CN212825481U - 一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机，所述电磁驱动式机械爪包括爪指、连接座、连杆、驱动机构和主体安装筒；所述驱动机构安装于主体安装筒内，所述连接座设置于主体安装筒的下端且与驱动机构连接；所述爪指的一端铰接于连接座上，爪指的另一端向下弯折；所述连杆的一端铰接于主体安装筒上，连杆的另一端铰接于爪指中部。本实用新型提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机，其具备结构简单、成本低廉、易于维护的特点，同时能够满足礼品机的抓力平衡要求。

Description

一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机

技术领域

本实用新型涉及游艺设备领域，具体涉及一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机。

背景技术

随着生活水平的提高，人们得以体验更多的休闲和娱乐活动，娱乐设备产业也渐渐发展起来。目前，礼品机已遍布各个商场及动漫娱乐场所，顾客只需向礼品机投入一定数量的硬币，即可获得抓取自己喜爱的礼品或奖励的机会。

其中，娃娃机是近年来受到广泛欢迎的一种礼品机。其主要玩法是，将礼品陈列在一个透明的柜子内，柜子内设置一个可控制抓取物品的机器手臂，使用者要凭自己的技术操控机器手臂，以抓取自己想要的礼品。因柜子中放置的礼品大多是毛绒玩具之类的布偶填充玩具，故而也被称为“娃娃机”、“夹娃娃机”或“夹公仔机”。

礼品机中机械手臂末端的机械爪是最为关键的部件。然而现有的机械爪还存在较大的改进空间。一方面，为了吸引玩家，目前礼品机的发展趋势是内部放置的毛绒玩具或其他礼品的尺寸越来越大，礼品重量也随之增加，现有的机械爪越来越难以提供足够的抓力来抓取这些大型礼品。

另一方面，机械爪在抓取礼品的时候需要保持微妙的抓力平衡，既要避免抓取力过大造成的抓取难度太低，又要避免抓取力过小造成的抓取难度太大。为了实现这种微妙的抓力平衡，现有礼品机中的机械爪被设计得过于复杂，不仅提高了制造成本，也增加了修理和维护的难度，缩短了使用寿命，亟待进行改进和完善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提供一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机，其具备结构简单、成本低廉、易于维护的特点，同时能够满足礼品机的抓力平衡要求。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪，包括爪指、连接座、连杆、驱动机构和主体安装筒；所述驱动机构安装于主体安装筒内，所述连接座设置于主体安装筒的下端且与驱动机构连接；所述爪指的一端铰接于连接座上，爪指的另一端向下弯折；所述连杆的一端铰接于主体安装筒上，连杆的另一端铰接于爪指中部；

所述驱动机构包括线圈、线圈固定筒、第一磁铁柱、第二磁铁柱和磁铁固定筒；所述线圈缠绕于线圈固定筒上，线圈固定筒固定于主体安装筒内；线圈固定筒的轴心处中空，所述磁铁固定筒设置于线圈固定筒的轴心处且贯穿线圈固定筒，磁铁固定筒的下端与连接座连接；所述第一磁铁柱和第二磁铁柱同极相对设置，安装于磁铁固定筒内；

所述线圈与外部的供电电路连接，线圈通电后形成的磁场使第一磁铁柱和第二磁铁柱向上运动，进而使磁铁固定筒和连接座向上抬升，使爪指的另一端向中部并拢。

进一步地，所述线圈通电时，线圈下端的磁场极性与第一磁铁柱的上端和第二磁铁柱下端的极性相同。

进一步地，所述爪指有至少两个，所述至少两个爪指沿主体安装筒和连接座的周向均匀分布。

进一步地，所述爪指有三个，所述三个爪指沿主体安装筒和连接座的周向均匀分布。

进一步地，所述线圈固定筒固定连接于主体安装筒的内部下端，主体安装筒的下端面具有开孔，连接座的中部具有一凸出的连接凸台；所述磁铁固定筒的下端从主体安装筒下端面的开孔处穿过，与连接座上的连接凸台螺纹连接。

进一步地，所述磁铁固定筒的上端设有端盖，所述端盖与磁铁固定筒螺纹连接，端盖的上端具有径向凸出的档止部，所述档止部的直径大于线圈固定筒的内径。

进一步地，第一磁铁柱和第二磁铁柱的直径与磁铁固定筒的内径相匹配；第一磁铁柱位于第二磁铁柱的下方，第一磁铁柱和第二磁铁柱之间由于同性相斥而间隔一段距离，第二磁铁柱的上端由端盖向下压紧，使第一磁铁柱和第二磁铁柱在磁铁固定柱中的整体位置相对固定。

进一步地，所述第一磁铁柱和第二磁铁柱的整体尺寸相同，第一磁铁柱下端到第二磁铁柱下端的距离小于线圈固定筒的长度，磁铁固定筒的长度大于线圈固定筒的长度。

进一步地，所述第一磁铁柱和第二磁铁柱分别由相同数量的若干个圆柱形磁铁拼接组成，各圆柱形磁铁的尺寸相同。

一种礼品机，包括以上所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，所述礼品机具有一柜体，所述柜体内部的顶面设有移动平台，所述电磁驱动式机械爪安装于移动平台上；所述柜体内部的底面设有礼品通道；所述柜体的外部设有操作台，操作台上设有按钮和摇杆，所述按钮和摇杆通过控制电路与电磁驱动式机械爪连接，用于控制电磁驱动式机械爪在移动平台上移动并从柜体内部抓取礼品投入礼品通道内。

本实用新型提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机，其具备结构简单、成本低廉、易于维护的特点，同时能够满足礼品机的抓力平衡要求。

机械爪的内部采用了简单而巧妙的电磁驱动式结构，没有过多复杂的机械传动部件，大幅降低了产品的生产成本和人工组装成本。机械爪中的部件都可以方便地进行拆卸并进行模块化替换，有利于后期维护和修理，大大延长了产品寿命。

同时，机械爪的抓力由线圈通电时的电流大小决定，电流越大抓力越大，不仅能方便快捷地对抓力进行灵活的调整，还能提供足够大的抓力以抓取重量较大的礼品。

并且，在机械爪的完全抓合状态下，由于爪指是受磁场作用而实现抓合的，并没有受到任何机械零件的限位作用而无法打开，因而在保持完全抓合状态的情况下还具有一定的微动空间，能够实现巧妙的抓力平衡，满足了礼品机的使用需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪处于打开状态的剖面图。

图3是本实用新型实施例提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪处于抓合状态的剖面图。

图4是本实用新型实施例工作时，线圈、第一磁铁柱和第二磁铁柱互相作用的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图所示，本实用新型提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪，包括爪指2、连接座4、连杆3、驱动机构和主体安装筒1；所述驱动机构安装于主体安装筒1内，所述连接座4设置于主体安装筒1的下端且与驱动机构连接；所述爪指2的一端铰接于连接座4上，爪指2的另一端向下弯折；所述连杆3的一端铰接于主体安装筒1上，连杆3的另一端铰接于爪指2中部；

所述驱动机构包括线圈13、线圈固定筒12、第一磁铁柱111、第二磁铁柱112和磁铁固定筒11；所述线圈13缠绕于线圈固定筒12上，线圈固定筒12固定于主体安装筒1内；线圈固定筒12的轴心处中空，所述磁铁固定筒11设置于线圈固定筒12的轴心处且贯穿线圈固定筒12，磁铁固定筒11的下端与连接座4连接；所述第一磁铁柱111和第二磁铁柱112同极相对设置，安装于磁铁固定筒11内；

所述线圈13与外部的供电电路连接，线圈13通电后形成的磁场使第一磁铁柱111和第二磁铁柱112向上运动，进而使磁铁固定筒11和连接座4向上抬升，使爪指2的另一端向中部并拢。

具体地，所述爪指2和连杆3分别有三个，且分别一一对应，所述三个爪指2沿主体安装筒1和连接座4的周向均匀分布。爪指2的中部靠近铰接端的位置处弯折，弯折点到铰接端的距离大约占爪指2总长度的四分之一，三个爪指2的另一端向下弯折形成爪子状。所述连杆3的一端铰接于主体安装筒1的外表面，连杆3的另一端铰接于爪指2上靠近弯折点的位置。

所述线圈固定筒12固定连接于主体安装筒1的内部下端。主体安装筒1的下端面具有开孔，连接座4的中部具有一凸出的连接凸台40；所述磁铁固定筒11的下端从主体安装筒1下端面的开孔处穿过，与连接座4上的连接凸台40螺纹连接。所述线圈固定筒12的内径与磁铁固定筒11的外径相匹配，使得磁铁固定筒11能够在线圈固定筒12的轴心处上下移动。

所述磁铁固定筒11的上端设有端盖110，所述端盖110与磁铁固定筒11螺纹连接，端盖110的上端具有径向凸出的档止部。所述档止部的直径大于线圈固定筒12的内径，用于在磁铁固定筒11下降时对其进行限位，限定磁铁固定筒11下降的最大行程。

在磁铁固定筒11中，第一磁铁柱111和第二磁铁柱112的直径与磁铁固定筒11的内径相匹配；第一磁铁柱111位于第二磁铁柱112的下方，第一磁铁柱111和第二磁铁柱112之间由于同性相斥而间隔一段距离，第二磁铁柱112的上端由端盖110向下压紧，使第一磁铁柱111和第二磁铁柱112在磁铁固定柱中的整体位置相对固定，避免第一磁铁柱111和第二磁铁柱112在磁铁固定柱中晃动，影响活动效果。

进一步地，所述第一磁铁柱111和第二磁铁柱112分别由相同数量的若干个圆柱形磁铁拼接组成，各圆柱形磁铁的尺寸相同。在本实施例中，第一磁铁柱111和第二磁铁柱112分别由两个圆柱形磁铁拼接组成。所述第一磁铁柱111和第二磁铁柱112的整体尺寸相同，第一磁铁柱111下端到第二磁铁柱112下端的距离小于线圈固定筒12的长度，磁铁固定筒11的长度大于线圈固定筒12的长度。第一磁铁柱111、第二磁铁柱112、磁铁固定筒11和线圈固定筒12的长度设计具有以下特征：当磁铁固定筒11上升到连接座4与主体安装筒1下端相抵时，磁铁固定筒11达到上升的最大行程，第二磁铁柱112的下端尚有一段位于线圈固定筒12内部；当磁铁固定筒11下降到端盖110的档止部与线圈固定筒12上端相抵时，磁铁固定筒11达到下降的最大行程，第一磁铁柱111的上端尚有一段位于线圈固定筒12内部。

为了确保线圈13通电后产生的磁场能够驱动第一磁铁柱111和第二磁铁柱112向上运动，所述线圈13通电时下端的磁场极性与第一磁铁柱111的上端和第二磁铁柱112下端的极性相同。具体可以是以下两种情况：

情况一：线圈13通电时下端为S极，上端为N极；第一磁铁柱111的下端为N极，上端为S极；第二磁铁柱112的下端为S极，上端为N极。

情况二：线圈13通电时下端为N极，上端为S极；第一磁铁柱111的下端为S极，上端为N极；第二磁铁柱112的下端为N极，上端为S极。

下面将以情况一为例，结合图2至图4说明本实用新型提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪的工作原理和工作过程：

如图所示，当本实用新型实施例的电磁驱动式机械爪处于初始状态时，第一磁铁柱111、第二磁铁柱112、磁铁固定筒11和连接座4受重力影响自然下坠，端盖110的档止部与线圈固定筒12上端相抵，磁铁固定筒11位于下降的最大行程处，三个爪指2处于自然打开状态。

当线圈13通电时，线圈13周围形成磁场，其中线圈13下端为S极，线圈13上端为N极。此时，第一磁铁柱111的上端S极尚有一段位于线圈固定筒12内部，第二磁铁柱112的下端S极也位于线圈13下端附近；线圈13的下端S极与第一磁铁柱111和第二磁铁柱112的S极相斥，线圈13的上端N极与第二磁铁柱112的上端N极相斥；但是，S极的斥力相叠加，大于N极的斥力，使得第一磁铁柱111和第二磁铁柱112向上移动。

当第一磁铁柱111和第二磁铁柱112向上移动一段距离后，线圈13的上端N极又与第一磁铁柱111和第二磁铁柱112的S极相吸，并且线圈13的下端S极与第一磁铁柱111的下端N极相吸，使第一磁铁柱111和第二磁铁柱112继续上移，直至连接座4与主体安装筒1下端相抵时，磁铁固定筒11达到上升的最大行程。此时线圈13和第一磁铁柱111、第二磁铁柱112之间的磁场作用使磁铁固定筒11保持在这一位置，磁铁固定筒11下端的连接座4拉动三个爪指2实现抓合动作并保持在抓合状态。

当线圈13断电时，线圈13生成的磁场消失，第一磁铁柱111、第二磁铁柱112、磁铁固定筒11和连接座4受重力影响自然下坠，端盖110的档止部与线圈固定筒12上端相抵，磁铁固定筒11回到下降的最大行程处，三个爪指2重新回到打开状态。

进一步地，本实用新型还提供了一种礼品机，包括以上所述的电磁驱动式机械爪。具体地，所述礼品机具有一柜体，所述柜体内部的顶面设有移动平台，所述电磁驱动式机械爪安装于移动平台上。所述柜体内部的底面设有礼品通道；所述柜体的外部设有操作台，操作台上设有按钮和摇杆，所述按钮和摇杆通过控制电路与电磁驱动式机械爪连接，用于控制电磁驱动式机械爪在移动平台上移动并从柜体内部抓取礼品投入礼品通道内。

本实用新型提供的一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪及其礼品机，其具备结构简单、成本低廉、易于维护的特点，同时能够满足礼品机的抓力平衡要求。

机械爪的内部采用了简单而巧妙的电磁驱动式结构，没有过多复杂的机械传动部件，大幅降低了产品的生产成本和人工组装成本。机械爪中的部件都可以方便地进行拆卸并进行模块化替换，有利于后期维护和修理，大大延长了产品寿命。

同时，机械爪的抓力由线圈通电时的电流大小决定，电流越大抓力越大，不仅能方便快捷地对抓力进行灵活的调整，还能提供足够大的抓力以抓取重量较大的礼品。

并且，在机械爪的完全抓合状态下，由于爪指是受磁场作用而实现抓合的，并没有受到任何机械零件的限位作用而无法打开，因而在保持完全抓合状态的情况下还具有一定的微动空间，能够实现巧妙的抓力平衡，满足了礼品机的使用需求。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，包括爪指、连接座、连杆、驱动机构和主体安装筒；所述驱动机构安装于主体安装筒内，所述连接座设置于主体安装筒的下端且与驱动机构连接；所述爪指的一端铰接于连接座上，爪指的另一端向下弯折；所述连杆的一端铰接于主体安装筒上，连杆的另一端铰接于爪指中部；

所述驱动机构包括线圈、线圈固定筒、第一磁铁柱、第二磁铁柱和磁铁固定筒；所述线圈缠绕于线圈固定筒上，线圈固定筒固定于主体安装筒内；线圈固定筒的轴心处中空，所述磁铁固定筒设置于线圈固定筒的轴心处且贯穿线圈固定筒，磁铁固定筒的下端与连接座连接；所述第一磁铁柱和第二磁铁柱同极相对设置，安装于磁铁固定筒内；

所述线圈与外部的供电电路连接，线圈通电后形成的磁场使第一磁铁柱和第二磁铁柱向上运动，进而使磁铁固定筒和连接座向上抬升，使爪指的另一端向中部并拢。

2.根据权利要求1所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述线圈通电时，线圈下端的磁场极性与第一磁铁柱的上端和第二磁铁柱下端的极性相同。

3.根据权利要求1所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述爪指有至少两个，所述至少两个爪指沿主体安装筒和连接座的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述爪指有三个，所述三个爪指沿主体安装筒和连接座的周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述线圈固定筒固定连接于主体安装筒的内部下端，主体安装筒的下端面具有开孔，连接座的中部具有一凸出的连接凸台；所述磁铁固定筒的下端从主体安装筒下端面的开孔处穿过，与连接座上的连接凸台螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述磁铁固定筒的上端设有端盖，所述端盖与磁铁固定筒螺纹连接，端盖的上端具有径向凸出的档止部，所述档止部的直径大于线圈固定筒的内径。

7.根据权利要求6所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，第一磁铁柱和第二磁铁柱的直径与磁铁固定筒的内径相匹配；第一磁铁柱位于第二磁铁柱的下方，第一磁铁柱和第二磁铁柱之间由于同性相斥而间隔一段距离，第二磁铁柱的上端由端盖向下压紧，使第一磁铁柱和第二磁铁柱在磁铁固定柱中的整体位置相对固定。

8.根据权利要求7所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述第一磁铁柱和第二磁铁柱的整体尺寸相同，第一磁铁柱下端到第二磁铁柱下端的距离小于线圈固定筒的长度，磁铁固定筒的长度大于线圈固定筒的长度。

9.根据权利要求1所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述第一磁铁柱和第二磁铁柱分别由相同数量的若干个圆柱形磁铁拼接组成，各圆柱形磁铁的尺寸相同。

10.一种礼品机，包括权利要求1至9任一所述的用于礼品机的电磁驱动式机械爪，其特征在于，所述礼品机具有一柜体，所述柜体内部的顶面设有移动平台，所述电磁驱动式机械爪安装于移动平台上；所述柜体内部的底面设有礼品通道；所述柜体的外部设有操作台，操作台上设有按钮和摇杆，所述按钮和摇杆通过控制电路与电磁驱动式机械爪连接，用于控制电磁驱动式机械爪在移动平台上移动并从柜体内部抓取礼品投入礼品通道内。

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