CN219906947U - 自动拧瓶盖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动拧瓶盖装置，包括固定座、夹持机构、驱动机构和检测机构，所述固定座连接有夹持机构、驱动机构和导轨，所述驱动机构包括第一步进电机、第二步进电机、气动旋转头和气爪，所述第一步进电机和第二步进电机连接于所述导轨，所述第一步进电机用于驱动所述第二步进电机在所述导轨上移动，所述第二步进电机与所述气动旋转头相连接，所述第二步进电机根据预设扭矩控制气动旋转头带动所述气爪夹持瓶盖拧紧在瓶体上，所述检测机构连接于所述第二步进电机。本实用新型的自动拧瓶盖装置的设置了检测机构，可对于气爪夹持瓶盖的实际扭矩进行检测，提高瓶盖和瓶体拧紧的准确性。

Description

自动拧瓶盖装置

技术领域

本实用新型涉及机械自动化技术领域，更具体的说，是一种自动拧瓶盖装置。

背景技术

随着实验室自动化的不断发展，实验的开展和试剂的提取等多采用自动化设备或仪器，例如盛装试剂的试剂瓶可通过自动化设备实现试剂的盛放和封装一体化，提高了实验室的实验效率。

中国专利文献CN211198547U公开了一种瓶盖自动拧紧装置，该实用的技术方案为包括多个支柱，支柱之间设置有工作台，工作台设有夹持机构和升降机构，通过升降机构将夹持机构调整至合适的位置，夹持机构对瓶体进行夹持固定，再通过拧紧结构将瓶盖进行拧紧，拧紧结构包括拧紧电机、拧紧气缸、拧紧转轴和拧紧转头，通过拧紧电机带动拧紧转头进行转动，从而对瓶盖进行拧紧。然而在拧紧瓶盖的过程中经常会发生瓶盖与瓶体不同轴心、侧歪而非完全贴合拧紧的情况。

实用新型内容

为了提高瓶盖和瓶体的螺旋连接的准确性和稳定性，本实用新型提供一种自动拧瓶盖装置。

其技术方案如下：

自动拧瓶盖装置，包括固定座、用于夹持瓶体的夹持机构、驱动机构和检测机构，所述固定座连接有夹持机构、驱动机构和沿竖直方向的导轨，所述驱动机构包括第一步进电机、第二步进电机、气动旋转头和与所述气动旋转头相连接的用于夹持瓶盖的气爪，所述第一步进电机和第二步进电机连接于所述导轨，所述第一步进电机用于驱动所述第二步进电机在所述导轨上移动，所述第二步进电机与所述气动旋转头相连接以驱动所述气动旋转头带动所述气爪转动，所述第二步进电机根据预设扭矩控制气动旋转头带动所述气爪夹持瓶盖拧紧在瓶体上，所述检测机构连接于所述第二步进电机用于检测所述第二步进电机的旋转角度。

所述检测机构包括扭矩传感器和拧盖到位传感器，所述第一步进电机固定于所述导轨的端部，所述第二步进电机一端固定连接于所述导轨背离所述固定座一侧，所述第二步进电机另一端与所述气动旋转头相连接，所述扭矩传感器连接于所述第二步进电机与所述导轨相连接一端，所述拧盖到位传感器连接于所述气动旋转头。

所述导轨远离所述第一步进电机一端连接有固定块，所述固定块竖向连接有滑块，所述气动旋转头通过连接件与所述滑块相连接，所述第一步进电机驱动所述第二步进电机带动所述气动旋转头通过所述连接件滑动于所述滑块。

所述拧盖到位传感器包括感应器片和槽型开关(改为到位传感器)，所述感应器片连接于所述连接件，所述槽型开关(改为到位传感器)连接于所述固定块，所述槽型开关(改为到位传感器)位于所述感应器片随着所述连接件移动的路径。

所述第二步进电机与所述气动旋转头之间连接有限位机构，所述限位机构包括与所述第二步进电机固定连接的连接套和与所述气动旋转头固定连接的连接轴，所述连接轴沿竖直方向伸缩于所述连接套内，所述连接轴与所述连接套相连接一端设有插销，所述连接套设有供所述插销移动的连接槽。

所述夹持机构包括连接板和夹持板，所述连接板一端固定连接于所述固定座，所述夹持板设有两个，两个所述夹持板对称弹性铰接于所述连接板远离所述固定座一端。

两个所述夹持板还连接有弹性件，所述弹性件位于所述夹持板相靠近的两内侧。

所述气爪设有若干个，若干个气爪均匀间隔连接于所述气动旋转头靠近所述夹持机构一端。

所述固定座还连接有输液机构，所述输液机构包括气缸、输液柄和输液头，所述气缸沿水平方向连接于所述固定座，用于驱动所述输液柄沿水平方向的运动，所述输液柄远离所述气缸一端连接有所述输液头，所述输液头用于与输液管相连接。

所述固定座底部还连接有底板，所述底板连接有放置盘，所述放置盘用于放置瓶体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的自动拧瓶盖装置设置有固定座，固定座上连接有夹持机构、驱动机构和导轨，夹持机构对瓶体进行固定夹持，第一步进电机驱动第二步进电机带动气动旋转头和夹持有瓶盖的气爪沿竖直方向在导轨上进行滑动，使得瓶盖刚好位于瓶体正上方，紧接着第二步进电机按照预设的扭矩控制气动旋转头的旋转角度，从而带动气爪夹持瓶盖与瓶体进行旋转拧紧，第二步进电机连接有检测机构，检测机构用于检测第二步进电机驱动气动旋转头进行旋转的旋转角度的实际情况及时反馈，从而判断瓶盖和瓶体是否按照预设程序进行拧紧到位，设置检测机构可以提高瓶盖和瓶体拧紧的准确性。

附图说明

图1是本实施例的自动拧瓶盖装置的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1中B部分的放大图；

附图标记说明：

100、固定座；110、固定块；120、连接件；130、滑块；200、导轨；300、驱动机构；310、第一步进电机；320、第二步进电机；330、气动旋转头；340、气爪；400、夹持机构；410、连接板；420、夹持板；430、弹性件；500、检测机构；510、扭矩传感器；520、拧盖到位传感器；521、感应器片；522、槽型开关；600、限位机构；610、连接套；611、连接槽；620、连接轴；621、插销；700、输液机构；710、气缸；720、输液柄；730、输液头；800、底板；810、放置盘；811、放置槽；900、瓶盖；910、瓶体。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示，本实施例公开一种自动拧瓶盖装置，包括沿竖直方向设置的固定座100，固定座100的一侧固定连接有沿竖直方向设置的导轨200，导轨200远离固定座100的一侧竖直连接有驱动机构300，固定座100还连接有沿水平方向设置用于夹持瓶体910的夹持机构400，驱动机构300包括第一步进电机310、第二步进电机320、气动旋转头330和气爪340，第一步进电机310和第二步进电机320连接于导轨200，气动旋转头330与第二步进电机320相连接，气爪340沿竖直方向连接于气动旋转头330远离第二步进电机320一端，具体的，气爪340设有若干个，在本实施例中，气爪340设置为均匀间隔分布的三个，由于三角形具有稳定性，因此三个气爪340可以对瓶盖900进行稳定夹持，气动旋转头330用于带动气爪340夹持瓶盖900进行与瓶体910相配合的旋转拧紧，第一步进电机310通过预设的位移驱动气动旋转头330进行沿竖直方向的移动，第二步进电机320通过预设的扭矩控制气动旋转头330和气爪340的旋转角度，同时，第二步进电机320还连接有检测机构500，检测机构500用于检测第二步进电机320驱动气动旋转头330和气爪340的实际旋转角度，通过检测机构500的实时反馈判断气动旋转头330和气爪340的实际旋转角度和预设值是否相同，如果相同则拧紧到位，如果不同则没有拧紧到位，从而判断瓶盖900和瓶体910是否准确拧紧，进而提高瓶盖900和瓶体910螺旋连接的准确性和稳定性。

在本实施例中，固定座100还连接有固定块110，固定块110固定连接于导轨200的下方并通过连接件120与导轨200相连接，连接件120连接于固定块110远离固定座100一侧，连接件120远离固定块110一侧活动连接有滑块130，滑块130一端与气动旋转头330固定连接，气动旋转头330与第二步进电机320相连接，第一步进电机310通过导轨200驱动第二步进电机320沿竖直方向移动，第二步进电机320从而带动气动旋转头330和气爪340沿竖直方向通过连接件120和滑块130在导轨200上沿竖直方向进行滑动。

在本实施例中，检测机构500包括扭矩传感器510和拧盖到位传感器520，第一步进电机310固定连接于导轨200的上端，第二步进电机320一端固定连接于导轨200背离固定座100的一侧，第二步进电机320沿竖直方向连接有气动旋转头330的一端通过连接件120活动连接于导轨200，扭矩传感器510固定连接于第二步进电机320与导轨200固定连接一端，第二步进电机320通过预先设定的扭矩来带动气动旋转头330进行旋转，从而控制气动旋转头330的旋转角度，扭矩传感器510设于第二步进电机320可实时检测第二步进电机320的实际扭矩，并转化为电信号进行反馈，判断第二步进电机320驱动气动旋转头330旋转的实际旋转角度，通过实际旋转角度和预设的旋转角度是否相同判断瓶盖900和瓶体910是否准确拧紧，从而提高瓶盖900和瓶体910拧紧的准确性。

为了进一步判断瓶体910和瓶盖900是否准确拧紧到位，气动旋转头330还连接有拧盖到位传感器520，拧盖到位传感器520连接于气动旋转头330靠近第一步进电机310一端，拧盖到位传感器520包括感应器片521和槽型开关522，感应器片521一端固定连接于滑块130靠近连接件120一端，感应器片521另一端可与固定块110进行沿固定块110侧壁方向的相对运动，槽型开关522固定连接于固定块110朝向感应器片521方向的侧壁；

槽型开关522位于感应器片521的移动路径上，当感应器片521随着气动旋转头330在步进电机的驱动下，进行竖直方向的运动时，感应器片521向下移动经过槽型开关522时，槽型开关522即可反馈感应器片521的位置，从而判断气爪340的位置，第一步进电机310通过预先设定的竖向位移，驱动第二步进电机320带动气动旋转头330和气爪340沿竖直方向移动到指定位置，使气爪340夹持瓶盖900正好位于瓶体910正上方并且瓶体910相接触，再通过气动旋转头330进行旋转实现瓶盖900和瓶体910的拧紧；

槽型开关522预先设置了当瓶体910和瓶盖900准确拧紧时，感应器片521与槽型开关522的相对位置，当感应器片521随着瓶盖900旋转拧紧于瓶体910向下移动时，感应器片521与槽型开关522进行相对运动，当瓶盖900和瓶体910拧紧至感应器片521不再向下移动时，此时感应器片521是否移动到感应器片521与槽型开关522的预设相对位置，从而触发槽型开关522发出拧盖到位指令，同时通过扭矩传感器510判断第二步进电机320是否达到设置的扭力，从而判断瓶盖900向下移动到最低位置是否与瓶体910准确拧紧，提高瓶盖900和瓶体910拧紧的准确性和稳定性。

在本实施例中，第二步进电机320和气动旋转头330通过限位机构600相连接，限位机构600包括连接套610和连接轴620，连接套610一端与固定连接于导轨200一端的第二步进电机320相连接，连接套610另一端与连接轴620活动连接，连接轴620远离连接套610一端固定连接于气动旋转头330的上表面，连接轴620与连接套610相连接的一端设有插销621，连接套610靠近连接轴620一端的两侧设有沿竖直方向的连接槽611，插销621的两端伸出连接槽611，连接槽611的槽壁与插销621相抵接，第二步进电机320通过相抵接的连接套610和连接轴620驱动气动旋转头330进行旋转，从而提高气动旋转头330的旋转角度的准确性，提高瓶盖900和瓶体910拧紧的准确性。

在本实施例中，夹持机构400包括水平设置的连接板410和夹持板420，连接板410一端固定连接于固定座100设有导轨200一端，连接板410另一端的两侧壁弹性铰接有两个对称设置的夹持板420，瓶体910通过两个夹持板420夹持于瓶体910的侧壁，并且夹持板420与连接板410为弹性铰接，即两个夹持板420与连接板410的连接角度可以调节，从而调节两个夹持板420之间的夹持空隙，从而满足对不同大小瓶体910的夹持，两个夹持板420相对的内侧还连接有弹性件430，弹性件430的设置使得夹持板420与瓶体910的夹持更紧密，提高夹持板420对瓶体910夹持的稳定性。

在本实施例中，固定座100还水平连接有输液机构700，输液机构700包括气缸710、输液柄720和输液头730，气缸710沿水平方向贯穿固定座100连接于导轨200下方，输液柄720一端与气缸710固定连接，另一端沿水平方向朝向气动旋转头330平行于气缸710上表面设置，输液柄720远离气缸710一端连接有输液头730，输液头730可与外接输液管连接，在气缸710的驱动下，输液柄720带动输液头730移动至瓶体910的上方，实现对瓶体910的输液。

在本实施例中，固定座100底部连接有底板800，底板800上可连接两个自动拧瓶盖装置，两个自动拧瓶盖装置同时进行，可以提高拧紧瓶盖的效率，同时底板800上设有用于放置瓶体910的放置盘810，放置盘810可沿水平方向转动连接于底板800，放置盘810设有四个用于放置瓶体910的放置槽811，在两个瓶体910进行装液时，另外两个放置槽811放置空的瓶体910，位于气爪340下方的瓶体910完成装液和瓶盖900拧紧后，通过旋转放置盘810，可以将其取出，取出的同时对空的瓶体910进行输液，节约放置空瓶体910的时间，提高平生产效率。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.自动拧瓶盖装置，其特征在于，包括固定座、用于夹持瓶体的夹持机构、驱动机构和检测机构，所述固定座连接有夹持机构、驱动机构和沿竖直方向的导轨，所述驱动机构包括第一步进电机、第二步进电机、气动旋转头和与所述气动旋转头相连接的用于夹持瓶盖的气爪，所述第一步进电机和第二步进电机连接于所述导轨，所述第一步进电机用于驱动所述第二步进电机在所述导轨上移动，所述第二步进电机与所述气动旋转头相连接以驱动所述气动旋转头带动所述气爪转动，所述第二步进电机根据预设扭矩控制气动旋转头带动所述气爪夹持瓶盖拧紧在瓶体上，所述检测机构连接于所述第二步进电机用于检测所述第二步进电机的旋转角度，所述检测机构包括扭矩传感器和拧盖到位传感器。

2.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述第一步进电机固定于所述导轨的端部，所述第二步进电机一端固定连接于所述导轨背离所述固定座一侧，所述第二步进电机另一端与所述气动旋转头相连接，所述扭矩传感器连接于所述第二步进电机与所述导轨相连接一端，所述拧盖到位传感器连接于所述气动旋转头。

3.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述导轨远离所述第一步进电机一端连接有固定块，所述固定块竖向连接有滑块，所述气动旋转头通过连接件与所述滑块相连接，所述第一步进电机驱动所述第二步进电机带动所述气动旋转头通过所述连接件滑动于所述滑块。

4.如权利要求3所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述拧盖到位传感器包括感应器片和槽型开关，所述感应器片连接于所述连接件，所述槽型开关连接于所述固定块，所述槽型开关位于所述感应器片随着所述连接件移动的路径。

5.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述第二步进电机与所述气动旋转头之间连接有限位机构，所述限位机构包括与所述第二步进电机固定连接的连接套和与所述气动旋转头固定连接的连接轴，所述连接轴沿竖直方向伸缩于所述连接套内，所述连接轴与所述连接套相连接一端设有插销，所述连接套设有供所述插销移动的连接槽。

6.如权利要求5所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述夹持机构包括连接板和夹持板，所述连接板一端固定连接于所述固定座，所述夹持板设有两个，两个所述夹持板对称弹性铰接于所述连接板远离所述固定座一端。

7.如权利要求6所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，两个所述夹持板还连接有弹性件，所述弹性件位于所述夹持板相靠近的两内侧。

8.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述气爪设有若干个，若干个气爪均匀间隔连接于所述气动旋转头靠近所述夹持机构一端。

9.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述固定座还连接有输液机构，所述输液机构包括气缸、输液柄和输液头，所述气缸沿水平方向连接于所述固定座，用于驱动所述输液柄沿水平方向的运动，所述输液柄远离所述气缸一端连接有所述输液头，所述输液头用于与输液管相连接。

10.如权利要求1所述的自动拧瓶盖装置，其特征在于，所述固定座底部还连接有底板，所述底板连接有放置盘，所述放置盘用于放置瓶体。