一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法与流程

1.本发明涉及机械爪领域，特别涉及一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法。


背景技术：

2.试剂瓶抓取用机械爪是一种进行试剂瓶样品抓取的支撑设备，在进行样品分析过程中，通常借助三维移动平台和电动手爪将采集区域的被测试剂管搬运到取盖的区域，再旋转手爪，将被测试剂管与其瓶盖分离，通过加液针从多个试剂瓶抽取相应的液体，注入进被测试剂管中，再次旋转手爪，将瓶盖与被测试剂管封装，并搬运采集区域进行振动摇匀，以便后续的分析与处理，随着科技的不断发展，人们对于试剂瓶抓取用机械爪的制造工艺要求也越来越高。
3.现有的试剂瓶抓取用机械爪在使用时存在一定的弊端，目前样品前处理系统的电动手爪有夹钳式、齿轮齿条式、柔性手爪等，其中，夹钳式移液系统的手爪结构复杂，体积较大，一般因夹指不是相对平行运动，导致夹持试剂管容易脱落；齿轮齿条式移液系统的手爪结构简单，运动平稳，但加持力不大，齿轮与齿条的配合间隙会导致夹指晃动，影响手爪夹取试剂管及拧开、拧合瓶盖的效果，电动柔性手爪取放方便，但拧开、拧合瓶盖的驱动力过大，动作较慢，影响样品分析系统的效率，为此，我们提出一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法，通过伺服电机，经齿轮传动系统，驱动双向螺杆旋转，导致与双向螺杆配合的螺纹滑块产生开合运动，进一步夹持或者松开试剂瓶，该电动手爪较通用手爪而言，运动平稳，加持力大，运动精度高，便于精准位置、力控制，且结构简单，体积小，可以有效解决背景技术中的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法，包括底座、电机外壳、连接板、夹指与夹具，所述底座与电机外壳之间进行固定，所述侧壳与底座、电机外壳之间进行固定，所述连接板与侧壳、电机外壳之间进行固定，所述底座上活动设置有左滑块与右滑块，所述左滑块上定位安装有第一垫块，所述第一垫块上定位安装有夹指，所述右滑块上定位安装有第二垫块，所述第二垫块上定位安装有夹具。
8.作为本技术一种优选的技术方案，所述电机外壳的内部定位安装有电机，所述电机的端部活动设置有驱动齿轮，且电机的端部定位有电机座，所述底座的端部活动设置有从动齿轮，所述底座端部位于驱动齿轮与从动齿轮之间的位置设置有中间齿轮。
9.作为本技术一种优选的技术方案，所述底座的内侧开设有滑槽，所述滑槽的内侧定位安装有内滑轨，所述左滑块与右滑块的底部设置在滑槽内侧，所述底座的内侧活动设置有双向螺纹杆，且双向螺纹杆与从动齿轮之间连接，所述双向螺纹杆的中部定位有圆柱特征，所述双向螺纹杆上位于圆柱特征的一端开设有左旋螺纹，所述双向螺纹杆上位于圆柱特征的另一端开设有右旋螺纹，所述左滑块、右滑块的底部两侧位置均开设有外滑轨。
10.作为本技术一种优选的技术方案，所述左滑块上四角位置开设有一号螺纹孔，所述左滑块底部的中部位置开设有二号螺纹孔，所述右滑块上四角的位置开设有三号螺纹孔，所述右滑块底部的中部位置开设有四号螺纹孔，所述第一垫块四角位置开设有六号螺纹孔，所述第一垫块上端位置开设有五号螺纹孔，所述夹指的底部内侧位置开设有七号螺纹孔，所述夹指的内侧定位有网状凸起。
11.作为本技术一种优选的技术方案，所述底座、电机外壳、连接板、侧壳之间定位安装，所述左滑块、右滑块在底座的上端位置进行活动，所述左滑块上通过第一垫块与夹指之间定位安装，所述右滑块上通过第二垫块与夹具之间定位安装。
12.作为本技术一种优选的技术方案，所述电机的端部位置通过电机座与电机外壳之间定位安装，所述电机驱动驱动齿轮的位置旋转活动，所述驱动齿轮的外壁通过中间齿轮带动从动齿轮的位置旋转活动。
13.作为本技术一种优选的技术方案，所述左滑块、右滑块的底部位置通过外滑轨、内滑轨、滑槽在底座的内侧位置进行活动，所述从动齿轮带动双向螺纹杆在底座的内侧位置进行活动，且双向螺纹杆上的左旋螺纹与右旋螺纹带动左滑块、右滑块活动。
14.作为本技术一种优选的技术方案，所述左滑块底部的二号螺纹孔在左旋螺纹上进行活动，所述右滑块底部的四号螺纹孔在右旋螺纹上进行活动，所述左滑块上的一号螺纹孔对第一垫块进行固定，所述右滑块上的三号螺纹孔对第二垫块进行固定。
15.一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪的操控方法，包括以下操作步骤：
16.s1：外壳安装：将连接板与样品分析系统升降组件的下端采用螺钉方式固定连接，连接板的另一侧与电机外壳采用螺钉方式固定连接，电机外壳内部安装有电机座，电机座与电机的端面采用螺钉方式固定连接，对底座、电机外壳、连接板、侧壳进行安装，左滑块、右滑块在底座上活动，带动夹指与夹具活动；
17.s2：螺钉连接：左滑块、右滑块的顶部各自具有四个一号螺纹孔与三号螺纹孔，它分别与第一垫块底部的四个六号螺纹孔采用螺钉的方式连接，第一垫块上端的三个五号螺纹孔与夹指的底端方形槽内的七号螺纹孔采用螺钉的方式连接，夹指与夹具的夹持面均具有网状凸起；
18.s3：夹持驱动：电机的输出轴通过联轴器与驱动齿轮连接，驱动齿轮与中间齿轮啮合，中间齿轮与从动齿轮啮合，中间齿轮安装在底座上，底座内部安装有一个双向螺纹杆，双向螺纹杆的两端通过轴承与底座连接，且双向螺纹杆的一端安装有从动齿轮，双向螺纹杆一段为左旋螺纹，一段为右旋螺纹，两段螺纹的过渡处具有一个圆柱特征，左旋螺纹与左滑块的四号螺纹孔配合，右旋螺纹与右滑块的二号螺纹孔配合；
19.s4：夹持控制：通过驱动电机旋转，经由驱动齿轮、中间齿轮、从动齿轮带动双向螺纹杆正、反两个方向转动，进而导致左滑块与右滑块相对靠近或者远离，其中圆柱特征的作用是防止两个滑块运动耦合影响手爪的夹持性能，另外，侧壳分别与底座、电机外壳、连接
板连接，防止外部的杂质进入齿轮系中，影响齿轮的啮合。
20.(三)有益效果
21.与现有技术相比，本发明提供了一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法，具备以下有益效果：该一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法，通过伺服电机，经齿轮传动系统，驱动双向螺杆旋转，导致与双向螺杆配合的螺纹滑块产生开合运动，进一步夹持或者松开试剂瓶，该电动手爪较通用手爪而言，运动平稳，加持力大，运动精度高，便于精准位置、力控制，且结构简单，体积小；
22.(1)一种用于取放试剂瓶的电动机械手爪结构紧凑，质量轻，体积小，运动平稳；
23.(2)一种用于取放试剂瓶的电动机械手爪采用双向螺纹杆传动，传动效率搞高，加持力大，具有自锁功能；
24.(3)一种用于取放试剂瓶的电动机械手爪采用多纹接触面，能有效抓取、旋开、旋紧试剂瓶；
25.主要由夹指、垫块、左滑块、侧壳、连接板、右滑块、底座、电机外壳等零件组成，其中，连接板与样品分析系统升降组件的下端采用螺钉方式固定连接，连接板的另一侧与电机外壳采用螺钉方式固定连接，电机外壳内部安装有电机座，电机座与电机的端面采用螺钉方式固定连接，电机的输出轴通过联轴器与驱动齿轮连接，驱动齿轮与中间齿轮啮合，中间齿轮与从动齿轮啮合，中间齿轮安装在底座上，底座内部安装有一个双向螺纹杆，螺杆的两端通过轴承与底座连接，且螺杆的一端安装有从动齿轮，螺杆一段为左旋螺纹，一段为右旋螺纹，两段螺纹的过渡处具有一个圆柱特征，左旋螺纹与左滑块的螺纹孔配合，右旋螺纹与右滑块的螺纹孔配合；通过驱动电机旋转，经由驱动齿轮、中间齿轮、从动齿轮带动双向螺纹杆正、反两个方向转动，进而导致左滑块与右滑块相对靠近或者远离，其中圆柱特征的作用是防止两个滑块运动耦合，影响手爪的加持性能。左滑块、右滑块的顶部各自具有四个螺纹孔，它分别与垫块底部的四个孔采用螺钉的方式连接，垫块上端的三个孔与夹指的底端方形槽内的孔采用螺钉的方式连接，夹指的夹持面具有网状凸起，它的作用是增加与试剂瓶盖之间的加持力，防止打滑现象的出现，整个试剂瓶抓取用机械爪结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
26.图1为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法的整体结构示意图。
27.图2为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中内部结构的结构示意图。
28.图3为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中底座组件的结构示意图。
29.图4为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中底座内部的结构示意图。
30.图5为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中双向螺杆的结构示意图。
31.图6为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中左滑块的结构
示意图。
32.图7为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中右滑块的结构示意图。
33.图8为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中垫块的结构示意图。
34.图9为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中夹指的结构示意图。
35.图10为本发明一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法中底座与夹指的结构示意图。
36.图中：1、夹指；2、第一垫块；3、左滑块；4、侧壳；5、连接板；6、右滑块；7、底座；8、电机外壳；9、电机；10、驱动齿轮；11、中间齿轮；12、从动齿轮；13、电机座；14、双向螺纹杆；15、右旋螺纹；16、圆柱特征；17、左旋螺纹；18、一号螺纹孔；19、二号螺纹孔；20、三号螺纹孔；21、四号螺纹孔；22、五号螺纹孔；23、六号螺纹孔；24、网状凸起；25、七号螺纹孔；26、第二垫块；27、夹具；28、滑槽；29、内滑轨；30、外滑轨。
具体实施方式
37.下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本发明的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.实施例：
41.如图1-10所示，一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪及其操控方法，包括底座7、电机外壳8、连接板5、夹指1与夹具27，底座7与电机外壳8之间进行固定，侧壳4与底座7、电机外壳8之间进行固定，连接板5与侧壳4、电机外壳8之间进行固定，底座7上活动设置有左滑块3与右滑块6，左滑块3上定位安装有第一垫块2，第一垫块2上定位安装有夹指1，右滑块6上定位安装有第二垫块26，第二垫块26上定位安装有夹具27，结构紧凑，质量轻，体积小，运动平稳，采用双向螺纹杆传动，传动效率搞高，加持力大，具有自锁功能，采用多纹接触
面，能有效抓取、旋开、旋紧试剂瓶。
42.进一步的，电机外壳8的内部定位安装有电机9，电机9的端部活动设置有驱动齿轮10，且电机9的端部定位有电机座13，底座7的端部活动设置有从动齿轮12，底座7端部位于驱动齿轮10与从动齿轮12之间的位置设置有中间齿轮11。
43.进一步的，底座7的内侧开设有滑槽28，滑槽28的内侧定位安装有内滑轨29，左滑块3与右滑块6的底部设置在滑槽28内侧，底座7的内侧活动设置有双向螺纹杆14，且双向螺纹杆14与从动齿轮12之间连接，双向螺纹杆14的中部定位有圆柱特征16，双向螺纹杆14上位于圆柱特征16的一端开设有左旋螺纹17，双向螺纹杆14上位于圆柱特征16的另一端开设有右旋螺纹15，左滑块3、右滑块6的底部两侧位置均开设有外滑轨30。
44.进一步的，左滑块3上四角位置开设有一号螺纹孔18，左滑块3底部的中部位置开设有二号螺纹孔19，右滑块6上四角的位置开设有三号螺纹孔20，右滑块6底部的中部位置开设有四号螺纹孔21，第一垫块2四角位置开设有六号螺纹孔23，第一垫块2上端位置开设有五号螺纹孔22，夹指1的底部内侧位置开设有七号螺纹孔25，夹指1的内侧定位有网状凸起24。
45.进一步的，底座7、电机外壳8、连接板5、侧壳4之间定位安装，左滑块3、右滑块6在底座7的上端位置进行活动，左滑块3上通过第一垫块2与夹指1之间定位安装，右滑块6上通过第二垫块26与夹具27之间定位安装。
46.进一步的，电机9的端部位置通过电机座13与电机外壳8之间定位安装，电机9驱动驱动齿轮10的位置旋转活动，驱动齿轮10的外壁通过中间齿轮11带动从动齿轮12的位置旋转活动。
47.进一步的，左滑块3、右滑块6的底部位置通过外滑轨30、内滑轨29、滑槽28在底座7的内侧位置进行活动，从动齿轮12带动双向螺纹杆14在底座7的内侧位置进行活动，且双向螺纹杆14上的左旋螺纹17与右旋螺纹15带动左滑块3、右滑块6活动。
48.进一步的，左滑块3底部的二号螺纹孔19在左旋螺纹17上进行活动，右滑块6底部的四号螺纹孔21在右旋螺纹15上进行活动，左滑块3上的一号螺纹孔18对第一垫块2进行固定，右滑块6上的三号螺纹孔20对第二垫块26进行固定。
49.一种安全性高的试剂瓶抓取用机械爪的操控方法，包括以下操作步骤：外壳安装：将连接板5与样品分析系统升降组件的下端采用螺钉方式固定连接，连接板5的另一侧与电机外壳8采用螺钉方式固定连接，电机外壳8内部安装有电机座13，电机座13与电机9的端面采用螺钉方式固定连接，对底座7、电机外壳8、连接板5、侧壳4进行安装，左滑块3、右滑块6在底座7上活动，带动夹指1与夹具27活动，左滑块3、右滑块6的顶部各自具有四个一号螺纹孔18与三号螺纹孔20，它分别与第一垫块2底部的四个六号螺纹孔23采用螺钉的方式连接，第一垫块2上端的三个五号螺纹孔22与夹指1的底端方形槽内的七号螺纹孔25采用螺钉的方式连接，夹指1与夹具27的夹持面均具有网状凸起24，电机9的输出轴通过联轴器与驱动齿轮10连接，驱动齿轮10与中间齿轮11啮合，中间齿轮11与从动齿轮12啮合，中间齿轮11安装在底座7上，底座7内部安装有一个双向螺纹杆14，双向螺纹杆14的两端通过轴承与底座7连接，且双向螺纹杆14的一端安装有从动齿轮12，双向螺纹杆14一段为左旋螺纹17，一段为右旋螺纹15，两段螺纹的过渡处具有一个圆柱特征16，左旋螺纹17与左滑块3的四号螺纹孔21配合，右旋螺纹15与右滑块6的二号螺纹孔19配合，通过驱动电机9旋转，经由驱动齿轮
10、中间齿轮11、从动齿轮12带动双向螺纹杆14正、反两个方向转动，进而导致左滑块3与右滑块6相对靠近或者远离，其中圆柱特征16的作用是防止两个滑块运动耦合影响手爪的夹持性能，另外，侧壳4分别与底座7、电机外壳8、连接板5连接，防止外部的杂质进入齿轮系中，影响齿轮的啮合。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。