CN105858192A - 盒体取放机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盒体取放机械手，包括：支撑框架、安装在所述支撑框架上的机械爪装置以及驱动所述机械爪装置运动的偏置驱动装置，其中，所述机械爪装置包括：与所述偏置驱动装置固接的夹紧机构和两对称设置的夹板，所述夹板的一端为连接部，另一端为夹取部，所述连接部与所述夹紧机构固接，所述夹取部相对于所述连接部向内侧倾斜。本发明的盒体取放机械手可以代替人力，取放货架上的包装盒体如药盒等，节省人力同时提高工作效率，同时通过使夹取部向内侧倾斜，可以实现对盒体的定点夹取，相对于现有技术中全接触式的机械爪，更容易定位和夹取，不会出现漏夹现象。

Description

盒体取放机械手

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别涉及一种盒体取放机械手。

背景技术

随着生活水平的提高，求医者对医院和药房的要求也越来越高、毫无疑问，医术医德乃是患者选择医院的主要标准，而作为医院的第一窗口，代表医院形象的药房也日渐成为患者决定是否在此就医的重要指标。目前药房通用的出药方式是由药房工作人员根据病人提供的处方，在药房中逐个查找处方上的药品，最后汇总在一起，提供给病人。

随着各种药物使用品种的增多，药店和药房的面积的扩大，药品的出入量也逐渐增大，简单人工取放药盒，也成为一件费时费力的工作，现有技术公开了一种针对取放盒体状物体的机械手，但其在夹取过程中，容易出现盒体夹不住漏掉的情况的发生。

发明内容

本发明提供一种盒体取放机械手，可以准确地夹取例如药盒包装之类的盒体，实现对盒体的取放操作，节省人力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种盒体取放机械手，包括：支撑框架、安装在所述支撑框架上的机械爪装置以及驱动所述机械爪装置运动的偏置驱动装置，其中，所述机械爪装置包括：与所述偏置驱动装置固接的夹紧机构和两对称设置的夹板，所述夹板的一端为连接部，另一端为夹取部，所述连接部与所述夹紧机构固接，所述夹取部相对于所述连接部向内侧倾斜。

作为优选，所述支撑框架包括：用于与机械手驱动装置转动连接的旋台板、立于所述旋台板两侧的支撑板、位于所述支撑板上方与所述旋台板平行设置的面板以及位于所述旋台板端部的面板支撑柱。

作为优选，所述偏置驱动装置包括：偏置电机、丝杆组件、第一导向组件和固定板，所述丝杆组件包括丝杆和位于丝杆上的丝杆螺母，其中，所述丝杆设置在其中一支撑板的外侧，一端与所述偏置电机连接，另一端与支撑框架连接；所述丝杆螺母与所述固定板的一端固接，所述固定板的另一端与位于另一支撑板外侧的第一导向组件连接。

作为优选，所述偏置驱动装置还包括第二导向组件，所述第二导向组件设置在所述丝杠组件下方的支撑板上并与所述固定板连接。

作为优选，所述夹紧机构包括：夹紧电机、与夹紧电机的转动端连接的同动轴，分别与所述同动轴啮合的上、下齿条，与所述上齿条固接的上齿条固定板，与所述下齿条固接的下齿条固定板，所述上、下齿条固定板对称设置且与所述夹板连接。

作为优选，还包括推杆组件，所述推杆组件包括：设置在两夹板之间的推杆和驱动所述推杆移动的伺服电机。

作为优选，所述推杆组件还包括：丝杆、位于所述丝杆上的丝杆螺母以及与所述丝杆螺母连接的推杆支架；其中，所述丝杆的一端通过丝杆座固定，另一端与所述伺服电机通过同步带组件连接，所述丝杆螺母通过所述推杆支架与所述推杆连接。

作为优选，所述传感器组件包括：安装在所述面板支撑柱的两侧顶部的光电开关和位于所述面板下方的自反射传感器，其中，所述自反射传感器位于支撑框架上靠近面板支撑柱的一侧，且位置与所述推杆组件对应。

作为优选，所述传感器组件还包括位于所述支撑框架内部的激光传感器，激光传感器与盒体取放机械手的控制系统连接。

作为优选，所述夹板的夹取部上还贴设有砂纸。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过设置偏置驱动装置，即将偏置驱动装置设置在支撑框架的外侧，无需占用盒体取放机械手的内部空间，便于其它设备的安装和布局，解决了现有技术中存在的驱动装置安装困难的问题；

2、本发明的偏置电机的位置可以根据实际情况设置在仪器设备的内部空余区域内，不会与被驱动设备之间发生干涉；

3、本发明通过在夹取部内侧设置砂纸，利用砂纸自身表面的粗糙度大的特点，增加夹板与盒体之间的摩擦力，避免夹取时出现打滑的现象，避免夹板长时间使用后出现磨损，延长夹板的使用寿命，由于砂纸的成本低廉，本发明还大幅地降低了机械爪的生产成本；

4、本发明通过设置两对称设置的夹板，并使夹板的夹取部向内侧倾斜，形成倒V型结构，这样可以实现对盒体的定点夹取，相对于现有技术中全接触式的机械爪，更容易定位和夹取，不会出现漏夹现象；

5、当需要夹取一列多个盒体包装时，本发明可以对同一列任意盒体包装进行夹取，相比常规机械爪的夹住所有盒体，本发明只需要通过夹取部直接夹取最外侧的盒体，利用外侧盒体推动其它盒体便可以实现整列夹取，操作更灵活方便；

6、本发明采用夹紧机构控制两夹板相互靠近或者远离，所述夹紧机构采用同动轴控制与之啮合的上、下齿条，同时相向运动或者同时向相反的方向运动，以带动所述夹板执行夹紧或者松开动作，并在夹取时使用力矩控制，确保夹持力足够且不损坏盒体，确保测量宽度尺寸的准确性；

7、本发明还设置有推杆组件，所述推杆组件与夹板配合，实现多组盒体的取放。

8、本发明的盒体取放机械手可以代替人力，取放货架上的包装盒体如药盒等，节省人力同时提高工作效率；

9、本发明的传感器组件可以对取放的盒体尺寸进行二次确认，避免出现取放错误，提高了操作的准确性。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的支撑框架的结构示意图；

图3～4为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的偏置驱动装置的结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的机械爪装置的结构示意图；

图6为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的夹紧机构的结构示意图；

图7为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的夹板的结构示意图；

图8～9为本发明一具体实施方式中盒体取放机械手的推杆组件的结构示意图。

图中所示：

100-支撑框架、110-旋台板、120-支撑板、130-面板、140-面板支撑柱、150-L型支架；

200-偏置驱动装置、210-偏置电机、220-第一丝杆、230-第一丝杆螺母、240-固定板、250-第一导向组件、251-直线导轨、252-滑块、260-第二导向组件、270-双滑块固定板、280-滑轨连接板；

300-夹紧机构、310-夹紧电机、320-同动轴、330-上齿条、340-下齿条、350-上齿条固定板、360-下齿条固定板、370-夹爪固定板、380-第三导向组件；

400-夹板、410-连接部、411-螺纹孔、420-夹取部、421-砂纸；

500-推杆组件、510-推杆、511-推杆支架、520-第二丝杆、530-第二丝杆螺母、540-推杆电机、550-丝杆座、560-第四导向组件、570-连接板；

600-传感器组件、610-光电开关、620-激光传感器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明提供一种盒体取放机械手，包括：支撑框架100、安装在所述支撑框架100上的机械爪装置、驱动所述机械爪装置运动的偏置驱动装置200以及与所述机械爪装置对应设置的传感器组件600。

如图2所示，所述支撑框架100包括：旋台板110、位于所述旋台板110左右两侧的支撑板120，位于所述支撑板120上方与所述旋台板110平行设置的面板130，以及位于所述旋台板110端部的面板支撑柱140，其中，所述支撑板120与面板130之间通过L型支架150连接，可以确保面板130的稳定性，进一步的，所述面板130为对称设置的两组，所述两组面板130之间设置有用于供推杆组件500中的推杆移动的空隙。

如图3至图4所示，所述偏置驱动装置200包括：偏置电机210、第一丝杆组件、第一导向组件250、第二导向组件260和固定板240，所述第一丝杆组件包括第一丝杆220和位于第一丝杆220上的第一丝杆螺母230，其中，所述第一丝杆220设置在其中一支撑板120的外侧，一端与所述偏置电机210连接，另一端与支撑框架100连接；所述第一丝杆螺母230与所述固定板240的一端固接，所述固定板240的另一端与位于另一支撑板120外侧的第一导向组件250连接，所述第二导向组件260设置在所述第一丝杠组件下方的支撑板120上并与所述固定板240连接。

较佳的，本实施例中，所述偏置电机210设置在靠近固定板240一端的旋台板110上，并通过同步带组件带动所述第一丝杆220旋转，所述第一丝杆220的另一端直接与支撑框架100的面板支撑柱140连接。

继续参照图3至图4，所述第一、第二导向组件250、260均包括：固定在所述支撑板120外侧的直线导轨251和与所述直线导轨251对应设置的滑块252。所述第一导向组件250的滑块252通过双滑块固定板270与所述第一丝杆螺母230连接并与所述固定板240的一端固接，所述第二导向组件260的滑块252通过滑轨连接板280与所述固定板240的另一端固接。

如图5所示，结合图1，所述机械爪装置包括：与所述偏置驱动装置200固接的夹紧机构300、两对称设置的夹板400以及与所述夹板400对应设置的推杆组件500。

请参照图6，所述夹紧机构300包括：夹紧电机310、与夹紧电机310的转动端连接的同动轴320，分别与所述同动轴320啮合的上、下齿条330、340，与所述上齿条330固接的上齿条固定板350，与所述下齿条340固接的下齿条固定板360，所述上、下齿条固定板350、360对称设置且与所述夹板400连接。具体地，所述夹紧电机310带动同动轴320转动，进而使与同动轴320啮合的上、下齿条330、340相向或反向运动，实现夹板400的夹取动作。进一步的，所述夹板400与所述上、下齿条固定板350、360之间通过夹爪固定板370连接。

作为优选，所述夹紧机构300还包括：对称设置的第三导向组件380，该第三导向组件380的结构与第一、第二导向组件250、260的结构相同，所述第三导向组件380与所述上、下齿条固定板350、360对应设置，用于对上、下齿条330、340进行导向。

如图7所示，所述夹板400的一端为连接部410，另一端为夹取部420。其中，所述连接部410上开设有螺纹孔411，所述连接部410通过螺纹孔411与夹爪固定板370固接，进而由夹紧机构300带动进行动作；所述夹取部420的内侧贴设有砂纸421，由于砂纸421自身表面的粗糙度大，可以增加夹板400与盒体之间的摩擦力，避免夹取时出现打滑的现象，避免夹板400长时间使用后出现磨损，延长夹板400的使用寿命。

继续参照图7，所述夹取部420相对于所述连接部410向内侧倾斜，本发明的内侧指的是两夹板400相向的一侧，也即是两夹板400之间。换句话说，所述两根夹板400靠近时，组成倒V型结构，如此设置，可以实现机械爪装置对盒体的定点夹取，相对于现有技术中全接触式的机械爪，更容易定位和夹取，不会出现漏夹现象，相对于现有技术中端部为钩状的机械爪，本发明的夹板400可以适应更小间距的盒体。进一步的，所述两根夹板400的端部相对于其他部分间距要小，当夹取盒体时，只需要所述夹板400的端部能够与盒体接触，不会因为盒体数量过多或者因长时间使用发生变形，导致盒体漏掉的情况发生。

进一步的，所述夹板400可以采用金属材料制成，也可以采用碳纤维材料制成。采用金属材料制备的夹板成本低廉，采用碳纤维材料制成的夹板具备质量轻便、强度大不易变形的优点，更便于控制。

如图8至图9所示，所述推杆组件500包括：设置在两夹板400之间的面板130的空隙中的推杆510、第二丝杆520、位于所述第二丝杆520上的第二丝杆螺母530以及与所述第二丝杆螺母530连接的推杆支架511和推杆电机540，具体地，所述第二丝杆520的一端通过丝杆座550固定，另一端通过同步带组件与所述推杆电机540连接，所述推杆电机540同样通过同步带组件带动所述第二丝杆520转动，进而使所述第二丝杆螺母530带动推杆支架511以及推杆支架511上的推杆510前后移动，配合夹板400推动盒体移动。即，工作时，所述推杆电机540转动通过第二丝杆520带动第二丝杆螺母530以及与第二丝杆螺母530连接的推杆510移动，进而使推杆510与夹板400配合执行取放盒体动作。

继续参照图8～9，所述推杆组件500还包括第四导向组件560，所述第四导向组件560的直线导轨与所述第二丝杆520平行，所述第四导向组件560的滑块通过连接板570与所述第二丝杆螺母530固接，同时由第二丝杆螺母530带动在所述第四导向组件560的直线导轨上移动，实现对推杆510的导向。

请参照图1和图2，所述传感器组件600包括：设置于所述面板支撑柱140两侧端部的光电开关610，设置在所述两面板130之间的空隙中并与所述推杆组件500对应的自反射传感器(图中未示出)以及安装在所述旋台板110上的激光传感器620，其中，所述光电开关610用于与所述夹板400配合，测量两夹板400夹取的盒体的宽度，所述自反射传感器与所述推杆510配合，测量盒体的长度，进而获知盒体的尺寸，如此可以对取放的盒体进行核对，判断取放的盒体是否准确，避免出错。所述激光传感器620与盒体取放机械手的控制系统连接，可以对盒体的存储环境进行识别判断，进而实现盒体储位的自动识别。

请继续参照图1至图9，下面将详细说明本发明的盒体取放机械手的工作过程：

本发明的盒体取放机械手由控制系统控制到达待待取放的盒体前；

执行取盒体动作时：

首先，夹紧电机310转动使两夹板400处于打开状态，此时两夹板400的宽度大于待取的盒体的宽度；

接着，偏置电机210动作，通过第一丝杆组件驱动固定板240带动夹紧机构300向前移动，直至两夹板400到达待取盒体位置；

夹紧电机310反向转动使两夹板400处于夹紧状态，需要说明的是，此时，若只需要取一个盒体，则，所述夹板400的夹取部420直接夹住该盒体；当所需夹取的盒体数量较多时，所述夹取部420夹住距离机械手最远也即是货架上最里侧的盒体，其余盒体位于两夹板400之间的其它区域，不处于夹紧状态，偏置驱动装置200带动夹紧机构300以及两夹板400返回时，夹板400上的盒体直接推动其余盒体移动到面板上，实现所有盒体的收取动作。

执行放盒体动作时：

盒体位于面板130上，当盒体的数量仅为1个时，盒体位于两夹板400的夹取部420之间，此时推杆组件500不动作，所述两夹板400由夹紧机构300控制夹紧盒体，所述夹紧机构300由偏置驱动装置200驱动前进至货架，执行放置动作。

当盒体的数量为多个时，此时，夹板400的夹取部420仍然夹取最外侧的盒体，其余盒体位于两夹板400之间，当夹板400带动盒体向外移动时，所述推杆510由推杆电机540通过第二丝杆520以及第二丝杆螺母530带动，推动其余盒体与夹板400同时动作，实现盒体的放置动作。

需要说明的是，在进行盒体取放动作的同时，所述光电开关610同时测量盒体的宽度，所述自反射传感器根据盒体在面板上的移动时间测量盒体的长度，进而获知盒体的尺寸，从而对盒体取放机械手取放的盒体进行验证，确保取放的盒体正确。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种盒体取放机械手，其特征在于，包括：支撑框架、安装在所述支撑框架上的机械爪装置以及驱动所述机械爪装置运动的偏置驱动装置，其中，所述机械爪装置包括：与所述偏置驱动装置固接的夹紧机构和两对称设置的夹板，所述夹板的一端为连接部，另一端为夹取部，所述连接部与所述夹紧机构固接，所述夹取部相对于所述连接部向内侧倾斜。

2.如权利要求1所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述支撑框架包括：用于与机械手驱动装置转动连接的旋台板、立于所述旋台板两侧的支撑板、位于所述支撑板上方与所述旋台板平行设置的面板以及位于所述旋台板端部的面板支撑柱。

3.如权利要求2所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述偏置驱动装置包括：偏置电机、丝杆组件、第一导向组件和固定板，所述丝杆组件包括丝杆和位于丝杆上的丝杆螺母，其中，所述丝杆设置在其中一支撑板的外侧，一端与所述偏置电机连接，另一端与支撑框架连接；所述丝杆螺母与所述固定板的一端固接，所述固定板的另一端与位于另一支撑板外侧的第一导向组件连接。

4.如权利要求3所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述偏置驱动装置还包括第二导向组件，所述第二导向组件设置在所述丝杠组件下方的支撑板上并与所述固定板连接。

5.如权利要求1～4任一所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述夹紧机构包括：夹紧电机、与夹紧电机的转动端连接的同动轴，分别与所述同动轴啮合的上、下齿条，与所述上齿条固接的上齿条固定板，与所述下齿条固接的下齿条固定板，所述上、下齿条固定板对称设置且与所述夹板连接。

6.如权利要求1或2所述的盒体取放机械手，其特征在于，还包括推杆组件，所述推杆组件包括：设置在两夹板之间的推杆和驱动所述推杆移动的伺服电机。

7.如权利要求6所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述推杆组件还包括：丝杆、位于所述丝杆上的丝杆螺母以及与所述丝杆螺母连接的推杆支架；其中，所述丝杆的一端通过丝杆座固定，另一端与所述伺服电机通过同步带组件连接，所述丝杆螺母通过所述推杆支架与所述推杆连接。

8.如权利要求2所述的盒体取放机械手，其特征在于，还包括设置于所述支撑框架上的传感器组件。

9.如权利要求8所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述传感器组件包括安装在所述面板支撑柱两侧顶部的光电开关、位于所述面板下方的自反射传感器以及位于所述支撑框架内部的激光传感器，所述自反射传感器的位置与所述推杆组件对应。

10.如权利要求1所述的盒体取放机械手，其特征在于，所述夹板的夹取部上还贴设有砂纸。