CN110549313B - 一种实验室器材的吊轨取用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室器材的吊轨取用机械手，包括：固定轨道装置，用于将机械手本体的运行轨道固定安装在使用环境中；易拆卸式吊装装置，与所述固定轨道装置滚动连接，用于将机械手本体滚动吊装在所述固定轨道装置上；抓取装置，固定连接在所述机械手本体下端，用于抓取实验室中的器材。解决了现有的吊轨取用机械手拆卸过程繁琐，从而造成零部件更换不方便的问题，该实验室器材的吊轨取用机械手，具备方便拆卸的优点，提高了吊轨取用机械手的实用性。

Description

一种实验室器材的吊轨取用机械手

技术领域

本发明涉及实验器材技术领域，具体为一种实验室器材的吊轨取用机械手。

背景技术

能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

实验室器材中包含吊轨取用机械手，吊轨取用机械手的部件使用寿命低，需要经常更换零部件，但现有的吊轨取用机械手拆卸过程繁琐，从而造成零部件更换不方便的现象，降低了吊轨取用机械手的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实验室器材的吊轨取用机械手，具备方便拆卸的优点，解决了现有的吊轨取用机械手拆卸过程繁琐，从而造成零部件更换不方便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实验室器材的吊轨取用机械手，包括：

固定轨道装置，用于将机械手本体的运行轨道固定安装在使用环境中；

易拆卸式吊装装置，与所述固定轨道装置滚动连接，用于将机械手本体滚动吊装在所述固定轨道装置上；

抓取装置，固定连接在所述机械手本体下端，用于抓取实验室中的器材。

优选的，所述固定轨道装置包括：

固定板，通过螺钉固定连接在使用环境中，所述固定板上开设有容纳所述螺钉的凹槽；

T型板，与所述固定板垂直而设且一体成型，所述T型板用于与所述易拆卸式吊装装置吊接。

优选的，所述易拆卸式吊装装置包括：

吊接滚轮，所述吊接滚轮分为第一滚轮、第二滚轮，所述第一滚轮、第二滚轮分别滚动设置在所述T型板两侧，所述第一滚轮、第二滚轮远离固定板的一侧均与第一固定杆连接，所述第一固定杆的底部固定连接有机械手本体；

滑动机构，所述T型板朝向第一固定杆的端面设有两组滑动机构，所述滑动机构包括第四固定块，所述第四固定块固接在所述第一固定杆上朝向T型板的一侧，所述第四固定块通过固定柱连接有第三滚轮，所述第三滚轮与所述T型板滚动连接。

优选的，所述第一固定杆远离T型板的一侧设有卡箱，所述卡箱顶部设置有按块，所述按块的底部固定连接有第二固定杆，所述第二固定杆的底部贯穿卡箱并延伸至卡箱的内部，所述第二固定杆的底部固定连接有第一固定块，所述第一固定块通过第一转轴活动连接有传动杆，所述传动杆的底部通过第二转轴活动连接有第二固定块，所述第二固定块的底部固定连接有第三固定杆，所述第三固定杆内部的顶部活动连接有滑杆，所述滑杆的两侧均与卡箱的内壁固定连接，所述第三固定杆的底部贯穿卡箱并延伸至卡箱的底部，所述第三固定杆的底部固定连接有第四固定杆，所述第四固定杆靠近所述第一固定杆的一侧固定连接有第一卡块，所述第一卡块的右侧贯穿至滑块的内部，所述滑块滑动套设第一固定杆上，所述滑块的另一侧与所述第二滚轮固接，在所述卡箱远离第一固定杆的一侧设置有拉环，所述拉环固定连接有第五固定杆，所述第五固定杆贯穿卡箱并延伸至卡箱的内部，所述第五固定杆置于卡箱内部的一端固定连接有第三固定块，所述第三固定块的另一端固定连接有第二卡块，所述第二卡块贯穿至第二固定杆的内部，所述第二固定杆的表面套设有密封圈，所述密封圈的表面与卡箱的内部固定连接，所述第五固定杆的表面套设有第三弹簧，所述第三弹簧位于所述卡箱侧壁与第三固定块之间，所述第二固定杆开设有配合第二卡块使用的第一卡槽。

优选的，所述第一固定杆与所述机械手本体之间设有第一挡块，所述第一固定杆的表面套设有第一弹簧，所述第一弹簧位于所述滑块与第一挡块之间。

优选的，所述卡箱的底部开设有配合第三固定杆使用的开口，所述滑块的左侧开设有配合第一卡块使用的第二卡槽，所述第二卡槽的数量为三个，且呈均匀分布。

优选的，所述机械手包括连接部和抓取部，所述抓取部用于抓取实验室器材，所述连接部用于将所述抓取部连接在所述第一固定杆上，

所述连接部包括：

连接滑缸，上端开设有与内部腔室连通的进气口，所述进气口与设置在连接滑缸的上端的三通控制气阀连通，所述所述内部腔室内设有直线滑动的滑动架；

滑动架，分为第一贴合导向部、第一滑腔、第二滑室、第二贴合导向部，所述第一贴合导向部、第二贴合导向部紧贴所述连接滑缸的内壁，并且所述第一贴合导向部、第二贴合导向部的外表面上开设有用于放置密封圈的的环槽，所述第一滑腔、第二滑室位于所述第一贴合导向部、第二贴合导向部之间；

推动联杆，设置在所述第一滑腔、第二滑腔内，所述推动联杆呈T形状，其上端与所述第一滑腔的内壁滑动接触，并且其上端和第一滑腔的顶壁之间设置有第一弹性件，所述推动联杆的下端连接有分体式螺母；

分体式螺母，与所述推动联杆通过锥面配合，其可滑动的设置在所述滑动架底部开设的滑动通孔内；

第二弹性件，套设在所述分体式螺母上，并且所述第二弹性件位于所述滑动架底部和所述连接滑缸底部形成的空间内；

端盖，固定连接在所述连接滑缸底部，用于将滑动架、推动联杆、分体式螺母限制约束在所述连接滑缸的内部腔室中；

所述抓取部包括：

连接杆，一端穿过所述端盖上开设的通孔与所述分体式螺母锁紧连接，另一端固定连接有吸盘；

吸盘，其进气接头与所述三通控制气阀通过软性胶管连通。

优选的，所述连接滑缸(A1)内部和所述吸盘(B2)内部设有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器的输入端连接，所述控制器内部设有控制电路，所述控制电路中含有信号传输电路，所述信号传输电路包括输入电路、差动放大电路、偏压共源增益电路、输出电路，

输入电路包括：

第一输入端D1，依次串联有电感I1、电容C1；

第二输入端D2，依次串联有电感I2、电容C2；

可变电阻R1，两头分别与电容C1未连接电感I1的一端、电容C2未连接电感I2的一端连接，电阻头与电容C3串联后接地；

差动放大电路包括：

晶体管M1，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极经电容C4与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接；

晶体管M2，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

晶体管M3，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，栅极通过电容C4与晶体管M1的源极相连，漏极接地，源极与可变电阻R2的一端连接；

晶体管M4，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接；

可变电阻R2，电阻头接地；

偏压共源增益电路包括：

晶体管M5，栅极分别通过电容C6与可变电阻R2连接晶体管M2的一端连接、通过电容C8与电阻R3连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

晶体管M6，栅极分别通过电容C7与可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接、通过电容C9与电阻R4连接，漏极接地，源极与可变电阻R5未连接晶体管M5的一端连接；

可变电阻R5，电阻头接地；

输出电路包括：

电容C10,一端与电阻R3、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I3连接；

电容C11，一端与电阻R4、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I4连接；

输出端T1，与电感I3连接；

输出端T2，与电感I4连接。

优选的，为提高所述实验室器材的吊轨取用机械手的使用寿命，所述实验室器材的吊轨取用机械手在吊轨取用时能对机械手进行负载检验以及异常预警：

首先，对所述机械手进行负载检验，在负载检验过程中，机械手本体(22)的底部包含一个受力检测装置，所述受力检测装置用来获取吊轨取用时机械手的受力，同时，在机械手本体(22)和第一固定杆(4)之间存在第一角度检测器，用来测量机械手本体(22)与竖直向下方向的第一偏转角度，在第一固定杆(4)和第一滚轮(3)之间存在第二角度检测器，用来测量第一固定杆(4)与竖直向下方向的第二偏转角度，并将检测值带入公式(1)判断所述机械手是否在吊轨取用时存在机械手负载；

其中，F为得到的综合受力，F1为所述受力检测装置所检测到的力，F2为所述机械手本体(22)的自身重力，F3为所述第一固定杆(4)的自身重力，α为所述第一偏转角，β为所述第二偏转角，当所述综合受力F的值大于预设负载值，则说明所述机械手在吊轨取用时所抓取的物品超过所述机械手的负载，需停止吊轨或者调整第一偏转角和第二偏转角后重新计算综合受力，若综合受力F的值不大于预设负载值，则对所述机械手进行异常预警；

在异常预警的过程中，存在一个预警数据库，所述数据库中存在P条数据，每条数据都对应有吊轨取用时的环境温度、环境湿度、机械手的连续工作时长、受力检测装置所检测到的力、第一偏转角、第二偏转角、预设负载值七个指标的值，同时，每条数据均标注了在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手是否出现了异常；

所述实验室器材的吊轨取用机械手上还存在一个温湿度检测器，用于检测所述机械手在进行吊轨取用时的环境的温度和湿度，并统计所述机械手的持续工作时间，然后利用公式(2)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的环境交叉因子的值；

其中，

为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的环境交叉因子，T为获取到的环境温度，LT_i为预警数据库中第i条数据的温度，S为获取到的环境湿度，LS_i为预警数据库中第i条数据的湿度，TI为统计的所述机械手的持续工作时间，LTI_i为预警数据库中第i条数据的机械手的连续工作时长,i＝1、2、3……P；

接着，利用公式(3)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的同状况程度；

其中，M_i为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的同状况程度，FJ为预设负载值，LF1_i为预警数据库中第i条数据的受力检测装置所检测到的力，Lα_i为预警数据库中第i条数据的第一偏转角，Lβ_i为预警数据库中第i条数据的第二偏转角；

最后，提取所述M_i中最大的K个值对应的预警数据库中的K条数据，K为预设值，统计所述K条数据中标注的在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手出现了异常的次数，若出现异常的次数大于K/2则对所述机械手进行异常预警。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置固定板、T型板、第一滚轮、第一固定杆、滑动机构、第四固定块、固定柱、第三滚轮、卡箱、第二滚轮、滑块、按块、第二固定杆、第一固定块、传动杆、第二固定块、第三固定杆、滑杆、第四固定杆、第一卡块、拉环、第五固定杆、第三固定块、第二卡块和机械手的配合使用，解决了现有的吊轨取用机械手拆卸过程繁琐，从而造成零部件更换不方便的问题，该实验室器材的吊轨取用机械手，具备方便拆卸的优点，提高了吊轨取用机械手的实用性。

2、本发明通过滑动机构包括第四固定块，第四固定块的左侧与第一固定杆的右侧固定连接，第四固定块相互远离的一侧均固定连接有固定柱，固定柱的表面套设有第三滚轮，第三滚轮的表面与T型板的表面接触，能够使装置左右移动的更加稳定，减少装置的晃动，方便第一滚轮和第二滚轮的移动，避免第一滚轮和第二滚轮的卡死。

3、本发明通过第一固定杆表面的底部固定连接有第一挡块，第一固定杆的表面套设有第一弹簧，第一弹簧的顶部与滑块的底部固定连接，第一弹簧的底部与第一挡块的顶部固定连接，能够使滑块始终保持向上的力，方便装置的卡紧，避免装置的意外掉落，增加装置使用的安全性。

4、本发明通过滑杆表面的右侧固定连接有第二挡块，滑杆表面的左侧套设有第二弹簧，第二弹簧的左侧与卡箱内壁的左侧固定连接，第二弹簧的右侧与第三固定杆的左侧固定连接，能够使第三固定杆始终保持向左的力，方便结构的复位，避免第三固定杆的卡死，同时第二挡块能够避免第三固定杆过于向右移动，增加装置使用的灵活性。

5、本发明通过第五固定杆的表面套设有第三弹簧，第三弹簧的右侧与第三固定块的左侧固定连接，第三弹簧的左侧与卡箱内壁的左侧固定连接，第二固定杆的左侧开设有配合第二卡块使用的第一卡槽，能够使第三固定块始终保持向右的力，方便第二固定杆的固定，减少结构的松动，同时第一卡槽能够方便第二卡块卡紧第二固定杆，增加装置的稳固度。

6、本发明通过卡箱的底部开设有配合第三固定杆使用的开口，滑块的左侧开设有配合第一卡块使用的第二卡槽，第二卡槽的数量为三个，且呈均匀分布，能够对第三固定杆起到限位作用，避免第三固定杆出现前后晃动的现象，增加第三固定杆移动的稳定性，第二卡槽能够方便第一卡块固定滑块，避免结构的松动。

7、本发明通过第二固定杆的表面套设有密封圈，密封圈的表面与卡箱的内部固定连接，能够减少第二固定杆和卡箱之间的磨损，增加第二固定杆的使用寿命，同时增加第二固定杆上下移动的稳定性，减少第二固定杆的晃动。

8、本发明通过固定板左侧的顶部和底部均开设有凹槽，凹槽的内部设置有螺钉，螺钉的螺纹端贯穿固定板并延伸至固定板的右侧，能够更加方便使用者固定该装置，避免螺丝松动无人发现，导致装置掉落的现象发生。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构卡箱的主视图；

图3为本发明结构A的局部放大图；

图4为本发明结构B的局部放大图；

图5为本发明结构C的局部放大图；

图6为本发明结构第四固定杆的左视图；

图7为本发明的机械手的结构示意图；

图8为本发明的控制器中的传输电路图。

图中：1固定板、2T型板、3第一滚轮、4第一固定杆、5滑动机构、501第四固定块、502固定柱、503第三滚轮、6卡箱、7第二滚轮、8滑块、9按块、10第二固定杆、11第一固定块、12传动杆、13第二固定块、14第三固定杆、15滑杆、16第四固定杆、17第一卡块、18拉环、19第五固定杆、20第三固定块、21第二卡块、22机械手本体、23第一挡块、24第一弹簧、25第二挡块、26第二弹簧、27第三弹簧、28第一卡槽、29开口、30第二卡槽、31密封圈、32凹槽、33螺钉，

A-连接部,A1-连接滑缸,A2-内部腔室,A3-进气口,A4-三通控制气阀,A5-滑动架,A501-第一贴合导向部,A502-第一滑腔,A503-第二滑腔,A504-第二贴合导向部,A505-密封圈,A6-推动联杆,A7-第一弹性件,A8-分体式螺母,A9-第二弹性件,A10-端盖,

B-抓取部,B1-连接杆,B2-吸盘,B3-进气接头,B4-软性胶管。

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。

请参阅图1-6，一种实验室器材的吊轨取用机械手，包括固定板1，固定板1左侧的顶部和底部均开设有凹槽32，凹槽32的内部设置有螺钉33，螺钉33的螺纹端贯穿固定板1并延伸至固定板1的右侧，通过设置凹槽32和螺钉33，能够更加方便使用者固定该装置，避免螺丝松动无人发现，导致装置掉落的现象发生，固定板1的左侧固定连接有T型板2，T型板2的顶部设置有第一滚轮3，第一滚轮3的左侧固定连接有第一固定杆4，T型板2左侧的顶部和底部均设置有滑动机构5，滑动机构5包括第四固定块501，第四固定块501的左侧与第一固定杆4的右侧固定连接，第四固定块501相互远离的一侧均固定连接有固定柱502，固定柱502的表面套设有第三滚轮503，第三滚轮503的表面与T型板2的表面接触，通过设置滑动机构5，能够使装置左右移动的更加稳定，减少装置的晃动，方便第一滚轮3和第二滚轮7的移动，避免第一滚轮3和第二滚轮7的卡死，第一固定杆4左侧的顶部固定连接有卡箱6，T型板2的底部设置有第二滚轮7，第二滚轮7的左侧固定连接有滑块8，滑块8的内部与第一固定杆4的表面活动连接，第一固定杆4表面的底部固定连接有第一挡块23，第一固定杆4的表面套设有第一弹簧24，第一弹簧24的顶部与滑块8的底部固定连接，第一弹簧24的底部与第一挡块23的顶部固定连接，通过设置第一挡块23和第一弹簧24，能够使滑块8始终保持向上的力，方便装置的卡紧，避免装置的意外掉落，增加装置使用的安全性，卡箱6顶部的右侧设置有按块9，按块9的底部固定连接有第二固定杆10，第二固定杆10的底部贯穿卡箱6并延伸至卡箱6的内部，第二固定杆10的表面套设有密封圈31，密封圈31的表面与卡箱6的内部固定连接，通过设置密封圈31，能够减少第二固定杆10和卡箱6之间的磨损，增加第二固定杆10的使用寿命，同时增加第二固定杆10上下移动的稳定性，减少第二固定杆10的晃动，第二固定杆10的底部固定连接有第一固定块11，第一固定块11的正面通过第一转轴活动连接有传动杆12，传动杆12背面的底部通过第二转轴活动连接有第二固定块13，第二固定块13的底部固定连接有第三固定杆14，第三固定杆14内部的顶部活动连接有滑杆15，滑杆15的两侧均与卡箱6的内壁固定连接，滑杆15表面的右侧固定连接有第二挡块25，滑杆15表面的左侧套设有第二弹簧26，第二弹簧26的左侧与卡箱6内壁的左侧固定连接，第二弹簧26的右侧与第三固定杆14的左侧固定连接，通过设置第二挡块25和第二弹簧26，能够使第三固定杆14始终保持向左的力，方便结构的复位，避免第三固定杆14的卡死，同时第二挡块25能够避免第三固定杆14过于向右移动，增加装置使用的灵活性，第三固定杆14的底部贯穿卡箱6并延伸至卡箱6的底部，第三固定杆14的底部固定连接有第四固定杆16，第四固定杆16右侧的前侧和后侧均固定连接有第一卡块17，第一卡块17的右侧贯穿至滑块8的内部，卡箱6的底部开设有配合第三固定杆14使用的开口29，滑块8的左侧开设有配合第一卡块17使用的第二卡槽30，第二卡槽30的数量为三个，且呈均匀分布，通过设置开口29和第二卡槽30，能够对第三固定杆14起到限位作用，避免第三固定杆14出现前后晃动的现象，增加第三固定杆14移动的稳定性，第二卡槽30能够方便第一卡块17固定滑块8，避免结构的松动，卡箱6左侧的顶部设置有拉环18，拉环18的右侧固定连接有第五固定杆19，第五固定杆19的右侧贯穿卡箱6并延伸至卡箱6的内部，第五固定杆19的右侧固定连接有第三固定块20，第三固定块20右侧的顶部固定连接有第二卡块21，第二卡块21的右侧贯穿至第二固定杆10的内部，第五固定杆19的表面套设有第三弹簧27，第三弹簧27的右侧与第三固定块20的左侧固定连接，第三弹簧27的左侧与卡箱6内壁的左侧固定连接，第二固定杆10的左侧开设有配合第二卡块21使用的第一卡槽28，通过设置第三弹簧27和第一卡槽28，能够使第三固定块20始终保持向右的力，方便第二固定杆10的固定，减少结构的松动，同时第一卡槽28能够方便第二卡块21卡紧第二固定杆10，增加装置的稳固度，第一固定杆4的底部固定连接有机械手本体22。

使用时，使用者需要对装置零部件进行维修时，向左移动拉环18，拉环18带动第五固定杆19向左移动，第五固定杆19带动第三固定块20向左移动，第三固定块20带动第二卡块21向左移动，使第二卡块21脱离第二固定杆10，当第二卡块21脱离第二固定杆10时，向下按压按块9，按块9带动第二固定杆10向下移动，第二固定杆10带动第一固定块11向下移动，第一固定块11带动传动杆12移动，传动杆12带动第二固定块13向左移动，第二固定块13带动第三固定杆14向左移动，第三固定杆14带动第四固定杆16向左移动，第四固定杆16带动第一卡块17向左移动，当第一卡块17脱离滑块8时，向下移动滑块8，滑块8带动第二滚轮7向下移动，当滑块8移动到最底部时，向上移动第一固定杆4，第一固定杆4带动第一滚轮3向上移动，当第一滚轮3脱离T型板2时，向左移动第一固定杆4，第一固定杆4同时带动第一滚轮3和滑块8向左移动，滑块8带动第二滚轮7向左移动，使第一滚轮3和第二滚轮7脱离T型板2，完成装置的拆卸，方便使用者的维修，当维修完成时，向右移动第一固定杆4，第一固定杆4同时带动第一滚轮3和滑块8向右移动，滑块8带动第二滚轮7向右移动，当第一滚轮3和第二滚轮7分别移动到T型板2的顶部和底部，松开滑块8，第一弹簧24反弹滑块8，使滑块8向上移动，滑块8带动第二滚轮7向上移动，当第一滚轮3和第二滚轮7同时与T型板2的表面接触时，松开按板，第二弹簧26反弹第三固定杆14，使第三固定杆14向右移动，第三固定杆14带动第四固定杆16向右移动，第四固定杆16带动第一卡块17向右移动，使第一卡块17卡入到滑块8的内部，当第一卡块17卡入到滑块8的内部时，松开拉环18，第三弹簧27反弹第三固定块20，第三固定块20带动第二卡块21向右移动，使第二卡块21卡入到第二固定杆10的内部，完成装置的固定，提高了吊轨取用机械手的实用性。

综上所述：该实验室器材的吊轨取用机械手，通过设置固定板1、T型板2、第一滚轮3、第一固定杆4、滑动机构5、第四固定块501、固定柱502、第三滚轮503、卡箱6、第二滚轮7、滑块8、按块9、第二固定杆10、第一固定块11、传动杆12、第二固定块13、第三固定杆14、滑杆15、第四固定杆16、第一卡块17、拉环18、第五固定杆19、第三固定块20、第二卡块21和机械手本体22的配合使用，解决了现有的吊轨取用机械手拆卸过程繁琐，从而造成零部件更换不方便的问题。

另外，所述机械手本体22包括连接部A和抓取部B，所述抓取部B用于抓取实验室器材，所述连接部A用于将所述抓取部B连接在所述第一固定杆4上，这样实验室器材就可在吊轨上进行移动了，

所述连接部A包括：

连接滑缸A1，上端开设有与内部腔室A2连通的进气口A3，所述进气口A3与设置在连接滑缸A1的上端的三通控制气阀A4连通，所述内部腔室A2内设有直线滑动的滑动架A5；

滑动架A5，分为第一贴合导向部A501、第一滑腔A502、第二滑腔A503、第二贴合导向部A504，所述第一贴合导向部A501、第二贴合导向部A504紧贴所述连接滑缸A1的内壁，并且所述第一贴合导向部A501、第二贴合导向部A504的外表面上开设有用于放置密封圈A505的环槽，所述第一滑腔A502、第二滑腔A503位于所述第一贴合导向部A501、第二贴合导向部A504之间；

推动联杆A6，设置在所述第一滑腔A502、第二滑腔A503内，所述推动联杆A6呈T形状，其上端与所述第一滑腔A502的内壁滑动接触，并且其上端和第一滑腔A502的顶壁之间设置有第一弹性件A7，所述推动联杆A6的下端连接有分体式螺母A8；

分体式螺母A8，与所述推动联杆A6通过锥面配合，其可滑动的设置在所述滑动架A5底部开设的通孔内；

第二弹性件A9，套设在所述分体式螺母A8上，并且所述第二弹性件A9位于所述滑动架A5底部和所述连接滑缸A1底部形成的空间内；

端盖A10，固定连接在所述连接滑缸A1底部，用于将滑动架A5、推动联杆A6、分体式螺母A8限制约束在所述连接滑缸A1的内部腔室A2中；

所述抓取部B包括：

连接杆B1，一端穿过所述端盖A10上开设的通孔与所述分体式螺母A8锁紧连接，另一端固定连接有吸盘B2；

吸盘B2，其进气接头B3与所述三通控制气阀A4通过软性胶管B4连通，三通控制气阀A4还与外界的气泵连接。

上述技术方案的工作原理：连接部A与抓取部B之间分为锁紧连接状态和分离状态两种。在锁紧连接状态时，进气口A3在三通控制气阀A4的控制下没有气体进入，滑动架A5在第二弹性件A9的作用下处于连接滑缸A1的最上端，分体式螺母A8处于夹紧状态且其与连接杆B1螺纹固定连接，而分体式螺母A8在端盖A10的约束下始终处于所述连接滑缸A1的内部，在分体式螺母A8与连接杆B1的连接作用下，连接部A与抓取部B之间处于锁紧连接状态；在分离状态时，进气口A3在三通控制气阀A4的控制下充入气体，气体压力推动滑动架A5向下滑动，在滑动过程中，滑动架A5通过第一弹性件A7驱使推动联杆A6向下滑动，由于分体式螺母A8和推动联杆A6锥形配合连接，因此在推动联杆A6下滑过程中，分体式螺母A8逐步侧向分离，使分体式螺母A8对连接杆B1失去锁紧作用，从而使连接部A与抓取部B之间处于分离状态。机械手在抓取器件时，在三通控制气阀A4的控制作用下，对吸盘B2抽气的同时保证没有气体进入连接滑缸A1内，当吸盘B2吸固住实验室器材后，机械手在吊轨作用下移动，当到达指定地点后，在三通控制气阀A4的控制作用下，当向连接滑缸A1充气时，为暂时性放置实验室器材，吸盘B2还吸附在实验室器材上，当操作完毕后，再将连接滑缸A1滑向吸盘B2，使分体式螺母A8能够再次与连接杆B1固定连接，对实验室器材进行转移；当长时间放置实验室器材时，则直接向吸盘B2充气，使其脱离实验室器材。

上述技术方案的有效效果：采用双连接取用的方式使该机械手结构可以实现短时间和长时间转移实验室器材的目的，操作简单而且抓取稳固。

在一个实施例中，所述连接滑缸内部和所述吸盘内部设有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器的输入端连接，所述控制器内部设有控制电路，所述控制电路中含有信号传输电路，所述信号传输电路包括输入电路、差动放大电路、偏压共源增益电路、输出电路，

输入电路包括：

第一输入端D1，依次串联有电感I1、电容C1；

第二输入端D2，依次串联有电感I2、电容C2；

可变电阻R1，两头分别与电容C1未连接电感I1的一端、电容C2未连接电感I2的一端连接，电阻头与电容C3串联后接地；

差动放大电路包括：

晶体管M1，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极经电容C4与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接；

晶体管M2，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

晶体管M3，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，栅极通过电容C4与晶体管M1的源极相连，漏极接地，源极与可变电阻R2的一端连接；

晶体管M4，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接；

可变电阻R2，电阻头接地；

偏压共源增益电路包括：

晶体管M5，栅极分别通过电容C6与可变电阻R2连接晶体管M2的一端连接、通过电容C8与电阻R3连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

晶体管M6，栅极分别通过电容C7与可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接、通过电容C9与电阻R4连接，漏极接地，源极与可变电阻R5未连接晶体管M5的一端连接；

可变电阻R5，电阻头接地；

输出电路包括：

电容C10,一端与电阻R3、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I3连接；

电容C11，一端与电阻R4、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I4连接；

输出端T1，与电感I3连接；

输出端T2，与电感I4连接。

第一压力传感器、第二压力传感器分别用于感应连接滑缸和吸盘内的气压，当第一压力传感器、第二压力传感器传输至控制器中，控制电路发现信号异常时，控制器会发出警告。

在整个电路工作过程中，信号先从输入端经输入电路的信号的确认后进入差动放大电路，在由四个不同型号尺寸的晶体管族群的作用下线性放大传输信号，经过放大后的信号再进入由晶体管和电容构成的偏压共源增益电路进行信号补全增益，经过偏压增益后的信号再经输出电路的输出端输出，从而完成信号放大去干扰的整个传输过程。

信号在经差动放大电路的单级线性放大和偏压共源增益电路的共源极放大增益后可实现信号在较长路径的传输过程中不发生过度衰减，多组信号之间也不会发生互相干扰的现象。

使用时，为提高所述实验室器材的吊轨取用机械手的使用寿命，所述实验室器材的吊轨取用机械手在吊轨取用时能对机械手进行负载检验以及异常预警：

首先，对所述机械手进行负载检验，在负载检验过程中，机械手本体(22)的底部包含一个受力检测装置，所述受力检测装置用来获取吊轨取用时机械手的受力，同时，在机械手本体(22)和第一固定杆(4)之间存在第一角度检测器，用来测量机械手本体(22)与竖直向下方向的第一偏转角度，在第一固定杆(4)和第一滚轮(3)之间存在第二角度检测器，用来测量第一固定杆(4)与竖直向下方向的第二偏转角度，并将检测值带入公式(1)判断所述机械手是否在吊轨取用时存在机械手负载；

其中，F为得到的综合受力，F1为所述受力检测装置所检测到的力，F2为所述机械手本体(22)的自身重力，F3为所述第一固定杆(4)的自身重力，α为所述第一偏转角，β为所述第二偏转角，当所述综合受力F的值大于预设负载值，则说明所述机械手在吊轨取用时所抓取的物品超过所述机械手的负载，需停止吊轨或者调整第一偏转角和第二偏转角后重新计算综合受力，若综合受力F的值不大于预设负载值，则对所述机械手进行异常预警；

所述负载即代表所述机械手在吊轨取物时受到的力，大于或等于规定的最大受力了。

在步骤A1中，根据所述机械手自身的重力、以及所述第一固定杆(4)的自身重力、第一偏转角、第二偏转角来计算所述机械手在工作时是否超过了所述机械手的负载，从而能够当出现超过负载后能及时调整所述机械手，从而起到对机械手的一个保护作用。

在异常预警的过程中，存在一个预警数据库，所述数据库中存在P条数据，每条数据都对应有吊轨取用时的环境温度、环境湿度、机械手的连续工作时长、受力检测装置所检测到的力、第一偏转角、第二偏转角、预设负载值七个指标的值，同时，每条数据均标注了在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手是否出现了异常；

所述预设时间内机械手是否出现了异常；即为在该情况下持续工作一段时间是否出现了异常，例如在这种情况下进行吊轨取用半小时，机械手是否出现了某个零部件损坏。

所述实验室器材的吊轨取用机械手上还存在一个温湿度检测器，用于检测所述机械手在进行吊轨取用时的环境的温度和湿度，并统计所述机械手的持续工作时间，然后利用公式(2)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的环境交叉因子的值；

其中，

为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的环境交叉因子，T为获取到的环境温度，LT_i为预警数据库中第i条数据的温度，S为获取到的环境湿度，LS_i为预警数据库中第i条数据的湿度，TI为统计的所述机械手的持续工作时间，LTI_i为预警数据库中第i条数据的机械手的连续工作时长,i＝1、2、3……P；

接着，利用公式(3)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的同状况程度；

其中，M_i为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的同状况程度，FJ为预设负载值，LF1_i为预警数据库中第i条数据的受力检测装置所检测到的力，Lα_i为预警数据库中第i条数据的第一偏转角，Lβ_i为预警数据库中第i条数据的第二偏转角，LFJ_i为预警数据库中第j条数据的受力检测装置所检测到的力；

最后，提取所述M_i中最大的K个值对应的预警数据库中的K条数据，K为预设值，统计所述K条数据中标注的在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手出现了异常的次数，若出现异常的次数大于K/2则对所述机械手进行异常预警。

其中，K的预设值由此确定,

即为对

取整。

利用上述技术有意效果：

(1)通过上述技术可以自动判断机械手在吊轨取物时受到的力是否大于预设值，从而能更好的提高所述机械手的实用寿命。

(2)在确定所述机械手在吊轨取物时受到的力时并不简单的考虑检测到的吊取物品的力量，还考虑了机械手本体(22)和第一固定杆(4)的偏转角度，从而使得能够考虑到对相同重量的物品，以不同的角度去抓取时对机械手的损害程度不同这一情况。

(3)利用上述技术可以对机械手在吊轨取物时进行提前预警，从而起到对机械手的更好的保护作用。

(4)在对机械手在吊轨取物时进行提前预警的过程中，不仅考虑了机械手受力检测装置所检测到的力、第一偏转角、第二偏转角、预设负载值这些工作决定值，还考虑了环境温度、环境湿度、机械手的连续工作时长这些环境影响因素，从而使得在不同环境下都存在对应的判断结果。

(5)在对机械手在吊轨取物时进行提前预警的过程中通过计算与异常数据库中的数据的同状况程度，来确定机械手是否出现异常，但是在此过程中，并不是简单的看与异常数据库中的哪条数据的同状况程度越高就确定那条数据对应的是否出现异常为最终判断结果，而是选择了K个最大值，看K个最大值中半数以上的值是否出现了异常，从而避免了偶然性，或者异常数据库中存在的异常数据对结果的影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于，包括：

固定轨道装置，用于将机械手本体(22)的运行轨道固定安装在使用环境中；

易拆卸式吊装装置，与所述固定轨道装置滚动连接，用于将机械手本体(22)滚动吊装在所述固定轨道装置上；

抓取装置，固定连接在所述机械手本体(22)下端，用于抓取实验室中的器材，

所述固定轨道装置包括：

固定板(1)，通过螺钉(33)固定连接在使用环境中，所述固定板(1)上开设有容纳所述螺钉(33)的凹槽(32)；

T型板(2)，与所述固定板(1)垂直而设且一体成型，所述T型板(2)用于与所述易拆卸式吊装装置吊接；

所述易拆卸式吊装装置包括：

吊接滚轮，所述吊接滚轮分为第一滚轮(3)、第二滚轮(7)，所述第一滚轮(3)、第二滚轮(7)分别滚动设置在所述T型板(2)两侧，所述第一滚轮(3)、第二滚轮(7)远离固定板(1)的一侧均与第一固定杆(4)连接，所述第一固定杆(4)的底部固定连接有机械手本体(22)；

滑动机构(5)，所述T型板(2)朝向第一固定杆(4)的端面设有两组滑动机构(5)，所述滑动机构(5)包括第四固定块(501)，所述第四固定块(501)固接在所述第一固定杆(4)上朝向T型板(2)的一侧，所述第四固定块(501)通过固定柱(502)连接有第三滚轮(503)，所述第三滚轮(503)与所述T型板(2)滚动连接；

所述第一固定杆(4)远离T型板(2)的一侧设有卡箱(6)，所述卡箱(6)顶部设置有按块(9)，所述按块(9)的底部固定连接有第二固定杆(10)，所述第二固定杆(10)的底部贯穿卡箱(6)并延伸至卡箱(6)的内部，所述第二固定杆(10)的底部固定连接有第一固定块(11)，所述第一固定块(11)通过第一转轴活动连接有传动杆(12)，所述传动杆(12)的底部通过第二转轴活动连接有第二固定块(13)，所述第二固定块(13)的底部固定连接有第三固定杆(14)，所述第三固定杆(14)内部的顶部活动连接有滑杆(15)，所述滑杆(15)的两侧均与卡箱(6)的内壁固定连接，所述第三固定杆(14)的底部贯穿卡箱(6)并延伸至卡箱(6)的底部，所述第三固定杆(14)的底部固定连接有第四固定杆(16)，所述第四固定杆(16)靠近所述第一固定杆(4)的一侧固定连接有第一卡块(17)，所述第一卡块(17)的右侧贯穿至滑块(8)的内部，所述滑块(8)滑动套设第一固定杆(4)上，所述滑块(8)的另一侧与所述第二滚轮(7)固接，在所述卡箱(6)远离第一固定杆(4)的一侧设置有拉环(18)，所述拉环(18)固定连接有第五固定杆(19)，所述第五固定杆(19)贯穿卡箱(6)并延伸至卡箱(6)的内部，所述第五固定杆(19)置于卡箱(6)内部的一端固定连接有第三固定块(20)，所述第三固定块(20)的另一端固定连接有第二卡块(21)，所述第二卡块(21)贯穿至第二固定杆(10)的内部，所述第二固定杆(10)的表面套设有密封圈(31)，所述密封圈(31)的表面与卡箱(6)的内部固定连接，所述第五固定杆(19)的表面套设有第三弹簧(27)，所述第三弹簧(27)位于所述卡箱(6)侧壁与第三固定块(20)之间，所述第二固定杆(10)开设有配合第二卡块(21)使用的第一卡槽(28)。

2.根据权利要求1所述的一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于：所述第一固定杆(4)与所述机械手本体(22)之间设有第一挡块(23)，所述第一固定杆(4)的表面套设有第一弹簧(24)，所述第一弹簧(24)位于所述滑块(8)与第一挡块(23)之间。

3.根据权利要求1所述的一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于：所述卡箱(6)的底部开设有配合第三固定杆(14)使用的开口(29)，所述滑块(8)的左侧开设有配合第一卡块(17)使用的第二卡槽(30)，所述第二卡槽(30)的数量为三个，且呈均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于：所述机械手本体(22)包括连接部(A)和抓取部(B)，所述抓取部(B)用于抓取实验室器材，所述连接部(A)用于将所述抓取部(B)连接在所述第一固定杆(4)上，

所述连接部(A)包括：

连接滑缸(A1)，上端开设有与内部腔室(A2)连通的进气口(A3)，所述进气口(A3)与设置在连接滑缸(A1)的上端的三通控制气阀(A4)连通，所述内部腔室(A2)内设有直线滑动的滑动架(A5)；

滑动架(A5)，分为第一贴合导向部(A501)、第一滑腔(A502)、第二滑腔(A503)、第二贴合导向部(A504)，所述第一贴合导向部(A501)、第二贴合导向部(A504)紧贴所述连接滑缸(A1)的内壁，并且所述第一贴合导向部(A501)、第二贴合导向部(A504)的外表面上开设有用于放置密封圈(A505)的环槽，所述第一滑腔(A502)、第二滑腔(A503)位于所述第一贴合导向部(A501)、第二贴合导向部(A504)之间；

推动联杆(A6)，设置在所述第一滑腔(A502)、第二滑腔(A503)内，所述推动联杆(A6)呈T形状，其上端与所述第一滑腔(A502)的内壁滑动接触，并且其上端和第一滑腔(A502)的顶壁之间设置有第一弹性件(A7)，所述推动联杆(A6)的下端连接有分体式螺母(A8)；

分体式螺母(A8)，与所述推动联杆(A6)通过锥面配合，其可滑动的设置在所述滑动架(A5)底部开设的通孔内；

第二弹性件(A9)，套设在所述分体式螺母(A8)上，并且所述第二弹性件(A9)位于所述滑动架(A5)底部和所述连接滑缸(A1)底部形成的空间内；

端盖(A10)，固定连接在所述连接滑缸(A1)底部，用于将滑动架(A5)、推动联杆(A6)、分体式螺母(A8)限制约束在所述连接滑缸(A1)的内部腔室(A2)中；

所述抓取部(B)包括：

连接杆(B1)，一端穿过所述端盖(A10)上开设的通孔与所述分体式螺母(A8)锁紧连接，另一端固定连接有吸盘(B2)；

吸盘(B2)，其进气接头(B3)与所述三通控制气阀(A4)通过软性胶管(B4)连通。

5.根据权利要求4所述的一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于：所述连接滑缸(A1)内部和所述吸盘(B2)内部分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器的输入端连接，所述控制器内部设有控制电路，所述控制电路中含有信号传输电路，所述信号传输电路包括输入电路、差动放大电路、偏压共源增益电路、输出电路，

输入电路包括：

第一输入端D1，依次串联有电感I1、电容C1；

第二输入端D2，依次串联有电感I2、电容C2；

可变电阻R1，两头分别与电容C1未连接电感I1的一端、电容C2未连接电感I2的一端连接，电阻头与电容C3串联后接地；

差动放大电路包括：

晶体管M1，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极经电容C4与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接；

晶体管M2，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

晶体管M3，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，栅极通过电容C4与晶体管M1的源极相连，漏极接地，源极与可变电阻R2的一端连接；

晶体管M4，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接；

可变电阻R2，电阻头接地；

偏压共源增益电路包括：

晶体管M5，栅极分别通过电容C6与可变电阻R2连接晶体管M2的一端连接、通过电容C8与电阻R3连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

晶体管M6，栅极分别通过电容C7与可变电阻R2未连接晶体管M2的一端连接、通过电容C9与电阻R4连接，漏极接地，源极与可变电阻R5未连接晶体管M5的一端连接；

可变电阻R5，电阻头接地；

输出电路包括：

电容C10,一端与电阻R3、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I3连接；

电容C11，一端与电阻R4、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I4连接；

输出端T1，与电感I3连接；

输出端T2，与电感I4连接。

6.根据权利要求1所述的一种实验室器材的吊轨取用机械手，其特征在于：为提高所述实验室器材的吊轨取用机械手的使用寿命，所述实验室器材的吊轨取用机械手在吊轨取用时能对机械手进行负载检验以及异常预警：

首先，对所述机械手进行负载检验，在负载检验过程中，机械手本体(22)的底部包含一个受力检测装置，所述受力检测装置用来获取吊轨取用时机械手的受力，同时，在机械手本体(22)和第一固定杆(4)之间存在第一角度检测器，用来测量机械手本体(22)与竖直向下方向的第一偏转角度，在第一固定杆(4)和第一滚轮(3)之间存在第二角度检测器，用来测量第一固定杆(4)与竖直向下方向的第二偏转角度，并将检测值带入公式(1)判断所述机械手是否在吊轨取用时存在机械手负载；

其中，F为得到的综合受力，F1为所述受力检测装置所检测到的力，F2为所述机械手本体(22)的自身重力，F3为所述第一固定杆(4)的自身重力，α为所述第一偏转角，β为所述第二偏转角，当所述综合受力F的值大于预设负载值，则说明所述机械手在吊轨取用时所抓取的物品超过所述机械手的负载，需停止吊轨或者调整第一偏转角和第二偏转角后重新计算综合受力，若综合受力F的值不大于预设负载值，则对所述机械手进行异常预警；

在异常预警的过程中，存在一个预警数据库，所述预警数据库中存在P条数据，每条数据都对应有吊轨取用时的环境温度、环境湿度、机械手的连续工作时长、受力检测装置所检测到的力、第一偏转角、第二偏转角、预设负载值七个指标的值，同时，每条数据均标注了在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手是否出现了异常；

所述实验室器材的吊轨取用机械手上还存在一个温湿度检测器，用于检测所述机械手在进行吊轨取用时的环境的温度和湿度，并统计所述机械手的持续工作时间，然后利用公式(2)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的环境交叉因子的值；

其中，

为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的环境交叉因子，T为获取到的环境温度，LT_i为预警数据库中第i条数据的温度，S为获取到的环境湿度，LS_i为预警数据库中第i条数据的湿度，TI为统计的所述机械手的持续工作时间，LTI_i为预警数据库中第i条数据的机械手的连续工作时长,i＝1、2、3……P；

接着，利用公式(3)计算所述实验室器材的吊轨取用机械手的与所述预警数据库中每条数据之间的同状况程度；

其中，M_i为所述实验室器材的吊轨取用机械手与预警数据库中第i条数据的同状况程度，FJ为预设负载值，LF1_i为预警数据库中第i条数据的受力检测装置所检测到的力，Lα_i为预警数据库中第i条数据的第一偏转角，Lβ_i为预警数据库中第i条数据的第二偏转角，LFJ_i为预警数据库中第j条数据的受力检测装置所检测到的力；

最后，提取所述M_i中最大的K个值对应的预警数据库中的K条数据，K为预设值，统计所述K条数据中标注的在该条数据对应的情况下进行吊轨取用时，预设时间内机械手出现了异常的次数，若出现异常的次数大于K/2则对所述机械手进行异常预警。

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