CN104108603A - 一种杯盒抓取机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杯盒抓取机构，包括箱体、驱动组件和抓取组件，所述驱动组件驱动抓取组件在箱体侧面沿竖直方向上升或下降；所述抓取组件包括手臂和固定于手臂上的手指。本发明提供的一种杯盒抓取机构及方法，用于实现杯盒自动输送。杯盒抓取方法为每次抓取并分离一个杯盒输送到指定位置；杯盒抓取机构采用手臂结构，在手臂的两侧安装有机械式的手指。手臂一侧还装有反射光耦，手指向下运动时反射光耦判断杯盒位置并给出运动行程，转动板触碰到杯盒边缘后绕轴旋转，当手指低于杯盒底部时，转动板在复位弹簧的作用下复位，实现杯盒抓取。本发明结构简单，杯盒抓取可靠，维护方便。

Description

一种杯盒抓取机构及方法

技术领域

本发明涉及医用设备领域，具体涉及一种杯盒抓取机构及方法。

背景技术

全自动化学发光免疫分析仪在运行中，需由人工每次向输送机构中添加叠放的多个杯盒，反应杯盒的输送和补充由机构自动完成。当工作位的杯盒使用完后，系统执行程序指令，首先将工作位上的空杯盒回收到落料区叠放，再将等待位上的杯盒输送到工作位并夹紧定位，最后从上料区输送一个杯盒补充到等待位。当上料区杯盒使用完时或落料区废旧空杯盒叠放至最大值时，系统将提示报警，由人工参与打开抽屉，在上料区添加新的杯盒并叠放，将落料区废旧空杯盒取空，然后合上抽屉，系统将恢复杯盒的输送。

现有技术中的一种杯盒输送方式是在一托盘上叠放多个杯盒。向等待位补充杯盒时，托盘整体做上升运动，至最顶端的杯盒输送到指定的高度位置并被分离，然后其它杯盒随托盘回到初始位。该输送方式所采用的机械结构复杂，补充杯盒时，托盘需托动其上的所有杯盒上升或下降，对杯盒在运动托盘上的摆放平稳性有较大要求；如果托盘运动过快，容易使杯盒上的反应杯倾覆，具有较大风险；同时，带动多余的杯盒上升或下降也增加了不必要的功耗，有待于进一步地改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单、杯盒抓取可靠、维护方便的杯盒抓取机构及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种杯盒抓取机构，包括箱体、驱动组件和抓取组件，所述驱动组件驱动抓取组件在箱体侧面沿竖直方向上升或下降；所述抓取组件包括手臂和固定于手臂上的手指。

一种使用所述杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，包括：

所述抓取组件在箱体上沿竖直方向下降，通过手指从箱体内的杯盒叠放区顶部分离并抓取所需数量的杯盒，然后上升，将杯盒输送到箱体上方。

一种样本分析装置，包括以上所述的杯盒抓取机构。

一种使用所述杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，包括：

使堆放于箱体内的每个杯盒的底部宽度大于顶部宽度，并将杯盒层叠放置；

所述驱动组件驱动抓取组件在箱体上沿竖直方向下降；

当转动板的支撑部位于所需数量的杯盒底部时，抓取组件停止下降，并转为上升，利用手指上转动板的支撑部托起所需数量的杯盒，使托起的杯盒从杯盒叠放区顶部分离，输送到箱体上方。

一种使用所述杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，包括：

使堆放于箱体内的每个杯盒的底部宽度大于顶部宽度，并将杯盒层叠放置；

所述抓取组件在箱体上沿竖直方向下降，当反射光耦检测到杯盒叠放区最高处的杯盒时，根据所需抓取杯盒的数量和杯盒的高度，通过系统计算出驱动组件需要驱动抓取组件下降的距离；

驱动组件根据计算出的距离，驱动抓取组件下降到对应位置；

驱动组件驱动抓取组件上升，利用抓取组件的手指上转动板的支撑部托起所需数量的杯盒，使托起的杯盒从杯盒叠放区顶部分离，输送到箱体上方。

本发明提供的一种杯盒抓取机构及方法，用于实现杯盒自动输送。杯盒抓取方法为每次抓取并分离一个杯盒输送到指定位置；杯盒抓取机构采用手臂结构，在手臂的两侧安装有机械式的手指。手臂一侧还装有反射光耦，手指向下运动时反射光耦判断杯盒位置并给出运动行程，转动板触碰到杯盒边缘后绕轴旋转，当手指低于杯盒底部时，转动板在复位弹簧的作用下复位，实现杯盒抓取。本发明结构简单，杯盒抓取可靠，维护方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种杯盒抓取机构的结构示意图。

图2为本发明实施例中的抓取组件的结构示意图。

图3为本发明实施例中的抓取组件上的手指的结构示意图。

图4、图5和图6为本发明实施例的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的一种杯盒抓取机构包括箱体5、驱动组件和抓取组件1，所述驱动组件驱动抓取组件1在箱体5侧面沿竖直方向上升或下降。箱体5内部叠放有杯盒6，箱体5上部安装有码盘9，码盘9上方即为杯盒6的等待位7。本发明实施例提供的杯盒抓取机构所需要实现的目的就是使抓取组件1从箱体5内部的杯盒叠放区抓取所需数量的杯盒6，并运送加载到等待位7上。

具体地，所述驱动组件包括电机4、滑轮8、连接于电机4和滑轮8之间的同步带3、沿竖直方向延伸的导轨2和安装于导轨2上的滑块。所述驱动组件固定于箱体5背面，电机4和滑轮8分别安装在箱体5的上下两端，并通过同步带3实现运动传递。所述抓取组件1固定于导轨2的滑块上，并与同步带3固定连接，从而实现当电机4转动时，通过同步带3带动抓取组件1沿导轨2上下往复运动。

如图2所示，本发明实施例中的抓取组件1包括手臂11和固定于手臂11上的手指13。为便于使用手指13抓取杯盒6，所述手臂11可以是开口的“U”形结构，也可以是闭合的“口”形结构；总而言之，所述手臂11必须至少设置于箱体5的两个相对侧面，且两个相对侧面上的手臂11位置分别设置一组手指13。本发明实施例中的手臂11为“U”型开环结构，可以设置于箱体5的三个侧面。手臂11中部与导轨2的滑块固定连接，手臂11的左侧和右侧伸展部分分别固定两个手指13。应当注意的是，为便于理解，本发明实施例中将抓取组件1上的相关部件形象地命名为手臂11和手指13；然而，所述手臂11的本质是支撑部件，所述手指13的本质是弹性抓取部件；应当认识到，所有能够实现相关功能的部件，都可以等同于本发明实施例中的手臂11或手指13。

作为改进，手臂11的上边沿还固定有对射光耦12，用于确定抓取组件1待机时的初始位置；当码盘9的下边沿遮挡触发对射光耦12时，抓取组件1所在的位置即为初始位置，该初始位置位于杯盒6和等待位7之间。手臂11的下边沿固定有反射光耦14，用于检测堆放于箱体5内的杯盒6的最高位置，便于控制抓取组件1的垂直运动行程。

为实现夹取杯盒6的功能，本发明实施例在所述手指13上设置有一弹性支撑件，所述弹性支撑件向箱体5中部方向弹性凸设，并具有一支撑部，用于为箱体5内的杯盒6提供竖直方向的支撑。

具体地，如图3所示，所述手指13由固定件132、转动轴134、转动板131和复位弹簧133组成。其中，转动板131即为所述弹性支撑件。转动板131的下端通过转动轴134和复位弹簧133与固定件132的下端弹性铰接；所述复位弹簧133使转动板131向箱体5中部偏转，形成一倾斜面；转动板131的上端向固定件132方向转折，形成一水平支撑部1311，支撑部1311的末端向上转折凸设有一挡止部1312；固定件132固定于手臂11上，固定件132的上端向箱体5中部方向转折凸设有一限位部1321，所述限位部1321的末端向下转折凸设形成一限位挡板1322；所述限位挡板1322与挡止部1312相互抵持，用于限定转动板131在复位弹簧133作用下绕转动轴134的最大偏转行程。

如图4所示，杯盒6从下往上依次叠放，每个杯盒6的底部具有一凸缘，使杯盒6的底部宽度大于顶部宽度。当驱动组件驱动抓取组件1下降时，手指13的转动板131在沿杯盒6的侧面下降过程中被挤压，绕转动轴134旋转，压缩复位弹簧133，相对于固定件132的偏转行程缩小。

如图5和图6所示，抓取组件1下降至超过第一个杯盒6底部时，手指13的转动板131在复位弹簧133的作用下复位，固定件132的限位挡板1322和转动板131的挡止部1312相互抵持，转动板131恢复到相对于固定件132的最大偏转行程处。此时，抓取组件1向上运动，转动板131上的支撑部1311就可以支撑起第一个杯盒6，实现抓取功能。

为实现上述过程，位于箱体5两个相对侧面的手指13之间的最小距离需要满足一定条件。具体地，如图4和图5所示，当手指13上的转动板131位于最大偏转行程时，两手指13之间的最小距离L1小于杯盒底部宽度L2；当手指13上的转动板131位于最小偏转行程时，两手指13之间的最小距离L3大于或等于杯盒底部宽度L2。

实施例二

本发明实施例还提供了一种使用实施例一中所述的杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，其需要满足以下基本条件：

首先，堆放于箱体5内的每个杯盒6的底部宽度需大于顶部宽度，所有杯盒6需要层叠放置；

其次，当手指13上的转动板131位于最大偏转行程时，两手指13之间的最小距离L1小于杯盒底部宽度L2；当手指13上的转动板131位于最小偏转行程时，两手指13之间的最小距离L3大于或等于杯盒底部宽度L2。

所述方法具体包括以下步骤：

S1、所述抓取组件1在箱体5上沿竖直方向下降，当反射光耦14检测到杯盒叠放区最高处的杯盒6时，根据所需抓取杯盒6的数量和杯盒6的高度，通过系统计算出驱动组件需要驱动抓取组件1下降的距离；

S2、驱动组件根据计算出的距离，驱动抓取组件1移动下降到对应位置；

S3、驱动组件驱动抓取组件1上升，利用抓取组件1的手指13上转动板131的支撑部1311托起所需数量的杯盒6，使托起的杯盒6从杯盒叠放区顶部分离，输送到箱体上方。

具体地说，S1中，对射光耦12通过检测码盘9的下边沿，使抓取组件1在初始位置待机。需要执行杯盒抓取工作时，抓取组件1由驱动组件带动向下运动。当反射光耦14检测到第一个杯盒6的反馈信号，系统根据设定的所需抓取杯盒6的数量和杯盒6的高度，经计算后给出抓取组件1还需要下降的距离。

S2中，驱动组件根据系统计算出的距离参数，驱动抓取组件1下降到对应位置，使手指13的转动板131的位置低于目标杯盒的底部位置。具体地，抓取组件1向下运动抓取杯盒6时，手指13的转动板131斜面与杯盒6接触，继续下降的过程中，转动板131被杯盒6的侧面挤压而绕转动轴134转动，复位弹簧133被压缩。当位于转动板131上表面的支撑部1311低于杯盒6的底面时，复位弹簧133回弹复位，转动板131回到初始位，实现了第一个杯盒6的抓取。如抓取组件1继续下降，则可以实现抓取多个杯盒6，直至抓取到所需数量的杯盒6。

S3中，抓取组件1下降到目标位置后，驱动组件驱动抓取组件1上升，被抓取的杯盒6从叠放的杯盒6中分离。抓取组件1持续上升，直至将抓取的杯盒6输送到箱体5上方的等待位7。输送完成后，驱动组件再次驱动抓取组件1下降，回到初始位置，等待下一次杯盒抓取任务。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种杯盒抓取机构，其特征在于，包括箱体、驱动组件和抓取组件，所述驱动组件驱动抓取组件在箱体侧面沿竖直方向上升或下降；所述抓取组件包括手臂和固定于手臂上的手指。

2.根据权利要求1所述的杯盒抓取机构，其特征在于，所述抓取组件具有至少两组手指，所述手臂至少设置于箱体的两个相对侧面，所述至少两组手指分别设置于箱体两个相对侧面的手臂上。

3.根据权利要求2所述的杯盒抓取机构，其特征在于，每组手指中至少包括两个手指。

4.根据权利要求2所述的杯盒抓取机构，其特征在于，所述手指包括弹性支撑件，所述弹性支撑件向箱体中部方向弹性凸设，并具有一支撑部，用于为箱体内的杯盒提供竖直方向的支撑。

5.根据权利要求4所述的杯盒抓取机构，其特征在于，所述手指包括固定件、转动轴、转动板和复位弹簧；所述弹性支撑件为转动板，转动板的下端通过转动轴和复位弹簧与固定件的下端弹性铰接；所述复位弹簧使转动板向箱体中部偏转，形成倾斜面；转动板的上端向固定件方向转折，形成水平支撑部，支撑部的末端向上转折凸设有挡止部；固定件固定于手臂上，固定件的上端向箱体中部方向转折凸设有限位部，所述限位部的末端向下转折凸设形成限位挡板；所述限位挡板与挡止部相互抵持，用于限定转动板在复位弹簧作用下绕转动轴的最大偏转行程。

6.根据权利要求5所述的杯盒抓取机构，其特征在于，当手指上的转动板位于最大偏转行程时，位于箱体两个相对侧面的手指之间的最小距离小于杯盒底部宽度；当手指上的转动板位于最小偏转行程时，位于箱体两个相对侧面的手指之间的最小距离大于或等于杯盒底部宽度。

7.根据权利要求4或5所述的杯盒抓取机构，其特征在于，所述抓取组件上还安装有反射光耦，用于检测堆放于箱体内的杯盒的位置。

8.根据权利要求1所述的杯盒抓取机构，其特征在于，所述驱动组件包括电机、滑轮、连接于电机和滑轮之间的同步带、沿竖直方向延伸的导轨和安装于导轨上的滑块；所述抓取组件固定于滑块上且与同步带固定连接，通过滑块在导轨上滑动。

9.一种样本分析装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的杯盒抓取机构。

10.一种使用权利要求1所述的杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，其特征在于，包括：

所述抓取组件在箱体上沿竖直方向下降，通过手指从箱体内的杯盒叠放区顶部分离并抓取所需数量的杯盒，然后上升，将杯盒输送到箱体上方。

11.一种使用权利要求6所述的杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，其特征在于，包括：

使堆放于箱体内的每个杯盒的底部宽度大于顶部宽度，并将杯盒层叠放置；

所述驱动组件驱动抓取组件在箱体上沿竖直方向下降；

当转动板的支撑部位于所需数量的杯盒底部时，抓取组件停止下降，并转为上升，利用手指上转动板的支撑部托起所需数量的杯盒，使托起的杯盒从杯盒叠放区顶部分离，输送到箱体上方。

12.一种使用权利要求7所述的杯盒抓取机构抓取杯盒的方法，其特征在于，包括：

使堆放于箱体内的每个杯盒的底部宽度大于顶部宽度，并将杯盒层叠放置；

所述抓取组件在箱体上沿竖直方向下降，当反射光耦检测到杯盒叠放区最高处的杯盒时，根据所需抓取杯盒的数量和杯盒的高度，通过系统计算出驱动组件需要驱动抓取组件下降的距离；

驱动组件根据计算出的距离，驱动抓取组件下降到对应位置；

驱动组件驱动抓取组件上升，利用抓取组件的手指上转动板的支撑部托起所需数量的杯盒，使托起的杯盒从叠放的杯盒顶部分离，输送到箱体上方。