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电控夹爪和光学元件组装设备
时间:2025-08-08 03:22 点击次数:142

  驱动装置,固定在所述安装座上,所述驱动装置包括驱动电机、丝杆以及滑块;所述驱

  动电机的输出端与所述丝杆连接并通过所述丝杆将旋转运动转化为直线运动;所述滑块与

  摆动臂组件,包括多个摆动臂以及在每一所述摆动臂上均设置的压力感应片;所述摆

  动臂与所述安装座枢接,所述摆动臂具有背离所述滑块的前端以及与所述滑块活动连接的

  后端;所述摆动臂的后端与所述滑块连接,所述滑块沿所述丝杆的轴向直线运动时带动所

  其中,在所述摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔;所述压力感应片贴设在所

  2.如权利要求1所述的电控夹爪,其特征在于,所述安装座包括安装底板和两相对的限

  位侧板,所述安装底板具有安装板面,两个所述限位侧板分别自所述安装板面的两相对边

  缘凸出形成,所述安装板面和两所述限位侧板之间形成安装空间;所述驱动装置设于所述

  3.如权利要求2所述的电控夹爪,其特征在于,所述滑块包括滑块本体和设于所述滑块

  所述摩擦触头呈沿向前的方向上减缩设置,所述摆动臂的内侧设有所述摩擦触头适配

  4.如权利要求3所述的电控夹爪,其特征在于,所述电控夹爪还包括导向滑轨,所述导

  向滑轨固定在所述限位侧板的内侧面;所述驱动装置还包括支撑架,所述丝杆穿设所述支

  撑架,所述支撑架与所述安装底板固定连接,且所述支撑架位于两相对的所述导向滑轨之

  所述滑块本体位于所述丝杆的背离所述安装板面的上方,所述滑块本体与所述丝杆限

  位连接,所述滑块本体上设有滑条,且所述滑条可在所述导向滑轨与所述支撑架之间的间

  5.如权利要求2所述的电控夹爪,其特征在于,所述摆动臂组件还包括多个转轴,每一

  所述摆动臂均穿设有一个转轴,所述摆动臂通过所述转轴实现与所述安装底板的枢接。

  6.如权利要求5所述的电控夹爪,其特征在于,所述电控夹爪还包括固定件,所述固定

  件和所述安装底板之间形成可供所述摆动臂活动进出的通槽,所述转轴穿设所述摆动臂后

  7.如权利要求1至6任一项所述的电控夹爪,其特征在于,所述电控夹爪还包括压力感

  8.如权利要求7所述的电控夹爪,其特征在于,所述贯通孔贯通所述摆动臂的上侧面和

  9.如权利要求1至6任一项所述的电控夹爪,其特征在于,所述驱动装置还包括弹性件,

  10.一种光学元件组装设备,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的电控夹

  的操作方式。其中,夹取的操作方式又可细分为两种驱动形式,即气动驱动方式和电动驱动

  方式。然而,针对微型光学元件的力感应夹取,现有技术的问题主要在于以下几个方面:其

  一、若使用气动驱动的气动夹爪对微型光学元件进行夹取,由于气动型夹爪在松开的时刻,

  气动型夹爪的运动接近跳变,故会对微型光学元件的位置有干扰并令其发生微位移,进而

  造成组装偏差;其二、若使用电动驱动的电控夹爪对微型光学元件进行夹取,虽然使用电控

  夹爪时行程可控,但还是存在无法知晓夹取的力度的缺点,特别是对于微型光学元件,因为

  夹取力度通常在克级,且从夹爪接触被夹取物的接触点传到力感应元件位置,需要克服克

  级至几十克级的力,故感应克级的力对于现有的电控夹爪来说是不可能的;其三、对于具有

  不同大小差别的光学元件来说,使用相同行程夹取,会造成不同的夹取力度,而不同的夹取

  力度对于某些偏振敏感的光学元件会造成元件内部不同的应力及偏振状态,进而使得组装

  驱动装置,固定在安装座上,驱动装置包括驱动电机、丝杆以及滑块;驱动电机的

  输出端与丝杆连接并通过丝杆将旋转运动转化为直线运动;滑块与丝杆连接,并受丝杆驱

  与安装座枢接,摆动臂具有背离滑块的前端以及与滑块活动连接的后端;摆动臂的后端与

  滑块连接,滑块沿丝杆的轴向直线运动时带动摆动臂转动,以相对设置的摆动臂的前端实

  可选地,安装座包括安装底板和两相对的限位侧板,安装底板具有安装板面,两个

  限位侧板分别自安装板面的两相对边缘凸出形成,安装板面和两限位侧板之间形成安装空

  可选地,电控夹爪还包括导向滑轨,导向滑轨固定在限位侧板的内侧面;驱动装置

  还包括支撑架,丝杆穿设支撑架,支撑架与安装底板固定连接,且支撑架位于两相对的导向

  可选地,摆动臂组件还包括多个转轴,每一摆动臂均穿设有一个转轴,摆动臂通过

  可选地,电控夹爪还包括压力感应控制器,压力感应片与压力感应控制器电连接。

  中,由于在摆动臂上邻近前端的前侧区域中设有贯通孔,且压力感应片贴设在摆动臂的外

  侧面上,并与贯通孔位置对应,故镂空的摆动臂与压力感应片就能形成一压力传感器,即在

  本电控夹爪中,感应力和夹取位置均位于同一摆动臂中,从而实现本电控夹爪对克级力的

  感知功能;换言之,本申请的技术方案是利用摆动臂上邻近前端的前侧区域镂空的设计,通

  过贴设压力感应片而实现将压力感应功能融合到本微型的电控夹爪中,即压力传感器与摆

  动臂融合的方案,从而实现可在夹取过程中实时获取夹取力的目的。同时,由于本电控夹爪

  可通过驱动电机和丝杆实现对滑块行程的实时精密控制,进而实现对摆动臂开合的精密控

  制,故在本申请的技术方案中,这种微型驱动电机加丝杆等的行程精密控制结构和前述的

  镂空的摆动臂融合压力传感功能的设计相配合,就能同时实现在行程范围内任意停止的功

  能以及克级力感应的功能,然后结合本光学元件组装设备的主控系统提供的自动程序控制

  便可达到在某个力阈值下稳定夹取微型光学元件的目的,从而大大提高了本电控夹爪夹取

  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申请的一些

  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性的前提下,还可以根据这些

  合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅

  需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另

  一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可

  还需要说明的是,本申请实施例中的左、右、上和下等方位用语,仅是互为相对概

  相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附

  图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

  需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、

  “水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关

  系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有

  此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性

  或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

  隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,

  在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等

  术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连

  接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内

  部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情

  请参阅图1至图3,在一实施例中,该电控夹爪包括安装座100、驱动装置  200以及

  摆动臂组件300。具体来说,驱动装置200固定在安装座100上;驱动装置200包括驱动电机、

  丝杆210以及滑块220;驱动电机的输出端与丝杆210  连接并通过丝杆210将旋转运动转化

  与安装座100枢接,摆动臂310具有背离滑块220的前端以及与滑块220活动连接的后端;摆

  动臂310的后端与滑块220连接,滑块220沿丝杆210的轴向直线转动,

  以相对设置的摆动臂310的前端实现相对打开或收拢。其中,在摆动臂310上邻近前端的前

  侧区域中设有贯通孔311;压力感应片320贴设在摆动臂310的外侧面上,并与贯通孔311位

  置对应。具体在本实施例中,本电控夹爪的摆动臂310设置为两个,即本电控夹爪是两爪设

  置,但在其他实施例中,本电控夹爪还可以是多爪设置,例如但不限于三爪至六爪设置。

  的需要夹取微型元件且获知克级感应力的其他类型设备也可适用本申请的技术方案。本光

  学元件组装设备主要使用本电控夹爪夹取组装微型光学元件,例如但不限于光纤激光器的

  快轴透镜等,因此,本电控夹爪也是一微型夹爪,其体积设置较小。相应的,本电控夹爪所使

  用的驱动电机也为微型电机,该微型电机可电控转速并通过丝杆210将旋转转换为直线运

  动。当然,本光学元件组装设备还具有其他相关部件结构,例如主控系统(未图示)等,整个

  电控夹爪可通过安装座100固定安装在本光学元件组装设备的合适位置,同时,驱动电机和

  压力感应片320等均直接或间接与主控系统电连接,以实现对电控夹爪的智能化精确控制。

  基于此结构设计,在本实施例中,由于在摆动臂310上邻近前端的前侧区域中设有

  贯通孔311,且压力感应片320贴设在摆动臂310的外侧面上,并与贯通孔311位置对应,故镂

  空的摆动臂310与压力感应片320就能形成一压力传感器,即在本电控夹爪中,感应力和夹

  取位置均位于同一摆动臂310中,从而实现本电控夹爪对克级力的感知功能;换言之,本申

  请的技术方案是利用摆动臂310上邻近前端的前侧区域镂空的设计,通过贴设压力感应片

  320而实现将压力感应功能融合到本微型的电控夹爪中,即压力传感器与摆动臂310融合的

  方案,从而实现可在夹取过程中实时获取夹取力的目的。同时,由于本电控夹爪可通过驱动

  电机和丝杆210实现对滑块220行程的实时精密控制,进而实现对摆动臂310开合的精密控

  制,故在本申请的技术方案中,这种微型驱动电机加丝杆210等的行程精密控制结构和前述

  的镂空的摆动臂310融合压力传感功能的设计相配合,就能同时实现在行程范围内任意停

  止的功能以及克级力感应的功能,然后结合本光学元件组装设备的主控系统提供的自动程

  序控制便可达到在某个力阈值下稳定夹取微型光学元件的目的,从而大大提高了本电控夹

  请参阅图1至图3,具体在本实施例中,贯通孔311贯通摆动臂310的上侧面和下侧

  面,且贯通孔311呈沿摆动臂310的长度方向上中部窄两侧宽的哑铃状。当然,于其他实施例

  中,贯通孔311还可以是其他形状设置,但在本实施例中,哑铃状的贯通孔311更有利于压力

  在此还需说明的是,在本实施例中,电控夹爪还包括压力感应控制器(未图示),压

  力感应片320与压力感应控制器电连接,从而实现对压力感应片320  的驱动及压力值的输

  出。此外,在本实施例中,驱动装置200还包括弹性件(未图示),弹性件的两端分别与摆动臂

  310的后端以及滑块220连接,进而实现将摆动臂310拉回初始位置,使得两相对的摆动臂

  310处于收拢状态。具体地,在本实施例中,弹性件具体可为弹簧,也可以是其他具有弹性作

  请参阅图1、图4和图5,在本实施例中,安装座100包括安装底板110  和两相对的限

  位侧板120,安装底板110具有安装板面,两个限位侧板120分别自安装板面的两相对边缘凸

  出形成,安装板面和两限位侧板120之间形成安装空间;驱动装置200设于安装空间中。具体

  的,安装底板110为类似矩形板,丝杆210的轴向与安装底板110的长度方向一致,两个限位

  侧板120分别凸设于安装底板110的沿宽度方向的两侧边缘,安装底板110和限位侧板120可

  以是一体成型或分体制作后固定在一起。当然,于其他实施例中,安装座100还可以呈其他

  结构设置,但本实施例中的安装座100结构设计更加简单紧凑,有利于本电控夹爪进一步微

  请一并参阅图2和图3,在本实施例中,滑块220包括滑块本体221和设于滑块本体

  221远离丝杆210的前端的摩擦触头222;摩擦触头222呈沿向前的方向上减缩设置,摆动臂

  310的内侧设有摩擦触头222适配的斜面,在滑块  220受驱动而前后直线的斜面直接摩擦接触,进而挤压摆动臂310,实现摆动臂310的转动。具体

  地,本电控夹爪具有打开状态和初始状态,电控夹爪对微型光学元件的夹取是通过初始状

  态和打开状态之间的转换而实现。具体如图2所示,在初始状态,两相对的摆动臂310  的前

  端相对收拢,此时,本电控夹爪未夹取任何微型光学元件;当需要夹取微型光学元件时,如

  图3所示,主控系统控制驱动电机驱动丝杆210转动,进而使得滑块220向后运动,同时,摆动

  臂310转动,摆动臂310的前端相对打开,电控夹爪处于打开状态;然后,摆动臂310移至需夹

  取的微型光学元件处,主控系统控制驱动电机驱动丝杆210转动,滑块220向前运动,摆动臂

  310转动至前端相对收拢以稳固的夹取到该微型光学元件。在此需说明的是,由于滑块  220

  的行程可通过驱动电机和丝杆210精确控制,故摆动臂310的前端的打开角度就可以通过滑

  块220的行程而实现精确控制,从而可使得本电控夹爪能适用于其夹取范围内不同尺寸的

  微型光学元件,且夹取时的夹取力也可以通过压力感应片320感应,进而实现对夹取力的精

  确控制。然本设计不限于此,于其他实施例中,滑块220和摆动臂310之间还可以通过结构实

  请参阅图1、图4和图5,在本实施例中,电控夹爪还包括导向滑轨130,导向滑轨130

  固定在限位侧板120的内侧面;驱动装置200还包括支撑架,丝杆210穿设支撑架,支撑架与

  安装底板110固定连接,且支撑架位于两相对的导向滑轨130之间;滑块本体221位于丝杆

  210的背离安装板面的上方,滑块本体221与丝杆210限位连接,滑块本体221上设有滑条,且

  滑条可在导向滑轨130与支撑架之间的间隙中滑动。在此,导向滑轨130主要为滑块220的固

  定运动位置起导向作用,确保滑块220沿正确方向运动。当然,于其他实施例中,滑块220和

  请参阅图1,在本实施例中,摆动臂组件300还包括多个转轴330,每一摆动臂310均

  穿设有一个转轴330,摆动臂310通过转轴330实现与安装底板110  的枢接。具体地,该转轴

  330可与安装底板110一体制成,例如,转轴330可由安装底板110整体数控加工制成,当然,

  于其他实施例中,转轴330也可以是分体设置,例如但不限于转轴330为一个钢制圆柱销钉,

  然后固定安装在安装底板110上。此外,摆动臂310可以是一体设置或多部件分体设置,例

  如,摆动臂310前端接触微型光学元件部分可和力感应部分分离成2个部件,然后这两个部

  件通过螺丝钉或者胶粘紧固,如此,则可方便更换尖端部分以适应不同光学元件。

  请参阅图1、图4和图5,在本实施例中,电控夹爪还包括固定件400,固定件400和安

  装底板110之间形成可供摆动臂310活动进出的通槽,转轴330  穿设摆动臂310后的两端分

  别与安装底板110以及固定件400连接。可以理解,固定件400主要起到固定摆动臂310和转

  轴330的作用,使其形成稳定的运动机构,进而确保对微型光学元件的夹取能够更加稳定准

  确地进行,即有利于提高本电控夹爪的夹取稳定性。此外,在固定件400的朝向滑块220的一

  侧,设有与摩擦触头222形状适配的梯形避位槽410,以确保固定件400的设置不会对滑块

  控夹爪的具体结构参照上述实施例,由于本光学元件组装设备采用了上述所有实施例的全

  部技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一

  神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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