CN111823234A - 一种适用于机械手的样瓶夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及夹具技术领域，具体公开了一种抓样精度高、抓夹稳定性好且适用于机械手的样瓶夹持装置，该样瓶夹持装置包括安装座，设于安装座一侧的旋转电机，设于安装座另一侧并在旋转电机的控制下转动的电缸以及安装于电缸输出端的夹爪机构，夹爪机构包括安装于电缸输出端的接触传感器以及围绕接触传感器环形设置的多个夹爪，接触传感器用于在接触待抓持样件时向电缸发出指令，并控制电缸动作，各夹爪与样件的连接部形状与样件的表面形状相适应，各夹爪分别在电缸的驱动下靠近或远离电缸输出端的中心，以共同夹紧或放开样件。

Description

一种适用于机械手的样瓶夹持装置

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，特别是涉及一种适用于机械手的样瓶夹持装置。

背景技术

在样品检测领域中，常需要将待检测试样装入样瓶中备检，以避免试样受到污染，从而保证检测结果的可靠性。在对样瓶取放样进行检测的过程中，常需要夹持瓶子，对样瓶的位置进行调整，以利于对样瓶上的标签进行记录并将样瓶运送至检测机构进行检测，从而获得相应的检测结果。目前，主要通过机械手配合夹子抓取待检测的样瓶，由于样瓶的尺寸较小，夹爪抓取精度不易控制，常出现夹子未对准样瓶时抓空或夹子位移过大挤压样瓶进而造成样瓶破损问题的发生，不利于提升样瓶的取放样效率；现有的夹子难以与样瓶适配，造成夹子与样瓶之间的夹持力不足，样瓶易从夹子上脱落问题的发生，样瓶取放样作业的稳定性及可靠性较差。

发明内容

基于此，有必要针对抓样精度低及抓夹稳定性较差的技术问题，提供一种抓样精度高、抓夹稳定性好且适用于机械手的样瓶夹持装置。

一种适用于机械手的样瓶夹持装置，该适用于机械手的样瓶夹持装置包括安装座，设于所述安装座一侧的旋转电机，设于所述安装座另一侧并在所述旋转电机的控制下转动的电缸以及安装于所述电缸输出端的夹爪机构，所述夹爪机构包括安装于所述电缸输出端的接触传感器以及围绕所述接触传感器环形设置的多个夹爪，所述接触传感器用于在接触待抓持样件时向所述电缸发出指令，并控制所述电缸动作，各所述夹爪与所述样件的连接部形状与所述样件的表面形状相适应，各所述夹爪分别在所述电缸的驱动下靠近或远离所述电缸输出端的中心，以共同夹紧或放开所述样件。

在其中一个实施例中，所述夹爪具有与所述样件的内表面配合的凸弧面。

在其中一个实施例中，所述夹爪的中部向靠近所述电缸输出端中心的方向偏折形成有第一偏折部。

在其中一个实施例中，所述夹爪具有与所述样件的外表面配合的凹弧面。

在其中一个实施例中，所述夹爪的中部向远离所述电缸输出端中心的方向偏折形成有第二偏折部。

在其中一个实施例中，所述夹爪与所述样件连接的部位设有防滑纹。

在其中一个实施例中，所述夹爪的数量为3，相邻所述夹爪之间的夹角为120度。

在其中一个实施例中，所述样瓶夹持装置还包括导向管，所述导向管套设于所述接触传感器并与所述电缸连接，所述导向管的外表面设有多个导向槽，每一所述夹爪对应卡设于一所述导向槽并与所述导向管滑动连接。

在其中一个实施例中，所述安装座上设有微动开关，所述电缸上临近所述安装座的一端设有与所述微动开关配合的限位胶块/柱，用于限定所述电缸的转角。

实施本发明的样瓶夹持装置，通过在各夹爪围成的中心部设置接触传感器，在抓取样件的过程中，当接触传感器接触到样件时，接触传感器向电缸发出指令，并控制电缸工作，电缸即控制夹爪共同内移或外扩，以夹紧样件的外表面或内表面，实现对样件的夹取，以便于对样瓶进行检测或其他操作，接触传感器的设置，避免夹爪抓取样件时抓空或与样件重叠部面积过大，样件受力过重造成的样件破损问题，提高了样瓶夹持装置的抓取精度；且使夹爪与样件的连接部形状与样件的表面形状相适应，有利于增大夹爪与待抓持物之间的接触面积，提升抓夹的稳定性及取放样作业的可靠性。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中样瓶夹持件的结构示意图；

图2为本发明的另一个实施例中样瓶夹持件的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中样瓶夹持装置的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中样瓶夹持装置的爆炸结构示意图；

图5为本发明的一个实施例中微动开关的结构示意图；

图6为本发明的一个实施例中限位盘与夹爪的位置关系示意图；

图7为本发明的一个实施例中夹爪的结构示意图；

图8为本发明的另一个实施例中夹爪的结构示意图。

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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，本发明首先提供一种可与待检测的样瓶相适配，便于样瓶夹持装置20抓持的样瓶夹持件10，该样瓶夹持件10包括中部设有封堵板120的管筒110，例如，封堵板120与管筒110一体式成型，管筒110的一端设有与封堵板120连接、用于指示外部样瓶夹持装置20伸入位置的定位柱130，管筒110的另一端设有与样瓶瓶口的内表面或外表面配合抵接的夹持部，用以夹紧样瓶的瓶口。封堵板120用于密封样瓶的瓶口，避免杂质进入样瓶内，进而干扰试样的检测结果。可以理解为，本发明的样瓶夹持件10实际为一瓶塞，该瓶塞在封堵样瓶瓶口的同时，为外部机械手的抓取提供的连接部，实现样瓶的稳定抓取，且样瓶夹持件10的使用可避免因机械手直接与样瓶接触，引起的样瓶破损问题的发生。

一实施例中，夹持部为外表面具有环形凸起141的胶柱140或具有环形凸起141且末端封闭的胶环。这样，在样瓶夹持件10的装设过程中，仅需将胶柱或胶环插设于样瓶的瓶口，使环形凸起141与样瓶的内表面紧密抵接，即实现对样瓶瓶口的密封以及样瓶夹持件10与样瓶的牢固连接。

请参阅图2，另一实施例中，夹持部为环形设置于管筒110端面的多个抓手150，每一抓手150上具有与样瓶外边缘配合的凸起151。优选的，抓手150的数量为三个、五个或六个，还可以更多。具体的，在样瓶夹持件10的装设过程中，仅需将夹持部套设于样瓶的瓶口，使每一抓手150的凸起151分别与样瓶瓶口的外边缘相抵接，即实现对样瓶瓶口的密封以及样瓶夹持件10与样瓶的牢固连接。需要说明的是，本实施例中，凸起151的底部设有倾斜部152，这样，在取卸样瓶夹持件10时，仅需扣动凸起151的倾斜部152，即可将抓手150从样瓶上剥离，以降低样瓶夹持件10的拆卸难度。

需要说明的是，在实际生产中，可将定位柱130设计为不同高度尺寸，当样瓶内装设的试样种类不同时，可选取不同定位柱130高度的样瓶夹持件10对相应样瓶的瓶口进行封堵，这样，在机械手抓取样瓶的过程中，外部驱动装置可通过机械手的下降深度，即机械手与定位柱130末端之间的距离来判断是否为同一待检测试样，以便于剔除放置错误的样瓶，从而提升检测作业的有效性及检测结果的可靠性。

请参阅图3与图4，本发明还提供了一种抓样精度高、抓夹稳定性好且适用于机械手的样瓶夹持装置20，该适用于机械手的样瓶夹持装置20包括安装座210，设于安装座210一侧的旋转电机220，设于安装座210另一侧并在旋转电机220的控制下转动的电缸230以及安装于电缸230输出端的夹爪机构240，夹爪机构240包括安装于电缸230输出端的接触传感器241以及围绕接触传感器241环形设置的多个夹爪242，接触传感器241用于在接触待抓持样件时向电缸230发出指令，并控制电缸230动作。例如，当接触传感器241与样瓶夹持件10的定位柱130的末端接触时，接触传感器241即判断夹爪242已伸入管筒110的内腔或已罩设于管筒110的外表面，以便于进一步向电缸230发出指令，以控制夹爪242动作。各夹爪242与样件的连接部形状与样件的表面形状相适应，例如，当夹爪242与管筒110的内表面或与管筒110的外表面接触时，夹爪242上朝向管筒110的一面的形状与管筒110的外表面或外表面形状相适配，夹爪242与管筒110表面紧密贴附，增大夹爪242与管筒110的接触面积，进而提升夹爪242与管筒110连接的稳定性。各夹爪242分别在电缸230的驱动下靠近或远离电缸230输出端的中心，以共同夹紧或放开样件，本发明的样件是指安装在样瓶上的样瓶夹持件10或与样瓶连接的其他配件，于此不再赘述。

实施本发明的样瓶夹持装置20，通过在各夹爪242围成的中心部设置接触传感器241，在抓取样件的过程中，当接触传感器241接触到样件时，接触传感器241向电缸230发出指令，并控制电缸230工作，电缸230即控制夹爪242共同内移或外扩，以夹紧样件的外表面或内表面，实现对样件的夹取，以便于对样瓶进行检测或其他操作，接触传感器241的设置，避免夹爪242抓取样件时抓空或与样件重叠部面积过大，样件受力过重造成的样件破损问题，提高了样瓶夹持装置20的抓取精度；且使夹爪242与样件的连接部形状与样件的表面形状相适应，有利于增大夹爪242与待抓持物之间的接触面积，提升抓夹的稳定性及取放样作业的可靠性。

安装座210用于与外部牵引机构连接，如与外部机械手固定连接，用于在外部牵引机构的带动下进一步带动其余各部件调整位置，以抓取并改变待检测样瓶的位置。请结合图3与图5，一实施例中，安装座210上设有微动开关250，电缸230上临近安装座210的一端设有与微动开关250配合的限位胶块/柱231，用于限定电缸230的转角。具体的，电缸230在旋转电机220的带动下转动时，当限位胶块/柱231运动至微动开关250部位时，限位胶块/柱231将撞击微动开关250的簧片251，簧片251受撞击产生弹性形变进一步按压微动开关250的动触点252，如此，微动开关250动作并控制旋转电机220停转，避免旋转电机220的输出端以及电缸230转动幅度过大，造成线组缠绕或折坏问题的发生，以保证样瓶夹持装置20的有效使用。

旋转电机220用于带动电缸230以及夹爪242转动，例如，可采用往复正反转的伺服电机来带动电缸230及夹爪242转动，这样，样瓶在夹爪242的带动下同步转动，样瓶上贴附的标签将暴露在外部扫码器的扫描范围内，利于扫码器读取样瓶上的标签信息，并便于对检测数据进行集中管理。一实施例中，旋转电机220与电缸230之间设有减速电机260，减速电机260安装于安装座210，且减速电机260与安装座210之间设有减震弹簧261，用于减轻旋转电机220及减速电机260受外力冲击时产生的震颤。通过设置减速电机260，降低了电缸230的转动速度，亦即，降低了夹爪242的转速，避免样瓶从夹爪242上甩落并有利于外部扫码器有效获取样瓶上的标签信息，提升扫码作业的可靠性。

电缸230用于接收接触传感器241的指令动作，驱动夹爪242内缩或外扩，以便于夹紧安装在待检测样瓶上的样瓶夹持件10。一实施例中，电缸230通过安装架270与旋转电机220的输出端驱动连接。具体的，安装架270具有容置空间271，电缸230收容于容置空间271并与安装架270固定连接，安装架270的一端与旋转电机220的输出端驱动连接，安装架的另一端具有与电缸230输出端连通的限位盘272，各夹爪242在电缸230的驱动下相对于限位盘272滑动，以增大或减小各夹爪242合围的空间，实现对样瓶的稳定夹取。请结合图3与图6，一实施例中，限位盘272上由其中心向边缘发散设置有多个限位导槽272a，每一限位导槽272a内分别设有对应与一夹爪242配合连接的滑块273，滑块273用于在电缸230输出端的作用下带动夹爪242靠近或远离限位盘272的中心部，以便夹取样瓶。一实施例中，夹爪242的数量为3，相邻夹爪242之间的夹角为120度。进一步的，各滑块273分别对应与设于限位导槽272a内的齿轮啮合连接，如此，限位盘272、滑块273以及夹爪242组成三爪定心卡盘，夹爪242在电缸230输出端的带动下实现自定心，稳定性较好，换言之，提升了夹爪242抓持样瓶夹持件10时的稳定性，提升了取放样作业的效率。当然，在实际生产中，夹爪242的数量并不仅限于3，还可以是其他，于此不再赘述。

接触传感器241又称为接触式传感器，用于在接触定位柱130的情况下发生电平改变，进而向电缸230发送电信号，以驱动电缸230动作。具体的，接触传感器241接触待抓样件后，接触传感器241在判断与样件接触的基础上进一步判断样件已经抓紧，该判断抓紧的标准通过作业前调试，以夹爪242张力达到特定的张力值为准，在此情况下，接触传感器241的电平发生变化，从而向电缸230发送电信号以驱动电缸230动作。请参阅图4，一实施例中，样瓶夹持装置20还包括导向管280，导向管280套设于接触传感器241并与电缸230连接，导向管280的外表面设有多个导向槽281，每一夹爪242对应卡设于一导向槽281并与导向管280滑动连接。通过设置导向管280，一方面对接触传感器241进行保护，防止夹爪242或其他外物撞击接触传感器241，造成接触传感器241破损问题的发生，另一方面，导向管280的设置限定了夹爪242的运动路径，避免夹爪242运动过程中产生晃动，从而提升夹爪242运动的可靠性。

夹爪242用于抓取样瓶夹持件10，具体的，多个夹爪242共同配合夹紧样瓶夹持件10的管筒110，以便于对样瓶的位置进行调整。请参阅图7，一实施例中，夹爪242具有与样件的内表面配合的凸弧面242a。可以理解为，在样瓶的取放样过程中，夹爪242伸入管筒110的内腔，当接触传感器241与定位柱130接触时，接触传感器241控制电缸230工作，进一步推动夹爪242向远离限位盘272中心的方向滑动，直至夹爪242与管筒110的内表面相抵接，即实现对管筒110的夹持。进一步的，夹爪242的中部向靠近电缸230输出端中心，即靠近限位盘272中心的方向偏折形成有第一偏折部242b，在此情况下，夹爪242上远离限位盘272的一端与导向管280滑动连接，这样，各夹爪242上远离限位盘272的一端紧贴导向管280，该端尺寸较小，以便于将各夹爪242送入管筒110的内腔。

请参阅图8，另一实施例中，夹爪242具有与样件的外表面配合的凹弧面242c。可以理解为，在样瓶的取放样过程中，各夹爪242分别位于管筒110的外侧，当接触传感器241与定位柱130接触时，接触传感器241控制电缸230工作，进一步推动夹爪242向靠近限位盘272中心的方向滑动，直至夹爪242与管筒110的外表面相抵接，即实现对管筒110的夹持。进一步的，夹爪242的中部向远离电缸230输出端中心，即远离限位盘272中心的方向偏折形成有第二偏折部242d，在此情况下，夹爪242上靠近限位盘272的一端与导向管280滑动连接，这样，在保证各夹爪242罩设于管筒110的外表面、对夹爪242进行导向的同时，有利于减小限位盘272的整体体积，亦即，减小限位盘272的重量，以削弱限位盘272重量对外部机械手运动的影响。

需要说明的是，本发明的夹爪242与样件连接部，即夹爪242与管筒110连接部位的结构并不仅限于上述提出的凸弧面242a或凹弧面242c，具体根据管筒110内表面或外表面的形状而定，以夹爪242与管筒110连接处无缝隙或缝隙较小为准，达到增大夹爪242与样件的接触面积的目的，于此不再赘述。一实施例中，夹爪242与样件连接的部位设有防滑纹242e。通过在夹爪242与样件连接的部位，即在夹爪242与管筒110连接部位设置防滑纹242e，增大了夹爪242与样件之间的摩擦力，避免样件从夹爪242上脱落，以提升取放样作业的可靠性。

一实施例中，可预先对同一材质的管筒110或其他配件可承受的挤压力进行测试，利用计算机拟合出夹爪242相对于限位盘272移动距离与挤压力之间的关系，并借助相应的控制器对电缸230的运动情况进行调控，这样，可实现夹爪242对管筒110挤压力大小的控制，以提升取放样作业的可靠性。

需要说明的是，本发明的样瓶夹持装置20的使用，并不仅限于与本发明中所公开的样瓶夹持件10配合，其还可以与其他具有定位部并可对样瓶进行密封的配件组合，实现对样瓶位置的转移，于此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种适用于机械手的样瓶夹持装置(20)，包括安装座(210)，设于所述安装座(210)一侧的旋转电机(220)，设于所述安装座(210)另一侧并在所述旋转电机(220)的控制下转动的电缸(230)以及安装于所述电缸(230)输出端的夹爪机构(240)，其特征在于，

所述夹爪机构(240)包括安装于所述电缸(230)输出端的接触传感器(241)以及围绕所述接触传感器(241)环形设置的多个夹爪(242)，所述接触传感器(241)用于在接触待抓持样件时向所述电缸(230)发出指令，并控制所述电缸(230)动作，各所述夹爪(242)与所述样件的连接部形状与所述样件的表面形状相适应，各所述夹爪(242)分别在所述电缸(230)的驱动下靠近或远离所述电缸(230)输出端的中心，以共同夹紧或放开所述样件。

2.根据权利要求1所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)具有与所述样件的内表面配合的凸弧面(242a)。

3.根据权利要求2所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)的中部向靠近所述电缸(230)输出端中心的方向偏折形成有第一偏折部(242b)。

4.根据权利要求1所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)具有与所述样件的外表面配合的凹弧面(242c)。

5.根据权利要求4所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)的中部向远离所述电缸(230)输出端中心的方向偏折形成有第二偏折部(242d)。

6.根据权利要求2或4任一项所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)与所述样件连接的部位设有防滑纹(242e)。

7.根据权利要求6所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述夹爪(242)的数量为3，相邻所述夹爪(242)之间的夹角为120度。

8.根据权利要求6所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述样瓶夹持装置(20)还包括导向管(280)，所述导向管(280)套设于所述接触传感器(241)并与所述电缸(230)连接，所述导向管(280)的外表面设有多个导向槽(281)，每一所述夹爪(242)对应卡设于一所述导向槽(281)并与所述导向管(280)滑动连接。

9.根据权利要求6所述的样瓶夹持装置(20)，其特征在于，所述安装座(210)上设有微动开关(250)，所述电缸(230)上临近所述安装座(210)的一端设有与所述微动开关(250)配合的限位胶块/柱(231)，用于限定所述电缸(230)的转角。

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