CN111002332A - 一种自动抓取反应杯的机械手、转运机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动抓取反应杯的机械手，包括至少两可形成夹持作用的夹爪、驱动组件、导向组件，两所述夹爪的一端设有用于抓取反应杯的夹持区域，两夹爪外侧分别设有复位构件；所述导向组件位于两可形成夹持作用的夹爪中间，所述驱动组件带动导向组件转动，改变导向组件与两夹爪接触的外轮廓，顶开或在复位构件回推力作用下松开两夹爪，改变两夹爪之间的距离，以抓取反应杯。本发明还提供了一种自动抓取反应杯的转运机械臂，通过转运机构移动机械手本体至反应杯被夹持部位进行抓取，抓取后移动机械手本体至下一步操作区域。可根据抓取对象反应杯被夹持部位的大小和形状，设置夹持区域的大小和形状以及凸轮的大小，精准的进行抓取，快捷灵敏。

Description

一种自动抓取反应杯的机械手、转运机械臂

技术领域

本发明涉及反应杯转移技术领域，尤其涉及一种自动抓取反应杯的机械手及转运机械臂。

背景技术

在医学领域中必不可少的是对血液、体液等进行检测，这些血液、体液等通常是装于反应杯内，然后进一步把的进行配液、分液、稀释、检测等操作。

上述配液、分液、稀释、检测等操作一般采用自动化或半自动化设备进行。在设备中安装自动抓取反应杯的转运机械臂来对反应杯进行转移，其中，自动抓取反应杯的转运机械臂需要通过机械手对反应杯进行抓取，机械手代替人进行繁琐且精细的操作。

现有的机械手在实际作业过程中，存在动作缓慢、抓取物件不稳固，易导致抓取物件脱落的缺陷。因此，开发一款对反应杯的抓取快捷、灵敏、稳固的机械手是本技术领域所面临的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种自动抓取反应杯的机械手，通过驱动组件带动位于两夹爪中间的导向组件的转动，导向组件将两夹爪重复进行顶开或松开的操作，当导向组件松开两夹爪时，在两夹爪外侧的弹性复位构件使两夹爪相互靠近，进而改变两夹爪之间的夹持区域的大小，实现对反应杯的抓取或松开的操作。可根据抓取对象反应杯被夹持部位的大小和形状，设置夹持区域的大小和形状以及凸轮的大小，精准的进行抓取，快捷灵敏。

本发明的一个目的是提供一种自动抓取反应杯的机械手，包括安装于转运机构上的机械手本体，所述机械手本体包括至少两可形成夹持作用的夹爪、驱动组件、导向组件，两所述夹爪的一端设有用于抓取反应杯的夹持区域，两夹爪外侧分别设有复位构件；其中，

所述导向组件位于两可形成夹持作用的夹爪中间，所述驱动组件带动导向组件转动，改变导向组件与两夹爪接触的外轮廓，顶开或在复位构件回推力作用下松开两夹爪，改变两夹爪之间的距离，以抓取反应杯。

优选地，所述夹爪的数目为两个，所述导向组件为长度与宽度不等的凸轮。

优选地，所述复位构件包括导向杆复位弹簧，所述导向杆复位弹簧包括两弹簧和导向杆，所述导向杆穿过两夹爪，两夹爪的外侧分别设有一套设在所述导向杆上的弹簧，所述弹簧一端部分连接于所述夹爪内，另一端与所述导向杆固定连接。

优选地，所述夹爪设有凸块，两夹爪的凸块之间形成夹持区域，所述凸块用以夹持所述反应杯的表面设有若干用于增加夹持力的凸棱。

优选地，还包括导轨，所述驱动组件为电机，两夹爪分别连接有滑块，所述电机的驱动端与所述凸轮相连接，以带动凸轮转动，使滑块沿着导轨移动。

优选地，所述导轨的数目为两个，所述凸轮位于两导轨中间，每个夹爪连接两滑块，每个导轨与两夹爪分别连接的一滑块滑动连接。

优选地，还包括第一固定件，所述导轨设置于所述第一固定件上。

优选地，还包括设置在所述第一固定件相对于所述导轨的另一面上的第二固定件，所述第一固定件和所述第二固定件形成容腔，所述驱动组件位于所述容腔内，所述第二固定件外表面用于与转运机构相连接。

优选地，还包括用于位置检测的挡片和光耦，所述挡片与所述夹爪相连接，所述光耦设置于所述第一固定件上，所述挡片随着夹爪的移动而移动，改变所述挡片对所述光耦的挡光作用，实现位置检测。

本发明的第二个目的是提供一种自动抓取反应杯的转运机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体包括转运机构、与转运机构相连接的如上所述的机械手本体。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种自动抓取反应杯的机械手，位于两夹爪之间的导向组件的转动配合复位构件的回复力可改变两夹爪之间的间距，进而改变两夹爪之间的夹持区域的大小，实现对反应杯的抓取或松开的操作。可根据抓取对象反应杯被夹持部位的大小和形状，设置夹持区域的大小和形状以及凸轮的大小，精准的进行抓取，快捷灵敏。本发明的一优选方案中，在夹持区域设置若干凸棱，以改进夹持区域对反应杯的夹持阻力，提高夹持的稳固性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以一些实施例来详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的机械手本体的立体结构示意图图一；

图2为本发明的机械手本体的立体结构示意图图二；

图3为本发明的机械手本体的剖视图图一；

图4为本发明的机械手本体的剖视图图二；

图5为本发明的机械臂本体的立体结构示意图。

110、机械手本体；

111、夹爪；1111、夹持区域；1111a、凸棱；112、电机；113、凸轮；114、导向杆复位弹簧；1141、弹簧；1142、导向杆；115、导轨；116、滑块；155、第一固定件；156、第二固定件；1561、第一通孔；1562、第二通孔；1841、挡片；1842、光耦；

100、机械臂本体；

200、反应杯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

如图1至图4所示，本发明提供一种自动抓取反应杯的机械手，包括安装于转运机构上的机械手本体110，所述机械手本体110包括两可形成夹持作用的夹爪111、驱动组件、导向组件、两个导轨115、四个滑块116，两个所述夹爪111的一端设有用于抓取反应杯200的夹持区域1111，每个夹爪111连接有两滑块116，每个导轨115分别与两夹爪111连接的各一个滑块116滑动连接，两夹爪111外侧分别设有复位构件；其中，

所述导向组件位于两可形成夹持作用的夹爪111中间，所述驱动组件带动导向组件转动，改变导向组件与两夹爪111接触的外轮廓，顶开或在复位构件回推力作用下松开两夹爪111，改变两夹爪之间的距离，以抓取反应杯200。

所述夹爪111的数目为两个，所述导向组件为长度与宽度不等的凸轮113。所述凸轮113位于两夹爪111中间，所述驱动组件带动凸轮113转动，以改变所述凸轮113与两夹爪111接触的外轮廓，顶开两夹爪111或在复位构件回推力作用下松开两夹爪111，以使两相对对峙的夹爪111所连接的滑块116沿着导轨115移动，从而改变两夹爪111之间的间距，进而改变夹持区域1111的大小。所述凸轮113最宽处大于反应杯200最窄处，以保证所述凸轮113最宽处顶开两夹爪111后的夹持区域1111能够松开对反应杯200的夹持；所述凸轮113最窄处小于反应杯200最宽处，以保证凸轮113的最窄处顶柱或不接触两夹爪111时的夹持区域能够夹持住反应杯200，即保证随着凸轮113的旋转能够进行顶开或松开两个夹爪111。

所述夹爪111设有凸块(图中未标出)，两夹爪111的凸块之间形成夹持区域1111，所述凸块用以夹持所述反应杯200的表面设有若干用于增加夹持力的凸棱1111a。在一实施例中，所述夹爪111与夹爪111上的凸块形成“L”字型结构，两夹爪111对住形成“U”字型结构，所述夹持区域1111设置在“U”字型结构的底部。所述夹爪111上的凸块上设有凹槽(图中未标出)，所述夹持区域1111由两夹爪111的凸块上的凹槽形成的半圆形空间构成，所述半圆形空间的大小根据所需抓取的反应杯200的被夹持部位的大小关系确定，当两个所述夹爪111相互靠近时，所形成的夹持区域1111能够将反应杯200包裹住且对反应杯200具有相对的作用力，以使反应杯200不易脱落；当两个所述夹爪111相互远离时，所形成的夹持区域1111能够使反应杯200轻松脱离。在一实施例中，当两个所述夹爪111抵触对住时，所形成的夹持区域1111正好能够夹持住反应杯200，此时两夹爪111的凸块之间形成的半圆形空间能够更好地对反应杯200起到保护的作用。

所述夹持区域1111与反应杯200的外轮廓形状相匹配，比如，反应杯200为圆柱体，两夹爪相抵触对住时的夹持区域1111横截面呈圆形；反应杯为长方体，两夹爪111相抵触对住时的夹持区域1111横截面呈长方形，有利于夹持区域1111与反应杯200的贴合夹紧作用，便于快速夹持反应杯200。

所述驱动组件为电机112，所述电机112的驱动端与所述凸轮113相连接，以带动凸轮113转动。

还包括第一固定件155，所述导轨115设置于所述第一固定件155上。所第一固定件155上设有供所述电机112的驱动端旋转通过的通孔(图中未示出)。在一实施例中，所述凸轮113包括椭圆形凸台和圆型底座(图中未示出)，所述椭圆形凸台位于两夹爪111之间，所述圆型底座位于两夹爪111与所述第一固定件155之间，所述圆型底座与所述第一固定件155不接触，所述凸轮113的圆型底座与所述电机112的驱动端相连接。

所述复位构件包括导向杆复位弹簧141，所述导向杆复位弹簧141包括两弹簧1141和导向杆1142，所述导向杆1142穿过两夹爪111，两夹爪111的外侧分别设有套设在所述导向杆1142上的弹簧1141，所述弹簧1141一端部分连接于所述夹爪111内，另一端与所述导向杆1142固定连接。当凸轮111转至使其两侧夹爪111之间的间距大于反应杯200被夹持部位时，两个夹爪111分别向外顶住其相应外侧的弹簧1141，将弹簧1141压缩形变，即所述凸轮1131将两个夹爪1131顶开，使机械手本体110进行对反应杯的松开操作；当夹持区域1111无反应杯200对其的作用力，两夹爪分别在相应弹簧1141形变回复时的力的作用下相互靠近，直至两夹爪111相互抵触或夹持住反应杯200。

在一实施例中，反应杯200被夹持区域1111夹持住时，所述凸轮113与其两侧的两夹爪111外壁不相接触，两夹爪111外侧的弹簧1141能够分别对相应的夹爪111使力，使两夹爪111相对运动，提高反应杯200的夹持力度，提高夹持牢固度。

应当理解，两夹爪111外侧的弹簧1141对夹爪111的使两夹爪111相互靠近的力大于所述反应杯200对夹爪111相反的作用力，以使夹爪111在导向杆复位弹簧141的作用下能够有效地进行夹持。

在一实施例中，所述凸棱1111a的形状和大小与反应杯200被夹持部位外轮廓形状和大小相匹配。比如，反应杯200被夹持部位具有环状凸起，则在所述夹持区域1111与该环状凸起位置相对应的上下方设置凸棱1111a，以使反应杯上的环状凸起被卡入夹持区域1111上下方设置的凸棱1111a之间形成的空间内，提高了夹持牢固度。比如，反应杯200被夹持部位设有若干竖条凹凸纹，则所述夹持区域1111设有与反应杯200上竖条凹凸纹形状大小位置相匹配的若干竖条凸棱1111a，以增加夹持摩擦力。

还包括设置在所述第一固定件155相对于所述导轨115的另一面上的第二固定件156，所述第一固定件155呈“U”字型，所述第一固定件155和所述第二固定件156形成容腔，所述电机112位于所述容腔内，所述第二固定件156相对于所述第一固定件155的侧壁上设有第一通孔1561，所述转运机构的轴161连接于所述第一通孔1561内。所述第二固定件156上还设有两个第二通孔1562，所述第二通孔1562从所述第二固定件的外壁上贯通连接于所述第一通孔1561，通过螺钉穿过第二通孔1562使所述转运机构的轴161固定于所述第一通孔1561的内壁上。

所述机械手本体110设有挡片1841和光耦1842，两个夹爪111的侧壁上分别设置一挡片1841，在所述第一固定件155上相应的位置分别设置一光耦1842。由于所述光耦1842具有一定的长度，所述第一固定件155上设有供所述光耦1842穿过的通孔(图中未示出)。当两个夹爪111相互抵住时，即两个夹爪之间处于未夹持状态为初始位置，即处于零位，当所述挡片1841随着夹爪111的移动而移动，改变所述挡片1841对所述光耦1842的挡光作用，用以检测凸轮113的转动情况。此外，还能检测凸轮113的凸轮1131的磨损情况，当凸轮1131磨损厉害时，凸轮1131顶开两个夹爪111的距离不够，挡片1841对光耦1842的挡光效果减弱。

实施例2

如图5所示，本发明还提供了一种自动抓取反应杯的转运机械臂，包括机械臂本体100，所述机械臂本体100包括转运机构(图中未标出)、与转运机构相连接的如实施例1所述的机械手本体110。机械手本体110与所述转运机构的轴161相连接，所述转运机构带动所述机械手本体110移动，移动到需要抓取的反应杯200所在区域进行抓取反应杯200的操作，还可将抓取到的反应杯200转移到下一步相应的工作区域。

本发明提供的自动抓取反应杯的机械手在工作时，当机械手本体110的夹持区域1111对准反应杯200时，电机112带动凸轮113转动，凸轮113转至将两夹爪111顶开时夹持区域1111的大小大于反应杯200被夹持部位的大小，通过相应的控制装置控制电机112停顿一定时间，再通过转运机构将机械手本体110的夹持区域1111对准反应杯200的被夹持部位，电机112根据控制装置对停顿时间的设置，停顿时间一过，电机112进行转动，使凸轮112转至其在两夹爪111之间的间距小于反应杯200被夹持部位的大小，夹持区域1111在导向杆复位弹簧141的弹簧1411的弹性回复力作用下使两夹爪111之间的间距变小，直至夹持区域1111紧压反应杯200被夹持部位后停止移动，实现抓取。进一步的，通过控制装置设置凸轮113转至使两夹爪111之间间距最大时为抓取初始位置，凸轮113转至与两侧的夹爪111不相接触时为抓取结束位置，便于操作和控制。

应当理解的，上述所涉及的通过相应的控制装置控制电机112停顿一定时间，可以是根据两夹爪111抓取初始位置转至抓取时位置的时间来设定什么时候开始停顿，停顿时间可以为1-2秒。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims (10)

1.一种自动抓取反应杯的机械手，包括安装于转运机构上的机械手本体(110)，其特征在于，所述机械手本体(110)包括至少两可形成夹持作用的夹爪(111)、驱动组件、导向组件，两所述夹爪(111)的一端设有用于抓取反应杯(700)的夹持区域(1111)，两夹爪(111)外侧分别设有复位构件；其中，

所述导向组件位于两可形成夹持作用的夹爪(111)中间，所述驱动组件带动导向组件转动，改变导向组件与两夹爪(111)接触的外轮廓，顶开或在复位构件回推力作用下松开两夹爪(111)，改变两夹爪之间的距离，以抓取反应杯(200)。

2.根据权利要求1所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，所述夹爪(111)的数目为两个，所述导向组件为长度与宽度不等的凸轮(113)。

3.根据权利要求2所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，所述复位构件包括导向杆复位弹簧(141)，所述导向杆复位弹簧(141)包括两弹簧(1141)和导向杆(1142)，所述导向杆(1142)穿过两夹爪(111)，两夹爪(111)的外侧分别设有一套设在所述导向杆(1142)上的弹簧(1141)，所述弹簧(1141)一端部分连接于所述夹爪(111)内，另一端与所述导向杆(1142)固定连接。

4.根据权利要求2所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，所述夹爪(111)设有凸块，两夹爪(111)的凸块之间形成夹持区域(1111)，所述凸块用以夹持所述反应杯(200)的表面设有若干用于增加夹持力的凸棱(1111a)。

5.根据权利要求2所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，还包括导轨(115)，所述驱动组件为电机(112)，两夹爪(111)分别连接有滑块(116)，所述电机(112)的驱动端与所述凸轮(113)相连接，以带动凸轮(113)转动，使滑块(116)沿着导轨(115)移动。

6.根据权利要求5所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，所述导轨(115)的数目为两个，所述凸轮(113)位于两导轨(115)中间，每个夹爪(111)连接两滑块(116)，每个导轨(115)与两夹爪(111)分别连接的一滑块(116)滑动连接。

7.根据权利要求5所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，还包括第一固定件(155)，所述导轨(115)设置于所述第一固定件(155)上。

8.根据权利要求7所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，还包括设置在所述第一固定件(155)相对于所述导轨(115)的另一面上的第二固定件(156)，所述第一固定件(155)和所述第二固定件(156)形成容腔，所述驱动组件位于所述容腔内，所述第二固定件(156)外表面用于与转运机构相连接。

9.根据权利要求7所述的自动抓取反应杯的机械手，其特征在于，还包括用于位置检测的挡片(1841)和光耦(1842)，所述挡片(1841)与所述夹爪(111)相连接，所述光耦(1842)设置于所述第一固定件(155)上，所述挡片(1841)随着夹爪(111)的移动而移动，改变所述挡片(1841)对所述光耦(1842)的挡光作用，实现位置检测。

10.一种自动抓取反应杯的转运机械臂，包括机械臂本体(100)，其特征在于，所述机械臂本体(100)包括转运机构、与转运机构相连接的如权利要求1-9任意一项所述的机械手本体(110)。

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