CN113753567A - 一种联管自动抓取装置 - Google Patents

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CN113753567A CN202111044027.7A CN202111044027A CN113753567A CN 113753567 A CN113753567 A CN 113753567A CN 202111044027 A CN202111044027 A CN 202111044027A CN 113753567 A CN113753567 A CN 113753567A
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段勃
杨东鑫
王佩
卜东波
陈非
谭光明
唐川
李浩澜
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    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials

Abstract

本发明涉及物料输送技术领域,具体为一种联管自动抓取装置,包括联管传输组件,联管传输组件用于传输联管;还包括抓取组件和多个传输组件,多个传输组件用于控制抓取组件沿多个方向运动;多个传输组件还用于根据联管的传输速度和传输方向控制抓取组件的运动速度和运动方向,抓取组件用于运动速度、运动方向与传输速度和传输方向相同后,抓取传输过程中的联管。采用本方案,能够解决现有技术中联管抓取装置抓取效率较低,以及抓取稳定性较低的技术问题。

Description

一种联管自动抓取装置
技术领域
本发明涉及物料输送技术领域,具体为一种联管自动抓取装置。
背景技术
联管为多个单管依次连接构成PCR耗材,通常分为八联管和十二联管。联管的用途非常广泛,尤其在分子生物学研究中,例如荧光定量PCR等检测。现有联管在使用过程中,为实现自动化的管理,采用夹爪实现联管的上料和下料,但是现有夹爪结构不易抓取联管,抓取出错率较高。为提高夹爪的抓取准确率,当联管运动至指定位置时,需停止运动再进行抓取,采用这种方式,使得联管传输过程中会不断启动、停止,一是影响生产效率,二是联管中会添加相应试剂,间歇启动容易导致联管中的试剂飞溅,抓取联管的稳定性较低。
发明内容
本发明意在提供一种联管自动抓取装置,以解决现有技术中联管抓取装置抓取效率较低,以及抓取稳定性较低的技术问题。
本发明提供如下基础方案:
一种联管自动抓取装置,包括联管传输组件,联管传输组件用于传输联管;还包括抓取组件和多个传输组件,多个传输组件用于控制抓取组件沿多个方向运动;
多个传输组件还用于根据联管的传输速度和传输方向控制抓取组件的运动速度和运动方向,抓取组件用于运动速度、运动方向与传输速度和传输方向相同后,抓取传输过程中的联管。
基础方案的有益效果:多个传输组件的设置,能够控制抓取组件在多个方向上运动,从而通过多个方向运动的配合,控制抓取组件能够运动至任意位置,从而抓取任意位置上的联管。
抓取联管时,通过传输组件使抓取组件的运动方向和运动速度与联管的传输方向和传输速度一致,即抓取组件和联管同向且同速运动,从而确保后续抓取联管的过程中无运动方向上的阻力,进而降低抓取联管时的出错率,以及提高抓取联管的稳定性。同时,在此过程中联管不间断的传输,在面对大量联管进行下料的情况下,能够有效提高联管的抓取效率,从而提高生产效率。
进一步,联管传输组件包括主动轮、从动轮,以及与主动轮、从动轮传动连接的传送带,传送带上设有用于放置联管的联管放置盘;主动轮和从动轮的侧面设有均匀分布的第一导向块,传送带的内侧设有与第一导向块配合使用的第二导向块。
有益效果:第一导向块和第二导向块竖直设置,便于制造加工。在连接传输工件的相应放置部件时,可间隔设置第二导向块,便于预留空间进行安装,同时,安装后,相应的安装部件不会影响传输带的运动。
进一步,第一导向块和第二导向块均竖直设置。
有益效果:第一导向块和第二导向块竖直设置,便于制造加工。在连接传输工件的相应放置部件时,可间隔设置第二导向块,便于预留空间进行安装,同时,安装后,相应的安装部件不会影响传输带的运动。
进一步,联管传输组件还包括连接件,连接件包括连接块和两夹持块,连接块的两侧均开设有限位槽,两夹持块相对一侧延伸形成凸起部,两凸起部分别与两限位槽接触;连接块和夹持块分别与传送带外侧、联管放置盘固定连接。
有益效果:夹持块与连接块上的限位槽接触,夹持块与限位槽接触的一端能够在限位槽内活动,当传送带的运动轨迹具有弧度时,连接块和夹持块仍能保持连接的状态,从而保证通过连接件连接的联管放置盘能够一直跟随传送带运动。
进一步,传输组件的数量为三个,三个传输组件用于控制抓取组件沿三个方向运动,所述三个方向互相垂直。
有益效果:采用互相垂直的三个方向,以数量最少的传输组件实现抓取组件能够运动到任意位置,降低设备成本和控制难度。
进一步,所述三个方向中任一方向平行于联管的传输方向。
有益效果:在抓取组件需运动至任意位置时,降低计算所需运动距离的计算难度,从而提高控制反应速度,实现抓取组件的快速、准确运动。
进一步,抓取组件包括夹具,夹具包括第一夹爪和第二夹爪,第一夹爪和第二夹爪相对的一侧开设有弧形孔,当第一夹爪和第二夹爪相抵时,弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵。
有益效果:弧形孔的设置,在抓取联管时,于联管侧壁贴合,提高抓取组件夹持联管的稳定性。
进一步,抓取组件还包括平行气爪,平行气爪包括能够相向运动的两气动手指,两气动手指分别与第一夹爪、第二夹爪固定连接。
有益效果:采用平行气爪控制抓取联管的抓取组件,控制简单,稳定性强。
附图说明
图1为本发明一种联管自动抓取装置的俯视图;
图2为本发明一种联管自动抓取装置图1的A处放大示意图;
图3为本发明一种联管自动抓取装置的后视图;
图4为本发明一种联管自动抓取装置的左视图;
图5为本发明一种联管自动抓取装置上料装置的结构示意图;
图6为本发明一种联管自动抓取装置夹持机构、接管机构,以及压平装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:传输基座1、联管传输组件2、第一导向块3、第二导向块4、连接块5、夹持块6、第一传输组件7、第二传输组件8、第三传输组件9、平行气爪10、夹具11、下料盒12、联管放置盘13、上料基座14、工作台15、上料盒16、收纳孔17、第四传输组件18、导向块19、第五传输组件20、推压件21、伸缩块22、第六传输组件23、定夹具24、动夹具25、第一平行气爪26、第二平行气爪27、压平板28、第七传输组件29。
实施例一
一种联管自动抓取装置,如附图1所示,包括传输基座1、联管传输组件2、抓取组件、下料组件和多个传输组件。多个传输组件用于控制抓取组件沿多个方向运动,在本实施例中,传输组件的个数为三个,三个传输组件用于控制抓取组件沿三个方向运动,三个方向互相垂直,为便于区分,分别定义为第一传输组件7、第二传输组件8和第三传输组件9。
联管传输组件2设于传输基座1上,联管传输组件2用于传输联管放置盘13,联管放置盘13包括滑块和固定板,固定板的上表面开设有用于放置联管的第一放置槽,第一放置槽与联管形状匹配,联管指多个反应管依次连接的耗材,即第一放置槽的数量为多个且依次分布。固定板与滑块可拆卸连接,具体的,通过固定螺钉可拆卸连接固定板和滑块。
联管传输组件2包括主动轮、从动轮,以及与主动轮、从动轮传动连接的传送带,主动轮和从动轮的轴向平行于竖直方向。还包括提供动力源的电源和传输电机,传输电机的输出轴与主动轮键连接。
如附图2所示,主动轮和从动轮的侧面设有均匀分布的第一导向块3,传送带的内侧设有与第一导向块3配合使用的第二导向块4,具体的,相邻第一导向块3的距离等于第二导向块4在水平方向上的宽度,相邻第二导向块4的距离等于第一导向块3在水平方向上的宽度。
第一导向块3和第二导向块4均竖直设置,即第一导向块3和第二导向块4的长度方向平行于竖直方向,在其他实施例中,第一导向块3和第二导向块4倾斜设置,即第一导向块3和第二导向块4的长度方向与竖直方向相交。
联管传输组件2还包括连接件,连接件包括连接块5和两夹持块6,连接块5的两侧均开设有限位槽,两夹持块6相对一侧延伸形成凸起部,两凸起部分别与两限位槽接触。连接块5与传送带的外侧固定连接,夹持块6均与联管放置盘13的侧面固定连接,即夹持块6远离限位槽的一侧通过螺钉与滑块的侧面固定连接。
联管传输组件2还包括滑动件和导向轨,导向轨在水平方向上与传送带形状相同,导向轨位于传送带的外侧,传送带的外侧为传送带远离主动轮的一侧,滑动件用于使联管放置盘13沿导向轨运动。滑动件包括多个滚轮,滚轮的安装轴与滑块固定连接,滚轮的侧面与导向轨的侧面相抵,滚轮分别位于导向轨的两侧。具体的,滚轮的数量为四个,即导向轨的左右两侧分别与两滚轮的侧面相抵。
传输基座1上设有工装支撑架,工装支撑架上放置有下料组件,下料组件包括下料盒12,下料盒12的上表面开设有若干均匀分布的第二放置槽,第二放置槽用于放置联管,第二放置槽与联管形状匹配。在本实施例中,下料盒12位于传送带的外侧。
传输基座1上还设有传输支撑架,如附图3、附图4所示,传输支撑架与第一传输组件7固定连接,第一传输组件7与第二传输组件8活动连接,第二传输组件8与第三传输组件9活动连接,第三传输组件9与抓取组件固定连接,第一传输组件7、第二传输组件8和第三传输组件9用于控制抓取组件沿互相垂直的三个方向运动。具体的:
第一传输组件7用于控制抓取组件沿第一方向运动,第一方向为水平面上与联管放置盘13传输方向垂直的方向。第一传输组件7包括第一丝杠副、第一导杆、第一底座和第一电机,第一导杆的两端分别与第一底座固定连接,第一丝杠副中丝杠的一端与第一底座活动连接,另一端与第一电机的输出轴固定连接,第一电机远离丝杠的一端与第一底座固定连接,第一丝杠副中第一螺母的一端套接于第一导杆上,第一螺母的另一端与第二传输组件8固定连接,第一底座与传输支撑架固定连接,第一螺母带动第二传输组件8沿第一方向运动,从而带动抓取组件沿第一方向运动。
第二传输组件8用于控制抓取组件沿第二方向运动,第二方向为水平面上与联管放置盘13传输方向平行的方向。第二传输组件8包括第二丝杠副、第二导杆、第二底座和第二电机,第二导杆的两端分别与第二底座固定连接,第二丝杠副中丝杠的一端与第二底座活动连接,另一端与第二电机的输出轴固定连接,第二电机远离丝杠的一端与第二底座固定连接,第二丝杠副中第二螺母的一端套接于第二导杆上,第二螺母的另一端与第三传输组件9固定连接,第二底座与第一丝杆副的第一螺母固定连接,第二螺母带动第三传输组件9沿第二方向运动,从而带动抓取组件沿第二方向运动。
第三传输组件9用于控制抓取组件沿第三方向运动,第一方向、第二方向和第三方向互相垂直,第三方向为竖直方向。在本实施例中,第三传输组件9采用气动滑台,气动滑台包括滑台底座和滑动端,滑动端能够在滑台底座上滑动,气动滑台的滑台底座与第二丝杆副的第二螺母固定连接,气动滑台的滑动端与抓取组件固定连接。在其他实施例中,第三传输组件9采用丝杠滑台。
抓取组件包括平行气爪10和夹具11,平行气爪10包括气爪底座和两气动手指,两气动手指能够在气爪底座上相向滑动,平行气爪10的气爪底座与气动滑台的滑动端固定连接,平行气爪10的气动手指与夹具11固定连接。夹具11包括第一夹爪和第二夹爪,第一夹爪和第二夹爪分别与两气动手指固定连接,第一夹爪和第二夹爪相对的一侧开设有弧形孔,当第一夹爪和第二夹爪相抵时,弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵,此时夹具11夹持联管。
第一传输组件7、第二传输组件8、第三传输组件9和抓取组件均位于联管传输组件2上方。初始状态下,夹具11处于松开状态,夹具11与联管放置盘13中联管的顶部位于同一平面。
传输基座1上还设有检测终端,检测终端用于检测联管放置盘13,当检测到联管放置盘13时,生成启动信号。
第二传输组件8用于生成启动信号时,根据传送带的传输速度和传输方向控制夹具11沿第二方向运动的运动速度和运动方向。
平行气爪10用于根据传输速度和传输方向控制夹具11沿第二方向运动的运动速度和运动方向时进行计时,当计时达到预设时间时(此时夹具11与联管放置盘13上的联管同向且同速运动),控制夹具11的第一夹爪和第二夹爪相向运动,夹持联管,此时夹具11处于夹持状态。预设时间为夹爪加速至传输速度所需的时间。
第三传输组件9用于夹持联管后,根据预设距离控制夹具11沿第三方向运动,即控制夹具11竖直向上运动。预设距离为竖直方向上联管放置盘13上联管底端至下料盒12上表面之间的距离,为避免下料盒12阻挡联管运动,预设距离比竖直方向上联管放置盘13上联管底端至下料盒12上表面之间的距离大2至5毫米。
第一传输组件7和第二传输组件8用于夹具11沿第三方向运动预设距离后(此时联管脱离联管放置盘13),根据预设位置控制夹具11运动至下料盒12上方。预设位置为下料盒12中第二放置槽的所在位置,包括第一方向上的距离X和第二方向上的距离Y,距离X为夹具11沿第三方向运动预设距离后,在第二方向上夹具11夹持的联管与第二放置槽的距离。距离X随放置次数增大,每次增加距离X’,X’为在第二方向上相邻第二放置槽之间的距离,直至下料盒12上放满联管,则重新从距离X开始。距离Y为夹具11沿第三方向运动预设距离后,在第一方向上夹具11夹持的联管与第二放置槽的距离。
平行气爪10还用于夹具11运动至预设位置后,控制夹具11的第一夹爪和第二夹爪相背运动,松开联管,此时夹具11处于松开状态,联管下落至第二放置槽内,完成一次下料。
第一传输组件7、第二传输组件8和第三传输组件9还用于夹具11松开联管后,控制夹具11运动至初始位置。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于:
联管自动抓取装置,还包括上料基座14、上料装置和压平装置。
上料基座14设于传输基座1上,上料装置设于上料基座14上,上料装置位于联管传输装置上方。上料基座14包括工作台15,工作台15上开设有条形孔,条形孔正对联管传输装置,当联管放置盘13传输至条形孔下方时,条形孔正对联管放置盘13,条形孔的长度方向与联管放置盘13上放置槽的分布方向平行。
如附图5所示,上料装置用于将上料盒16内的联管放至联管放置盘13上,上料装置包括上料传输机构、上料辅助机构、夹持机构、接管机构和上料盒16。上料盒16用于存放待上料的联管,上料盒16包括盒体,盒体上开设有若干竖向的收纳孔17,收纳孔17沿垂直条形孔长度方向均匀分布,收纳孔17内叠放有多个联管。
上料传输机构用于传输上料盒16,上料传输机构设于工作台15的上表面,上料传输机构包括第四传输组件18和托盘,第四传输组件18用于传输托盘,托盘的传输方向与条形孔的长度方向垂直。第四传输组件18包括第四丝杠副、第四导杆、第四底座和第四电机,第四导杆的两端分别与第四底座固定连接,第四丝杠副中丝杠的一端与第四底座活动连接,另一端与第四电机的输出轴固定连接,第四电机远离丝杠的一端与第四底座固定连接,丝杠副中螺母的一端套接于第四导杆上,螺母的另一端与托盘固定连接,托盘与上料盒16固定连接,底座与工作台15的上表面固定连接。螺母通过托盘带动上料盒16在工作台15上移动,使得上料盒16的收纳孔17正对工作台15上的条形孔,上料盒16的移动方向垂直条形孔的长度方向。
工作台15上还设有互相平行的导向块19,导向块19的数量为两个,两导向块19分别与托盘相对的两侧相接触,导向块19的长度方向平行于上料盒16的移动方向,托盘沿两导向块19之间的通道移动,即上料传输机构用于沿两导向块19传输上料盒16。
上料辅助机构用于当收纳孔17正对条形孔时,将上料盒16中的联管推出,上料辅助机构位于上料传输机构的上方,上料辅助机构包括第五传输组件20和推压件21,推压件21与第五传输组件20的自由端固定连接,第五传输组件20用于移动推压件21,推压件用于将收纳孔17内的联管从条形孔推出。推压件21包括依次连接的连接块、弹性件和压块,压块与收纳孔17形状匹配,在本实施例中,弹性件选用弹簧。弹性件的设置,防止将联管按压过紧。
第五传输组件20包括第五丝杠副、第五导杆、第五底座和第五电机,第五导杆的两端分别与第五底座固定连接,第五丝杠副中丝杠的一端与第五底座活动连接,另一端与第五电机的输出轴固定连接,第五电机远离丝杠的一端与第五底座固定连接,丝杠副中螺母的一端套接于第五导杆上,螺母的另一端与推压件21固定连接,具体的,连接块与螺母固定连接,即连接块与第五传输组件20固定连接。第五传输组件20位于第一传输装置上方,工作台15上固定连接有支撑架,支撑架与第五底座固定连接。螺母带动推压件21在竖直方向移动,将上料盒16内联管从条形孔中推出。
如附图6所示,接管机构包括伸缩块22和第六传输组件23,在本实施例中,第六传输组件23采用第一气缸,在其他实施例中,第六传输组件23可采用丝杠滑台模组。第一气缸的自由端与伸缩块22固定连接,伸缩块22位于条形孔下方,伸缩块22的上表面与上料盒16中推出的联管相抵。初始状态下,伸缩块22处于伸出状态,此时伸缩块22位于条形孔下方,当联管从上料盒16中被推出时,伸缩块22的上表面与联管底端相抵,伸出的伸缩块22用于阻挡下落的联管。当不需要阻挡联管时,第一气缸带动伸缩块22缩回,联管可向下移动。
夹持机构包括动夹具25、定夹具24、第一平行气爪26、第二平行气爪27和第七传输组件29,动夹具25和定夹具24用于夹持相邻两联管,第七传输组件29与动夹具25固定连接,第七传输组件29用于移动动夹具25,使相邻两联管分离。在本实施例中,第七传输组件29采用第二气缸,其他实施例中,第七传输组件29可采用丝杠滑台模组。第一平行气爪26的气动手指与动夹具25固定连接,第二平行气爪27的气动手指与定夹具24固定连接,定夹具24和动夹具25从上至下依次设置。第二气缸的自由端与第一平行气爪26固定连接,第二气缸用于带动第一平行气爪26在竖直方向上移动,第一平行气爪26带动动夹具25在竖直方向上移动。
具体的,第一平行气爪26和第二平行气爪27均包括可相向运动的两气动手指,定夹具24包括可相向运动的第一定夹爪和第二定夹爪,第一定夹爪和第二定夹爪的一端分别与两气动手指固定连接,第一定夹爪和第二定夹爪相对的一侧开设有弧形孔,当第一定夹爪和第二定夹爪相抵时,弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵,此时定夹具24夹持联管。动夹具25包括可相向运动的第一动夹爪和第二动夹爪,第一动夹爪和第二动夹爪的一端分别与两气动手指固定连接,第一动夹爪和第二动夹爪相对的一侧开设有弧形孔,当第一定夹爪和第二定夹爪相抵时,弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵,此时动夹具25夹持联管。
初始状态下,动夹具25和定夹具24均处于松开状态,第二气缸处于收缩状态,当联管与接管机构相抵时,动夹具25用于夹持叠放的从上至下的最后一个联管的倒数第一个联管,定夹具24用于夹持与倒数第一个联管相邻的倒数第二个联管。当定夹具24和动夹具25夹紧联管时,不需要阻挡联管,此时第一气缸带动伸缩块22缩回,第二气缸伸出带动动夹具25下移,分离倒数第一个联管和倒数第二个联管,当第二气缸完全伸出时,距离联管传输盘的上表面较近。在本实施例中,当第二气缸完全伸出时,联管传输盘的上表面至联管底端的距离小于预设的距离阈值,例如距离阈值为5毫米。当联管放置盘13运动至动夹具25夹持的联管下方时,动夹具25松开联管,此时联管下落至联管放置盘13的放置槽中,实现联管的上料。
在其他实施例中,第六传输组件23、第七传输组件29预设收缩或伸出距离,当收缩或伸出相应预设距离时,认为收缩或伸出到位。例如,第七传输组件29用于移动动夹具25,当动夹具25移动预设距离时,此时动夹具25夹持的联管底端距联管放置盘13的距离小于预设的距离阈值,第七传输组件29停止移动动夹具25。
压平装置位于联管传输装置上方,压平装置用于按压下落至联管放置盘13上的联管。具体的,压平装置包括压平板28和第八传输组件,在本实施例中,第八传输组件采用第三气缸,其他实施例中,第八传输组件可采用丝杠滑台模组。第三气缸的自由端与压平板28固定连接,即第八传输组件的自由端与压平板28固定连接,压平板28的下表面能够与联管的顶端相抵,第三气缸用于控制压平板28下移按压联管放置盘13上的联管,使得联管与放置槽紧密接触。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种联管自动抓取装置,包括联管传输组件,联管传输组件用于传输联管;其特征在于:还包括抓取组件和多个传输组件,多个传输组件用于控制抓取组件沿多个方向运动;
多个传输组件还用于根据联管的传输速度和传输方向控制抓取组件的运动速度和运动方向,抓取组件用于运动速度、运动方向与传输速度和传输方向相同后,抓取传输过程中的联管。
2.根据权利要求1所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:联管传输组件包括主动轮、从动轮,以及与主动轮、从动轮传动连接的传送带,传送带上设有用于放置联管的联管放置盘;主动轮和从动轮的侧面设有均匀分布的第一导向块,传送带的内侧设有与第一导向块配合使用的第二导向块。
3.根据权利要求2所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:第一导向块和第二导向块均竖直设置。
4.根据权利要求2所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:联管传输组件还包括连接件,连接件包括连接块和两夹持块,连接块的两侧均开设有限位槽,两夹持块相对一侧延伸形成凸起部,两凸起部分别与两限位槽接触;连接块和夹持块分别与传送带外侧、联管放置盘固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:传输组件的数量为三个,三个传输组件用于控制抓取组件沿三个方向运动,所述三个方向互相垂直。
6.根据权利要求5所述的联管自动抓取装置,其特征在于:所述三个方向中任一方向平行于联管的传输方向。
7.根据权利要求1所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:抓取组件包括夹具,夹具包括第一夹爪和第二夹爪,第一夹爪和第二夹爪相对的一侧开设有弧形孔,当第一夹爪和第二夹爪相抵时,弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵。
8.根据权利要求7所述的一种联管自动抓取装置,其特征在于:抓取组件还包括平行气爪,平行气爪包括能够相向运动的两气动手指,两气动手指分别与第一夹爪、第二夹爪固定连接。
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