CN109264652B - 用于开关盖的爪结构、开关盖套件以及机器人 - Google Patents

Abstract

一种用于开关盖的爪结构、开关盖套件以及机器人，爪结构包括多个爪部、驱动组件、爪部安装座、驱动芯棒和多个弹性件；多个爪部设置在爪部安装座中，每个爪部与爪部安装座之间均设置有弹性件，驱动芯棒与爪部设有相匹配的渐缩面，在驱动芯棒的限制下、每个爪部与爪部安装座之间的弹性件始终处于被压缩状态，当驱动组件驱动驱动芯棒向前运动、在驱动芯棒的推动下，多个爪部向内运动并处于收紧状态；当驱动组件驱动驱动芯棒向后运动、在每个弹性件的弹力作用下，多个爪部向外运动并处于张开状态。本发明中，爪结构通过弹性件的弹力，利用驱动芯棒与爪部的相匹配的渐缩面，从而使爪结构的尺寸尽可能最小化，实现同时对多个样品瓶执行开关盖操作。

Description

用于开关盖的爪结构、开关盖套件以及机器人

技术领域

本发明涉及机器人的末端执行器领域，特别是一种用于开关盖的爪结构、一种开关盖套件以及一种机器人。

背景技术

机器人与操作机(例如起重机或者纯机械设备)两者最根本的不同在于起重机等纯机械设备是由人来控制驱动器，而机器人是由计算机编程控制机器人爪，使用时机器人主要是根据预定的路线从一个初始位置夹取目标物体(例如，试管)到目标位置。

随着经济社会的发展，机器人的应用领域越来越广，例如生命科学领域。在生命科学领域，对样本的检验是重要的一环，例如在医院的检验科需要对采集的血液、尿液等样本进行各种化验，在微生物检验实验室需要对采集的样本进行微生物检测，在基因测序实验室需要对基因进行测序等，这样通过检验可以得到各种检测结果，进而能够帮助医生或者其他检验人员判断被检样本(或被检人)的状态。而在机器人还没有出现或者出现了但是还没有广泛推广的初期，上述检测过程基本都是由人工完成的，当然也有些可能是通过纯机械装置完成的。

而随着自动化技术的进步，现在的检测过程已经由人工向自动化检测方向发展了。不过在整个检测的很多环节还需要人工的参与，例如血液检测时，通常将被检人员的血液收集到试管中，试管是用试管盖封闭的，这样在运输过程中不易洒出、不易被二次污染，在送到实验室进行检测时，就需要检测人员先将瓶盖打开、再对试管内的血液进行处理，检测完后再将试管的瓶盖盖上，最终进行存储/废弃等操作。然而开关盖操作由检测人员手工完成不仅浪费资源(在实验室，一般检测人员均为高级知识分子)，而且对于有些样品，在开盖时容易对操作人员的身体健康造成影响，例如，有些样品在打开盖时容易产生气溶胶，而气溶胶会影响操作人员的身体健康，因此需要机器或者设备代替人工执行开关盖操作，从而保证检测人员的身体健康。

现有技术中出现了一些用于开关盖的技术方案，例如专利号为201720197286.6、名称为“样本试管开盖上盖装置”的中国实用新型专利，在该专利中公开了一种单一试管的开盖上盖(上盖即关盖)方案。具体的，开盖上盖装置包括设置在试管固定装置旁的底座、安装在底座上的电动转台、安装在电动转台上方的垂直运动电缸，垂直运动电缸上固定连接有支架，支架可以随垂直运动电缸上下运动。在支架上安装有转动装置(包括旋转电机和皮带传动装置)，转动装置的下方设置有夹爪。上述开关盖装置主要通过以下步骤实现开盖操作：首先电动转台转动，使得电动夹爪转动至盛放有样本试管的样本试管盘的上方，然后垂直运动电缸带动夹爪下降并夹取样本试管，随后电动转台再次转动，带动电动夹爪将夹取的样本试管放置于底座旁的试管固定装置处并固定，然后使旋转电机转动，并带动皮带传动装置转动，从而带动电动夹爪旋转，进而实现开盖操作。

然而，上述开盖上盖装置存在以下缺陷：

1、爪结构的尺寸较大，只能对单一的试管进行开关盖操作，无法实现同时对多个试管进行开关盖操作，特别是对于相邻试管距离较近的情况，由于对爪结构的尺寸要求较为严格，因此爪结构尺寸较大时无法实现对多个试管同时进行开关盖操作；

2、开关盖时，试管需要从试管放置的孔位先移动到试管固定处，然后才能进行开关盖操作，耗时较长，工作效率较低，而且，采用电缸+皮带的方式，使得装置整体的尺寸较大，要求有足够大安装空间；

3、只能对单一试管进行开关盖操作，不能实现流水线作业，当需要检测的样本特别多(例如基因检测一次检测几十上百个样本)时，工作效率特别低下；

4、在开关盖过程中，上述开关盖装置不能方便、快速地获取被检测试管的信息，从而容易混淆。

发明内容

为了至少解决上述第1个和第3个问题，本发明提供了一种爪结构，该爪结构通过借助弹性件的弹力，并巧妙利用驱动芯棒与爪部的相匹配的渐缩面，从而可以使爪结构的尺寸尽可能最小化，进而可以实现同时对多个样品瓶执行开关盖操作。

本发明所述的用于开关盖的爪结构，包括多个爪部和用于驱动所述多个爪部运动的驱动组件，其中：

所述爪结构还包括爪部安装座、驱动芯棒和多个弹性件；

所述多个爪部均设置在所述爪部安装座中，每个所述爪部与所述爪部安装座之间均设置有所述弹性件；所述驱动芯棒位于所述多个爪部形成的容纳空间中，所述驱动芯棒与所述爪部设有相匹配的渐缩面，在所述驱动芯棒的限制下、每个所述爪部与所述爪部安装座之间的所述弹性件始终处于被压缩状态，

当所述驱动组件驱动所述驱动芯棒向前运动、在所述驱动芯棒的推动下，所述多个爪部向内运动并处于收紧状态；

当所述驱动组件驱动所述驱动芯棒向后运动、在每个所述弹性件的弹力作用下，所述多个爪部向外运动并处于张开状态。

在驱动组件的驱动下，驱动芯棒向前运动，由于驱动芯棒的渐缩面与爪部的渐缩面的限制，在驱动芯棒向前运动的过程中，驱动芯棒对弹性件的约束力逐渐减小直至减小为零，由于弹性件是压缩在爪部与爪部安装座之间，驱动芯棒通过爪部限制弹性件，因此压缩的弹性件由于没有了驱动芯棒的挤压，会释放弹力，从而在弹性件弹力的作用下(推力)，爪部向内运动，相邻两个爪部之间的距离逐渐减小，在多个爪部向内运动的过程中，由于驱动芯棒的限制作用，运动到一定程度后相邻两个爪部之间的距离减小到最小，此时多个爪部处于收紧状态；同理，同样在驱动组件的驱动下，驱动芯棒向后运动，在驱动芯棒向后运动的过程中，由于渐缩面的作用驱动芯棒逐渐挤压爪部，爪部向外运动并压缩弹性件，相邻两个爪部之间的弹性件的压缩量逐渐增大，当弹性件的压缩量达到最大时，由于弹性件不能再被继续压缩，因此爪部停止运动，此时相邻两个爪部之间的距离达到最大，多个爪部处于张开状态。

作为一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构，所述爪结构包括具有多个导向槽的导向件，所述爪部与对应的所述导向槽滑动连接；

所述爪部的收紧状态通过以下方式实现：在所述驱动组件的驱动下，所述多个爪部沿对应的所述导向槽向内运动；

所述爪部的张开状态通过以下方式实现：在所述驱动组件的驱动下并在所述弹性件的弹力作用下，所述多个爪部沿对应的所述导向槽向外运动。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述渐缩面为锥形面。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述导向件为盘状，所述导向槽沿所述导向件的周向均匀设置。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，每个所述爪部包括第一平直部和倾斜部，所述多个爪部的各自的所述第一平直部共同形成圆柱状夹持部，所述多个爪部的各自的所述倾斜部的内侧面共同形成所述锥形面。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，每个所述爪部包括第二平直部，所述倾斜部位于所述第一平直部和所述第二平直部之间，所述第二平直部上设置有与所述导向槽形状相匹配的滑块。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述第一平直部、第二平直部以及倾斜部的外表面共同形成与所述爪部安装座形状相匹配的圆柱状。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，至少一个所述爪部的所述第一平直部的内壁上设置有滚花或者纹路。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述爪结构还包括防止所述驱动芯棒转动的防转组件。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述防转组件包括限位滑槽和与所述限位滑槽滑动连接的限位凸起，所述限位滑槽和所述限位凸起中的一者设置在所述倾斜部的内侧面上，所述限位滑槽和所述限位凸起中的另一者设置在所述驱动芯棒的外壁上。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述爪结构包括调节所述弹性件弹力的调节部，所述爪部安装座上设置有通孔，所述调节部穿过所述通孔顶住所述弹性件的第一端，所述弹性件的第二端止抵在所述爪部上。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述调节部为紧定螺钉。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述爪部安装座包括圆柱形本体以及从所述圆柱形本体轴向延伸的多个伸出部，所述多个伸出部间隔设置，所述通孔设置在对应的所述伸出部上，每个所述爪部与对应的所述伸出部之间压缩有所述弹性件。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，每个所述爪部与对应的所述伸出部之间压缩有多个所述弹性件，每个所述伸出部上沿该伸出部的延伸方向设置有多个所述通孔，每个所述调节部穿过对应的所述通孔止抵在对应的所述弹性件的所述第一端。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述驱动组件包括第一电机和从所述第一电机的输出端伸出的第一丝杠，所述爪部安装座和所述导向件均套设在所述第一丝杠上，所述驱动芯棒具有中心孔，所述第一丝杠穿过所述中心孔并与所述驱动芯棒螺纹连接。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，每个所述爪部与所述爪部安装座之间均设置有三个弹性件，该三个弹性件沿所述驱动芯棒的运动方向设置。

作为又一种举例说明，本发明所述的用于开关盖的爪结构中，所述弹性件为弹簧，每个所述爪部上设置有盲孔，所述弹簧的第一端止抵在所述爪部安装座上，所述弹簧的第二端部止抵在所述盲孔中。

在本实施方式中，通过借助弹性件的弹力，并巧妙利用驱动芯棒与爪部的相匹配的渐缩面，从而可以使爪结构的尺寸尽可能最小化，进而可以实现同时对多个样品瓶执行开关盖操作。并且本实施例中的爪结构在弹性件弹力和驱动芯棒共同的作用下，爪结构可以很牢靠的夹紧样品瓶盖，不容易掉落。

本发明提供了一种开关盖套件，所述开关盖套件包括所述爪结构；

所述开关盖套件还包括用于使所述爪结构升降和旋转的升降旋转组件。

作为一种举例说明，本发明所述的开关盖套件中，所述升降旋转组件包括第二电机和从所述第二电机的输出端伸出的第二丝杠，所述第二丝杠上螺纹连接有固定座，所述第二丝杠与所述爪结构固定，当所述第二电机启动，所述第二丝杠带动所述爪结构沿所述第二丝杠的轴向方向移动并带动所述爪结构旋转。

本发明提供了一种机器人，所述机器人具有开关盖功能，其中：

所述机器人包括固定架和所述的开关盖套件，所述开关盖套件的所述固定座与所述固定架固定。

本发明中的机器人，由于爪结构的尺寸较小，因此机器人能够同时对距离较近的样品瓶执行开关盖操作，容易实现流水线作业，例如可以配合机器人自动更换样品瓶或样品瓶架，达到流水线作业的目的，效率较高。而且，机器人可以配合其他机器人(例如MRX-T4或六轴机器人等)，与上下游其他步骤进行自动化匹配，不需要人工将试管安放，可以自动放置，上盖后也可以由其他机器人对试管或样品瓶架进行操作。另外，本发明中，机器人在执行开关盖操作时，不需要先将样品瓶从其放置孔位移动到固定样品瓶的装置处，而是可以直接在安装位置即可执行开关盖操作，效率较高。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的机器人10的结构示意图；

图2是图1所示的机器人10的主视图；

图3是本发明的具体实施方式提供的开关盖套件11的结构示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的一种爪结构114的结构示意图；

图5是图4所示的爪结构的爆炸图；

图6是图4所示的爪结构的爪部的结构示意图；

图7是图4所示的爪结构的爪部的另一方向的结构示意图；

图8是本发明的具体实施方式提供的另一种爪结构的结构示意图；

图9是图8所示的爪结构的爆炸图；

图10是图8所示的爪结构的爪部安装座的结构示意图；

图11是图8所示的爪结构的爪部的的结构示意图。

附图标记说明

10：机器人；

11：开关盖套件；111：升降电机；112：升降丝杠；1121：凸起；

113：固定座；114：爪结构；1141：筒状部件；1141a：卡槽；

1142：驱动组件；1142a：动力部分；1142b：电机外壳；1142c：压板；

1142d：第一爪结构丝杠；1142e：螺母传动部；1143：爪部；1143a：平直部；

1143b：倾斜部；1143c：台阶；1143d：滚花；1143e：盲孔；

1144：第一外壳；1145：弹性件；1146：伸缩组件；1146a：伸缩套筒；

1146b；伸缩杆；1146c耐磨件；1147：第二外壳；

114-1：爪部安装座；114-1a：通孔；114-1b：圆柱形本体；114-1c：伸出部；

114-2：驱动芯棒；114-3：导向件；114-3a：导向槽；114-4：调节部；

114-5a：第二爪结构电机；114-5b：第二爪结构丝杠；114-6a：第一平直部；

114-6b：第二平直部；114-7a：限位滑槽；114-7b：限位凸起；

115：第一支撑座；116：第二支撑座；117：滑轨；

12：固定架；121：底板；122：第一侧板；123：第二侧板；

124：固定连接板；1241：第一连接板；1242：第二连接板；125：加强板；

126：上安装板；13：样品瓶放置架；131：样品瓶；132：样品瓶架驱动机构。

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，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

随着经济社会的发展，为了节省人力，提高工作效率，机器人的使用越来越广泛，例如在生命科学领域中，在对样本进行检验时，通常需要进行开关盖操作，这种情况下，为了提高工作效率，实现流水线作业，可以利用机器人代替人工对样品瓶进行开关盖操作。

结合参考附图1，本发明的具体实施方式涉及一种机器人10，机器人10包括开关盖套件11、固定架12、样品瓶放置架13以及控制器(附图中未示出)等，为了更好的理解本发明，下文将对每一个部件进行详细的介绍，具体的：

结合参考附图3，开关盖套件11包括爪结构114和用于使爪结构升降和旋转的升降旋转组件。具体的，升降旋转组件可以包括升降电机111、升降丝杠112和固定座113。当然，开关盖套件11还包括第一支撑座115、第二支撑座116以及滑轨117等。

作为一种变形，升降旋转组件还可以采用其他结构实现，例如升降旋转组件还可以采用电机+同步带轮的形式或者蜗轮蜗杆等形式，只是这几种方式相比于电机+丝杠的方式整体尺寸较大。

所述升降丝杠112从升降电机111的输出端伸出，所述固定座113具有螺纹孔，升降丝杠112穿过螺纹孔并与固定座113(固定座113固定)螺纹连接。也就是说，升降电机111、升降丝杠112以及固定座113按照直线的方式布置，使得开关盖套件的结构更加紧凑、合理，而且占用空间较小。

爪结构114用于在开盖或者关盖之前对样品瓶盖的抓握(也可以认为是夹紧)。结合参考附图3，爪结构114固定于升降丝杠112，当启动升降电机111，升降丝杠112带动爪结构114旋转并带动爪结构114沿升降丝杠112的轴向方向移动。

具体的，当升降电机111转动时，升降丝杠112随之转动，由于固定座113是固定的，因此升降丝杠112在转动的同时还会沿其轴线作直线移动，而由于升降丝杠112与爪结构114固定，因此爪结构114随着升降丝杠112一边转动一边直线移动。在实际应用中爪结构114可以是上下(升降)移动，例如爪结构114向下运动，从而逐渐靠近样品瓶盖，当爪结构114向下移动到合适的位置后，爪结构114抓取样品瓶盖并夹紧，并在升降电机111的带动下进行旋转，从而带动样品瓶盖一起旋转，进而实现样品瓶的开盖操作，同理，关盖时，其他操作与开盖操作相同，不同的是需要改变爪结构114的转动方向，从而使样品瓶盖旋紧在样品瓶上。

本发明中，通过将升降电机111、固定座113、升降丝杠112以及爪结构114进行直线式布置，从而使得开关盖套件11的结构更加紧凑，尺寸可以尽可能最小化，相比于现有技术中的电缸+同步带的结构尺寸大大减小，节省了占用空间。当将盖开关盖套件11应用至机器人10上时，可以设置多套开关盖套件11，由于每套开关盖套件11的尺寸较小、占用空间较小，因此可以适用于同时对多个距离较近的样品瓶进行开关盖操作，进而实现流水线作业，工作效率较高，能够获得良好的用户体验。

第一支撑座115和第二支撑座116分别支撑在升降丝杠112的两端。之所以设置第一支撑座115和第二支撑座116是因为，升降丝杠112属于细长件，而且在工作时需要同时进行转动和直线移动，并且其端部(下端)还固定有爪结构，因此在升降丝杠112的运动过程中，升降丝杠112可能会被损坏甚至折断，同时在运动过程中也容易出现晃动(特别是当爪结构114抓取样品瓶盖时或者其自身受到外力撞击时)，而在升降丝杠112两端设置两个支撑座，从而可以一定程度上避免上述情况的发生。

当然即使在升降丝杠112的两端设置了第一支撑座115和第二支撑座116，但是在升降丝杠112的运动过程中还是可能会晃动，为此在第一支撑座115和第二支撑座116之间设置了滑轨117，滑轨117可滑动地穿过固定座113并与升降丝杠112平行设置。这样，在升降丝杠112的运动过程中，滑轨117可以为升降丝杠112分担一部分力，同时由于滑轨117与固定座113可滑动连接，因此在升降丝杠112运动的过程中，滑轨117还可以起到导向的作用，从而可以有效避免升降丝杠112在运动过程中的晃动。

在本发明中，对于电机与丝杠的连接优选采用联轴节118连接(包括下文中的电机与丝杠优选采用联轴节连接，本实施方式中之所以采用升降电机、第一爪结构电机、第二爪结构电机、升降丝杠、第一爪结构丝杠、第二爪结构丝杠的表述只是为了描述清楚，而实际上升降电机、第一爪结构电机、第二爪结构电机可以是相同的电机，同理升降丝杠、第一爪结构丝杠、第二爪结构丝杠也可以是相同的丝杠)，这样不仅可以减小对应结构(例如开关盖套件、爪结构)的尺寸，而且传动效率较高。当然如果对结构的尺寸和传动效率要求不高，电机与丝杠也可以采用同步带或者齿轮连接。

关于爪结构114与升降丝杠112的固定方式可以有多种，可以是完全固定也可以是便于拆卸的连接，例如可以通过紧固件固定，在本实施方式中，考虑到安装和拆卸的便利性，通过凸起和卡槽的卡接实现爪结构114与升降丝杠112的固定，具体的，可以在爪结构114的一端和升降丝杠112的一端中的一者设置凸起(弹性凸起)，对应地，在爪结构114的一端和升降丝杠112的一端中的另一者设置卡槽，安装时使得凸起卡接在卡槽中。在本实施方式中，结合图3、图4和图8所示，在升降丝杠112上设置两个相对的凸起1121，对应地在爪结构114上延伸出一个筒状部件1141，并在筒状部件1141的侧面设置两个相对的卡槽1141a(也可以认为是卡孔)，安装时可以通过手动按压凸起1121，并将升降丝杠112的一部分伸入至爪结构114的筒状部件1141中，并向内推动爪结构114，当凸起1121与卡槽1141a对准时，凸起1121从卡槽1141a中突出并卡住，从而实现爪结构114与升降丝杠112的固定。拆卸时，同样通过按压凸起1121，同时将爪结构114向外拉动，使得凸起1121从卡槽1141a中脱出，进而实现爪结构114与升降丝杠112的拆卸。

关于爪结构114，一般地，不同的需求对应不同结构的爪结构，而爪结构的尺寸、结构等细节结构决定了能够精准、可靠的抓取目标瓶盖。本实施方式提供两种类型的爪结构，具体如下：

作为爪结构114的一种实施例，结合参考附图4和附图5所示，爪结构114包括驱动组件1142、爪部1143、第一外壳1144、多个弹性件1145、防转组件以及第二外壳1147。需要说明的是，上述技术特征并不是必须在同一个技术方案中同时出现，而是可以根据实际需要组合成不同的技术方案。爪结构114实际就是用于将样品瓶盖抓紧，在开盖或者关盖过程中防止样品瓶盖掉落或者打滑，从而影响开关盖操作。在一个技术方案中，爪结构114可以包括驱动组件1142、爪部1143、第一外壳1144和多个弹性件1145。所述爪部1143为多个(也可以看作是互相独立的多瓣爪)，第一外壳1144可以看作是爪部1143的安装基础。多个爪部1143均安装在第一外壳1144内，弹性件1145设置在相邻的两个爪部1143之间，爪部1143和第一外壳1144设有相互匹配的渐缩面，在第一外壳1144的内壁的限制下、多个爪部1143之间的弹性件1145始终处于被压缩状态；当驱动组件1142推动多个爪部1143向前运动，在第一外壳1144的内壁的限制下、多个爪部1143处于收紧状态；当驱动组件1142向后运动(例如下文中的驱动组件的压板、螺母传动部向后运动)，在每个弹性件1145的弹力作用下、多个爪部1143处于张开状态。其中，本发明的实施方式中的“向前”、“向后”可以理解为相对于与驱动组件(具体可以理解是相对于图1所示中的电机)的“向前”和“向后”。在实际应用中也可以理解为图示中的向上和向下。

本发明中上文所指的渐缩面是指：相对于驱动组件1142，沿着远离驱动组件1142的方向(即向前)，第一外壳1144的内缘周长和爪部的外缘周长逐渐减小，也可以理解为第一外壳和爪部对于外部的开口越来越小。其中，渐缩面可以是锥面，锥面的选择有利于加工，而且在生产成本上也会相比于其他形式的渐缩面(例如，半径逐渐缩小的弧形面)大大降低。当从张开状态向收紧状态切换时，在多个爪部1143向前运动的过程中，由于爪部1143和第一外壳1144的相匹配的锥面的限制作用(爪部和第一外壳的开口越来越小)，相邻两个爪部1143之间的弹性件1145的压缩量逐渐增大，从而相邻两个爪部1143之间的距离逐渐减小，直至相邻两个爪部1143之间的距离减小到最小，此时多个爪部1143处于收紧状态。同理，当从收紧状态向张开状态切换时，启动驱动组件1142，驱动组件1142向后运动，从而解除对爪部1143的推力，爪部1143在弹性件1145的弹力作用下向后运动，在多个爪部1143向后运动的过程中，由于爪部1143和第一外壳1144的相匹配的锥面的尺寸变化(爪部和第一外壳的开口越来越大)，相邻两个爪部1143之间的弹性件1145的压缩量逐渐减小，从而相邻两个爪部1143之间的距离逐渐增大，直至相邻两个爪部1143之间的距离增大到的最大，此时多个爪部1143处于张开状态。

作为一种变形，渐缩面还可以是半径逐渐缩小的弧形面，这种渐缩面也可以利用其半径的渐变，从而实现爪结构的收紧和张开。

作为又一种变形，渐缩面还可以是其他尺寸逐渐减小的曲率连续的曲面等。

在本发明中，通过利用尺寸较小的弹性件1145(弹性件根据实际需要可以加工的非常小)，并结合爪部1143和第一外壳1144相匹配的渐缩面，从而可以将爪结构114的尺寸尽可能最小化，能够适用于对多个样品瓶同时进行开关盖操作(特别适用于相邻样品瓶之间的距离非常小的情况)，实现流水作业；而在现有技术中的爪结114由于其结构的限制，爪结构不能设计的非常小，从而在进行开关盖操作时只能对单一样品瓶进行开关盖操作，不能实现流水作业。并且本发明中的爪结构在弹性件1145弹力的作用下，同时在第一外壳1144的内壁的限制下可以很牢靠的夹紧样品瓶盖，不容易掉落。

本实施方式中的爪结构包括收紧状态、张开状态以及介于收紧状态和张开状态之间的中间状态，下面将对这三种状态进行详细的描述：

假设最初状态为张开状态，当需要利用爪结构114抓取并夹紧样品瓶盖时，也就是说需要爪结构114从张开状态切换为收紧状态时，首先使样品瓶盖位于爪结构114的多个爪部1143形成的空间中，然后启动驱动组件，在驱动组件的驱动下，多个爪部1143向前运动，在多个爪部1143向前运动的过程中，由于爪部1143和第一外壳1144的相匹配的渐缩面的限制作用(爪部和第一外壳的开口越来越小)，相邻两个爪部1143之间的弹性件1145的压缩量逐渐增大，从而相邻两个爪部1143之间的距离逐渐减小，直至相邻两个爪部1143之间的距离减小到最小，此时多个爪部1143处于收紧状态，在此之前可以认为爪部处于中间状态。

相反，在需要松开样品瓶盖时，即爪部1143从收紧状态向张开状态切换时，启动驱动组件1142，驱动组件1142向后运动，从而解除对爪部1143的推力，爪部1143在弹性件1145的弹力作用下向后运动，在多个爪部1143向后运动的过程中，由于爪部1143和第一外壳1144的相匹配的渐缩面的尺寸变化(逐渐增大)，相邻两个爪部1143之间的弹性件1145的压缩量逐渐减小，从而相邻两个爪部1143之间的距离逐渐增大，直至相邻两个爪部1143之间的距离增大到的最大，此时多个爪部1143处于张开状态，在此之前可以认为爪部处于中间状态。

关于驱动组件1142，驱动组件1142用于驱动爪部1143运动，驱动组件1142包括动力部分1142a和传动部分，动力部分1142a可以包括电机(为了区分，这里称之为第一爪结构电机)(还可以包括电机外壳1142b，用于安装电机)，通过电机提供动力。

作为一种变形，除了可以通过电机提供动力之外，还可以通过液压驱动、气动等方式提供动力。

作为一种举例说明，所述传动部分包括压板1142c，所述压板1142c位于爪部1143与动力部分1142a之间，压板1142c与动力部分1142a连接；当动力部分1142c带动压板1142c向前运动时，压板1142c推动多个爪部1143向前运动，进而使多个爪部处于收紧状态；当动力部分1142a带动压板1142c向后运动，在每个弹性件1145的弹力作用下、多个爪部1143向后运动，进而使多个爪部处于张开状态。在本发明中，由于多个爪部1143为互相独立的部件，因此在驱动组件1142推动多个爪部1143向前运动时，由于压板1142c的存在可以保证多个爪部能够同步向前运动，从而提高整个结构的可靠性。

作为一种变形，传动部分还包括第一爪结构丝杠1142d和螺母传动部1142e，第一爪结构丝杠1142d从第一爪结构电机的输出端伸出，螺母传动部1142e具有中心孔，所述中心孔的内壁设置有用于与第一爪结构丝杠1142d螺纹连接的内螺纹，所述螺母传动部1142e与压板1142c固定。事实上，可以将螺母传动部1142e看作一个螺母，通过螺母与第一爪结构丝杠1142d的螺纹连接，从而将第一爪结构电机的转动转化为直线运动，使得螺母推动压板1142c向前运动。

关于爪部1143，结合图6和图7所示，每个爪部1143包括平直部1143a和倾斜部1143b，倾斜部1143b具有锥面。在靠近弹性件1145的一侧，平直部1143a与倾斜部1143b通过台阶1143c过渡，多个爪部1143的各自的台阶1143c共同形成限位端面；多个爪部1143的各自的平直部1143a共同形成圆柱状；多个爪部1143的各自的倾斜部1143b共同形成锥形状。其中，限位端面的形成可以确定在爪结构114抓握样品瓶盖的抓握高度，使爪结构114标准化，同时限位端面的形成可以保证样品瓶盖的抓握位置，特别是对于样品瓶为玻璃材质时，如果爪部在抓握时抓握的位置不合适，而抓握住了样品瓶的瓶身，从而容易造成样品瓶的损坏，特别是对于有些特殊样品的检验，样品瓶的破碎可能会对工作人员的身体健康有所损害。

作为一种举例说明，为了增大样品瓶盖与爪部1143内壁之间的摩擦力，使得爪部1143对样品瓶盖的抓握更紧，优选地可以在每个平直部1143a的靠近弹性件1145的一侧加工滚花或者花纹。

作为一种变形，也可以采用其他形式的结构增大样品瓶盖与爪部1143内壁之间的摩擦力，例如在每个平直部1143a的靠近弹性件1145的一侧设置凸筋等结构。

作为一种举例说明，在爪结构使用过程中，为了防止压板1142c转动，还可以设置防转组件。其中，防转组件可以有多种形式，例如可以在压板1142c的外缘设置突起，同时在每个爪部1143的内壁设置滑槽，这样在压板1142c运动的过程中，压板1142c上的突起限制在爪部1143的滑槽中，从而防止压板1142c的转动。再例如，防转组件可以采用伸缩杆的形式，具体的，防转组件包括至少两组伸缩组件1146，每组伸缩组件1146包括伸缩套筒1146a和与伸缩套筒1146a滑动连接的伸缩杆1146b，每组伸缩组件1146中的伸缩套筒1146a和伸缩杆1146b中的一者与驱动组件1142固定(具体的可以与电机外壳1142b固定)，每组伸缩组件1146中的伸缩套筒1146a和伸缩杆1146b中的另一者与压板1142c固定。在本实施方式中，结合参考附图5，防转组件包括两组伸缩组件1146，具体为第一伸缩组件和第二伸缩组件，为了保证受力平衡，第一伸缩组件和第二伸缩组件均匀设置(也可以理解为第一伸缩组件与压板的固定点、第二伸缩组件与压板的固定点在压板上均匀分布)，例如压板1142c为圆盘状时，第一伸缩组件和第二伸缩组件与压板的连接点位于压板1142c上的同一个圆的同一条直径上。当然，防转组件也可以包括一组伸缩组件，只是这种情况下容易导致受理不平衡的情况发生。

作为一种举例说明，在伸缩杆1146b的伸缩过程中，由于伸缩杆1146b与伸缩套筒1146a之间会频繁摩擦，而伸缩杆1146b的结构强度有限，因此为了避免严重磨损伸缩杆1146b，优选地，在每组伸缩组件1146的伸缩杆的一端套设有耐磨件1146c(例如，滑动轴承)，其中，耐磨件1146c位于伸缩套筒1146a中并与伸缩套筒1146a过盈配合，伸缩杆1146b与耐磨件滑动连接。

为了保证防转组件等部件不容易被破坏或者损坏，爪结构114还包括第二外壳1147，防转组件位于第二外壳1147中，所述第二外壳1147分别与第一外壳1144、驱动组件1142固定。具体的，结合参考附图5，第二外壳1147可以采用圆柱状，并在靠近第一外壳1144的一端的侧面上设置有多个第一安装孔，对应地，第一外壳1144的靠近第二外壳1147的一端设置多个第二安装孔，并且第一外壳1144的端部的一部分能够套入第二外壳1147，从而使得第一安装孔和第二安装孔对准，从而通过螺钉等紧固件分别穿过第一安装孔和第二安装孔而将第二外壳与第一外壳固定。同理，关于第二外壳1147与驱动组件1142(具体是电机和电机外壳1142b)的固定同样可以通过紧固件实现。

关于弹性件1145，作为一种举例说明，所述弹性件1145可以为弹簧(例如压簧、气弹簧等)，每个爪部1143的两侧均设置有盲孔1143e，每个弹簧的两端分别止抵在相邻两个爪部1143的相对的两个盲孔1143e中，其中通过盲孔1143e安装弹簧是为了保证爪结构的稳定性和可靠性，防止弹簧脱开、失效。在本实施方式中，爪部1143为三个，对应地，弹簧为三个，三个弹簧均匀地分布在三个爪部之间。

作为一种变形，弹性件也可以是较薄的形状不规则金属件，由于其厚度较小，因此具有一定的弹性。

作为一种举例说明，爪部1143与第一外壳1144的内壁始终形成线接触，这里的线接触其实是相对于面接触而言的，两个部件之间的接触如果是面与面之间的接触(简称面接触)，则两者之间的相对滑动会比较困难(因为摩擦力较大)，如果两个部件之间的接触是线与线直接的接触(简称线接触)，则两者之间的相对滑动就会容易很多(摩擦力较小)，也就是说本发明中所采用的的线接触旨在降低两个部件(本实施方式中主要指爪部1143与第一外壳1144)之间的摩擦，从而使得二者之间的相对滑动能够更容易，具体可以包括多种情况，例如，每个爪部与第一外壳接触一个点，最终连成一条线；再比如，每个爪部1143与第一外壳1144接触的所有位置可以连接成一条直线。

为了更清楚地理解本实施例提供的爪结构，下文结合具体的附图4和图5对本实施例中的爪结构的安装过程进行描述：首先将动力部分1142a(即第一爪结构电机)安装在电机外壳1142b中，然后将压板1142c、两个伸缩组件1146、螺母传动部1142e以及第二外壳1147连接为一体(具体地，将螺母传动部1142e与压板1142c通过螺钉等紧固件固定，然后将两个伸缩组件1146的一端与压板1142c固定，然后使得两个伸缩组件1146的另一端对准第二壳体1147上的安装孔并穿过改安装孔(导向))，然后将螺母传动部1142e的中心孔套设在第一爪结构丝杠1142d上，通过转动螺母传动部1142e，将各部件安装到位，最后再组装多个爪部1143和第一外壳1144，并将第一外壳1144与第二外壳1147固定，同时通过紧固件将第二外壳1147分别于第一爪结构电机、电机外壳1142b固定。需要说明的是，这里的安装顺序只是为了更好的理解本发明，也就是说爪结构的安装顺序并不是唯一的。

作为爪结构的另一种实施例，结合参考附图8和附图9，和上一种爪结构的实施例相同的是，本实施例中的爪结构同样包括驱动组件1142、爪部1143以及多个弹性件1145(在本实施例中，虽然有些部件的附图表及与上一种实施例的有些部件的附图标记相同，但着并不是意味着相同附图标记代表的部件的结构完全相同，而是仅仅代表二者属于同一种类的部件)，其中，驱动组件1142同样是用于驱动爪部1143运动，并且驱动组件1142包括第二爪结构电机114-5a，通过第二爪结构电机114-5a提供动力。当然，除了可以通过第二爪结构电机114-5a提供动力之外，还可以通过液压驱动、气动等方式提供动力。

与上一种爪结构的实施例不同的是，本实施例中的爪部1143的具体结构以及弹性件1145的位置和作用和上一种实施例不同，当然与上一种实施例不同的还有，本实施例中的爪机构还包括爪部安装座114-1、驱动芯棒114-2、导向件114-3、用于调节弹性件1145弹力的调节部114-4等(需要说明的是这些技术特征并不是必须在同一个技术方案中出现，可以根据实际需求进行组合)。另外，本实施例中的爪结构虽然也包括防转组件，但是在本实施例中，该防转组件的作用是防止驱动芯棒转动，因此防转的对象不同，结构上也会有所差异，下文将对上述各技术特征进行详细的描述。

结合参考附图9，在一个技术方案中，爪结构114包括爪部1143、驱动组件1142、爪部安装座114-1、驱动芯棒114-2和多个弹性件1145。爪部1143同样可以为多个，也可以认为是具有多瓣爪结构，而爪部安装座114-1为爪部1143的安装基础。多个爪部1143均设置在爪部安装座114-1中，每个爪部1143与爪部安装座114-1之间均设置有弹性件1145；驱动芯棒114-2位于多个爪部1143形成的容纳空间中，驱动芯棒114-2与爪部1143设有相匹配的渐缩面，在驱动芯棒114-2的限制下、每个爪部1143与爪部安装座114-1之间的弹性件1145始终处于被压缩状态，当驱动组件1142驱动驱动芯棒114-2向前运动、在驱动芯棒114-2的推动下，多个爪部1143向内运动并处于收紧状态；当驱动组件1142带动驱动芯棒114-2向后运动、在每个弹性件1145的弹力作用下，多个爪部1143向外运动并处于张开状态。其中，关于“向前”、“向后”、“渐缩面”等词的理解已经在一种实施例中进行了解释，在此不再赘述。

在本实施方式中，通过借助弹性件1145的弹力(弹性件根据实际需要可以加工的非常小)，并巧妙利用驱动芯棒与爪部的相匹配的渐缩面，从而可以使爪结构的尺寸尽可能最小化，进而可以实现同时对多个样品瓶执行开关盖操作，实现流水作业(在有些工况下，相邻样品瓶之间的距离非常小，而现有技术中的爪结构尺寸较大，因此不能够实现同时对距离较小的多个样品瓶进行同时开关盖操作)。并且本实施例中的爪结构114在弹性件1145弹力和驱动芯棒114-2共同的作用下，爪结构114可以很牢靠的夹紧样品瓶盖，不容易掉落。

本实施例中的爪结构同样包括三种状态，即收紧状态、张开状态以及介于收紧状态和张开状态之间的中间状态，下面将对这三种状态进行详细的描述：

假设最初状态为张开状态，当需要利用爪结构114抓取并夹紧样品瓶盖时，也就是说需要爪结构114从张开状态切换为收紧状态时，首先使样品瓶盖位于爪结构114的多个爪部1143形成的空间中，然后启动驱动组件1142，在驱动组件1142的驱动下，驱动芯棒114-2向前运动，由于驱动芯棒114-2的渐缩面与爪部的渐缩面的限制(关于渐缩面，上文已经对渐缩面进行了详细的解释，在此不再赘述)，在驱动芯棒114-2向前运动的过程中，驱动芯棒114-2对弹性件1145的约束力逐渐减小直至减小为零(即驱动芯棒114-2不再挤压弹簧)，由于弹性件1145是压缩在爪部1143与爪部安装座114-1之间，驱动芯棒114-2通过爪部1143限制弹性件1145，因此压缩的弹性件1145由于没有了驱动芯棒114-2的挤压，会释放弹力，从而在弹性件1145弹力的作用下(推力)，爪部1143向内运动，相邻两个爪部1143之间的距离逐渐减小，在多个爪部1143向内运动的过程中，由于驱动芯棒114-2的限制作用，运动到一定程度后相邻两个爪部1143之间的距离减小到最小，此时多个爪部1143处于收紧状态，在此之前可以看作是爪部1143处于中间状态。

相反，在从收紧状态向张开状态切换时，同样启动驱动组件1142，在驱动组件1142的驱动下，驱动芯棒114-2向后运动(也就是说在从收紧状态切换至张开状态时，驱动组件1142的驱动力的方向与从张开状态切换至收紧状态时相反)，在驱动芯棒114-2向后运动的过程中，由于渐缩面的作用(此时渐缩面的尺寸(外缘周长和内缘周长)逐渐增大)驱动芯棒114-2逐渐挤压爪部1143，爪部1143向外运动并压缩弹性件1145，相邻两个爪部1143之间的弹性件1145的压缩量逐渐增大，当弹性件1145的压缩量达到最大时，由于弹性件1145不能再被继续压缩，因此爪部1143停止运动，此时相邻两个爪部1143之间的距离达到最大，多个爪部处于张开状态。

关于导向件114-3，导向件114-3具有多个导向槽114-3a，爪部1143与对应的导向槽114-3a滑动连接(也就是说导向槽114-3a的数量和爪部1143的数量对应，例如，爪部1143为4个，则导向槽114-3a对应也为4个)，用于在爪部1143向内或者向外运动时起导向作用，具体的，在驱动组件1142的驱动下，多个爪部1143沿对应的导向槽114-3a向内运动，从而实现爪部1143的收紧状态；同理在驱动组件1142的驱动下(驱动方向与收紧状态时相反)，并且在弹性件1145的弹力作用下，多个爪部1143沿对应的导向槽114-3a向外运动，从而实现爪部1143的张开状态。

其中，对于导向件114-3的形状可以有多种，具体可以根据实际情况进行确定，例如导向件114-3为盘状，导向槽114-3a沿导向件114-3的周向均匀设置。进一步地，对于导向槽114-3a的形成也可以设置多种形式，优选地，导向槽114-3a和爪部1143的对应部分(即与导向槽滑动连接的部分)的形状相互补，例如，导向槽为截面是“开口”的“凸”字型，即“凸”字去除最上方的用于封口的横线，对应地，爪部1143的用于与导向槽114-3a配合的部分设置成截面为“凸”字型的形状，爪部1143的“凸”字型正好能够插入导向槽114-3a的“开口”的“凸”字型中，并能够在导向槽114-3a中沿导向件114-3的径向方向靠近导向件114-3的中心运动或者远离导向件114-3的中心运动。

下面将对本实施例中的爪部1143的具体结构进行详细的介绍：

结合图9和图11所示，爪部1143包括第一平直部114-6a和倾斜部1143b，多个爪部1143的各自的第一平直部114-6a共同形成圆柱状夹持部，多个爪部1143的各自的倾斜部1143b的内侧面共同形成锥形面。本实施例中，通过利用拼接思想将多个爪部1143的内壁拼接为与驱动芯棒114-2相匹配的锥形面，并通过各个第一平直部114-6a的拼接形成用于夹持样品瓶瓶盖的圆柱状夹持部，结构简单、紧凑、便于制造，而且圆柱状夹持部可以适用于大多数瓶盖的夹持，能够使本发明中的爪结构114标准化。

进一步地，每个爪部1143还包括第二平直部114-6b，倾斜部1143b位于第一平直部114-6a和第二平直部114-6b之间，第二平直部114-6b上设置有与导向槽114-3a形状相匹配的滑块(例如这里的滑块可以是上文中所提到的爪部的“凸”字型形状)。其中，将滑块设置在第二平直部114-6b上，也就是爪部的一个端部，加工方便，而且容易实现与导向槽的配合。

更进一步地，为了便于安装，尽可能减小爪结构114的尺寸，同时也为了能够与爪部安装座114-1更好的配合安装，第一平直部114-6a、第二平直部114-6b以及倾斜部1143b的外表面共同形成与爪部安装座114-1形状相匹配的圆柱状。

另外，正如在上一种实施例中所介绍的，为了将样品瓶夹得更紧，优选地，至少在一个爪部1143的第一平直部114-6a的内壁上设置有滚花或者纹路。当然，更优选地，可以在每个爪部1143的第一平直部114-6a的内壁上均设置滚花或者纹路。

关于调节部114-4，根据实际需要，可以通过调节部114-4调节爪部1143与爪部安装座114-1之间的弹性件1145的弹力，具体的，调节部114-4的安装可以通过下述结构实现：即在爪部安装座114-1上设置通孔114-1a，调节部114-4穿过通孔114-1a顶住弹性件1145的第一端，弹性件1145的第二端止抵在爪部1143上。例如，调节部114-4可以为紧定螺钉，调节时可以通过旋紧或者拧松紧定螺钉，从而实现弹性件1145弹力的调节(也就是调节弹性件1145的初始压缩量)。

结合图9和10所示，考虑到结构的紧凑性以及为了使得爪部安装座114-1能够以尽可能小的尺寸与爪部1143配合，优选地，爪部安装座114-1包括圆柱形本体114-1b以及从圆柱形本体114-1b轴向延伸的多个伸出部114-1c，多个伸出部114-1c间隔设置，通孔114-1a设置在对应的伸出部114-1c上，每个爪部1143与对应的伸出部114-1c之间压缩有弹性件1145，也就是说，多个伸出部114-1c围绕形成一定的空间，多个爪部1143位于该空间内，并且一个爪部1143对应一个伸出部114-1c。当然，根据实际需要爪部安装座114-1也可以采用其他结构。

进一步地，每个爪部1143与对应的伸出部114-1c之间压缩有多个弹性件1145，每个伸出部114-1c上沿该伸出部114-1c的延伸方向设置有多个通孔114-1a，每个调节部114-4穿过对应的通孔114-1a止抵在对应的弹性件1145的第一端。其中，通过在一个伸出部114-1c上设置多个通孔114-1a，并对应在一个伸出部114-1c与一个爪部1143之间设置多个弹性件1145，从而可以保证结构的可靠性，而且由于多个弹性件1145弹力的作用能够更好、更快的使得爪结构114在收紧状态与张开状态之间进行切换。例如，每个爪部1143与爪部安装座114-1(具体的是每个伸出部114-1c)之间均设置有三个弹性件1145，该三个弹性件1145沿驱动芯棒114-2的运动方向设置。

其中，弹性件同样可以是弹簧(例如，压簧或者气弹簧)。为了保证弹簧安装的可靠性，避免弹簧脱出、失效等情况的发生，优选地，每个爪部1143上设置有盲孔1143e，弹簧的第一端止抵在爪部安装座114-1上，弹簧的第二端部止抵在盲孔1143e中。当然，弹性件也可以是较薄的形状不规则金属件，由于其厚度较小，因此具有一定的弹性。

对于驱动组件1142，结合参考附图9，驱动组件1142除了包括第二爪结构电机114-5a之外，还可以包括第二爪结构丝杠114-5b和用于安装第二爪结构电机114-5a的电机外壳1142b，其中，第二爪结构丝杠114-5b从第二爪结构电机114-5a的输出端伸出，爪部安装座114-1和导向件114-3均套设在第二爪结构丝杠114-5b上，驱动芯棒114-2具有中心孔，所述第二爪结构丝杠114-5b穿过中心孔并与驱动芯棒114-2螺纹连接。也就是说，利用驱动芯棒114-2与第二爪结构丝杠114-5b的螺纹连接，从而将第二爪结构电机114-5a的转动转化为驱动芯棒114-2的直线运动，进而在借助弹性件1145弹力的情况下实现爪部1143的向内或者向外运动，最终实现爪部1143的收紧与张开。本实施例中，第二爪结构电机114-5a、第二爪结构丝杠114-5b、爪部安装座114-1以及驱动芯棒114-2等部件同样采用直线式布置，正如上文所描述的，直线式布置可以尽可能的减小爪结构的尺寸，减小占用空间，从而能够使得爪结构在执行开关盖操作时能够适用于更多的工况，例如对于距离较小的样品瓶，可以通过采用多套爪结构同时对多个样品瓶进行开关盖操作。

防转组件包括限位滑槽114-7a和与限位滑槽114-7a滑动连接的限位凸起114-7b，限位滑槽114-7a和限位凸起114-7b中的一者设置在倾斜部1143b的内侧面上，限位滑槽114-7a和限位凸起114-7b中的另一者设置在驱动芯棒114-2的外壁上。在本实施方式中，限位凸起114-7b设置驱动芯棒114-2上，限位滑槽114-7a设置在倾斜部1143b的内侧面上，当驱动芯棒114-2向前或者向后运动时，驱动芯棒114-2的限位凸起114-7b限制在爪部的倾斜部1143b的限位滑槽114-7a中并沿限位滑槽114-7a移动，从而达到防止驱动芯棒114-2转动的目的。另外，作为一种举例，防转组件还可以采用其他结构，例如伸缩套筒的形式等。只要能够在驱动芯棒114-2移动过程中防止其转动即可。

为了更清楚地理解本发明提供的爪结构114，下文结合具体的附图8和图9对本实施方式中的爪结构114的安装过程进行描述：

首先将第二爪结构电机114-5a安装在电机外壳1142b中，并通过联轴节将第二爪结构丝杠114-5b和第二爪结构电机114-5a的输出轴进行连接，然后将爪部安装座114-1套设在第二爪结构丝杠114-5b上并将爪部安装座114-1与电机外壳1142b通过螺钉等紧固件固定，接着将导向件114-3的导向槽114-3a与对应的爪部1143的第二平直部114-6b配合，随后将每个弹簧放置到爪部1143的对应的盲孔1143e中，并将驱动芯棒114-2放置到多个爪部1143形成的容纳空间中，并通过手动使多个爪部1143收紧同时慢慢地将弹簧、对应的爪部1143、导向件114-3以及驱动芯棒114-2一起推入到爪部安装座114-1中，安装到位后松手，即可完成爪结构114的安装。需要说明的是，这里的安装顺序只是为了更好的理解本发明，也就是说爪结构的安装顺序并不是唯一的。

作为另一个具体实施方式，结合图1和图2所示，在一个技术方案中，机器人10包括开关盖套件11、控制器、固定架12和安装在固定架12上的样品瓶放置架13；其中，样品瓶放置架13上设置有多个样品瓶放置孔。为了同时对多个样品瓶131执行开关盖操作，所述开关盖套件11为多套，每套开关盖套件11的固定座113固定于固定架12的对应位置处，每套开关盖套件11的爪结构114位于对应的样品瓶放置孔的上方；控制器控制多套开关盖套件11同时对多个样品瓶进行开关盖操作。

使用时，将装有待检验样品(例如，血液、尿液等)的样品瓶131(例如，试管)放置到对应的样品瓶放置孔中。在对样品瓶131进行开关盖操作时，需要将开关盖套件11和样品瓶131中的一者固定，而开关盖套件11和样品瓶131中的另一者旋转，从而将样品瓶131上的盖子取下或者将盖子旋盖在样品瓶131上。在本实施方式中，开关盖套件11是可以旋转的(具体的旋转方式已经在上文详细介绍，在此不再赘述)，则样品瓶131需要固定，样品瓶131的固定方式有很多，例如借助胶粘或者一个定位机构进行定位，为了便于操作，提高效率，在本实施方式中，可以在样品瓶131上设置凹槽(具体可以设置在样品瓶的底部)，同时在样品瓶放置孔的内壁设置凸起，当将样品瓶131放置到样品瓶放置孔中时可以通过凸起卡接在凹槽中，从而在开关盖操作时防止样品瓶131的转动。当然，凹槽和凸起的位置也可以调换，即在样品瓶放置孔的内壁设置凹槽，而在样品瓶上设置凸起。

在本发明中，由于爪结构144的尺寸较小，因此机器人10能够同时对距离较近的样品瓶执行开关盖操作，容易实现流水线作业，例如可以配合机器人自动更换样品瓶或样品瓶架，达到流水线作业的目的，效率较高。而且，机器人可以配合其他机器人(例如MRX-T4或六轴机器人等)，与上下游其他步骤进行自动化匹配，不需要人工将试管安放，可以自动放置，上盖后也可以由其他机器人对试管或样品瓶架进行操作。另外，本发明中，机器人在执行开关盖操作时，不需要先将样品瓶从其放置孔位移动到固定样品瓶的装置处，而是可以直接在安装位置即可执行开关盖操作，效率较高。

关于固定架12，固定架12包括底板121、第一侧板122、第二侧板123以及固定连接板124。第一侧板122和第二侧板123分别从底板121的两侧向上延伸，固定连接板124固定在第一侧板122和第二侧板123之间，样品放置架13和开关盖套件11均位于第一侧板122和第二侧板123之间，每套开关盖套件11的固定座113固定于固定连接板124的对应位置处。由上可知，固定架12的这种结构与“门”字型结构比较类似，这种结构可以将多套开关盖套件11布置在“门”字型内，即第一侧板122、第二侧板123以及固定连接板124形成的中间内，既可以节省安装空间，又可以使机器人的结构简单化、紧凑化，特别适用于安装空间有限的场所。

进一步地，固定架12还包括加强板125，加强板125位于固定连接板124的上方，用于提高固定架12的结构强度，使得固定架12更加稳定。其中，在安装固定连接板12时，为了保证结构强度和平衡性，可以先在第一侧板122和第二侧板123之间固定一上安装板126。固定连接板124可以采用截面为L型结构(故此可以将固定连接板称之为L型板)，具体地，如图1所示，L型板包括第一连接板1241和与第一连接板1241垂直设置的第二连接板1242，第一连接板和第二连接板形成L型结构，L型板半包裹上安装板126，第一连接板1241通过螺钉等紧固件固定在上安装板126的上方，第二连接板1242位于上安装板126的侧面，第二连接板1242、开关盖套件11的固定座113以及上安装板126的侧面固定连接。

关于样品瓶放置架13，如上所述，样品瓶放置架13安装在固定架12上。其中，所述样品瓶放置架13上的样品瓶放置孔可以设置为多排多列，每排样品瓶放置孔的数量与开关盖套件的数量相同(也就是说一套开关盖套件对应一个样品瓶盖)，例如，如1图所示，图中的样品瓶放置架为标准的32孔板，即4*8，4排8列，就也是说每排可以放置8个样品瓶。

其中，所述样品放置架13与底板121可滑动连接，以使得爪结构141对准对应的样品瓶放置孔。这样，可以根据实际情况，通过样品瓶架驱动机构132驱动样品放置架13沿底板121移动。其中，样品瓶架驱动机构132可以包括电机，驱动方式可以采用滑块和滑轨的形式，具体的可以在底板121上固定滑轨，并在底板的下表面固定滑块，这样当电机启动后，固定在底板上表面的样品放置架13就可以在滑块的带动下沿滑轨移动。其中，当样品瓶放置孔设置为多排多列时，所述样品放置架13与底板沿样品瓶放置孔的列排列的方向可滑动连接，这样通过移动可以对所有的样品瓶13进行开关盖操作。

本发明中，通过对爪结构的改进，从而使得爪结构能够适用于同时对多个试管进行开关盖操作的情况，工作效率较高。而且，通过采用电机+丝杠的驱动方式，从而能够减小相应结构的尺寸。另外，在进行开关盖操作时，不需要将试管从试管放置的孔位先移动到试管固定处，然后才能进行开关盖操作，工作效率高，容易实现流水线作业。

以上所述的仅为本发明的具体实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于开关盖的爪结构，所述爪结构包括多个爪部和用于驱动所述多个爪部运动的驱动组件，其特征在于：

所述爪结构还包括爪部安装座、驱动芯棒和多个弹性件；

所述多个爪部均设置在所述爪部安装座中，每个所述爪部与所述爪部安装座之间均设置有所述弹性件；所述驱动芯棒位于所述多个爪部形成的容纳空间中，所述驱动芯棒与所述爪部设有相匹配的渐缩面，在所述驱动芯棒的限制下、每个所述爪部与所述爪部安装座之间的所述弹性件始终处于被压缩状态，

当所述驱动组件驱动所述驱动芯棒向前运动、在所述驱动芯棒的推动下，所述多个爪部向内运动并处于收紧状态；

当所述驱动组件驱动所述驱动芯棒向后运动、在每个所述弹性件的弹力作用下，所述多个爪部向外运动并处于张开状态；

并且，所述爪结构包括具有多个导向槽的导向件，所述爪部与对应的所述导向槽滑动连接；

所述爪部的收紧状态通过以下方式实现：在所述驱动组件的驱动下，所述多个爪部沿对应的所述导向槽向内运动；

所述爪部的张开状态通过以下方式实现：在所述驱动组件的驱动下并在所述弹性件的弹力作用下，所述多个爪部沿对应的所述导向槽向外运动；

所述渐缩面为锥形面：

所述导向件为盘状，所述导向槽沿所述导向件的周向均匀设置；

其中，每个所述爪部包括第一平直部和倾斜部，所述多个爪部的各自的所述第一平直部共同形成圆柱状夹持部，所述多个爪部的各自的所述倾斜部的内侧面共同形成所述锥形面；

其中，所述爪结构还包括防止所述驱动芯棒转动的防转组件；

所述防转组件包括限位滑槽和与所述限位滑槽滑动连接的限位凸起，所述限位滑槽和所述限位凸起中的一者设置在所述倾斜部的内侧面上，所述限位滑槽和所述限位凸起中的另一者设置在所述驱动芯棒的外壁上；

所述驱动组件包括动力部分和传动部分，所述动力部分包括用于提供动力的电机和用于安装电机的电机外壳。

2.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

每个所述爪部包括第二平直部，所述倾斜部位于所述第一平直部和所述第二平直部之间，所述第二平直部上设置有与所述导向槽形状相匹配的滑块。

3.根据权利要求2所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述第一平直部、第二平直部以及倾斜部的外表面共同形成与所述爪部安装座形状相匹配的圆柱状。

4.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

至少一个所述爪部的所述第一平直部的内壁上设置有滚花或者纹路。

5.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述爪结构包括调节所述弹性件弹力的调节部，所述爪部安装座上设置有通孔，所述调节部穿过所述通孔顶住所述弹性件的第一端，所述弹性件的第二端止抵在所述爪部上。

6.根据权利要求5所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述调节部为紧定螺钉。

7.根据权利要求5所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述爪部安装座包括圆柱形本体以及从所述圆柱形本体轴向延伸的多个伸出部，所述多个伸出部间隔设置，所述通孔设置在对应的所述伸出部上，每个所述爪部与对应的所述伸出部之间压缩有所述弹性件。

8.根据权利要求7所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

每个所述爪部与对应的所述伸出部之间压缩有多个所述弹性件，每个所述伸出部上沿该伸出部的延伸方向设置有多个所述通孔，每个所述调节部穿过对应的所述通孔止抵在对应的所述弹性件的所述第一端。

9.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述驱动组件包括第一电机和从所述第一电机的输出端伸出的第一丝杠，所述爪部安装座和所述导向件均套设在所述第一丝杠上，所述驱动芯棒具有中心孔，所述第一丝杠穿过所述中心孔并与所述驱动芯棒螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

每个所述爪部与所述爪部安装座之间均设置有三个弹性件，该三个弹性件沿所述驱动芯棒的运动方向设置。

11.根据权利要求1所述的用于开关盖的爪结构，其特征在于：

所述弹性件为弹簧，每个所述爪部上设置有盲孔，所述弹簧的第一端止抵在所述爪部安装座上，所述弹簧的第二端部止抵在所述盲孔中。

12.一种开关盖套件，其特征在于：

所述开关盖套件包括权利要求1-11中任意一项所述的爪结构；

所述开关盖套件还包括用于使所述爪结构升降和旋转的升降旋转组件。

13.根据权利要求12所述的开关盖套件，其特征在于：

所述升降旋转组件包括第二电机和从所述第二电机的输出端伸出的第二丝杠，所述第二丝杠上螺纹连接有固定座，所述第二丝杠与所述爪结构固定，当所述第二电机启动，所述第二丝杠带动所述爪结构沿所述第二丝杠的轴向方向移动并带动所述爪结构旋转。

14.一种机器人，所述机器人具有开关盖功能，其特征在于：

所述机器人包括固定架和权利要求12或13所述的开关盖套件，所述开关盖套件的固定座与所述固定架固定。