CN214990148U - 一种单轴夹取旋盖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单轴夹取旋盖系统，包括基座和设置在所述基座上的旋转运动机构与垂直运动机构，以及通过一根花键轴连接旋转运动机构和垂直运动机构的夹取结构，通过使用花键轴，将旋转与垂直位移整合到同一根轴中，夹爪能够同时实现夹取和旋转两种功能，相比现有技术结构更加紧凑，给自动化操作带来极大的便利，适用范围更广。

Description

一种单轴夹取旋盖系统

技术领域

本实用新型涉及技术领域，尤其涉及一种单轴夹取旋盖系统。

背景技术

工业自动化领域特别是医疗自动化设备中，经常遇到试剂管开盖情况，许多试剂管的盖上设置有螺纹结构，开盖过程中需要先拧松瓶盖，然后向上提起瓶盖过程。

现有的医疗设备中试剂管拧带螺纹瓶盖时，经常将拧盖过程分解为先拧紧瓶盖然后向上提起瓶盖过程由两个自动化机构分别实施，这样会造成整个设备体积增大，以及设备复杂问题。例如申请号201920309651.7的实用新型专利公开了一种自动旋盖装置，其包括有伸缩气缸驱动的夹爪用于夹紧或松开瓶盖，以及带动夹爪整体垂直位移的升降驱动机构；申请号201920309187.1的实用新型专利也公开了一种自动旋盖装置，其通过旋盖组件连接瓶盖并带动瓶盖旋转，同时也包括有用于垂直位移的升降驱动机构。上述现有技术虽然能够实现自动化旋转开启瓶盖的效果，但由于需要分别使用不同结构部件实现瓶盖的夹取旋转和垂直提升两种操作，造成装置结构复杂、稳定性差的问题。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种单轴夹取旋盖系统，通过使用花键轴，将旋转与垂直位移整合到同一根轴中，夹爪能够同时实现夹取和旋转两种功能，相比现有技术结构更加紧凑，给自动化操作带来极大的便利，适用范围更广。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种单轴夹取旋盖系统，其特征在于，包括基座和设置在所述基座上的旋转运动机构与垂直运动机构，以及通过一根花键轴连接旋转运动机构和垂直运动机构的夹取结构；

所述旋转运动机构包括旋转电机和旋转驱动齿轮组；

所述垂直运动机构包垂直位移电机和轴承连接座；

所述花键轴包括轴体和套装在轴体上的花键螺母；所述轴体顶端通过轴承连接座可自由旋转的连接垂直位移电机，并由所述垂直位移电机驱动执行垂直位移；所述花键螺母可自由旋转的安装在所述基座上并通过基座提供垂直方向限位，且所述花键螺母外圈设置有匹配旋转驱动齿轮组的齿圈，并由所述旋转电机驱动执行旋转运动；所述轴体可相对所述花键螺母执行垂直位移，所述花键螺母带动所述轴体同步执行旋转运动；

所述夹取结构连接所述轴体底端。

进一步地，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各设置有至少一条沿轴向方向的滚珠凹槽，所述轴体外侧的滚珠凹槽与花键螺母内侧的滚珠凹槽匹配组合形成至少一条滚珠滑道；

所述花键轴还包括自由滚动设置在滚珠滑道内的若干滚珠，所述滚珠提供花键螺母与轴体之间的旋转限位同时不限制所述轴体相对所述花键螺母执行垂直位移。

进一步地，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各对向的设置有两条沿轴向方向的滚珠凹槽，匹配组合形成两条对向的滚珠滑道。

进一步地，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各设置有三条周向均匀排列的沿轴向方向的滚珠凹槽，匹配组合形成三条周向均匀排列的滚珠滑道。

进一步地，所述夹取结构包括壳体、滑块和与滑块相连接的至少三根连杆夹爪；

所述壳体顶端固定连接在所述花键螺母上并随所述花键螺母同步旋转运动，所述壳体底端设置有对应连杆夹爪的至少三个限位槽；

所述滑块固定连接所述轴体底端并随所述轴体同步垂直位移和/或旋转运动；

所述连杆夹爪包括依次连接的第一连杆、第二连杆和端部连杆；所述第一连杆的一端通过第一连接轴可旋转的连接在所述滑块上，所述第一连杆的另一端通过第二连接轴可旋转的连接所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端通过第三固定轴固定的连接端部连杆，且所述第三固定轴安装在所述限位槽中并在所述限位槽内相对所述壳体旋转。

本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型所述单轴夹取旋盖系统，由于采用了花键轴结构，在使用一根轴连接的情况下，夹爪能够同时实现夹取和旋转两种功能，相比市面上现有技术具有更多功能，能够实现更多的动作，同时夹爪结构紧凑，给自动化操作带来极大的便利。

附图说明

图1为本实用新型单轴夹取旋盖系统优选实施例示意图。

图2为本实用新型优选实施例连杆夹爪部分示意图。

图3为本实用新型优选实施例内部结构示意图。

附图编号说明：1-基座、21-旋转电机、22-旋转驱动齿轮组、31-垂直位移电机、32-轴承连接座、41-轴体、42-花键螺母、5-夹取结构、51-壳体、511-限位槽、52-滑块、53-连杆夹爪、531-第一连杆、532-第二连杆、533-端部连杆、534-第三固定轴。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。

图1至图3给出了本实用新型的一种优选实施例，在该优选实施例中，通过应用花键轴，旋转运动机构和垂直运动机构能够通过同一个轴(一个连接位置)同时作用于夹取结构5，使夹取结构5能够根据需要执行旋转和收放的任意组合，且同轴驱动占用空间小、结构简单，更有利于扩大适用范围。

具体的，在优选实施例中，旋转电机21和旋转驱动齿轮组22、垂直位移电机31和轴承连接座32均设置在基座1上，分别用于提供旋转驱动力和垂直位移驱动力。用于传递驱动力的花键轴由轴体41和套装在轴体41上的花键螺母42组成，其特点在于轴体41可相对花键螺母42执行垂直位移，同时花键螺母42的旋转会带动轴体41同步执行旋转运动，因此可以对任意连接在轴体41底端的部件实现旋转和垂直位移两个自由度下的运动。其中，花键螺母42外圈设置有匹配旋转驱动齿轮组22的齿圈，并由旋转电机21驱动执行旋转运动，在优选实施例中，为了方便理解，旋转驱动齿轮组22仅以单独一个齿轮表示，但在实际应用中，为了调整输出转速、扭力，可以采用多个齿轮相结合的齿轮组进行动力传递；轴体41顶端通过轴承连接座32可自由旋转的连接垂直位移电机31，并由垂直位移电机31驱动执行垂直位移，轴承连接座32只传递垂直方向位移至轴体41，而不会对轴体41的旋转运动产生任何限制，垂直位移的生成可以通过任意适合的方法实现，例如通过垂直位移电机31旋转丝杠或螺杆实现垂直位移。

优选的，轴体41与花键螺母42采用滚动连接方式实现相互之间的垂直方向位移，通过组合轴体41外侧和花键螺母42内侧上对应匹配设置的沿轴向方向的滚珠凹槽形成滚珠滑道，能够容纳若干滚珠在其中自由滚动，同时花键螺母42通过滚珠传递旋转扭力至轴体41。进一步优选的，花键轴上设置两条对向的滚珠滑道，或设置三条周向均匀排列的滚珠滑道，以提升连接及扭力传递的稳定性。当然，对于适当的应用范围，也可以选择结构相对简单的滑动连接方式实现轴体41与花键螺母42相互之间的垂直方向位移，同样能够获得对应的效果。

在优选实施中，夹取结构5设置为需要执行旋转以及夹紧/放松两种运动，其中旋转运动通过轴体41旋转直接带动执行，夹紧/放松运动则由轴体41的垂直位移驱动执行。具体的，夹取结构5包括壳体51、滑块52和与滑块52相连接的三根连杆夹爪53，其中，壳体51顶端固定连接在花键螺母42上并随花键螺母42同步旋转运动，壳体51底端设置有对应连杆夹爪53的三个限位槽511；连杆夹爪53包括依次连接的第一连杆531、第二连杆532和端部连杆533，第一连杆531的一端通过第一连接轴可旋转的连接在滑块52上使第一连杆531一端随滑块52同步进行垂直位移，第一连杆531的另一端通过第二连接轴可旋转的连接第二连杆532的一端使第二连杆532能够在第一连杆531带动下获得运动所需扭力，第二连杆532的另一端通过第三固定轴534固定的连接端部连杆533，且第三固定轴534安装在限位槽511中并在限位槽511内相对所述壳体51旋转，即以第三固定轴534为旋转轴，在第二连杆532所获得扭力驱动下，使端部连杆533旋转，进而通过三根连杆夹爪53的端部连杆533同步旋转实现夹爪的夹紧/放松运动。第二连杆532和端部连杆533可以采用一体化的结构，但仍需要在一体化结构的合适位置设置第三固定轴534做为旋转轴安装在限位槽511内，以实现功能。

当然，本实用新型所能实现的功能不限于图1至图3所示优选实施例，当选用其他不同结构的夹取结构时也可能实现不同的运动效果。本实用新型的创新点在于以一根轴(花键轴)提供了两个自由度的驱动力，通过合理运用这两个自由度的驱动力可以实现多种不同的终端运动效果。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种单轴夹取旋盖系统，其特征在于，包括基座和设置在所述基座上的旋转运动机构与垂直运动机构，以及通过一根花键轴连接旋转运动机构和垂直运动机构的夹取结构；

所述旋转运动机构包括旋转电机和旋转驱动齿轮组；

所述垂直运动机构包垂直位移电机和轴承连接座；

所述花键轴包括轴体和套装在轴体上的花键螺母；所述轴体顶端通过轴承连接座可自由旋转的连接垂直位移电机，并由所述垂直位移电机驱动执行垂直位移；所述花键螺母可自由旋转的安装在所述基座上并通过基座提供垂直方向限位，且所述花键螺母外圈设置有匹配旋转驱动齿轮组的齿圈，并由所述旋转电机驱动执行旋转运动；所述轴体可相对所述花键螺母执行垂直位移，所述花键螺母带动所述轴体同步执行旋转运动；

所述夹取结构连接所述轴体底端。

2.如权利要求1所述的单轴夹取旋盖系统，其特征在于，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各设置有至少一条沿轴向方向的滚珠凹槽，所述轴体外侧的滚珠凹槽与花键螺母内侧的滚珠凹槽匹配组合形成至少一条滚珠滑道；

所述花键轴还包括自由滚动设置在滚珠滑道内的若干滚珠，所述滚珠提供花键螺母与轴体之间的旋转限位同时不限制所述轴体相对所述花键螺母执行垂直位移。

3.如权利要求2所述的单轴夹取旋盖系统，其特征在于，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各对向的设置有两条沿轴向方向的滚珠凹槽，匹配组合形成两条对向的滚珠滑道。

4.如权利要求2所述的单轴夹取旋盖系统，其特征在于，所述轴体外侧和花键螺母内侧上对应匹配的各设置有三条周向均匀排列的沿轴向方向的滚珠凹槽，匹配组合形成三条周向均匀排列的滚珠滑道。

5.如权利要求1所述的单轴夹取旋盖系统，其特征在于，所述夹取结构包括壳体、滑块和与滑块相连接的至少三根连杆夹爪；

所述壳体顶端固定连接在所述花键螺母上并随所述花键螺母同步旋转运动，所述壳体底端设置有对应连杆夹爪的至少三个限位槽；

所述滑块固定连接所述轴体底端并随所述轴体同步垂直位移和/或旋转运动；

所述连杆夹爪包括依次连接的第一连杆、第二连杆和端部连杆；所述第一连杆的一端通过第一连接轴可旋转的连接在所述滑块上，所述第一连杆的另一端通过第二连接轴可旋转的连接所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端通过第三固定轴固定的连接端部连杆，且所述第三固定轴安装在所述限位槽中并在所述限位槽内相对所述壳体旋转。

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