CN220113340U - 夹爪装置及实验设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种夹爪装置及实验设备。该夹爪装置包括：驱动件、第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述驱动件相连接，所述第一夹持件远离所述驱动件的一端与所述第二夹持件垂直相连接，所述驱动件用于驱动所述第一夹持件开合，以使所述第一夹持件同步带动所述第二夹持件开合；所述第一夹持件形成的第一夹持空间小于或等于所述第二夹持件形成的第二夹持空间。本申请提供的方案，能够对多种实验器材进行夹持，提高实验效率。

Description

夹爪装置及实验设备

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种夹爪装置及实验设备。

背景技术

相关技术中，在进行自动化生化实验时，需要用到承装液体的试管、承装粉料的粉筒、以及物料托盘等装置。通常，自动化实验设备需要配备多种不同的夹爪装置来与试管、托盘及粉筒等装置适配，以在夹取试管、托盘或粉筒时切换使用各自相适配的夹爪装置进行抓取。然而，这使夹爪装置的数量以及存放夹爪装置的库位较多，设备体积较大，并且切换不同夹爪装置的过程也会占用一定的实验时间，使实验的效率较低。

实用新型内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种夹爪装置及实验设备，能够对多种实验器材进行夹持，提高实验效率。

本申请一方面提供一种夹爪装置，包括：驱动件、第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述驱动件相连接，所述第一夹持件远离所述驱动件的一端与所述第二夹持件垂直相连接，所述驱动件用于驱动所述第一夹持件开合，以使所述第一夹持件同步带动所述第二夹持件开合；所述第一夹持件形成的第一夹持空间小于或等于所述第二夹持件形成的第二夹持空间。

进一步的，所述第一夹持件包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相对设于所述驱动件上，所述驱动件用于驱动所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相互靠近及相互远离；

所述第一夹持臂靠近所述第二夹持臂的一侧设有第一夹持槽，所述第二夹持臂靠近所述第一夹持臂的一侧设有第二夹持槽，所述第一夹持槽和所述第二夹持槽相对设置；

所述第二夹持件包括第一手指和第二手指，所述第一手指自所述第一夹持臂垂直向下延伸，所述第二手指自所述第二夹持臂垂直向下延伸，当所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相互靠近时，所述第一夹持槽和所述第二夹持槽之间形成所述第一夹持空间，所述第一手指和所述第二手指之间形成所述第二夹持空间。

进一步的，所述第一夹持槽和所述第二夹持槽均为弧形或者V形结构，所述第一手指和所述第二手指均为柱形或者板状结构。

进一步的，所述第一手指和所述第二手指分别为两个，两个所述第一手指和两个所述第二手指一一相对设置，两个所述第一手指和两个所述第二手指共同形成所述第二夹持空间；

或者，所述第一手指为两个，所述第二手指为一个，两个所述第一手指与一个所述第二手指呈等腰三角形排布；

或者，所述第一手指为一个，所述第二手指为两个，一个所述第一手指与两个所述第二手指呈等腰三角形排布。

进一步的，所述第一手指的夹持面与所述第二手指的夹持面之间的最小水平距离大于或等于所述第一夹持槽与所述第二夹持槽之间的最大水平距离。

进一步的，所述第一手指远离所述第一夹持臂的端部和所述第二手指远离所述第二夹持臂的端部分别设有第一防滑件。

进一步的，所述第一防滑件为橡胶套。

进一步的，所述第一夹持槽内和所述第二夹持槽内分别设有第二防滑件。

进一步的，所述第二防滑件为齿牙结构。

进一步的，所述驱动件包括本体和相对设于所述本体上的两个连接件，所述本体能够驱动所述两个连接件相互靠拢和相互远离；

所述连接件上设有第一螺纹孔和销钉孔，所述第一夹持臂与其中一个连接件通过螺栓和销钉连接，所述第二夹持臂与另一个所述连接件通过螺栓和销钉连接。

进一步的，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂上分别设有第二螺纹孔和与所述第二螺纹孔同轴设置的定位孔，所述定位孔的直径大于所述第二螺纹孔的直径，所述第一手指和所述第二手指上分别设有与所述第二螺纹孔相匹配的外螺纹以及位于所述外螺纹下方且与所述定位孔相匹配的定位销。

本申请另一方面提供一种实验设备，包括如上述任一项所述的夹爪装置。

进一步的，上述实验设备还包括运动机构，所述运动机构与所述夹爪装置相连接，用于带动所述夹爪装置移动。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过驱动件驱动第一夹持件开合同步带动第二夹持件开合，能够控制第一夹持空间和第二夹持空间的宽度大小，例如通过第一夹持空间来夹持托盘或96孔板等仪器，通过第二夹持空间来夹持单个试管，因此上述夹爪装置能够对多种实验器材进行夹持，提高了兼容性，减少了夹爪装置的数量和频繁切换的时间，提高了实验效率。同时，夹爪装置的减少使设备结构更紧凑，降低了成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的夹爪装置的结构示意图；

图2是本申请实施例示出的第一夹持臂和第二夹持臂的结构示意图；

图3是本申请实施例示出的驱动件的结构示意图；

图4是本申请实施例示出的夹爪装置夹取试管托盘的结构示意图；

图5是本申请实施例示出的夹爪装置夹取96孔板的结构示意图。

附图标记：

1-驱动件，11-本体，12-连接件，13-第一螺纹孔，14-销钉孔，

2-第一夹持臂，21-第一夹持槽，3-第二夹持臂，31-第二夹持槽，4-第一手指，5-第二手指，6-第一防滑件，7-第二防滑件，8-第二螺纹孔，9-抓杆，10-托盘，20-试管，30-96孔板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中，在进行自动化生化实验时，需要用到承装液体的试管、承装粉料的粉筒、以及托盘等装置。通常，自动化实验设备需要配备多种不同的夹爪装置来与试管、托盘及粉筒等装置适配，以在夹取试管、托盘或粉筒时切换使用各自相适配的夹爪装置进行抓取；然而，这使夹爪装置的数量以及存放夹爪装置的库位较多，设备体积较大，并且切换不同夹爪装置的过程也会占用一定的实验时间，使实验的效率较低。

针对上述问题，本申请实施例提供一种夹爪装置及实验设备，能够对多种实验器材进行夹持，提高实验效率。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

如图1至图3所示，本申请实施例提供一种夹爪装置，包括驱动件1、第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件与驱动件1相连接，第一夹持件远离驱动件1的一端与第二夹持件垂直相连接，驱动件1用于驱动第一夹持件开合，以使第一夹持件同步带动第二夹持件开合；第一夹持件形成的第一夹持空间小于或等于第二夹持件形成的第二夹持空间。

通过驱动件1驱动第一夹持件开合同步带动第二夹持件开合，能够控制第一夹持空间和第二夹持空间的宽度大小，例如通过第一夹持空间来夹持托盘或96孔板等仪器，通过第二夹持空间来夹持单个试管，因此上述夹爪装置能够对多种实验器材进行夹持，提高了兼容性，减少了夹爪装置的数量和频繁切换的时间，提高了实验效率。同时，夹爪装置的减少使设备结构更紧凑，降低了成本。第一夹持空间小于或等于第二夹持空间，在使用第一夹持件对实验器材进行夹取时，第二夹持件不会对器材造成干涉。

具体的，本实施例中，第一夹持件包括第一夹持臂2和第二夹持臂3，第一夹持臂2和第二夹持臂3相对设于驱动件1上，驱动件1用于驱动第一夹持臂2和第二夹持臂3相互靠近及相互远离。

第一夹持臂2靠近第二夹持臂3的一侧设有第一夹持槽21，第二夹持臂3靠近第一夹持臂2的一侧设有第二夹持槽31，第一夹持槽21和第二夹持槽31相对设置，当第一夹持臂2和第二夹持臂3相互靠近时，第一夹持槽21和第二夹持槽31之间形成第一夹持空间。

第二夹持件包括第一手指4和第二手指5，第一手指4自第一夹持臂2垂直向下延伸，第二手指5自第二夹持臂3垂直向下延伸，当第一夹持臂2和第二夹持臂3相互靠近时，第一手指4和第二手指5之间形成第二夹持空间。

基于上述方案，通过驱动件1驱动第一夹持臂2和第二夹持臂3相互闭合或相互打开，能够控制第一夹持空间和第二夹持空间的宽度大小，通过第一夹持臂2的第一夹持槽21和第二夹持臂3的第二夹持槽31形成的第一夹持空间可以来夹持柱状物体，如单个试管、具有柱状抓杆的托盘或96孔板等仪器，通过第一手指4和第二手指5之间形成第二夹持空间可以来夹持单个试管或板状物体，因此上述夹爪装置能够对多种实验器材进行夹持，提高了兼容性，减少了夹爪装置的数量和频繁切换的时间，提高了实验效率。同时，夹爪装置的减少使设备结构更紧凑，降低了成本。第一手指4自第一夹持臂2垂直向下延伸，第二手指5自第二夹持臂3垂直向下延伸，手指和夹持臂的位置关系可以使得两套夹持件在高度空间上互相独立，避免干涉。

具体的，如图4和图5所示，托盘10或96孔板30上通常设置有抓杆9，第一夹持槽21和第二夹持槽31通过夹持抓杆9来搬运托盘10或96孔板30，夹持抓杆9时第一手指4和第二手指5不与抓杆9接触。相应的，第一夹持槽21和第二夹持槽31为弧形结构，以便于稳固夹持抓杆9。当然，对于没有设置抓杆9的托盘10或96孔板30，可以在第一夹持臂2和第二夹持臂3的行程足够的情况下利用第一手指4和第二手指5直接夹持托盘10或96孔板30的两侧平面。第一手指4位于第一夹持臂2的下方，第二手指5位于第二夹持臂3的下方，在夹持试管20时，通过第一手指4和第二手指5夹持试管20的上端，而第一夹持臂2和第二夹持臂3位于试管20的上方不与试管20碰触。对于不同规格的试管20或抓杆9等目标物，可以通过力控的方式实现对它们的抓取，即通过控制第一夹持臂2和第二夹持臂3夹持时的力在一定数值，实现夹爪装置对不同规格的目标物夹持；另外，也可以根据不同规格目标物的尺寸来控制两个夹持臂夹取的距离来实现对不同规格的目标物的夹持。

可选的，第一夹持槽21和第二夹持槽31均为弧形或者V形结构，第一手指4和第二手指5均为柱形或者板状结构。当然，两个夹持槽还可以是其它形状，例如平面与弧面的结合。两个手指也可以为其它形状，例如柱形与板状的结合。

如图1所示，在本实施例中，第一手指4和第二手指5分别为两个，两个第一手指4和两个第二手指5一一相对设置，两个第一手指4和两个第二手指5共同形成第二夹持空间。具体的，四个手指排布为矩形，在夹持试管时，两个第一手指4位于试管的一侧，两个第二手指5位于试管的另一侧，四个手指均与试管相抵接，进而可提高夹持的稳定性。由于手指具有一定的高度，当夹取试管等物品时，不会与两个夹持臂发生干涉。

在一些实施例中，第一手指4为两个，第二手指5为一个，两个第一手指4与一个第二手指5呈等腰三角形排布，两个第一手指4和一个第二手指5共同形成第二夹持空间，这种方式同样能够稳定地夹持试管等物品。其中，两个第一手指4与一个第二手指5呈等腰三角形排布可以看作是第二手指5位于两个第一手指4的连线的中垂线上，从而提高夹取稳定性。这里的呈等腰三角形排布可以理解为两个第一手指4在第一夹持臂2上的连接点与一个第二手指5在第二夹持臂3上的连接点可以看作是虚拟等腰三角形的三个顶点。在其他一些实施例中，第一手指4为一个，第二手指5为两个，一个第一手指4与两个第二手指5呈等腰三角形排布，一个第一手指4和两个第二手指5共同形成第二夹持空间，这种方式同样能够稳定地夹持试管等物品。

在本实施例中，第一手指4的夹持面与对应的第二手指5的夹持面之间的最小水平距离大于或等于第一夹持槽21与第二夹持槽31之间的最大水平距离，具体的，两个第一手指4相对位于第一夹持槽21的两侧，两个第二手指5相对位于第二夹持槽31的两侧，这样，在第一夹持槽21和第二夹持槽31夹持抓杆9时，第一手指4和第二手指5均不与抓杆9相接触，从而避免干涉。

为了保证对试管夹持的稳定性，如图1所示，在本实施例中，第一手指4远离第一夹持臂2的端部和第二手指5远离第二夹持臂3的端部分别设有第一防滑件6，第一防滑件6可防止试管滑落，提高夹持的稳定性，同时，第一防滑件6具有柔性，防止直接与试管刚性接触而损坏试管。可选的，第一防滑件6为橡胶套。

为了提高第一夹持槽21和第二夹持槽31夹持时的稳定性，如图2所示，在本实施例中，第一夹持槽21内和第二夹持槽31内分别设有第二防滑件7，第二防滑件7可提高夹持槽与抓杆9的摩擦力，进而提高夹取的稳定性。

可选的，第二防滑件7为齿牙结构，齿牙结构可与夹持臂一体成型，并通过机加工的方式在夹持槽上开设。例如，利用第一夹持槽21和第二夹持槽31相互配合可以夹持刚性较大的柱状物，利用第一手指4和第二手指5相互配合可以夹持刚性较小的柱状物或板状物等。

如图3所示，在本实施例中，驱动件1包括本体11和相对设于本体11上的两个连接件12，本体11能够驱动两个连接件12相互靠拢和相互远离，连接件12用于与夹持臂连接。

连接件12上设有第一螺纹孔13和销钉孔14，第一夹持臂2与其中一个连接件12通过螺栓和销钉连接，第二夹持臂3与另一个连接件12通过螺栓和销钉连接。具体的，两个夹持臂上设有过孔，螺栓穿过过孔后与第一螺纹孔13螺纹配合，两个夹持臂上还可设置销钉，安装时，销钉先与销钉孔14配合，将夹持臂定位，然后通过螺栓将夹持臂紧固在连接件12上，以确保安装后夹持臂与连接件12之间的相对位置更准确，以及在维修拆卸时，通过销钉孔重新定位安装可以保证其相对位置不变。可选的，本体11为电机驱动装置或气缸驱动装置，即本体11可通过电机作为动力源或气缸作为动力源，然后通过传动装置来驱动两个连接件12相互开合移动。

如图2所示，在本实施例中，第一夹持臂2和第二夹持臂3上分别设有第二螺纹孔8，相应的，第一手指4和第二手指5上分别设有与第二螺纹孔8相匹配的外螺纹，具体的，第一手指4与第一夹持臂2上的第二螺纹孔8螺纹配合，第二手指5与第二夹持臂3上的第二螺纹孔8螺纹配合。

在一实施例中，第一夹持臂2和第二夹持臂3上还分别设有与第二螺纹孔8同轴设置的定位孔，各第二螺纹孔8的下端均设有一定位孔，定位孔的直径大于第二螺纹孔8的直径，定位孔与第二螺纹孔8形成台阶结构，第一手指4和第二手指5上分别设有与定位孔相匹配的定位销，定位销位于手指上外螺纹的下端，当手指的外螺纹与第二螺纹孔8螺纹配合后，定位销与定位孔配合。这样，通过定位孔和定位销对手指定位，不仅能够保证各手指安装时不会发生倾斜，还能保证各手指的高度一致。

本申请实施例还提供一种实验设备，包括上述实施例所述的夹爪装置。

进一步的，本实施例的实验设备还包括运动机构，运动机构与夹爪装置相连接，用于带动夹爪装置移动。其中，运动机构可以是机械臂，如四轴机械臂、六轴机械臂等；运动机构也可以是单一方向或多方向的平移机构，如水平移动机构、垂直移动机构或XYZ三轴移动机构等。

综上，本申请实施例提供一种夹爪装置，提高了夹持的兼容性，减少了夹爪装置的频繁切换，既可以对单个试管抓取，也可以对整盘试管的抓取，提高了效率；夹爪装置数量的减少使设备结构更紧凑，降低了因增加夹爪装置带来的成本。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种夹爪装置，其特征在于，包括：

驱动件、第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述驱动件相连接，所述第一夹持件远离所述驱动件的一端与所述第二夹持件垂直相连接，所述驱动件用于驱动所述第一夹持件开合，以使所述第一夹持件同步带动所述第二夹持件开合；

所述第一夹持件形成的第一夹持空间小于或等于所述第二夹持件形成的第二夹持空间。

2.根据权利要求1所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一夹持件包括第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相对设于所述驱动件上，所述驱动件用于驱动所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相互靠近及相互远离；

所述第一夹持臂靠近所述第二夹持臂的一侧设有第一夹持槽，所述第二夹持臂靠近所述第一夹持臂的一侧设有第二夹持槽，所述第一夹持槽和所述第二夹持槽相对设置；

所述第二夹持件包括第一手指和第二手指，所述第一手指自所述第一夹持臂垂直向下延伸，所述第二手指自所述第二夹持臂垂直向下延伸，当所述第一夹持臂和所述第二夹持臂相互靠近时，所述第一夹持槽和所述第二夹持槽之间形成所述第一夹持空间，所述第一手指和所述第二手指之间形成所述第二夹持空间。

3.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一夹持槽和所述第二夹持槽均为弧形或者V形结构，所述第一手指和所述第二手指均为柱形或者板状结构。

4.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一手指和所述第二手指分别为两个，两个所述第一手指和两个所述第二手指一一相对设置，两个所述第一手指和两个所述第二手指共同形成所述第二夹持空间；

或者，所述第一手指为两个，所述第二手指为一个，两个所述第一手指与一个所述第二手指呈等腰三角形排布；

或者，所述第一手指为一个，所述第二手指为两个，一个所述第一手指与两个所述第二手指呈等腰三角形排布。

5.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一手指的夹持面与所述第二手指的夹持面之间的最小水平距离大于或等于所述第一夹持槽与所述第二夹持槽之间的最大水平距离。

6.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一手指远离所述第一夹持臂的端部和所述第二手指远离所述第二夹持臂的端部分别设有第一防滑件。

7.根据权利要求6所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一防滑件为橡胶套。

8.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一夹持槽内和所述第二夹持槽内分别设有第二防滑件。

9.根据权利要求8所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第二防滑件为齿牙结构。

10.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述驱动件包括本体和相对设于所述本体上的两个连接件，所述本体能够驱动所述两个连接件相互靠拢和相互远离；

所述连接件上设有第一螺纹孔和销钉孔，所述第一夹持臂与其中一个连接件通过螺栓和销钉连接，所述第二夹持臂与另一个所述连接件通过螺栓和销钉连接。

11.根据权利要求2所述的夹爪装置，其特征在于：

所述第一夹持臂和所述第二夹持臂上分别设有第二螺纹孔和与所述第二螺纹孔同轴设置的定位孔，所述定位孔的直径大于所述第二螺纹孔的直径，所述第一手指和所述第二手指上分别设有与所述第二螺纹孔相匹配的外螺纹以及位于所述外螺纹下方且与所述定位孔相匹配的定位销。

12.一种实验设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的夹爪装置。

13.根据权利要求12所述的实验设备，其特征在于，还包括运动机构，所述运动机构与所述夹爪装置相连接，用于带动所述夹爪装置移动。