CN219279448U - 一种瓶身瓶盖协同操作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瓶身瓶盖协同操作平台，属于机械抓夹技术领域，包括基座；瓶身夹紧机构，其包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；瓶身夹持部，其包括两个瓶身夹爪并分别固定在瓶身夹紧机构的两个输出端上；运动机构，其末端固定有旋转驱动机构；瓶盖夹紧机构，其固定在旋转驱动机构的输出端上，包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；瓶盖夹持部，其包括两个瓶盖夹爪并分别固定在瓶盖夹紧机构的两个输出端上；两个瓶身夹爪的相对侧为瓶身夹持面，瓶身夹持面的横截面呈弧形且直径从轴向的近端到远端逐渐增加；运动机构至少包括平行于旋转驱动机构轴线的运动方向。本实用新型既能够稳固夹紧锥形瓶，又能高效代替人工操作。

Description

一种瓶身瓶盖协同操作平台

技术领域

本实用新型涉及机械夹持技术领域，特别涉及一种瓶身瓶盖协同操作平台。

背景技术

在制药行业中，数字化和自动化技术的应用越来越广，通过对模块制药设备进行自动化改造与集成，搭建制药生产的自动控制生态，实现制药智能化。

在制药生产过程中，培养瓶和离心管是常见的容器类耗材，两者通常都包括通过旋拧固定的盖。以培养瓶为例，当需要转移其中的液体时，均需要打开或拧紧瓶盖，在传统操作中，需人工戴上手套，再一手固定瓶身，一手旋拧瓶盖。然而，当液体使用量大且频繁时，人力劳动量则随之增加，并且还存在着人为失误的风险。

基于此，现有技术中开发了相应的机械设备，用于代替人工操作，例如公告号为CN216940728U的中国实用新型专利公开了一种夹持装置及具有其的夹持机器人，所述夹持装置包括：机体；夹持机构，所述夹持机构包括第一驱动件和夹爪组件，所述第一驱动件设置在所述机体上，所述第一驱动件与所述夹爪组件驱动连接，以驱动所述夹爪组件对物品进行夹持，所述夹爪组件包括至少两个夹持杆；位移机构，设置在所述机体上，所述位移机构与所述夹爪组件驱动连接，所述位移机构能够驱动所述夹爪组件移动，以调整所述夹爪组件相对所述机体的位置。

但是该专利方案中，用于夹持物品的夹持杆的夹持面为平面或弧面，这就使得其只能够用于夹持表面为平面或柱面的物品，无法用于夹持表面为锥面的物品，因此难以适用于表面呈锥面的培养瓶的夹持固定。

另外，该专利方案只能够夹持固定瓶身，应用于培养瓶中的液体转移操作时，还需要人工旋松或旋紧瓶盖，其人力替代效果有限，导致工作人员依然无法长时间操作。

实用新型内容

针对现有技术存在的设备不适用于锥形容器的夹持以及人工替代效果不彻底的问题，本实用新型的目的在于提供一种瓶身瓶盖协同操作平台，以便于至少部分地解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种瓶身瓶盖协同操作平台，包括：

基座；

瓶身夹紧机构，所述瓶身夹紧机构固定安装在所述基座上，所述瓶身夹紧机构包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；

瓶身夹持部，所述瓶身夹持部包括两个瓶身夹爪，两个所述瓶身夹爪分别固定安装在所述瓶身夹紧机构的两个输出端上；

运动机构，所述运动机构固定安装在所述基座上，且所述运动机构的末端固定安装有旋转驱动机构；

瓶盖夹紧机构，所述瓶盖夹紧机构固定安装在所述旋转驱动机构的输出端上，所述瓶盖夹紧机构包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；

瓶盖夹持部，所述瓶盖夹持部包括两个瓶盖夹爪，两个所述瓶盖夹爪分别固定安装在所述瓶盖夹紧机构的两个输出端上；

其中，两个所述瓶身夹爪的相对侧为瓶身夹持面，两个所述瓶盖夹爪的相对侧为瓶盖夹持面，所述瓶身夹持面及所述瓶盖夹持面的截面均呈弧形，且所述瓶身夹持面的直径从轴向的上端到下端逐渐增加；所述运动机构至少包括平行于所述旋转驱动机构的输出端的轴线的运动方向。

在一优选实施例中，所述瓶身夹紧机构及所述瓶盖夹紧机构均为平行手指气缸。

在一优选实施例中，所述运动机构与所述旋转驱动机构共同构成六轴机械臂。

在一优选实施例中，所述旋转驱动机构的输出轴上固定安装有圆盘，所述瓶盖夹紧机构固定安装在所述圆盘的远端一侧。

在一优选实施例中，所述瓶身夹持面为锥面。

在一优选实施例中，还包括置物台，所述置物台固定在所述基座上，且所述置物台位于所述瓶身夹持部的正下方。

在一优选实施例中，两个所述瓶身夹爪对接后，所述瓶身夹持部呈中部开设有锥形孔的环状构造。

在一优选实施例中，所述瓶身夹爪、所述瓶盖夹爪分别通过螺钉可拆卸连接在所述瓶身夹紧机构的输出端、所述瓶盖夹紧机构的输出端上。

在一优选实施例中，所述瓶盖夹持面包括至少两个分段，各所述分段的直径从轴向的近端到远端递增。

在一优选实施例中，两个所述瓶盖夹爪对接后，所述瓶盖夹持部呈远端一侧开设有台阶凹槽的块状构造。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：由于瓶身夹紧机构、瓶身夹持部、运动机构、旋转驱动机构、瓶盖夹紧机构和瓶盖夹持部的设置，使得培养瓶的瓶身和瓶盖能够分别被夹紧，并且瓶盖还能够在旋转的同时远离或靠近瓶身，通过机械结构来模拟和代替人工操作；并且通过将瓶身夹持部中的瓶身夹持面配置为锥形构造，从而能够稳固地夹紧固定呈锥形的培养瓶。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型中瓶身夹持部的结构示意图；

图4为本实用新型中瓶盖夹持部的结构示意图。

图中:1-瓶身夹紧机构、2-瓶身夹持部、21-瓶身夹爪、22-瓶身夹持面、3-运动机构、4-瓶盖夹紧机构、5-瓶盖夹持部、51-瓶盖夹爪、52-瓶盖夹持面、521-第一分段、522-第二分段、6-圆盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种瓶身瓶盖协同操作平台，如图1-4所示，包括基座(图中未示出)、瓶身夹紧机构1、瓶身夹持部2、运动机构3、瓶盖夹紧机构4和瓶盖夹持部5。

瓶身夹紧机构1固定安装在基座上，瓶身夹紧机构1包括两个相对布置且同步反向运动的输出端。例如本实施例中，配置瓶身夹紧机构1为平行手指气缸，其包括缸体和两个气爪，缸体通过螺钉固定在基座上，并使气爪的运动方向位于水平面内。

瓶身夹持部2包括两个瓶身夹爪21，两个瓶身夹爪21分别通过螺钉固定安装在瓶身夹紧机构1的两个输出端(即气爪)上，以便于根据培养瓶的规格选配合适的瓶身夹爪21。本实施例中，具体配置两个瓶身夹爪21相对的一侧为瓶身夹持面22，瓶身夹持面22的横截面呈弧形，并且弧的轴线呈竖直状；在竖直方向上，从上端(即近端)到下端(即远端)，瓶身夹持面22的横截面的直径是逐渐增加的，直径增加规律适于使瓶身夹持面22呈平滑状，并优选呈锥型面。即，当两个瓶身夹爪21相对接后，瓶身夹持部2呈中部开设有锥形孔的环状构造，从而将待夹持的、表面呈锥形面的瓶身固定。

运动机构3固定安装在基座上，且运动机构的末端固定安装有旋转驱动机构。由于，瓶身夹持部2所构成的环状构造的轴线是竖直状的，因此被其所固定的瓶身的轴线也是竖直的，同样，瓶盖的轴线也是竖直的。

基于此，旋转驱动机构的输出端的轴线不但是竖直的，而且还与瓶盖的轴线重合。相应的，运动机构至少包括一个沿竖直方向往复运动的输出端，旋转驱动机构则固定在该输出端上，例如，配置运动机构为竖直布置的电动推杆，旋转驱动机构为安装在电动推杆的输出端上的电机即可。然而本实施例中，具体是用六轴机械臂来实现上述运动机构和旋转驱动机构的全部功能，并且还能够利用六轴机械臂更强大的空间运动能力来适配多个瓶身夹持部2。

瓶盖夹紧机构4则固定安装在旋转驱动机构的输出端上，瓶盖夹紧机构4包括两个相对布置且同步反向运动的输出端。本实施例中，配置瓶盖夹紧机构4也为平行手指气缸，其构造与瓶身夹紧机构1相同，不再赘述。其中，在旋转驱动机构(六轴机械臂的末端)输出端固定安装有圆盘6，瓶盖夹紧机构4的缸体则固定在圆盘6的远端(原理机械臂末端，旋拧瓶盖时可称为下端)一侧。

瓶盖夹持部5包括两个瓶盖夹爪51，两个瓶盖夹爪51分别通过螺钉固定安装在瓶盖夹紧机构4的两个输出端(即气爪)上。本实施例中，配置两个瓶盖夹爪51相对的瓶盖夹持面52，瓶盖夹持面52的横截面也呈弧形，该弧的轴线与旋转驱动机构的轴线、圆盘6的轴线重合。

在一优选实施例中，沿轴线方向上，瓶盖夹持面52包括至少两个具有不同直径的分段，每个分段均具有一定的轴向长度，并且，从轴向方向的近端(靠近旋转驱动机构，即六轴机械臂末端的一侧)到远端(远离旋转驱动机构，即六轴机械臂末端的一侧)，各分段的直径是递增的，从而能够通过一个瓶盖夹持部5来适配多种直径规格的瓶盖。如图4所示，两个分段分别为直径较大的第一分段521和直径较小的第二分段522。故而，当两个瓶盖夹爪51对接后，瓶盖夹持部5整体呈远端一侧开设有台阶凹槽的块状构造，从而适配于瓶盖的造型，即在周向和轴向上均对瓶盖进行限位，并且周向还具有夹紧的作用。

容易理解的是，本实施例所称的基座可以是整体式构造，其通过螺钉或螺栓固定在地面上或者是工作台上，瓶身夹紧机构1和运动机构3均固定在基座上即可。或者，基座还可以是分体式构造，包括分别用于支撑瓶身夹紧机构1和运动机构3的两个部分，两部分构造分别通过螺钉或螺栓固定在地面上或者是工作台上。基座还可以是既有工作台的一部分，即，瓶身夹紧机构1和运动机构3分别固定在既有工作台的适当位置即可。

在另一优选实施例中，还包括置物台，置物台呈水平状布置并固定在基座上，并将置物台布设在瓶身夹持部2的正下方处，从而对待操作的瓶身进行支撑。

本实用新型的工作原理为：

将处于密封状态的培养瓶放置在置物台上；瓶身夹紧机构1动作，通过其两个夹爪带动两个瓶身夹爪21相互靠近，当两个瓶身夹爪21上的瓶身夹持面22分别从两侧与瓶身贴合后，则瓶身能够被稳固地夹紧固定；运动机构3动作，带动瓶盖夹紧机构4运动至培养瓶的上方，并使瓶盖位于瓶盖夹持部5的夹持范围内，并且根据瓶盖大小，使瓶盖与瓶盖夹持面52上对应的分段相对；瓶盖夹紧机构4动作，通过其两个夹爪带动两个瓶盖夹爪51相互靠近，当两个瓶盖夹爪51上的瓶盖夹持面52(具体是某个分段)分别从两侧与瓶盖接触后，则瓶盖被夹紧固定；旋转驱动机构动作，通圆盘带动瓶盖夹紧机构4旋转，相应的，瓶盖也在瓶盖夹持部5的固定下做旋转运动，同时，运动机构3动作，带动圆盘6沿其轴向方向远离培养瓶，则对于瓶盖来说，其同时发生相对于瓶身的旋松和远离动作，最终使瓶盖相对于瓶身脱离旋合状态；旋转驱动机构停止动作，运动机构3继续动作，使瓶盖继续远离瓶身，以方便进行移液操作。移液时，瓶身夹紧机构1反向动作后即放开瓶身，工作人员则能够拿取瓶身倾倒其中的液体；或者，瓶身夹紧机构1保持对瓶身的夹紧状态，工作人员通过移液器获取瓶身中的液体。

移液完成后，瓶身夹紧机构1保持对瓶身的夹紧状态；运动机构3反向动作，将瓶盖带到瓶身的上方；其后旋转驱动机构反向动作(进行拧紧操作)，同时运动机构3带动瓶盖沿其轴向方向靠近瓶身，则瓶盖被旋拧到瓶身上；直至瓶盖拧紧后，旋转驱动机构停止，瓶盖夹紧机构4反向动作以放开瓶盖，运动机构3带动瓶盖夹紧机构4远离培养瓶，而瓶身夹紧机构1也反向动作以放开瓶身，此时培养瓶已经拧紧瓶盖，可从置物台上移开。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种瓶身瓶盖协同操作平台，其特征在于：包括：

基座；

瓶身夹紧机构，所述瓶身夹紧机构固定安装在所述基座上，所述瓶身夹紧机构包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；

瓶身夹持部，所述瓶身夹持部包括两个瓶身夹爪，两个所述瓶身夹爪分别固定安装在所述瓶身夹紧机构的两个输出端上；

运动机构，所述运动机构固定安装在所述基座上，且所述运动机构的末端固定安装有旋转驱动机构；

瓶盖夹紧机构，所述瓶盖夹紧机构固定安装在所述旋转驱动机构的输出端上，所述瓶盖夹紧机构包括两个相对布置且同步反向运动的输出端；

瓶盖夹持部，所述瓶盖夹持部包括两个瓶盖夹爪，两个所述瓶盖夹爪分别固定安装在所述瓶盖夹紧机构的两个输出端上；

其中，两个所述瓶身夹爪的相对侧为瓶身夹持面，两个所述瓶盖夹爪的相对侧为瓶盖夹持面，所述瓶身夹持面及所述瓶盖夹持面的截面均呈弧形，且所述瓶身夹持面的直径从轴向的上端到下端逐渐增加；所述运动机构至少包括平行于所述旋转驱动机构的输出端的轴线的运动方向。

2.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：所述瓶身夹紧机构及所述瓶盖夹紧机构均为平行手指气缸。

3.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：所述运动机构与所述旋转驱动机构共同构成六轴机械臂。

4.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：所述旋转驱动机构的输出轴上固定安装有圆盘，所述瓶盖夹紧机构固定安装在所述圆盘的远端一侧。

5.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：所述瓶身夹持面为锥面。

6.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：还包括置物台，所述置物台固定在所述基座上，且所述置物台位于所述瓶身夹持部的正下方。

7.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：两个所述瓶身夹爪对接后，所述瓶身夹持部呈中部开设有锥形孔的环状构造。

8.根据权利要求1所述的协同操作平台，其特征在于：所述瓶身夹爪、所述瓶盖夹爪分别通过螺钉可拆卸连接在所述瓶身夹紧机构的输出端、所述瓶盖夹紧机构的输出端上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的协同操作平台，其特征在于：所述瓶盖夹持面包括至少两个分段，各所述分段的直径从轴向的近端到远端递增。

10.根据权利要求9所述的协同操作平台，其特征在于：两个所述瓶盖夹爪对接后，所述瓶盖夹持部呈远端一侧开设有台阶凹槽的块状构造。

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