摩擦力感应爪与工件接触，使摩擦力传感器感应到工件与摩擦力感应爪接触产生的垂直摩擦力；摩擦力传感器对垂直摩擦力进行处理判断并反馈至CPU，CPU控制直线电机的驱动信号，并根据机械夹持爪接触面与工件间相对滑动产生的摩擦力使夹持装置提供夹紧力，实现对夹持力的精准控制。

技术领域

本发明涉及机械夹持装置，尤其涉及一种由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持装置及方法。

背景技术

机械爪是一种可以实现类似人手功能的机械部件。机械爪是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

目前，机械爪越来越广泛的得到了应用，在机械生产行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，进而节省庞大的工件运输装置，结构紧凑，适应性强。

机械爪广泛使用的驱动方式是以旋转电机带动涡杆与齿轮旋转使机械爪张开与闭合,结构复杂。但是，受制于小型旋转电机的运转速度较小，导致机械爪张开与闭合响应慢。在使用过程中又难以控制机械爪的夹持力，导致夹持力不精准。且当机械爪夹紧工件无法移动后，旋转电机持续空转运动，电机超载易损坏，影响机械爪的使用效率及可靠性。

发明内容

发明目的：为了解决以上技术问题，本发明提供一种由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持装置及方法，通过直线电机、伸缩杆、传动机构和夹持爪机构的相互配合，实现对夹持装置夹持力的精准控制。

技术方案：本发明由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持装置包括基座、直线电机、伸缩杆、控制单元、传动机构和夹持爪机构；

夹持爪机构包括摩擦力感应爪和多个机械夹持爪，摩擦力感应爪与工件的接触面上布置有摩擦力传感器；

直线电机与伸缩杆连接，直线电机上设有电流感应器，伸缩杆上设有位置感应器；

控制单元发送电信号，由直线电机驱动伸缩杆运动，进而带动传动机构控制夹持爪机构的张开与闭合。

传动机构包括多组传动单元，每组传动单元包括连接杆、导杆、导向连接杆和连接件；连接件固定在伸缩杆端部，连接件通过导杆和导向连接杆相连。

连接件为井字形连接件，该井字形连接件固定在直线电机末端。

摩擦力感应爪的接触面上开设有凹槽，摩擦力传感器布置在凹槽内。

机械夹持爪的爪尖与被夹持工件的接触面上设置有防滑垫。

防滑垫为锯齿形防滑垫，以便于夹取一些表面光滑的物体。

直线电机为电磁直线电机，该电机实现高响应且高精度运动控制的同时，且不需要中间转换部件。

直线电机上布置有电流感应器及伸缩杆位置感应器。

本发明由直线电机控制对工件夹紧力大小的夹持方法包括以下步骤：

(1)当夹持装置进行夹紧动作时，摩擦力感应爪与工件接触，使摩擦力传感器感应到工件与摩擦力感应爪接触产生的垂直摩擦力；

(2)摩擦力传感器对垂直摩擦力进行处理判断并反馈至CPU，CPU控制直线电机的驱动信号，使伸缩杆到达所需位置，并根据机械夹持爪接触面与工件间相对滑动产生的摩擦力变化使夹持装置提供夹紧力。