CN111839541A - 一种微型电磁式自复位的手指夹爪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医用采血机器人机械手配件技术领域，公开提供了一种微型电磁式自复位的手指夹爪，包括固定座、左夹爪、右夹爪、活动轴、线圈和复位装置。该微型电磁式自复位的手指夹爪使用铁氧体电磁铁装置驱动，结构简单体积较小，可靠性高，成本较低，使用复位装置可在电磁铁装置工作完成后或断电后，立刻使左、右夹爪恢复初始状态，并可通过调节复位装置，改变左、右夹爪的夹持力以及开、合状态。

Description

一种微型电磁式自复位的手指夹爪

技术领域

本发明涉及医用采血机器人机械手配件技术领域，更具体的，涉及一种微型电磁式自复位的手指夹爪。

背景技术

目前国内外见诸报道的医用机器人采血机器臂，其用于抓取静脉采血针的结构为气动夹爪。气动夹爪是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。气动夹爪的抓针结构需要气源以及配套的气动元件(如气管接头、调压阀、电磁阀、气管等)，它们配合使用时存在体积大，所需零件多，不方便携带等不足，其适用场景、范围受到极大的制约。目前国内的医疗器械，虽然大多实现了自动化，唯独采血环节还采用护士人工采血的方法，自动化程度极低。我国千人占有护士数量排名世界倒数第六，护士紧缺已经成为各大医院的常态；特别是在传染疫情暴发时，护士等医护人员是感染率最高的一个群体，因此采血机器人应用亟待推广，而作为采血机器人机械臂核心技术之一的夹爪体积大、零件多、成本高、可靠性低等缺点亟待解决。

中国实用新型专利CN201520800903.8介绍了一种新型电磁结构卡爪，该新型电磁结构卡爪利用电磁铁驱动卡爪头实现抓握，但该卡爪头没有初始状态下的弹性复位功能，且不能进行卡爪头闭合或张开的初始状态调节。

发明内容

本发明公开的目的在于提供一种微型电磁式自复位的手指夹爪，解决了现有采血机器人机械手臂气动夹爪的缺点，该微型电磁式自复位的手指夹爪体积小、结构简单，适用范围更广，其成本也较低、可靠性更高，并可以进行初始状态下复位，且能进行初始状态的调节。

本发明公开了一种微型电磁式自复位的手指夹爪，包括固定座、左夹爪、右夹爪、活动轴、线圈和复位装置；所述左夹爪和所述右夹爪为钳型结构，相互连接端各设置一个槽型孔，并通过连接销轴铰接；所述固定座上设置两个定位销孔，通过两个定位销分别与所述左夹爪和所属右夹爪铰接；所述活动轴为柱形的铁芯，嵌套于所述线圈内，与所述线圈构成电磁铁装置，所述活动轴和所述线圈皆位于所述固定座内，且所述活动轴上端和下端分别穿过所述固定座上、下两边框，可上下自由运动，所述活动轴上端与所述左夹爪和所述右夹爪的公共连接端通过所述连接销轴铰接；所述复位装置设置于所述活动轴下端端末与所述固定座下边框之间，可在所述电磁铁装置未通电或工作完成后，使所述左夹爪和所述右夹爪恢复初始状态。

进一步的是，所述复位装置为复位弹簧，套于所述活动轴下端外表面。

进一步的是，所述左夹爪和所述右夹爪闭合为初始状态，所述复位弹簧初始为受压状态或不受力状态，所述活动轴下末端设置弹簧挡片，所述弹簧挡片与所述活动轴固定连接，防止所述复位弹簧脱落。

进一步的是，所述复位弹簧两端皆为自由端，或下端为自由端，上端与所述固定座下边框固定连接，或所述复位弹簧上端与所述固定座下边框固定连接，所述复位弹簧下端与所述弹簧挡片固定连接。

进一步的是，所述左夹爪和所述右夹爪张开为初始状态，所述复位弹簧初始状态为受拉状态或不受力状态，所述复位弹簧上端与所述固定座下边框固定连接，所述复位弹簧下端与所述活动轴下端固定连接。

进一步的是，所述活动轴下末端设置弹簧挡片，所述复位弹簧下端与所述弹簧挡片固定连接。

进一步的是，所述活动轴下端伸出所述固定座下边框部分设置外螺纹，所述弹簧挡片可沿所述活动轴下端的外螺纹旋进或旋出。

进一步的是，所述线圈内壁上设置尼龙套管，所述尼龙套管与所述活动轴间隙配合，使所述活动轴在所述线圈内的上下滑动更顺畅。

进一步的是，所述活动轴铁芯材质为四氧化三铁。

与现有技术相比，本发明公开的此种微型电磁式自复位的手指夹爪的有益效果在于：

该微型电磁式自复位的手指夹爪使用铁氧体电磁铁装置驱动，结构简单体积较小，可靠性高，成本较低；并使用复位弹簧，可在电磁铁装置工作完成后或断电后，立刻使左、右夹爪恢复初始状态；当复位弹簧一端与固定座固定连接，另一端与螺纹结构的弹簧挡片固定连接时，选取长度合适的复位弹簧，随着弹簧挡片在活动轴下端的旋进、旋出，可调节初始状态左、右夹爪闭合力度，可调节初始状态左、右夹爪的张开角度，也可改变左、右夹爪初始状态，适用性更强。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本发明微型电磁式自复位的手指夹爪的立体图。

图2是本发明微型电磁式自复位的手指夹爪的爆炸图。

图3是本发明左、右夹爪闭合状态示意图。

图4是本发明左、右夹爪张开状态示意图。

图5是本发明右夹爪主视图。

附图标记：

1、固定座；2、左夹爪；3、右夹爪；4、定位销孔；5、线圈；6、复位弹簧；7、弹簧挡片；8、活动轴；9、定位销；10、连接销轴；11、尼龙管；12、槽形孔；

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

如图1、图2所示，本发明公开了一种微型电磁式自复位的手指夹爪，包括固定座1、左夹爪2、右夹爪3、活动轴8、线圈5和复位装置即复位弹簧6；左夹爪2和右夹爪3为钳型结构，相互连接端各设置一个槽型孔12，并通过连接销轴10铰接；固定座1上设置两个定位销孔4，通过两个定位销9分别与左夹爪2和右夹爪3铰接；活动轴8为柱形的铁芯，嵌套于线圈5内，与线圈5构成电磁铁装置，活动轴8和线圈5皆位于固定座1内，且活动轴8上端和下端分别穿过固定座1上、下两边框，可上下自由运动，活动轴8上端与左夹爪2和右夹爪3的公共连接端通过连接销轴10铰接；复位弹簧6设置于活动轴8下端端末与固定座1下边框之间，套于活动轴8下端外表面，可在电磁铁装置未通电或工作完成后，使左夹爪2和右夹爪3恢复初始状态。

请结合图3，左夹爪2和右夹爪3闭合为初始状态，复位弹簧6初始为受压状态或不受力状态，活动轴8下末端设置弹簧挡片7，弹簧挡片7与活动轴8固定连接，防止复位弹簧6脱落。

该状态下，复位弹簧6两端可皆为自由端，或下端为自由端，上端与固定座1下边框固定连接；也可将复位弹簧6上端与固定座1下边框固定连接，复位弹簧6下端与弹簧挡片7固定连接；通电后可操作线圈5电流，使活动轴8向上运动，并压缩复位弹簧6，以张开左夹爪2和右夹爪3，断电后，在复位弹簧6作用下回复初始闭合状态。

请结合图4，左夹爪2和右夹爪3张开为初始状态，复位弹簧6初始状态为受拉状态或不受力状态，复位弹簧6上端与固定座1下边框固定连接，复位弹簧6下端与活动轴8下端的弹簧挡片7固定连接。

该状态下，通电后可操作线圈5电流，若左夹爪2和右夹爪3张开角度未至最大，则活动轴8可向上运动，左夹爪2和右夹爪3张开角度变大；通电后可操作线圈5电流，使活动轴8向下运动，则左夹爪2和右夹爪3张开角度逐渐变小至闭合状态；断电后，在复位弹簧6作用下回复初始张开状态及角度。

活动轴8下端伸出固定座1下边框部分设置外螺纹，弹簧挡片7可沿活动轴8下端的外螺纹旋进或旋出；在选取合适长度的复位弹簧6后，通过弹簧挡片7的旋进旋出，改变复位弹簧6的受力状态，可以调节夹爪的夹持力度；当复位弹簧6有一端或两端为自由端时，仅可调节夹持力度；当复位弹簧6上端与固定座1下边框固定连接，复位弹簧6下端与弹簧挡片7固定连接时，可将弹簧挡片7旋进，压缩复位弹簧6，增大夹持力度，将弹簧挡片7旋出则减小夹持力度直至使左夹爪2和右夹爪3张开，即改变了左夹爪2和右夹爪3初始的状态。

在线圈5内壁上设置尼龙套管11，尼龙套管11与活动轴8间隙配合，可使活动轴8上下运动更顺畅；活动轴8铁芯材质为四氧化三铁，成本较低、电磁铁效果较好。

且手指夹爪该因其零件较少，结构简单体积较小，采用电磁铁装置驱动，可靠性高，成本较低，适用性更广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，包括固定座、左夹爪、右夹爪、活动轴、线圈和复位装置；

所述左夹爪和所述右夹爪为钳型结构，相互连接端各设置一个槽型孔，并通过连接销轴铰接；所述固定座上设置两个定位销孔，通过两个定位销分别与所述左夹爪和所属右夹爪铰接；所述活动轴为柱形的铁芯，嵌套于所述线圈内，与所述线圈构成电磁铁装置，所述活动轴和所述线圈皆位于所述固定座内，且所述活动轴上端和下端分别穿过所述固定座上、下两边框，可上下自由运动，所述活动轴上端与所述左夹爪和所述右夹爪的公共连接端通过所述连接销轴铰接；所述复位装置设置于所述活动轴下端端末与所述固定座下边框之间，可在所述电磁铁装置未通电或工作完成后，使所述左夹爪和所述右夹爪恢复初始状态。

2.如权利要求1所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述复位装置为复位弹簧，套于所述活动轴下端外表面。

3.如权利要求2所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述左夹爪和所述右夹爪闭合为初始状态，所述复位弹簧初始为受压状态或不受力状态，所述活动轴下末端设置弹簧挡片，所述弹簧挡片与所述活动轴固定连接，防止所述复位弹簧脱落。

4.如权利要求3所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述复位弹簧两端皆为自由端，或下端为自由端，上端与所述固定座下边框固定连接。

5.如权利要求3所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述复位弹簧上端与所述固定座下边框固定连接，所述复位弹簧下端与所述弹簧挡片固定连接。

6.如权利要求2所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述左夹爪和所述右夹爪张开为初始状态，所述复位弹簧初始状态为受拉状态或不受力状态，所述复位弹簧上端与所述固定座下边框固定连接，所述复位弹簧下端与所述活动轴下端固定连接。

7.如权利要求6所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述活动轴下末端设置弹簧挡片，所述复位弹簧下端与所述弹簧挡片固定连接。

8.如权利要求3、4、5或7中任一项所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述活动轴下端伸出所述固定座下边框部分设置外螺纹，所述弹簧挡片可沿所述活动轴下端的外螺纹旋进或旋出。

9.如权利要求1所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述线圈内壁上设置尼龙套管，所述尼龙套管与所述活动轴间隙配合。

10.如权利要求1所述的微型电磁式自复位的手指夹爪，其特征在于，所述活动轴铁芯材质为四氧化三铁。

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