CN113942032B - 一种夹头式机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种夹头式机械手，包括盒体、夹头、联动机构和限位机构，若干夹头设置于盒体内并形成为线性分布的一组或者多组，联动机构用于驱动其中一组夹头进行同步打开与闭合，限位机构用于进行一组夹头的夹紧限位和/或松开限位；夹头包括对向开合的两个抓手构件以及设置于其中一个抓手构件上的推块；联动机构包括滑动支撑座、可动推杆、连杆传动组件和执行按钮；滑动支撑座设置于盒体上，可动推杆滑动设置于两个滑动支撑座上，同组夹头的推块固定设置于可动推杆上，执行按钮滑动设置于盒体上，且执行按钮的滑动方向与可动推杆的滑动方向相同；本发明具有夹持效果好、操作便捷的优点。

Description

一种夹头式机械手

技术领域

本发明属于机械手领域，具体涉及一种夹头式机械手。

背景技术

目前，医院中配置药物的方式主要是通过医护人员手工操作，这种手工配置药物的方式，需要医护人员手动操作注射器进行药物的抽吸，在西林瓶内药物的配置过程中，通常需要先将母液注射入西林瓶中，然后进行多次摇晃以使得西林瓶中粉末状的药物与母液进行摇匀混合，从而实现药物的溶解，然后再利用注射器将溶解后的药液抽吸出来，注射到吊瓶中进行使用或者直接进行打针操作。

上述粉末状的药物与母液的混合过程需要医护人员进行手工摇匀，医护人员工作强度高，尤其是在大型医院的医护站，每天需要进行非常多的西林瓶的药物配置；此外有的药物还存在一定的毒性，对医护人员的安全也有着不小的危险。

随着技术的发展，市面上出现了自动配药系统，通过机械手对西林瓶进行定位和夹持以实现对西林瓶内的药物抽吸注射等操作，例如中国专利202021197232.8所公开的一种用于配药机器人的多用手爪，再例如中国专利201210233918.1所公开的配药机器人的机械手爪，又例如中国专利201821136398.1所公开的配药机器人的夹持机构等。

在自动化配药过程中，需要同时进行西林瓶的批量上药、夹持和下药操作，现有技术中存在上下药操作繁琐、夹持效果差的缺陷；因此，需要进行改进。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种夹头式机械手，具有夹持效果好、操作便捷的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种夹头式机械手，其包括盒体、夹头、联动机构和限位机构，若干夹头设置于盒体内并形成为线性分布的一组或者多组，联动机构用于驱动其中一组夹头进行同步打开与闭合，限位机构用于进行一组夹头的夹紧限位和/或松开限位；

夹头包括对向开合的两个抓手构件以及设置于其中一个抓手构件上的推块；

联动机构包括两个或两个以上的滑动支撑座、可动推杆、连杆传动组件和执行按钮；滑动支撑座设置于盒体上，可动推杆滑动设置于滑动支撑座上，同组夹头的推块固定设置于可动推杆上，执行按钮滑动设置于盒体上，且执行按钮的滑动方向与可动推杆的滑动方向相同；

执行按钮通过连杆传动组件驱动可动推杆进行滑动，在推块的带动下两个抓手构件对向闭合或者背向张开，利用连杆传动组件，将执行按钮的短距离位移转变为可动推杆的长距离位移；

其中连杆传动组件包括第一铰接座、第二铰接座、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，其中第一连杆、第二连杆和第三连杆依次连接；

其中第一连杆的首端与执行按钮相铰接，第一连杆的末端与第二连杆的首端相铰接，第二连杆的中部通过第一铰接座设置于盒体上；

其中第三连杆的末端与可动推杆相铰接，第三连杆的首端设有滑槽，其中第二连杆的末端设有连接轴，连接轴设置于滑槽内并且连接轴能相对滑槽进行转动；

其中第四连杆的首端通过第二铰接座设置于盒体上，第四连杆的末端铰接在第三连杆的中部。

在本发明的上述技术方案中，联动机构能够驱动同组的多个夹头进行同步打开（进行西林瓶上药）与闭合（进行西林瓶自动下药），利用其连杆传动组件，将执行按钮的短距离位移转变为可动推杆的长距离位移，实现所驱动的多个夹头的同步打开动作。

作为本发明的另一种具体实施方式，第一铰接座位于执行按钮、可动推杆之间，第二铰接座位于第一铰接座和执行按钮之间，其中第二铰接座位于可动推杆的一侧。

作为本发明的另一种具体实施方式，第一连杆、第二连杆和第三连杆的长度依次增大。

作为本发明的另一种具体实施方式，夹头闭合时，第二连杆和第三连杆部分重合。

作为本发明的另一种具体实施方式，抓手构件包括抓手本体、啮合部和拉结部，啮合部和拉结部分别位于抓手本体的两端，抓手本体呈V形以进行不同规格西林瓶的夹持，啮合部上设有啮合齿，啮合部通过回转轴转动连接在盒体上，两个抓手构件上的啮合齿之间相啮合，其中一个抓手构件的拉结部上设有铰接部，铰接部与推块相铰接。

作为本发明的另一种具体实施方式，夹头还包括拉簧，拉簧的两端分别连接在两个抓手构件的拉结部上。

作为本发明的另一种具体实施方式，限位机构包括拨动手柄、推出限位拨杆和第一复位弹簧，推出限位拨杆的中部通过第一铰接点铰接在盒体上，第一复位弹簧的一端连接在盒体，第一复位弹簧的另一端连接在推出限位拨杆上，拨动手柄设置于推出限位拨杆上，推出限位拨杆上设有推出限位卡齿，可动推杆上设有推出限位齿条，推出限位卡齿能与推出限位齿条配合以对可动推杆进行滑动推出限位，利用拨动手柄的转动，推出限位拨杆同步转动在拉伸第一复位弹簧的同时使推出限位卡齿与推出限位齿条之间的限位约束失效。

作为本发明的另一种具体实施方式，限位机构还包括退回限位拨杆、第二复位弹簧和联动连杆组件；

退回限位拨杆的中部通过第二铰接点铰接在盒体上，第二复位弹簧的一端连接在盒体上，第二复位弹簧的另一端与退回限位拨杆的首端相铰接，退回限位拨杆的末端设有退回限位卡齿，可动推杆上设有退回限位齿条，退回限位卡齿能与退回限位齿条配合以对可动推杆进行滑动退回限位；

联动连杆组件包括第一联动杆和第二联动杆，第一联动杆的首端与推出限位拨杆相铰接，第二联动杆的中部通过第三铰接点铰接在盒体上，第二联动杆为折弯杆，第二联动杆的首端与第一联动杆的末端相铰接，第二联动杆的末端抵接在退回限位拨杆上，其中第二联动杆的末端位于退回限位拨杆与第二铰接点之间；

利用拨动手柄的转动，通过第一联动杆、第二联动杆带动退回限位拨杆同步转动，在拉伸第二复位弹簧的同时使退回限位卡齿与退回限位齿条之间的约束失效。

作为本发明的另一种具体实施方式，第一铰接点和第二铰接点对称位于可动推杆所在直线的两侧，推出限位卡齿与第一铰接点的距离为L1，退回限位卡齿与第二铰接点的距离为L2，其中L1＞L2。

作为本发明的另一种具体实施方式，限位机构包括滑块、保持按钮、锁定扣钩和第三复位弹簧；

第三复位弹簧设置于盒体上，滑块滑动设置于盒体上并能压缩第三复位弹簧，其中滑块的滑动方向与可动推杆的滑动方向相垂直；

滑块上设有限位连接槽和位于限位连接槽的槽口处的第一引导斜面，锁定扣钩设置于可动推杆上，锁定扣钩能与第一引导斜面相抵并驱动滑块滑动，利用第三复位弹簧，锁定扣钩能与限位连接槽卡接配合；

滑块上设有缺口槽和形成缺口槽的槽壁的第二引导斜面，保持按钮能与第二引导斜面相抵并驱动滑块滑动，直至锁定扣钩与限位连接槽的卡接配合失效。

本发明具备以下有益效果：

本发明中通过若干夹头对西林瓶进行夹持，通过联动机构驱动其中一组夹头进行同步打开与闭合，通过限位机构进行一组夹头的夹紧限位和/或松开限位，从而实现多个西林瓶的批量上药、夹持和下药操作，具有操作便捷的优点；

同时本发明的夹头可以进行不同规格西林瓶的夹持，并且具有夹持效果好的优点。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1显示夹头处于夹紧状态的示意图；

图3是本发明实施例1显示夹头处于张开状态的示意图；

图4是图2的正视图；

图5是图4中B处的局部放大示意图；

图6是图3中A处的局部放大示意图；

图7是图4中C处的局部放大示意图；

图8是本发明实施例2的结构示意图；

图9是图8的正视图；

图10是图9中D处的局部放大示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例提供了一种夹头式机械手，用于自动化系统中进行多个西林瓶的批量上药、夹持和下药操作，如图1-4所示，其包括盒体100、夹头200、联动机构300和限位机构400。

若干夹头200设置于盒体100内并形成为线性分布的一组或者多组，本实施例中以18个夹头200为例进行详细介绍，其中18个夹头200以3X6方式形成为横纵阵列分布的三组，每组均具有相配合的联动机构300和限位机构400，三组结构基本类似；其中联动机构300用于驱动其中一组夹头200进行同步打开与闭合，限位机构400用于进行一组夹头200的夹紧限位和/或松开限位。

盒体100包括底壳110和上盖120，上盖120扣合连接在底壳110上，其中上盖120上设有通孔121，以供西林瓶的瓶头穿过，底壳110上设有条形通槽111，如图1-2所示，通过在底壳110和上盖120设置不同尺寸大小的通孔121可以适应于更多种类型的西林瓶。

如图5所示，夹头200包括两个抓手构件210、两个回转轴220、拉簧230和推块240；

两个抓手构件210对应于通孔121设置，通过两个抓手构件210配合进行夹紧或放松西林瓶，抓手构件210包括抓手本体211、啮合部212和拉结部213，啮合部212和拉结部213分别位于抓手本体211的两端，其中抓手本体211呈V形以进行不同规格西林瓶的夹持，啮合部212上设有啮合齿214；

回转轴220设置于盒体100上，啮合部212通过回转轴220转动连接在盒体100上，其中两个抓手构件210上的啮合齿214之间相啮合，在两个抓手构件210产生相对转动时，两个抓手构件210上的啮合齿214产生同步地配合转动。

拉簧230的两端分别连接在两个抓手构件210上的拉结部213，拉簧230用于对西林瓶的预夹紧；

推块240设置于其中一个抓手构件210上，如图5所示，在位于左侧的抓手构件210上设有铰接部215，推块240与铰接部215相铰接，进而铰接连接位于左侧的抓手构件210上，在推块240的带动下，两个抓手构件210能对向闭合或者背向张开，以完成夹头200的打开与闭合操作，实现西林瓶的上药和下药操作。

如图3-4、图6所示，联动机构300包括两个或两个以上的滑动支撑座310、可动推杆320、连杆传动组件330和执行按钮340；

滑动支撑座310设置于盒体100上，可动推杆320滑动设置于滑动支撑座310上，同组夹头200的六个推块240固定设置于可动推杆320上，执行按钮340滑动设置于盒体100上，且执行按钮340的滑动方向与可动推杆320的滑动方向相同；

具体的，执行按钮340优选为机械式柱形按钮，其位于盒体100的一侧面并能够进行往复滑动，其中执行按钮340也可以是自复位按钮。

执行按钮340通过连杆传动组件330驱动可动推杆320进行滑动，在推块240的带动下两个抓手构件210对向闭合或者背向张开，利用连杆传动组件330，将执行按钮340的短距离位移转变为可动推杆320的长距离位移；

如图6所示，连杆传动组件330包括第一铰接座331、第二铰接座332、第一连杆333、第二连杆334、第三连杆335和第四连杆336，其中第一连杆333、第二连杆334和第三连杆335依次连接；

其中第一连杆333的首端与执行按钮340相铰接，第一连杆333的末端与第二连杆334的首端相铰接，第二连杆334的中部通过第一铰接座331设置于盒体100上，优选的，第一铰接座331更靠近第二连杆334的首端，再优选的，第一铰接座331位于执行按钮340所在直线上；

其中第三连杆335的末端与可动推杆320相铰接，第三连杆335上设有滑槽337，其中第二连杆334的末端设有连接轴338，连接轴338设置于滑槽337内并且连接轴338能相对滑槽337进行转动；

其中第四连杆336的首端通过第二铰接座332设置于盒体100上，第四连杆336的末端铰接在第三连杆335的中部。

具体的，第一铰接座331位于执行按钮340、可动推杆320之间，第二铰接座332位于第一铰接座331和执行按钮340之间，其中第二铰接座332位于可动推杆320的一侧，优选的，可动推杆320在驱动同组的夹头200在夹紧状态和张开状态切换的过程中，第二铰接座332始终位于可动推杆320所在直线上。

再具体的，第一连杆333、第二连杆334和第三连杆335的长度依次增大。

其中，夹头200闭合时，第二连杆334和第三连杆335部分重合，如图2所示。

本实施例中的连杆传动组件330利用连杆特性在进行动力传动的同时实现位移的放大，从而实现采用较小位移的执行按钮340，即可实现可动推杆320具有较大位移的行程，最终使夹头200具有合适的打开角度以进行不同类型西林瓶的夹持。

如图7所示，限位机构400可以对可动推杆320进行推出限位，其包括拨动手柄410、推出限位拨杆420和第一复位弹簧430；

推出限位拨杆420的中部通过第一铰接点R1铰接在盒体100上，第一复位弹簧430的一端连接在盒体100，第一复位弹簧430的另一端连接在推出限位拨杆420上，拨动手柄410设置于推出限位拨杆420上，推出限位拨杆420上设有推出限位卡齿421，可动推杆320上设有推出限位齿条321，推出限位卡齿421能与推出限位齿条321配合以对可动推杆320进行滑动推出限位，利用拨动手柄410的转动，推出限位拨杆420同步转动在拉伸第一复位弹簧430的同时使推出限位卡齿421与推出限位齿条321之间的限位约束失效。

进一步的，限位机构400还可以对可动推杆320进行退回限位，限位机构400还包括退回限位拨杆440、第二复位弹簧450和联动连杆组件460；

退回限位拨杆440的中部通过第二铰接点R2铰接在盒体100上，第二复位弹簧450的一端连接在盒体100上，第二复位弹簧450的另一端与退回限位拨杆440的首端相铰接，退回限位拨杆440的末端设有退回限位卡齿441，可动推杆320上设有退回限位齿条322，退回限位卡齿441能与退回限位齿条322配合以对可动推杆320进行滑动退回限位；

具体的，联动连杆组件460用于进行推出限位拨杆420与退回限位拨杆440之间的联动，其包括第一联动杆461和第二联动杆462，第一联动杆461的首端与推出限位拨杆420相铰接，第二联动杆462的中部通过第三铰接点R3铰接在盒体100上，第二联动杆462为折弯杆，第二联动杆462的首端与第一联动杆461的末端相铰接，第二联动杆462的末端抵接在退回限位拨杆440上，其中第二联动杆462的末端位于退回限位拨杆440与第二铰接点R2之间；

利用拨动手柄410的转动，通过第一联动杆461、第二联动杆462带动退回限位拨杆440同步转动，在拉伸第二复位弹簧450的同时使退回限位卡齿441与退回限位齿条322之间的约束失效。

具体的，第一铰接点R1和第二铰接点R2对称位于可动推杆320所在直线的两侧，推出限位卡齿421与第一铰接点R1的距离为L1，退回限位卡齿441与第二铰接点R2的距离为L2，其中L1＞L2。

本实施例中限位机构400采用同一拨动手柄410进行控制，在可动推杆320向左运动时，需要逆时针转动拨动手柄410，此时推出限位拨杆420左端向下、右端向上进而解除推出限位卡齿421能与推出限位齿条321之间约束，此时可以进行可动推杆320的向左运动；

当可动推杆320向左运动到指定位置时，松开拨动手柄410，在第一复位弹簧430、第二复位弹簧450的作用下，拨动手柄410恢复初始位置，此时如果退回限位拨杆440上的退回限位卡齿441与退回限位齿条322没有接触，则可动推杆320自动向右运动进行回位，如果退回限位拨杆440上的退回限位卡齿441与退回限位齿条322接触并形成限位配合，则此时可动推杆320位置被锁定，待需要可动推杆320向右回位时，再次逆时针转动拨动手柄410，则可动推杆320自动向右回位。

实施例2

本实施例提供了一种夹头式机械手，如图8-10所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，限位机构的结构不同。

本实施例中的限位机构400包括滑块470、保持按钮480、锁定扣钩490和第三复位弹簧491；

第三复位弹簧491设置于盒体100上，滑块470滑动设置于盒体100上并能压缩第三复位弹簧491，其中滑块470的滑动方向与可动推杆320的滑动方向相垂直；

滑块470上设有限位连接槽471和位于限位连接槽471的槽口处的第一引导斜面472，锁定扣钩490设置于可动推杆320上，锁定扣钩490能与第一引导斜面472相抵并驱动滑块470滑动，利用第三复位弹簧491，锁定扣钩490能与限位连接槽471卡接配合；

滑块470上还设有缺口槽473和形成缺口槽473的槽壁的第二引导斜面474，保持按钮480能与第二引导斜面474相抵并驱动滑块470滑动，直至锁定扣钩490与限位连接槽471的卡接配合失效。

本实施例中限位机构400只进行退回限位，不进行推出限位。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种夹头式机械手，其特征在于，包括盒体、夹头、联动机构和限位机构，若干所述夹头设置于所述盒体内并形成为线性分布的一组或者多组，所述联动机构用于驱动其中一组所述夹头进行同步打开与闭合，所述限位机构用于进行一组所述夹头的夹紧限位和/或松开限位；

所述夹头包括对向开合的两个抓手构件以及设置于其中一个所述抓手构件上的推块；

所述联动机构包括两个或两个以上的滑动支撑座、可动推杆、连杆传动组件和执行按钮；所述滑动支撑座设置于所述盒体上，所述可动推杆滑动设置于所述滑动支撑座上，同组所述夹头中的所述推块固定设置于所述可动推杆上，所述执行按钮滑动设置于所述盒体上，且所述执行按钮的滑动方向与所述可动推杆的滑动方向相同；

所述执行按钮通过所述连杆传动组件驱动所述可动推杆进行滑动，在所述推块的带动下两个所述抓手构件对向闭合或者背向张开，利用所述连杆传动组件，将所述执行按钮的短距离位移转变为所述可动推杆的长距离位移；

其中所述连杆传动组件包括第一铰接座、第二铰接座、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，其中所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆依次连接；

其中所述第一连杆的首端与所述执行按钮相铰接，所述第一连杆的末端与所述第二连杆的首端相铰接，所述第二连杆的中部通过所述第一铰接座设置于所述盒体上；

其中所述第三连杆的末端与所述可动推杆相铰接，所述第三连杆的首端设有滑槽，其中所述第二连杆的末端设有连接轴，所述连接轴设置于所述滑槽内并且所述连接轴能相对所述滑槽进行转动；

其中所述第四连杆的首端通过所述第二铰接座设置于所述盒体上，所述第四连杆的末端铰接在所述第三连杆的中部。

2.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述第一铰接座位于所述执行按钮、所述可动推杆之间。

3.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆的长度依次增大。

4.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述夹头闭合时，所述第二连杆和所述第三连杆部分重合。

5.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述抓手构件包括抓手本体、啮合部和拉结部，所述啮合部和所述拉结部分别位于所述抓手本体的两端，所述抓手本体呈V形以进行不同规格西林瓶的夹持，所述啮合部上设有啮合齿，所述啮合部通过回转轴转动连接在所述盒体上，两个所述抓手构件上的所述啮合齿之间相啮合，其中一个所述抓手构件的所述拉结部上设有铰接部，所述铰接部与所述推块相铰接。

6.如权利要求5所述的夹头式机械手，其特征在于，所述夹头还包括拉簧，所述拉簧的两端分别连接在两个所述抓手构件的所述拉结部上。

7.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述限位机构包括拨动手柄、推出限位拨杆和第一复位弹簧，所述推出限位拨杆的中部通过第一铰接点铰接在所述盒体上，所述第一复位弹簧的一端连接在所述盒体上，所述第一复位弹簧的另一端连接在所述推出限位拨杆上，所述拨动手柄设置于所述推出限位拨杆上，所述推出限位拨杆上设有推出限位卡齿，所述可动推杆上设有推出限位齿条，所述推出限位卡齿能与所述推出限位齿条配合以对所述可动推杆进行滑动推出限位，利用所述拨动手柄的转动，所述推出限位拨杆同步转动在拉伸所述第一复位弹簧的同时使所述推出限位卡齿与所述推出限位齿条之间的限位约束失效。

8.如权利要求7所述的夹头式机械手，其特征在于，所述限位机构还包括退回限位拨杆、第二复位弹簧和联动连杆组件；

所述退回限位拨杆的中部通过第二铰接点铰接在所述盒体上，所述第二复位弹簧的一端连接在所述盒体上，所述第二复位弹簧的另一端与所述退回限位拨杆的首端相铰接，所述退回限位拨杆的末端设有退回限位卡齿，所述可动推杆上设有退回限位齿条，所述退回限位卡齿能与所述退回限位齿条配合以对所述可动推杆进行滑动退回限位；

所述联动连杆组件包括第一联动杆和第二联动杆，所述第一联动杆的首端与所述推出限位拨杆相铰接，所述第二联动杆的中部通过第三铰接点铰接在所述盒体上，所述第二联动杆为折弯杆，所述第二联动杆的首端与所述第一联动杆的末端相铰接，所述第二联动杆的末端抵接在所述退回限位拨杆上，其中所述第二联动杆的末端位于所述退回限位拨杆与第二铰接点之间；

利用所述拨动手柄的转动，通过所述第一联动杆、所述第二联动杆带动所述退回限位拨杆同步转动，在拉伸所述第二复位弹簧的同时使所述退回限位卡齿与所述退回限位齿条之间的约束失效。

9.如权利要求8所述的夹头式机械手，其特征在于，第一铰接点和第二铰接点对称位于所述可动推杆所在直线的两侧，所述推出限位卡齿与第一铰接点的距离为L1，所述退回限位卡齿与第二铰接点的距离为L2，其中L1＞L2。

10.如权利要求1所述的夹头式机械手，其特征在于，所述限位机构包括滑块、保持按钮、锁定扣钩和第三复位弹簧；

所述第三复位弹簧设置于所述盒体上，所述滑块滑动设置于所述盒体上并能压缩所述第三复位弹簧，其中所述滑块的滑动方向与所述可动推杆的滑动方向相垂直；

所述滑块上设有限位连接槽和位于所述限位连接槽的槽口处的第一引导斜面，所述锁定扣钩设置于所述可动推杆上，所述锁定扣钩能与所述第一引导斜面相抵并驱动所述滑块滑动，利用所述第三复位弹簧，所述锁定扣钩能与所述限位连接槽卡接配合；

所述滑块上设有缺口槽和形成所述缺口槽的槽壁的第二引导斜面，所述保持按钮能与所述第二引导斜面相抵并驱动所述滑块滑动，直至所述锁定扣钩与所述限位连接槽的卡接配合失效。

Images