CN112141424A - 一种针管自动有序分料机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针管自动有序分料机器人，包括翻转整料部分、振动落料部分、夹持整料部分、分料推送部分和集中电控部分；翻转整料部分包括翻转板、导向板、翻转轴和翻转驱动装置；振动落料部分位于翻转整料部分的正前方，包括组架、挡料板、导向弯板、动导向挡片、静导向挡片和振动驱动装置；夹持整料部分包括夹持机械臂和夹持机械手；分料推送部分设置在静导向挡片的正下方，包括伸缩推送装置、滑块和分料推送立板。本发明针对自动化生产线产出的、通过输送带输送来的捆状形态的批量静脉采血针，能够实现自动有序逐根分料，以便于后续对每根静脉采血针进行独立消毒包装，特别适用于静脉采血针的加工包装生产线。

Description

一种针管自动有序分料机器人

技术领域

本发明涉及一种分料机器人，具体是一种适用于在对静脉采血针进行独立消毒包装前对静脉采血针进行自动有序分料的机器人，属于自动化包装技术领域。

背景技术

静脉采血针是目前临床上普遍使用的一次性采血针，通常与一次性使用的真空采血试管配合使用。静脉采血针通常包括输血软管以及连接在输血软管两端的穿刺针和集血针，集血针外部设有由橡胶软管包裹的外套针帽，穿刺针用于穿刺血管，集血针用于刺入真空采血试管，利用负压将血液吸入管内。

随着科学技术的不断进步，目前静脉采血针的制造已实现高效批量自动化生产。自动化生产线产出的批量静脉采血针通常是通过输送带输送来的捆状形态，即数量众多的静脉采血针呈首尾位置方向基本相同的状态堆聚呈捆状形态，由于一次性使用的静脉采血针需要每根均独立消毒包装，因此需要对捆状的批量静脉采血针进行分料处理。但静脉采血针的输血软管往往是长度尺寸远大于截面直径尺寸的大长径比结构，因此在不受外力或约束作用的自然状态下输血软管接近于直软管状，在受到外力或约束后输血软管会有一定程度的弯曲和变形、呈现非直线性状。而通过输送带输送来的捆状形态的批量静脉采血针在输送过程极易出现其中的单根静脉采血针拱起或散开现象、以及多根静脉采血针的绞绕现象，每根静脉采血针的位置和姿态难以确定，这就造成对捆状的批量静脉采血针进行自动分料处理非常困难、难以实现单根自动化拾取。因此，目前国内外对静脉采血针进行逐根自动消毒包装前的分料过程依然依赖于大量的人工操作，即由人工对静脉采血针进行逐根分拣和上料。这种人工操作的方式不仅生产效率低、生产成本高，而且单调的分拣上料工作容易使操作人员产生视觉疲劳、劳动强度较大，进而易造成人为失误。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种针管自动有序分料机器人，针对自动化生产线产出的、通过输送带输送来的捆状形态的批量静脉采血针，能够实现自动有序逐根分料，以便于后续对每根静脉采血针进行独立消毒包装，特别适用于静脉采血针的加工包装生产线。

为了实现上述目的，本针管自动有序分料机器人包括支撑底架、翻转整料部分、振动落料部分、夹持整料部分、分料推送部分和集中电控部分；

所述的翻转整料部分包括翻转板、导向板、翻转轴和翻转驱动装置；轴线左右方向水平设置的翻转轴滚动配合安装在支撑底架上、且翻转轴轴向定位设置；平板结构的翻转板的底平面前端与翻转轴固定连接；包括向上开口设置的V型槽的导向板固定设置在翻转板的顶平面上、且V型槽的开口左右方向对称设置；翻转驱动装置与翻转轴传动连接；

所述的振动落料部分位于翻转整料部分的正前方，包括组架、挡料板、导向弯板、动导向挡片、静导向挡片和振动驱动装置；组架通过竖直方向设置的导向柱滑移配合安装在支撑底架上；立板结构的挡料板固定设置在组架的后端面上、且立板板面正对前后方向设置；左右间隔对称、沿前后方向整体呈Y形结构的两件导向弯板的前端固定设置在组架的后端面上，且导向弯板的对称中心正对导向板的V型槽设置，两件导向弯板之间形成静脉采血针的容纳空间；左右对称设置的动导向挡片分别固定设置在左右对称设置的导向弯板的前端，沿前后方向整体呈Y形结构的两件动导向挡片下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针的下滑通道Ⅰ；左右对称设置的静导向挡片在竖直方向上对应动导向挡片的位置固定设置在支撑底架上、且静导向挡片与动导向挡片在前后方向上错位设置，沿前后方向整体呈Y形结构的两件静导向挡片下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针的下滑通道Ⅱ；振动驱动装置与组架的导向柱传动连接；

所述的夹持整料部分包括夹持机械臂和夹持机械手；夹持机械臂通过夹持机械臂驱动装置安装在支撑底架上；夹持机械手安装在夹持机械臂的末节，夹持机械手包括沿左右方向开合设置的夹持机构，正常夹持工作状态时，夹持机械手位于翻转板与振动落料部分之间、且位于翻转板前上方的夹持机械手的夹持机构正对导向板的V型槽设置；

所述的分料推送部分设置在静导向挡片的正下方，包括伸缩推送装置、滑块和分料推送立板；左右方向伸缩设置的伸缩推送装置的机体端固定安装在支撑底架上；滑块固定安装在伸缩推送装置的伸缩端上、且滑块通过沿左右方向设置的滑移导向机构滑移配合安装在支撑底架上；沿左右方向走向设置的分料推送立板固定安装在滑块上，且分料推送立板的顶面与静导向挡片的底面对接、并间隙配合，分料推送立板的顶面上设有宽度尺寸与深度尺寸均与单根静脉采血针的输血软管的外径尺寸间隙配合的U形凹槽；当伸缩推送装置的伸缩端处于左极限位置或右极限位置时，分料推送立板的U形凹槽位于两件静导向挡片形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置，当伸缩推送装置的伸缩端处于右极限位置或左极限位置时，分料推送立板的U形凹槽处于远离静导向挡片的暴露状态；

所述的集中电控部分包括控制器、夹持机械臂控制回路、振动落料控制回路、翻转整料控制回路和分料推送控制回路，控制器分别与振动驱动装置、伸缩推送装置、翻转整料部分的翻转驱动装置、夹持机械臂驱动装置和夹持机械手的夹持机构电连接。

作为本发明的进一步改进方案，振动落料部分还包括风力助滑装置，风力助滑装置包括导气管和喷气嘴，导气管固定安装在组架上，左右对称定位设置的喷气嘴的喷射方向对应下滑通道Ⅰ的顶端设置，导气管的一端与喷气嘴连通连接、另一端连接正压风源。

作为本发明的进一步改进方案，夹持机械手上还设有包括模式识别传感器的模式识别装置，集中电控部分还包括模式识别控制回路，控制器与模式识别装置电连接。

作为本发明的进一步改进方案，静导向挡片底平面距离地面的高度尺寸不低于导向板的V型槽槽底距离地面的高度尺寸；夹持机械手的夹持机构的底端距离地面的高度尺寸不低于静导向挡片的底端距离地面的高度尺寸。

作为本发明的进一步改进方案，夹持机械臂驱动装置至少包括沿左右方向坐标移动的X坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构，或者夹持机械臂驱动装置至少包括沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构。

作为本发明翻转整料部分的翻转驱动装置的一种实施方式，翻转驱动装置是包括滑台气缸、连接块、曲柄和摆杆的曲柄滑块结构，伸缩方向沿前后方向设置的滑台气缸的机体固定安装在支撑底架上、伸缩端与连接块固定连接，长度方向沿前后方向设置的曲柄的一端铰接安装在连接块上、另一端铰接安装在摆杆的顶端，长度方向沿翻转轴的径向方向设置的摆杆的底端与翻转轴固定连接。

作为本发明振动驱动装置和伸缩推送装置的一种实施方式，振动驱动装置和伸缩推送装置均是气缸结构，气缸结构的振动驱动装置和伸缩推送装置分别通过电磁气路控制阀与控制器连接。

一种针管自动有序分料方法，采用针管自动有序分料机器人，初始状态时，翻转板处于水平状态，夹持机械手处于远离翻转板前上方位置的进料让位状态，夹持机械手的夹持机构处于张开状态，分料推送立板的U形凹槽位于两件静导向挡片形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置；具体分料方法包括以下步骤：

步骤一、振动落料：通过批量静脉采血针码放机械手将输送带输送来的捆状批量静脉采血针沿前后方向码放在翻转板上、且使批量静脉采血针的一端顶靠在挡料板的后端面上，控制器启动振动落料控制回路后控制振动驱动装置带动组架上下往复快速移动，静脉采血针的输血软管依次排列进入下滑通道Ⅰ和下滑通道Ⅱ，位于最下层的静脉采血针的输血软管进入分料推送立板的U形凹槽内；

步骤二、翻转整料：控制器首先启动夹持机械臂控制回路控制夹持机械臂驱动装置动作使夹持机械手的夹持机构处于翻转板前上方正对导向板的V型槽位置；

然后控制器启动翻转整料控制回路，控制器先控制夹持机械手的夹持机构进行夹持动作，再控制翻转整料部分的翻转驱动装置动作使翻转板向后方翻转呈竖直状态；

步骤三、分料推送：翻转板翻转呈竖直状态后，控制器启动分料推送控制回路，控制器控制伸缩推送装置动作使滑块带动分料推送立板沿左右方向滑移推出，位于最下层的静脉采血针的输血软管被分料推送立板推出呈远离静导向挡片的暴露状态，通过后续单独包装工序的单根静脉采血针取用机械手抓取被推出的静脉采血针的输血软管实现单根静脉采血针的拾取；

单根静脉采血针被拾取后，控制器先控制分料推送立板复位至初始状态、再控制翻转板复位至水平状态、最后控制夹持机械手的夹持机构复位至张开的初始状态，完成一个工作流程；以此类推，实现对批量静脉采血针的连续分料和单根拾取。

作为本发明的进一步改进方案，步骤一中，通过批量静脉采血针码放机械手将输送带输送来的捆状批量静脉采血针沿前后方向码放在翻转板上、且使批量静脉采血针的集血针端顶靠在挡料板的后端面上。

作为本发明的进一步改进方案，批量静脉采血针码放机械手与夹持机械手共用同一个机械手。

与现有技术相比，针对自动化生产线产出的、通过输送带输送来的捆状形态的批量静脉采血针，本针管自动有序分料机器人由于设有振动落料部分，因此通过批量静脉采血针码放机械手将输送带输送来的捆状批量静脉采血针沿前后方向码放在翻转板上、且使批量静脉采血针的一端顶靠在挡料板的后端面上后，静脉采血针即可在导向弯板和动导向挡片的扰动引导作用下顺序下落、静脉采血针的输血软管依次排列进入下滑通道Ⅰ和下滑通道Ⅱ，位于最下层的静脉采血针的输血软管即进入分料推送立板的U形凹槽内，实现分料；由于设有翻转整料部分和夹持整料部分，因此当夹持机械手将批量静脉采血针输血软管的前部进行夹持定位后控制翻转板向后方翻转呈竖直状态时，被夹持的批量静脉采血针的后端即在重力作用下自然下垂，拱起或散开的静脉采血针实现重新捋直，当控制翻转板复位至水平状态时，可以实现静脉采血针被导向板重新集中、便于后续持续分料；由于设有分料推送部分，因此在翻转板翻转呈竖直状态时，位于最下层的静脉采血针的输血软管即可被分料推送立板推出呈远离静导向挡片的暴露状态，即可通过后续单独包装工序的单根静脉采血针取用机械手抓取被推出的静脉采血针的输血软管实现单根静脉采血针的拾取，能够实现自动有序逐根分料，以便于后续对每根静脉采血针进行独立消毒包装，特别适用于静脉采血针的加工包装生产线。

附图说明

图1是本发明左后方视角的三维结构示意图；

图2是本发明正后方视角的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明翻转整料部分的三维结构示意图；

图5是本发明翻转整料的过程示意图，其中图a是夹持机械手将静脉采血针6输血软管的前部进行夹持定位的结构示意图、图b是翻转板向后方翻转呈竖直状态的结构示意图、图c是翻转板复位至水平状态的结构示意图；

图6是本发明分料推送部分的三维结构示意图，其中图a是分料推送立板处于初始状态时的结构示意图、图b是图a的局部放大视图；

图7是本发明分料推送的过程示意图，其中图a是位于最下层的静脉采血针的输血软管进入分料推送立板的U形凹槽内的示意图、图b是位于最下层的静脉采血针的输血软管被分料推送立板推出呈远离静导向挡片的暴露状态的示意图；

图8是本发明振动落料部分的三维结构示意图；

图9是本发明振动落料的过程示意图，其中图a是组架被振动驱动装置推动而上移时的示意图、图b是组架被振动驱动装置拉动而下移时的示意图；

图10是本发明夹持整料部分的三维结构示意图。

图中：1、支撑底架，2、翻转整料部分，2-1、连接块，2-2、曲柄，2-3、摆杆，2-4、翻转轴，2-5、翻转板，2-6、导向板，2-7、滑台气缸，3、分料推送部分，3-1、伸缩推送装置，3-2、分料推送立板，3-3、滑块，3-4、导轨，4、振动落料部分，4-1、导气管，4-2、喷气嘴，4-3、组架，4-4、支撑杆，4-5、导向弯板，4-6、动导向挡片，4-7、挡料板，4-8、静导向挡片，4-9、振动驱动装置，5、夹持整料部分，5-1、夹持机械臂驱动装置，5-2、夹持机械臂，5-3、夹持机械手，5-4、模式识别装置，6、静脉采血针，7、批量静脉采血针码放机械手，8、单根静脉采血针取用机械手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以翻转整料部分2安装在支撑底架1上的位置方向为后方进行描述)。

如图1、图2、图3所示，本针管自动有序分料机器人包括支撑底架1、翻转整料部分2、振动落料部分4、夹持整料部分5、分料推送部分3和集中电控部分，翻转整料部分2、夹持整料部分5、振动落料部分4和分料推送部分3均安装在支撑底架1上。

所述的翻转整料部分2用于消除静脉采血针6的拱散状态，如图4所示，翻转整料部分2包括翻转板2-5、导向板2-6、翻转轴2-4和翻转驱动装置；轴线左右方向水平设置的翻转轴2-4滚动配合安装在支撑底架1上、且翻转轴2-4轴向定位设置；平板结构的翻转板2-5的底平面前端与翻转轴2-4固定连接；包括向上开口设置的V型槽的导向板2-6固定设置在翻转板2-5的顶平面上、且V型槽的开口左右方向对称设置；翻转驱动装置与翻转轴2-4传动连接，如图5所示，翻转驱动装置可以通过驱动翻转轴2-4实现控制翻转板2-5做90°摆动、呈水平状态或竖直状态，翻转驱动装置可以是直接做圆周运动的步进减速电机结构或液压马达结构或气动马达结构、也可以是做直线往复运动的伸缩部件通过曲柄摇杆机构实现圆周运动的结构等其他翻转驱动结构。

所述的振动落料部分4用于控制静脉采血针6顺序下落，振动落料部分4位于翻转整料部分2的正前方，如图8所示，包括组架4-3、挡料板4-7、导向弯板4-5、动导向挡片4-6、静导向挡片4-8和振动驱动装置4-9；组架4-3通过竖直方向设置的导向柱滑移配合安装在支撑底架1上；立板结构的挡料板4-7固定设置在组架4-3的后端面上、且立板板面正对前后方向设置；左右间隔对称、沿前后方向整体呈Y形结构的两件导向弯板4-5通过沿前后方向设置的支撑杆4-4固定设置在组架4-3的后端面上，且导向弯板4-5的对称中心正对导向板2-6的V型槽设置，两件导向弯板4-5之间形成静脉采血针6的容纳空间，用于引导静脉采血针6沿导向弯板4-5下落、防止静脉采血针6偏移到导向弯板4-5的外侧；左右对称设置的动导向挡片4-6分别固定设置在左右对称设置的导向弯板4-5的前端，沿前后方向整体呈Y形结构的两件动导向挡片4-6下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针6的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针6的下滑通道Ⅰ；左右对称设置的静导向挡片4-8在竖直方向上对应动导向挡片4-6的位置固定设置在支撑底架1上、且静导向挡片4-8与动导向挡片4-6在前后方向上错位设置，沿前后方向整体呈Y形结构的两件静导向挡片4-8下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针6的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针6的下滑通道Ⅱ，静导向挡片4-8底平面距离地面的高度尺寸不低于导向板2-6的V型槽槽底距离地面的高度尺寸；振动驱动装置4-9与组架4-3的导向柱传动连接，如图9(a)、图9(b)所示，振动驱动装置4-9可以通过导向柱实现带动组架4-3上下往复快速移动，振动驱动装置4-9可以是直接做升降运动的气缸或液压缸结构、也可以是振动电机结构等其他振动驱动结构。

所述的夹持整料部分5用于配合翻转整料部分2以消除静脉采血针6的拱散状态，如图10所示，夹持整料部分5包括夹持机械臂5-2和夹持机械手5-3；夹持机械臂5-2通过夹持机械臂驱动装置5-1安装在支撑底架1上，夹持机械臂驱动装置5-1可以控制夹持机械臂5-2的动作；夹持机械手5-3安装在夹持机械臂5-2的末节，夹持机械手5-3包括沿左右方向开合设置的夹持机构，正常夹持工作状态时，夹持机械手5-3位于翻转板2-5与振动落料部分4之间、且位于翻转板2-5前上方的夹持机械手5-3的夹持机构正对导向板2-6的V型槽设置，夹持机构的底端距离地面的高度尺寸不低于静导向挡片4-8的底端距离地面的高度尺寸；通过控制夹持机械臂驱动装置5-1可以实现夹持机械臂5-2带动夹持机械手5-3进行位置变换，夹持机械臂5-2可以直接是如图10所示的摆杆结构、配合的夹持机械臂驱动装置5-1可以是控制夹持机械臂5-2沿前后方向的中轴线摆动的步进电机结构，夹持机械臂5-2也可以是门架机械臂结构、配合的夹持机械臂驱动装置5-1可以是控制夹持机械臂5-2坐标移动的步进电机结构，夹持机械臂5-2也可以是关节机械臂结构、配合的夹持机械臂驱动装置5-1可以是控制夹持机械臂5-2坐标移动的步进电机结构等其他机械臂和配合的机械臂驱动结构。

所述的分料推送部分3设置在静导向挡片4-8的正下方，用于分离出单根静脉采血针6、并推移送出，如图6所示，分料推送部分3包括伸缩推送装置3-1、滑块3-3和分料推送立板3-2；左右方向伸缩设置的伸缩推送装置3-1的机体端固定安装在支撑底架1上，伸缩推送装置3-1可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、或者是配合的齿轮齿条结构等其他伸缩推送结构；滑块3-3固定安装在伸缩推送装置3-1的伸缩端上、且滑块3-3通过沿左右方向设置的滑移导向机构滑移配合安装在支撑底架1上，滑移导向机构可以是设置在支撑底架1上的导轨3-4和配合设置在滑块3-3上的导向滑槽、也可以是设置在支撑底架1上的导轨3-4和配合设置在滑块3-3上的导向滚轮、或者是配合设置在支撑底架1和滑块3-3上的燕尾凸起和燕尾槽等其他滑移导向结构；沿左右方向走向设置的分料推送立板3-2固定安装在滑块3-3上，如图7所示，分料推送立板3-2的顶面与静导向挡片4-8的底面对接、并间隙配合，分料推送立板3-2的顶面上设有宽度尺寸与深度尺寸均与单根静脉采血针6的输血软管的外径尺寸间隙配合的U形凹槽；通过控制伸缩推送装置3-1的伸缩可以实现滑块3-3贴靠着静导向挡片4-8的底面沿左右方向滑移移动，当伸缩推送装置3-1的伸缩端处于左极限位置或右极限位置时，分料推送立板3-2的U形凹槽位于两件静导向挡片4-8形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置，当伸缩推送装置3-1的伸缩端处于右极限位置或左极限位置时，分料推送立板3-2的U形凹槽处于远离静导向挡片4-8的暴露状态。

所述的集中电控部分包括控制器、夹持机械臂控制回路、振动落料控制回路、翻转整料控制回路和分料推送控制回路，控制器分别与振动驱动装置4-9、伸缩推送装置3-1、翻转整料部分2的翻转驱动装置、夹持机械臂驱动装置5-1和夹持机械手5-3的夹持机构电连接。

使用本针管自动有序分料机器人在对批量静脉采血针6进行分料作业的工作过程如下：

初始状态时，翻转板2-5处于水平状态，夹持机械手5-3处于远离翻转板2-5前上方位置的进料让位状态，夹持机械手5-3的夹持机构处于张开状态，分料推送立板3-2的U形凹槽位于两件静导向挡片4-8形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置；

步骤一，启动振动落料控制回路后，控制器控制振动驱动装置4-9带动组架4-3上下往复快速移动，如图7(a)所示，通过批量静脉采血针码放机械手7将输送带输送来的捆状批量静脉采血针6沿前后方向码放在翻转板2-5上、且使批量静脉采血针6的一端顶靠在挡料板4-7的后端面上，此时静脉采血针6即在由组架4-3带动进行上下往复快速移动的导向弯板4-5和动导向挡片4-6的扰动引导作用下顺序下落、静脉采血针6的输血软管依次排列进入下滑通道Ⅰ和下滑通道Ⅱ，如图6(a)、图6(b)所示，位于最下层的静脉采血针6的输血软管进入分料推送立板3-2的U形凹槽内；

步骤二，启动夹持机械臂控制回路后，控制器控制夹持机械臂驱动装置5-1动作使夹持机械手5-3的夹持机构处于翻转板2-5前上方正对导向板2-6的V型槽位置；

步骤三，控制器首先启动翻转整料控制回路，如图5(a)所示，控制器先控制夹持机械手5-3的夹持机构进行夹持动作，夹持机械手5-3即将批量静脉采血针6输血软管的前部进行夹持定位，由于夹持机构的底端距离地面的高度尺寸不低于静导向挡片4-8的底端距离地面的高度尺寸，因此位于最下层的静脉采血针6的输血软管处于未夹持的自由状态；然后如图5(b)所示，控制器控制翻转整料部分2的翻转驱动装置动作使翻转板2-5向后方翻转呈竖直状态，被夹持的批量静脉采血针6的后端即在重力作用下自然下垂，拱起或散开的静脉采血针6实现重新捋直；

翻转板2-5翻转呈竖直状态后，控制器启动分料推送控制回路，控制器控制伸缩推送装置3-1动作使滑块3-3带动分料推送立板3-2沿左右方向滑移推出，如图7(b)所示，位于最下层的静脉采血针6的输血软管即被分料推送立板3-2推出呈远离静导向挡片4-8的暴露状态，即可通过后续单独包装工序的单根静脉采血针取用机械手8抓取被推出的静脉采血针6的输血软管实现单根静脉采血针6的拾取，为了避免被推出的静脉采血针6与其他被推出的静脉采血针6的绞绕现象，单根静脉采血针取用机械手8抓取被推出的静脉采血针6的输血软管后进行转移时可以采取坐标移动进行抖动的方式进行转移，单根静脉采血针6被拾取后，控制器控制分料推送立板3-2复位至初始状态，完成单根静脉采血针6的分料推送；

分料推送立板3-2复位至初始状态后，控制器先控制翻转板2-5复位至水平状态、再控制夹持机械手5-3的夹持机构复位至张开的初始状态，如图5(c)所示，静脉采血针6被导向板2-6重新集中、便于后续持续分料，完成一个工作流程；

以此类推，实现对批量静脉采血针6的单根拾取。

由于静脉采血针6的穿刺针上通常设有便于穿刺把持的凸出蝶状结构，而集血针外部的外套针帽没有凸出结构，且两件导向弯板4-5之间的静脉采血针6容纳空间相对较小、更容易发生绞绕现象，因此为了便于后续单根拾取、避免绞绕现象，可以将批量静脉采血针6的集血针端顶靠在挡料板4-7的后端面上。

由于静脉采血针6质量较轻，单纯通过自身重力的方式下滑的效果欠佳，因此作为本发明的进一步改进方案，振动落料部分4还包括风力助滑装置，如图8所示，风力助滑装置包括导气管4-1和喷气嘴4-2，导气管4-1固定安装在组架4-3上，左右对称定位设置的喷气嘴4-2的喷射方向对应下滑通道Ⅰ的顶端设置，导气管4-1的一端与喷气嘴4-2连通连接、另一端连接正压风源。静脉采血针6顺序下落过程中，经喷气嘴4-2喷出的正压气流可以迫使静脉采血针6顺利进入下滑通道Ⅰ。

为了便于控制加料频次，作为本发明的进一步改进方案，如图10所示，夹持机械手5-3上还设有包括摄像头、或红外线传感器、或超声波传感器等模式识别传感器的模式识别装置5-4，集中电控部分还包括模式识别控制回路，控制器与模式识别装置5-4电连接。当模式识别装置5-4反馈静脉采血针6的数量小于设定数量范围时，以模式识别装置5-4包括摄像头为例，即摄像头反馈的静脉采血针6的图像大小范围小于设定的大小范围时，控制器即输出需加料的报警信号，从而可以实现连续不间断作业。

为了简化机构设置，作为本发明的进一步改进方案，批量静脉采血针码放机械手7与夹持机械手5-3共用同一个机械手，夹持机械臂驱动装置5-1至少包括沿左右方向坐标移动的X坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构，或者夹持机械臂驱动装置5-1至少包括沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构，通过夹持机械手5-3将输送带输送来的捆状批量静脉采血针6沿前后方向码放在翻转板2-5上。

作为本发明翻转整料部分2的翻转驱动装置的一种实施方式，如图4所示，翻转驱动装置是包括滑台气缸2-7、连接块2-1、曲柄2-2和摆杆2-3的曲柄滑块结构，伸缩方向沿前后方向设置的滑台气缸2-7的机体固定安装在支撑底架1上、伸缩端与连接块2-1固定连接，长度方向沿前后方向设置的曲柄2-2的一端铰接安装在连接块2-1上、另一端铰接安装在摆杆2-3的顶端，长度方向沿翻转轴2-4的径向方向设置的摆杆2-3的底端与翻转轴2-4固定连接。通过控制滑台气缸2-7的伸缩，可以实现曲柄2-2通过摆杆2-3带动翻转轴2-4沿其轴心旋转。

作为本发明振动驱动装置4-9和伸缩推送装置3-1的一种实施方式，振动驱动装置4-9和伸缩推送装置3-1均是气缸结构，气缸结构的振动驱动装置4-9和伸缩推送装置3-1分别通过电磁气路控制阀与控制器连接。

本针管自动有序分料机器人针对自动化生产线产出的、通过输送带输送来的捆状形态的批量静脉采血针，通过振动落料部分4可以实现静脉采血针6顺序下落并依次排序、以便于后续单根静脉采血针6的分离，通过翻转整料部分2和夹持整料部分5的配合动作可以实现整理并消除批量静脉采血针的拱起或散开现象、以便于后续持续分料，通过翻转整料部分2与分料推送部分3的配合动作可以实现分离单根静脉采血针6的分离、以便于后续单根静脉采血针6的拾取，能够实现自动有序逐根分料，进而便于后续对每根静脉采血针进行独立消毒包装，特别适用于静脉采血针的加工包装生产线。

针对如USB数据线、线束电线等截面呈圆形、且长度尺寸远大于截面直径的其他大长径比柱状柔性物料，本针管自动有序分料机器人同样能够实现自动有序逐根分料。

Claims (10)

1.一种针管自动有序分料机器人，其特征在于，包括支撑底架(1)、翻转整料部分(2)、振动落料部分(4)、夹持整料部分(5)、分料推送部分(3)和集中电控部分；

所述的翻转整料部分(2)包括翻转板(2-5)、导向板(2-6)、翻转轴(2-4)和翻转驱动装置；轴线左右方向水平设置的翻转轴(2-4)滚动配合安装在支撑底架(1)上、且翻转轴(2-4)轴向定位设置；平板结构的翻转板(2-5)的底平面前端与翻转轴(2-4)固定连接；包括向上开口设置的V型槽的导向板(2-6)固定设置在翻转板(2-5)的顶平面上、且V型槽的开口左右方向对称设置；翻转驱动装置与翻转轴(2-4)传动连接；

所述的振动落料部分(4)位于翻转整料部分(2)的正前方，包括组架(4-3)、挡料板(4-7)、导向弯板(4-5)、动导向挡片(4-6)、静导向挡片(4-8)和振动驱动装置(4-9)；组架(4-3)通过竖直方向设置的导向柱滑移配合安装在支撑底架(1)上；立板结构的挡料板(4-7)固定设置在组架(4-3)的后端面上、且立板板面正对前后方向设置；左右间隔对称、沿前后方向整体呈Y形结构的两件导向弯板(4-5)的前端固定设置在组架(4-3)的后端面上，且导向弯板(4-5)的对称中心正对导向板(2-6)的V型槽设置，两件导向弯板(4-5)之间形成静脉采血针(6)的容纳空间；左右对称设置的动导向挡片(4-6)分别固定设置在左右对称设置的导向弯板(4-5)的前端，沿前后方向整体呈Y形结构的两件动导向挡片(4-6)下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针(6)的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针(6)的下滑通道Ⅰ；左右对称设置的静导向挡片(4-8)在竖直方向上对应动导向挡片(4-6)的位置固定设置在支撑底架(1)上、且静导向挡片(4-8)与动导向挡片(4-6)在前后方向上错位设置，沿前后方向整体呈Y形结构的两件静导向挡片(4-8)下部之间的间隙尺寸与单根静脉采血针(6)的输血软管的外径尺寸间隙配合、形成单根静脉采血针(6)的下滑通道Ⅱ；振动驱动装置(4-9)与组架(4-3)的导向柱传动连接；

所述的夹持整料部分(5)包括夹持机械臂(5-2)和夹持机械手(5-3)；夹持机械臂(5-2)通过夹持机械臂驱动装置(5-1)安装在支撑底架(1)上；夹持机械手(5-3)安装在夹持机械臂(5-2)的末节，夹持机械手(5-3)包括沿左右方向开合设置的夹持机构，正常夹持工作状态时，夹持机械手(5-3)位于翻转板(2-5)与振动落料部分(4)之间、且位于翻转板(2-5)前上方的夹持机械手(5-3)的夹持机构正对导向板(2-6)的V型槽设置；

所述的分料推送部分(3)设置在静导向挡片(4-8)的正下方，包括伸缩推送装置(3-1)、滑块(3-3)和分料推送立板(3-2)；左右方向伸缩设置的伸缩推送装置(3-1)的机体端固定安装在支撑底架(1)上；滑块(3-3)固定安装在伸缩推送装置(3-1)的伸缩端上、且滑块(3-3)通过沿左右方向设置的滑移导向机构滑移配合安装在支撑底架(1)上；沿左右方向走向设置的分料推送立板(3-2)固定安装在滑块(3-3)上，且分料推送立板(3-2)的顶面与静导向挡片(4-8)的底面对接、并间隙配合，分料推送立板(3-2)的顶面上设有宽度尺寸与深度尺寸均与单根静脉采血针(6)的输血软管的外径尺寸间隙配合的U形凹槽；当伸缩推送装置(3-1)的伸缩端处于左极限位置或右极限位置时，分料推送立板(3-2)的U形凹槽位于两件静导向挡片(4-8)形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置，当伸缩推送装置(3-1)的伸缩端处于右极限位置或左极限位置时，分料推送立板(3-2)的U形凹槽处于远离静导向挡片(4-8)的暴露状态；

所述的集中电控部分包括控制器、夹持机械臂控制回路、振动落料控制回路、翻转整料控制回路和分料推送控制回路，控制器分别与振动驱动装置(4-9)、伸缩推送装置(3-1)、翻转整料部分(2)的翻转驱动装置、夹持机械臂驱动装置(5-1)和夹持机械手(5-3)的夹持机构电连接。

2.根据权利要求1所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，振动落料部分(4)还包括风力助滑装置，风力助滑装置包括导气管(4-1)和喷气嘴(4-2)，导气管(4-1)固定安装在组架(4-3)上，左右对称定位设置的喷气嘴(4-2)的喷射方向对应下滑通道Ⅰ的顶端设置，导气管(4-1)的一端与喷气嘴(4-2)连通连接、另一端连接正压风源。

3.根据权利要求1所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，夹持机械手(5-3)上还设有包括模式识别传感器的模式识别装置(5-4)，集中电控部分还包括模式识别控制回路，控制器与模式识别装置(5-4)电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，静导向挡片(4-8)底平面距离地面的高度尺寸不低于导向板(2-6)的V型槽槽底距离地面的高度尺寸；夹持机械手(5-3)的夹持机构的底端距离地面的高度尺寸不低于静导向挡片(4-8)的底端距离地面的高度尺寸。

5.根据权利要求1或2或3所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，夹持机械臂驱动装置(5-1)至少包括沿左右方向坐标移动的X坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构，或者夹持机械臂驱动装置(5-1)至少包括沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动机构和沿竖直上下方向坐标移动的Z坐标驱动机构。

6.根据权利要求1或2或3所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，翻转驱动装置是包括滑台气缸(2-7)、连接块(2-1)、曲柄(2-2)和摆杆(2-3)的曲柄滑块结构，伸缩方向沿前后方向设置的滑台气缸(2-7)的机体固定安装在支撑底架(1)上、伸缩端与连接块(2-1)固定连接，长度方向沿前后方向设置的曲柄(2-2)的一端铰接安装在连接块(2-1)上、另一端铰接安装在摆杆(2-3)的顶端，长度方向沿翻转轴(2-4)的径向方向设置的摆杆(2-3)的底端与翻转轴(2-4)固定连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的针管自动有序分料机器人，其特征在于，振动驱动装置(4-9)和伸缩推送装置(3-1)均是气缸结构，气缸结构的振动驱动装置(4-9)和伸缩推送装置(3-1)分别通过电磁气路控制阀与控制器连接。

8.一种针管自动有序分料方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的针管自动有序分料机器人，初始状态时，翻转板(2-5)处于水平状态，夹持机械手(5-3)处于远离翻转板(2-5)前上方位置的进料让位状态，夹持机械手(5-3)的夹持机构处于张开状态，分料推送立板(3-2)的U形凹槽位于两件静导向挡片(4-8)形成的下滑通道Ⅱ的正下方位置；具体分料方法包括以下步骤：

步骤一、振动落料：通过批量静脉采血针码放机械手(7)将输送带输送来的捆状批量静脉采血针(6)沿前后方向码放在翻转板(2-5)上、且使批量静脉采血针(6)的一端顶靠在挡料板(4-7)的后端面上，控制器启动振动落料控制回路后控制振动驱动装置(4-9)带动组架(4-3)上下往复快速移动，静脉采血针(6)的输血软管依次排列进入下滑通道Ⅰ和下滑通道Ⅱ，位于最下层的静脉采血针(6)的输血软管进入分料推送立板(3-2)的U形凹槽内；

步骤二、翻转整料：控制器首先启动夹持机械臂控制回路控制夹持机械臂驱动装置(5-1)动作使夹持机械手(5-3)的夹持机构处于翻转板(2-5)前上方正对导向板(2-6)的V型槽位置；

然后控制器启动翻转整料控制回路，控制器先控制夹持机械手(5-3)的夹持机构进行夹持动作，再控制翻转整料部分(2)的翻转驱动装置动作使翻转板(2-5)向后方翻转呈竖直状态；

步骤三、分料推送：翻转板(2-5)翻转呈竖直状态后，控制器启动分料推送控制回路，控制器控制伸缩推送装置(3-1)动作使滑块(3-3)带动分料推送立板(3-2)沿左右方向滑移推出，位于最下层的静脉采血针(6)的输血软管被分料推送立板(3-2)推出呈远离静导向挡片(4-8)的暴露状态，通过后续单独包装工序的单根静脉采血针取用机械手(8)抓取被推出的静脉采血针(6)的输血软管实现单根静脉采血针(6)的拾取；

单根静脉采血针(6)被拾取后，控制器先控制分料推送立板(3-2)复位至初始状态、再控制翻转板(2-5)复位至水平状态、最后控制夹持机械手(5-3)的夹持机构复位至张开的初始状态，完成一个工作流程；以此类推，实现对批量静脉采血针(6)的连续分料和单根拾取。

9.根据权利要求8所述的针管自动有序分料方法，其特征在于，步骤一中，通过批量静脉采血针码放机械手(7)将输送带输送来的捆状批量静脉采血针(6)沿前后方向码放在翻转板(2-5)上、且使批量静脉采血针(6)的集血针端顶靠在挡料板(4-7)的后端面上。

10.根据权利要求8所述的针管自动有序分料方法，其特征在于，批量静脉采血针码放机械手(7)与夹持机械手(5-3)共用同一个机械手。

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