CN103640025A - 医疗智能夹紧机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医用机械设备领域，尤其涉及静脉药液注射药物方面抓取智能机械手，包括抓取手指机构和位移传感器电器机构。本发明通过以上结构，实现自动夹紧物体和检测物体的大小，并且有效防夹爆玻璃药瓶和物件夹不紧自动脱落。
Description
技术领域
本发明涉及医用机械设备领域，尤其涉及医疗智能夹紧机械手。
背景技术
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多领域的重视，并越来越广泛地得到了应用。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
但在抓取比较脆弱的物件时容易夹坏、夹碎或脱落，而且不能检测物件的大小。
发明内容
本发明的目的在于提出一种医疗智能夹紧机械手，其是静脉药液注射药物的抓取智能机械手，能够防止夹破、夹碎或脱落，能检测物件的大小。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
医疗智能夹紧机械手，包括抓取机构、传感器机构和控制板；
所述抓取机构包括壳体、直线步进电机、导向轴、两个连接杆、两个滑块、滑块座和两个机械手指；
所述直线步进电机固定在所述壳体上，所述直线步进电机设有所述伸缩杆，所述伸缩杆与可在所述壳体内沿所述伸缩杆运动方向做直线往复运动的所述导向轴的其中一端部固定；
所述连接杆包括两个成一定夹角的杆部组成，两个所述杆部的连接处以铰链结构固定在所述壳体上，其中一个所述杆部的端部以活动铰链结构与所述导向轴远离所述直线步进电机的一端连接，另一个所述杆部的端部以活动铰链结构与所述滑块连接；两个所述连接杆分别设于所述导向轴的上下两侧，并且所述连接杆的夹角开口相向设置；
所述滑块座与所述壳体固定，所述滑块座上设有垂直设置的滑轨，两个所述滑块设于所述滑轨上并可沿着所述滑轨做垂直运动，上下两个所述滑轨分别与上下两侧所述连接杆连接；两个所述机械手指设于同一垂直位置，并分别固定在两个所述滑块上；
所述传感器机构包括压力感应机构和位移感应机构；
所述压力感应机构包括手指压力片和压力感应器，所述手指压力片设于所述机械手指接触被夹物体的位置，为可变形材质，所述压力传感器与所述手指压力片连接；
所述位移感应机构包括直线光栅片，所述直线光栅片固定在所述机械手指上；
所述控制板固定在所述壳体上，所述控制板还设有与所述直线光栅片连接的数据读取头。
优选的，所述壳体包括电机壳体一、电机壳体二和手指固定座，所述直线步进电机安装在所述电机壳体一上，所述电机壳体一与所述电机壳体二通过螺纹配合连接，所述电机壳体二与所述手指固定座通过螺纹配合连接。
优选的，所述手指固定座与所述滑块座通过螺纹连接，所述连接杆通过铰链固定在所述手指固定座上。
优选的，所述滑块与所述机械手指通过螺纹配合连接。
优选的，所述位移感应机构还包括光栅支架、光栅垫块和光栅压板，所述光栅支架固定在所述机械手指上，所述光栅支架与所述光栅垫块通过螺纹配合连接，所述光栅垫块与所述光栅压板将所述直线光栅片固定在它们之间。
优选的，所述光栅垫块与所述直线光栅片之间通过螺纹配合连接，所述直线光栅片与所示光栅压板之间通过螺纹配合连接。
优选的，两个所述连接杆的所述杆部组成的夹角相向设置。
优选的，所述压力感应机构还包括压力传递杆，所述机械手指为空心结构，所述压力传递杆和所述压力感应器设于所述机械手指内部；所述压力传递杆的中部通过铰链固定在所述机械手指，形成杠杆机构，所述压力传递杆的一端位于所述手指压力片变形的延伸方向上，所述压力传递杆的另外一端与所述压力感应器连接。
优选的，所述滑块座与所述滑轨之间还设有钢珠。
优选的，还包括导向套，所述导向套为圆筒形结构，设于所述导向轴的侧壁外侧，并固定在所述壳体内。
本发明通过以上结构，实现静脉药液注射药物方面抓取智能机械手防止夹破、夹碎或脱落，能检测物件的大小。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的主视结构示意图。
图2是本发明的一个实施例的俯视结构示意图。
图3是图2的A-A方向的剖视结构示意图。
图4是本发明的一个实施例的内部结构示意图。
图5是本发明的一个实施例的机械手指剖视结构示意图。
其中：100、抓取机构；110、壳体；111、电机壳体一；112、电机壳体二；113、手指固定座；101、直线步进电机；102、导向轴；103、导向套；104、连接杆；105、滑块；106、滑块座；107、机械手指；108、伸缩杆；109、杆部；200、传感器机构；210、压力感应机构；211、手指压力片；212、压力传递杆；213、压力感应器；220、位移感应机构；221、光栅支架；222、光栅垫块；223、光栅压板；224、直线光栅片；300、控制板；301、数据读取头。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图5所示，医疗智能夹紧机械手，包括抓取机构100、传感器机构200和控制板300；
如图4，所述抓取机构100包括壳体110、直线步进电机101、导向轴102、两个连接杆104、两个滑块105、滑块座106和两个机械手指107；
如图4，所述直线步进电机101固定在所述壳体110上，所述直线步进电机101设有伸缩杆108，所述伸缩杆108与可在所述壳体110内沿所述伸缩杆108运动方向做直线往复运动的所述导向轴102的其中一端部固定；
如图4，所述连接杆104由两个成一定夹角的杆部109组成，两个所述杆部109的连接处以铰链结构固定在所述壳体110上，其中一个所述杆部109的端部以活动铰链结构与所述导向轴102远离所述直线步进电机101的一端连接，另一个所述杆部109的端部以活动铰链结构与所述滑块105连接；两个所述连接杆104分别设于所述导向轴102的两侧，并且所述连接杆104的夹角开口相向设置；
如图4，所述滑块座106与所述壳体110固定，所述滑块座106上设有滑轨，两个所述滑块105设于所述滑轨上并可沿着所述滑轨做直线运动，两个所述滑块105分别与两个所述连接杆104连接；两个所述机械手指107对称并分别固定在两个所述滑块105上；
如图4，所述直线步进电机101驱动所述伸缩杆108做直线往复运动；两个所述滑块105分别与两个所述连接杆104以活动铰链连接，并且两个所述连接杆104与所述导向轴102组成曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构将所述伸缩杆108的水平运动转化为两个所述滑块105在所述滑块座106上的竖直运动；
如图4，由于所述连接杆104的所述杆部109组成的夹角相向设置，所述当所述伸缩杆108在水平方向运动时，两个所述滑块105会在竖直方向做相向运动或者反向运动；两个处于同一竖直位置的所述机械手指107分别随着两个所述滑块105在竖直方向运动，当所述机械手指107相向运动时可夹紧物体，当所述机械手指107反向运动时可松开物体；
如图2，所述传感器机构200包括压力感应机构210和位移感应机构220；
如图5，所述压力感应机构210包括手指压力片211和压力感应器213，所述手指压力片211设于所述机械手指107接触被夹物体的位置，为可变形材质，所述压力传感器213与所述手指压力片211连接；
当两个所述机械手指107相向运动并接触并夹住物体时，所述手指压力片211变形并向所述压力感应器213传递压力，当所述压力感应器213测得的压力数值超过预设值时，所述直线步进电机101停止工作，以防止所述机械手指107对物体施加的压力过大，进而损坏物体；
如图2，所述位移感应机构220包括直线光栅片224，所述直线光栅片224固定在所述机械手指107上；
通过所述直线光栅片224测量所述机械手指107的运动行程；
如图1，所述控制板300固定在所述壳体110上，所述控制板300还设有与所述直线光栅片224连接的数据读取头301。
通过所述控制板300接收所述压力感应器213和所述直线光栅片224的信号，并对所述直线步进电机101的工作进行控制。
如图3，优选的，所述壳体110包括电机壳体一111、电机壳体二112和手指固定座113，所述直线步进电机101安装在所述电机壳体一111上，所述电机壳体一111与所述电机壳体二112通过螺纹配合连接，所述电机壳体二112与所述手指固定座113通过螺纹配合连接。
优选的，所述手指固定座113与所述滑块座106通过螺纹连接，所述连接杆104通过铰链固定在所述手指固定座113上。
优选的，所述滑块105与所述机械手指107通过螺纹配合连接。
如图2，优选的，所述位移感应机构220还包括光栅支架221、光栅垫块222和光栅压板223，所述光栅支架221固定在所述机械手指107上，所述光栅支架221与所述光栅垫块222通过螺纹配合连接，所述光栅垫块222与所述光栅压板223将所述直线光栅片224固定在它们之间。
优选的，所述光栅垫块222与所述直线光栅片224之间通过螺纹配合连接，所述直线光栅片224与所示光栅压板223之间通过螺纹配合连接。
优选的，两个所述连接杆104的所述杆部109组成的夹角相向设置。
如图4，当所述伸缩杆108向左水平运动时，两个所述机械手指107反向运动从而松开物体；当所述伸缩杆108向右水平运动时，两个所述机械手指107相向运动从而夹紧物体。
如图5，优选的，所述压力感应机构210还包括压力传递杆212，所述机械手指107为空心结构，所述压力传递杆212和所述压力感应器213设于所述机械手指107内部；所述压力传递杆212的中部通过铰链固定在所述机械手指107，形成杠杆机构，所述压力传递杆212的一端位于所述手指压力片211变形的延伸方向上，所述压力传递杆212的另外一端与所述压力感应器213连接。
所述手指压力片211向所述压力传感器212的一端变形并向所述压力传感器212施与压力，通过所述压力传递杆212将所述手指压力片221受到的压力传递给所述压力感应器213，由所述压力感应器213将物体受到的压力测量出来。
优选的，所述滑块座106与所述滑轨之间还设有钢珠。
所述钢珠减少所述滑块座106与所述滑轨之间的摩擦力，减少摩擦损耗。
如图4，优选的，还包括导向套104，所述导向套104为圆筒形结构，设于所述导向轴102的侧壁外侧，并固定在所述壳体110内。
所述导向套104减少所述导向轴102运动时的摩擦力。
本发明的目的在于提出静脉药液注射药物方面抓取智能机械手防止夹破、夹碎或脱落，能检测物件的大小。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.医疗智能夹紧机械手，其特征在于：包括抓取机构、传感器机构和控制板；
所述抓取机构包括壳体、直线步进电机、导向轴、两个连接杆、两个滑块、滑块座和两个机械手指；
所述直线步进电机固定在所述壳体上，所述直线步进电机设有所述伸缩杆，所述伸缩杆与可在所述壳体内沿所述伸缩杆运动方向做直线往复运动的所述导向轴的其中一端部固定；
所述连接杆由两个成一定夹角的杆部组成，两个所述杆部的连接处以铰链结构固定在所述壳体上，其中一个所述杆部的端部以活动铰链结构与所述导向轴远离所述直线步进电机的一端连接，另一个所述杆部的端部以活动铰链结构与所述滑块连接；两个所述连接杆分别设于所述导向轴的两侧，并且所述连接杆的夹角开口相向设置；
所述滑块座与所述壳体固定，所述滑块座上设有垂直设置的滑轨，两个所述滑块设于所述滑轨上并可沿着所述滑轨做直线运动，上下两个所述滑块分别与两个所述连接杆连接；两个所述机械手指对称并分别固定在两个所述滑块上；
所述传感器机构包括压力感应机构和位移感应机构；
所述压力感应机构包括手指压力片和压力感应器，所述手指压力片设于所述机械手指接触被夹物体的位置，为可变形材质，所述压力传感器与所述手指压力片连接；
所述位移感应机构包括直线光栅片，所述直线光栅片固定在所述机械手指上；
所述控制板固定在所述壳体上，所述控制板还设有与所述直线光栅片连接的数据读取头。
2.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述壳体包括电机壳体一、电机壳体二和手指固定座，所述直线步进电机安装在所述电机壳体一上，所述电机壳体一与所述电机壳体二通过螺纹配合连接，所述电机壳体二与所述手指固定座通过螺纹配合连接。
3.根据权利要求2所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述手指固定座与所述滑块座通过螺纹连接，所述连接杆通过铰链固定在所述手指固定座上。
4.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述滑块与所述机械手指通过螺纹配合连接。
5.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述位移感应机构还包括光栅支架、光栅垫块和光栅压板，所述光栅支架固定在所述机械手指上，所述光栅支架与所述光栅垫块通过螺纹配合连接，所述光栅垫块与所述光栅压板将所述直线光栅片固定在它们之间。
6.根据权利要求5所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述光栅垫块与所述直线光栅片之间通过螺纹配合连接，所述直线光栅片与所示光栅压板之间通过螺纹配合连接。
7.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：两个所述连接杆的所述杆部组成的夹角相向设置。
8.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述压力感应机构还包括压力传递杆，所述机械手指为空心结构，所述压力传递杆和所述压力感应器设于所述机械手指内部；所述压力传递杆的中部通过铰链固定在所述机械手指，形成杠杆机构，所述压力传递杆的一端位于所述手指压力片变形的延伸方向上，所述压力传递杆的另外一端与所述压力感应器连接。
9.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：所述滑块座与所述滑轨之间还设有钢珠。
10.根据权利要求1所述的医疗智能夹紧机械手，其特征在于：还包括导向套，所述导向套为圆筒形结构，设于所述导向轴的侧壁外侧，并固定在所述壳体内。
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