CN116605815A - 一种开关盖机构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出一种开关盖机构，该种开关盖机构包括备载台、夹紧组件、旋爪组件以及驱动组件；其中，所述载台用于放置瓶管；所述夹紧组件设置于所述载台周围，且所述夹紧组件可将瓶管固定在所述载台上；所述旋爪组件设置于所述载台上方，所述旋爪组件包括电旋爪，所述电旋爪可抓取瓶管盖并带动其旋转；所述驱动组件包括第一滑台、及设置于所述第一滑台上的缓冲组件。本申请实施例开关盖机构中，驱动组件与旋爪组件配合兼具拔塞开关盖和旋转开关盖、旋转预合盖的功能，同时载台设置呈阶梯分布的多个载物台，兼容三大类型的盖子与容器，采用多种柔性设计，以解决现有设备功能单一、兼容性差、旋坏旋紧旋松旋歪等故障率高、成本高等问题。

Description

一种开关盖机构

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，尤其涉及一种开关盖机构。

背景技术

在化学、生物医药、分子诊断等领域的实验操作工序中，常常会使用到瓶管等容器存储液体，其中，瓶管在使用过程中经常需要对其进行开关盖，以便实现存取溶液的目的，盖子的种类一般分为拔塞盖和旋盖。其中，拔塞盖需要将盖子与瓶身分别夹住进行拔开或者塞紧，旋盖需要将盖子与瓶身分别夹住后，将瓶盖进行旋开或者旋闭，以实现开关盖的目的，用于实验操作中各种容器。

然而，现有的自动化开关盖装置，一种是体积非常大，每一个步骤使用一套治具，至少采用四五套治具实现关盖，不够集成化、小型化，一般仅用于针对单一容器的关盖，适合流水线等规模性生产；一种是集成式，兼具旋闭盖和旋开盖功能，又分电动和气动控制，但也是针对较单一容器，而且存在各种问题，例如瓶盖易旋坏、磨损掉屑，缩短瓶盖使用寿命；闭盖太紧或太松，造成容器内有负压或挥发；由于容器一般为玻璃或者塑料制品，瓶口与瓶身的同轴度较差，而现有装置的兼容性不足够，容易造成盖子旋歪；整体而言，故障率较高，兼容性不高；且现有开关盖设备大多不具有储盖功能，导致设备开盖后需要夹持着盖子，而无法连续工作，或是夹爪将盖子放置在瓶身旁边，盖子跟随瓶子走，功能单一，仅闭盖或者仅开盖，效率低下，无法满足现在的实验操作应用场景。

因此，针对上述问题，提出一种开关盖机构。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种开关盖机构，解决了因打不开盖子、关盖歪斜、关盖碎瓶、关盖太紧或者太松等问题，具有兼容性高、使用成本低的优点。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提出了一种开关盖机构，包括：

载台，所述载台用于放置瓶管；

夹紧组件，所述夹紧组件设置于所述载台周围，且所述夹紧组件可将瓶管固定在所述载台上；

旋爪组件，所述旋爪组件设置于所述载台上方，所述旋爪组件包括电旋爪，所述电旋爪可抓取瓶管盖并带动管瓶旋转；

驱动组件，所述驱动组件包括第一滑台、及设置于所述第一滑台上的缓冲组件，所述第一滑台与所述旋爪组件连接，用于驱动所述旋爪组件朝向靠近或远离所述载台方向移动；所述缓冲组件与所述旋转组件连接，在所述旋爪组件移动时起到缓冲作用。

在一些实施例中，所述驱动组件还包括第二滑台，所述第二滑台与所述载台连接，用于水平驱动所述载台朝向靠近或远离所述旋爪组件的方向移动。

优选地，所述载台包括第一载物台、第二载物台以及第三载物台，所述第一载物台、第二载物台以及第三载物台呈阶梯分布。

在一些实施例中，所述夹紧组件与所述第一载物台、第二载物台以及第三载物台对应设置，所述夹紧组件包括设置于所述载台上的第一夹持件以及与所述第一夹持件相对设置的第二夹持件；所述第二夹持件与设置于所述载台上的驱动件连接，所述驱动件驱动所述第二夹持件朝向靠近或远离第一夹持件的方向移动，以夹紧或松开瓶管。

进一步地，所述第一夹持件与第二夹持件均包括夹持板，所述夹持板与管瓶接触的表面设置有橡胶块。

进一步地，所述橡胶块呈与瓶管外壁相配合的V形结构。

进一步地，所述缓冲组件包括弹簧与导向柱，所述弹簧套接于所述导向柱上，所述导向柱一端安装在所述第一滑台上，另一端与所述旋爪组件连接，在所述旋爪组件移动时起到缓冲作用。

进一步地，所述电旋爪包括旋爪、夹指，所述夹指与旋爪连接，其中，所述旋爪采用电动控制，内置夹持力、扭力检测，以对不同刚度的盖子采用不同的夹持力、扭力；

其中，所述夹指包括相对设置的夹板，所述夹板底部设置有用于夹持盖子的夹柱。

进一步地，所述夹柱呈阶梯状结构。

在一些实施例中，所述开关盖机构还包括用于存储盖子的储盖组件，所述储盖组件设置于所述载台一侧水平方向；所述储盖组件包括储盖板，所述储盖板上至少设置有一个储盖位。

本申请实施例开关盖机构结构简单，驱动组件与旋爪组件配合兼具拔塞开关盖和旋转开关盖、旋转预合盖的功能，同时载台设置呈阶梯分布的多个载物台，兼容三大类型的盖子与容器，采用多种柔性设计，以解决现有设备功能单一、兼容性差、旋坏旋紧旋松旋歪等故障率高、成本高等问题。

附图说明

图1是本申请实施例开关盖机构的整体结构示意图；

图2是本申请实施例载台的结构示意图；

图3是本申请实施例开关盖机构的部分结构示意图；

图4是本申请实施例开关盖机构的局部结构放大示意图；

图5是本申请实施例开旋爪组件的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中若有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。

在化学、生物医药、分子诊断等领域的实验操作工序中，常常会使用到瓶管等容器存储液体，其中，瓶管在使用过程中经常需要对其进行开关盖，以便实现存取溶液的目的；但现有的自动化开关盖装置，不仅体积大，每一个步骤使用一套治具，集成度低，一般仅适用于针对单一容器的关盖，且存在关盖歪斜、关盖碎瓶、关盖太紧或者太松等问题。

本申请实施例的开关盖机构可安装在瓶管类产品包装设备或生产线上，兼具拔塞开关盖和旋转开关盖、旋转预合盖的功能，兼容三大类型的盖子与容器，采用多种柔性设计，以解决现有设备功能单一、兼容性差、旋坏旋紧旋松旋歪等故障率高、成本高等问题，降低生产成本。

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1是表示本申请实施例的开关盖机构的主要部分构成的示意图。开关盖机构的构成为具备载台10、夹紧组件20、旋爪组件30以及驱动组件40；其中，所述载台10用于放置瓶管；所述夹紧组件20设置于所述载台10周围，且所述夹紧组件20可将瓶管固定在所述载台10上；所述旋爪组件30设置于所述载台10上方，所述旋爪组件30包括电旋爪31，所述电旋爪31可抓取瓶管盖并带动其旋转；所述驱动组件40包括第一滑台41、及设置于所述第一滑台41上的缓冲组件42，所述第一滑台41与所述旋爪组件30连接，所述第一滑台41用于驱动所述旋爪组件30朝向靠近或远离所述载台10方向移动；所述缓冲组件42与所述旋转组件30连接，在所述旋爪组件30移动时起到缓冲作用。

具体应用中，开盖：待开盖的管瓶放置在载台10上，载台10周围的夹紧组件20工作，将管瓶夹紧固定于载台10上，管瓶固定在工作位置后，第一滑台41驱动旋爪组件30朝向靠近载台10的方向移动，移动过程中，缓冲组件42用于实现旋爪组件42上下运动时的柔性缓冲，防止与瓶身的刚性接触，同时保护旋爪，以免造成碰触时，瓶身、盖子或者旋爪的损坏；到达工作位置后，旋爪组件30夹持载台10上管瓶的盖子，并带动盖子旋转至开盖角度，完成开盖；此时旋爪组件30复位，并将盖子放置在预设位置；进行下一个开盖循环；

关盖：待关盖的管瓶放置在载台10上，载台10周围的夹紧组件20工作，将管瓶夹紧固定于载台10上，管瓶固定在工作位置后，第一滑台41驱动旋爪组件30在预设位置取盖子并朝向靠近载台10的方向移动，移动过程中，缓冲组件42用于实现旋爪组件上下运动时的柔性缓冲，防止与瓶身的刚性接触，同时保护旋爪，以免造成碰触时，瓶身、盖子或者旋爪的损坏；到达工作位置后，旋爪组件30开始旋转至盖子螺纹全部旋入，完成关盖；此时旋爪组件30复位，进行下一个关盖循环。

进一步地，此实施例中，如图1所示，所述驱动组件还包括第二滑台43，所述第二滑台43与所述载台10连接，第二滑台43用于水平驱动所述载台10朝向靠近或远离所述旋爪组件30的方向移动。具体的，第二滑台43与第一滑台41相互垂直，第二滑台43用于将载台10运入和运出旋爪组件30下方的开关盖位置，方便与人工或者机械臂在外侧与载台10进行安全交互。

进一步地，如图2所示，所述载台10包括第一载物台11、第二载物台12以及第三载物台13，所述第一载物台11、第二载物台12以及第三载物台13呈阶梯分布。

具体应用中，如图2所示，第一载物台11周围设置有对瓶管限位的限位柱，且第一载物台11中部设置有通孔，第二载物台12设置于所述第一载物台11下方，管瓶通过第一载物台11上的通孔放置在第二载物台12上，且通孔还可对放置在第二载物台12上的管瓶进行限位；第三载物台13呈孔状结构，第三载物台13设置于第二载物台12下方，具体的，第三载物台13为第二载物台12上的载物孔；管瓶通过第一载物台11上的通孔放置在第三载物台13内。

可以理解的是，在一些实施例中，所述夹紧组件20与所述第一载物台11、第二载物台12以及第三载物台13对应设置，夹紧组件20可以设置于所述载台10上，所述夹紧组件20包括设置于所述载台10上的第一夹持件21以及与所述第一夹持件21相对设置的第二夹持件22；所述第一夹持件21与设置于所述载台10上的驱动件23连接，所述驱动件23驱动所述第一夹持件21朝向靠近或远离第二夹持件22的方向移动，以夹紧或松开瓶管。具体的，第二夹持件22可固定设置于载台10上，此时当管瓶放置于载台10上后，管瓶贴合第二夹持件22，第一夹持件21在驱动件23作用下朝向靠近管瓶的方向移动，从而将管瓶夹紧固定在载台10上；或者，第一夹持件21与第二夹持件22联动，在驱动件23作用下，第一夹持件21与第二夹持件22可相向或相反运动，实现夹紧管瓶。

具体应用中，如图2和图3所示，夹紧组件20设置有两组，其中，第二载物台12与第三载物台13共用一组夹紧组件。两组夹紧组件20由同一个驱动件23驱动。

优选地，所述第一夹持件21与第二夹持件22均包括夹持板，所述夹持板与管瓶接触的表面设置有橡胶块24。具体的，夹持板二221可固定于载台上，夹持板一211可以于驱动件23连接，管瓶放置载台上后，管瓶外壁贴合夹夹持板二221，夹持板一211在驱动件23作用下朝向靠近管瓶的方向移动，从而将管瓶夹紧固定在载台10上；或者夹持板一211与夹持板二221联动，夹持板一211、夹持板二221与驱动件23连接，在驱动件23作用下，夹持板一211与夹持板二221可相向或相反运动，实现夹紧管瓶。本申请实施例中，夹持板一211与夹持板二221联动。

进一步地，所述橡胶块24呈与瓶管外壁相配合的弧形结构。如图2所示，具体应用中，橡胶块24与管瓶的形状相适配，弧形结构的橡胶块24可兼容多种形状的管瓶，适用范围更广。

此实施例中，驱动件23可以是气缸。

此实施例中，夹紧组件采用了气动夹紧方式，其中，第一夹持件21与第二夹持件22采用了柔性设计和梯度设计，夹指的柔性设计易于开关盖时，自动修正同轴度偏差，防止容器因同轴度较差开关盖失败，增加第一夹持件21、第二夹持件22与管瓶的摩擦力，以防旋盖或拔盖时打滑，第一夹持件21与第二夹持件22的梯度设计用于放置夹持不同类型的容器，对于平底的容器，采用放置平台和定位柱的形式，对于圆底容器，采用单片微力压紧的形式，防止摇摆偏心，第一夹持件21与第二夹持件22旁边配有传感器，用于检测容器的有无，以便用于自动化时与其他设备安全对接及流程中的物料情况检测。

在一些实施例中，如图4所示，所述缓冲组件42包括弹簧421与导向柱422，导向柱422一端安装在第一滑台41上，另一端套接于旋爪组件30的固定板内，弹簧421套接于导向柱422上，在所述旋爪组件30移动时起到缓冲作用，同时，使得旋爪组件30与管瓶之间为柔性连接，对盖子起到保护作用。

在一些实施例中，如图1和图5所示，所述电旋爪31包括旋爪311、夹指312，所述夹指312与旋爪311连接，其中，所述旋爪311采用电动控制，内置夹持力、扭力检测，以对不同刚度的盖子采用不同的夹持力、扭力。具体的，夹指312安装在旋爪311上，用于对盖子的夹持与旋转；其中旋爪311采用电动控制，内置夹持力、扭力检测，以便对不同刚度的盖子采用不同的夹持力，旋紧采用扭力检测，既确保盖子旋紧到位，同时保证不过分加载力量减少结构寿命或者损坏容器，同时可以实现盖子掉落检测。

优选地，如图5所示，所述夹指312包括相对设置的夹板3121，所述夹板3121底部设置有用于夹持盖子的夹柱3122，可以理解的是，夹柱3122外壁可包裹设置柔性材料，防止夹伤盖子或者旋转时对盖子产生磨损。

进一步地，如图5所示，所述夹柱3122呈阶梯状结构，夹柱3122呈阶梯分布可适应不同类型盖子的夹持。

在一些实施例中，所述开关盖机构还包括用于存储盖子的储盖组件50，所述储盖组件50设置于所述载台10一侧水平方向；所述储盖组件50包括储盖板51，所述储盖板51上至少设置有一个储盖位。

具体应用中，如图1和图2所示，储盖组件50包括放置板、立柱，立柱在放置板上均匀分布，形成若干放置区，用于对盖子的存储。其中放置区根据不同的盖子类型及洁净度进行分区管理，其中盖子类型可根据需要设定多种区域，每一种盖子，根据需要，可以分为洁净区与污染区，一般首次空瓶开盖后放置洁净区，最后环节开盖后放置污染区，实验流程中开盖时，电旋爪31保持夹持住，不放下，以免产生交叉污染；其中所述立柱，其作用为一是定位瓶盖，同时确保电旋爪31的夹持空间，立柱高度高于盖子高度的一半以上，最高要确保电旋爪31夹持时，不碰触到电旋爪31的夹指安装面，防止电旋爪31的夹指松开盖子时对盖子一侧的吸附力造成盖子放歪或掉落，通过立柱高度的增加还可以实现盖子存储数量的增加。

本申请实施例开关盖机构可用于旋开盖(储盖/不储盖)、旋关盖(储盖/不储盖)、拔开盖(储盖/不储盖)、塞关盖(储盖/不储盖)、旋转预合盖(储盖/不储盖)，具体操作步骤如下：

旋开盖(储盖)：步骤1，夹紧组件20夹紧容器(带盖)，通过第二滑台43移动至旋盖工位；步骤2，电旋爪31通过第一滑台41向下移动至规定位置；步骤3，电旋爪31夹住盖子，开始旋转至盖子螺纹全部旋出，同时第一滑台41按照比例速度上移至规定位置；步骤4，检测电旋爪31有无夹住盖子，有则进行步骤5，没有则重复步骤2,3,4，三次没有成功，则进行步骤5，并报警；步骤5，电旋爪31转回原点，通过第一滑台41向上移至安全位；步骤6，电旋爪31通过第一滑台41及第二滑台43的配合在储盖组件50指定位置放置盖子后，向上移至安全位；步骤7，夹紧组件20通过第二滑台43移动至外侧上下料位；

旋开盖(不储盖)：与上述“旋开盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为1,2,3,4,5,7，没有步骤6；

旋关盖(储盖)：步骤1，电旋爪31通过第一滑台41及第二滑台43的配合在储盖组件50上拿取指定盖子后，向上移至安全位；步骤2，夹紧组件20夹紧容器(无盖)，通过第二滑台43移动至旋盖工位；步骤3，电旋爪31夹持着盖子，通过第一滑台41向下移动，同时，电旋爪31开始旋转至盖子螺纹全部旋入，且第一滑台41移动至规定位置，电旋爪31检测到设定扭力，停止旋转；步骤4，电旋爪31通过第一滑台41向上移至安全位，夹紧组件20通过第二滑台43移动至外侧上下料位；

旋关盖(不储盖)：与上述“旋关盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为2,3,4，没有步骤1；

拔开盖(储盖)：与上述“旋开盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为1,2,3,4,5,6,7，其中步骤3中，电旋爪31只旋转90度；

拔开盖(不储盖)：与上述“拔开盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为1,2,3,4,5,7，没有步骤6；

塞关盖(储盖)：与上述“旋关盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为1,2,3,4，其中步骤3改为：电旋爪31夹持着盖子，通过第一滑台41向下移动，至规定位置，电旋爪31旋转90度；

塞关盖(不储盖)：与上述“塞关盖(储盖)”步骤基本相同，顺序为2,3,4，没有步骤1；

旋转预合盖：与上述“旋关盖(储盖/不储盖)”步骤基本相同，其中步骤3中，电旋爪31停止旋转后，增加一个反转角度，使得盖子预合在管瓶上。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种开关盖机构，其特征在于，包括：

载台，所述载台用于放置瓶管；

夹紧组件，所述夹紧组件设置于所述载台周围，且所述夹紧组件可将瓶管固定在所述载台上；

旋爪组件，所述旋爪组件设置于所述载台上方，所述旋爪组件包括电旋爪，所述电旋爪可抓取瓶管盖并带动管瓶旋转；

驱动组件，所述驱动组件包括第一滑台、及设置于所述第一滑台上的缓冲组件，所述第一滑台与所述旋爪组件连接，用于驱动所述旋爪组件朝向靠近或远离所述载台方向移动；所述缓冲组件与所述旋转组件连接，在所述旋爪组件移动时起到缓冲作用。

2.如权利要求1所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述驱动组件还包括第二滑台，所述第二滑台与所述载台连接，用于水平驱动所述载台朝向靠近或远离所述旋爪组件的方向移动。

3.如权利要求1所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述载台包括第一载物台、第二载物台以及第三载物台，所述第一载物台、第二载物台以及第三载物台呈阶梯分布。

4.如权利要求3所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述夹紧组件与所述第一载物台、第二载物台以及第三载物台对应设置，所述夹紧组件包括设置于所述载台上的第一夹持件以及与所述第一夹持件相对设置的第二夹持件；所述第二夹持件与设置于所述载台上的驱动件连接，所述驱动件驱动所述第二夹持件朝向靠近或远离第一夹持件的方向移动，以夹紧或松开瓶管。

5.如权利要求4所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述第一夹持件与第二夹持件均包括夹持板，所述夹持板与管瓶接触的表面设置有橡胶块。

6.如权利要求5所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述橡胶块呈与瓶管外壁相配合的V形结构。

7.如权利要求1所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述缓冲组件包括弹簧与导向柱，所述弹簧套接于所述导向柱上，所述导向柱一端安装在所述第一滑台上，另一端与所述旋爪组件连接，在所述旋爪组件移动时起到缓冲作用。

8.如权利要求1所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述电旋爪包括旋爪、夹指，所述夹指与旋爪连接，其中，所述旋爪采用电动控制，内置夹持力、扭力检测，以对不同刚度的盖子采用不同的夹持力、扭力；

其中，所述夹指包括相对设置的夹板，所述夹板底部设置有用于夹持盖子的夹柱。

9.如权利要求8所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述夹柱呈阶梯状结构。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种开关盖机构，其特征在于，所述开关盖机构还包括用于存储盖子的储盖组件，所述储盖组件设置于所述载台一侧水平方向；所述储盖组件包括储盖板，所述储盖板上至少设置有一个储盖位。