CN108177154A - 抓杯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种抓杯装置，包括：支架；第一驱动件，与支架连接；凸轮，连接于第一驱动件的驱动端；手指机构，包括连接件、第一手指组件与第二手指组件，连接件与支架连接，第一手指组件与第二手指组件均与连接件滑动连接；用于提供回复力的第一弹性件，两端分别与第一手指组件与第二手指组件连接；其中，凸轮设置于第一手指组件与第二手指组件之间，第一驱动件带动凸轮转动，凸轮驱动第一手指组件及第二手指组件相对于连接件相背滑动成张开状态，第一手指组件与第二手指组件在回复力的作用下相对于连接件相对滑动成闭合状态并形成一端开口的抓杯空间。本发明提供的抓杯装置，使用寿命较高且提高了抓杯的可靠性。

Description

抓杯装置

技术领域

本发明涉及抓取技术领域，特别是涉及一种抓杯装置。

背景技术

自动化设备在人们的日常生活中使用越来越广泛，如在医疗领域中所用到的自动分析设备主要用于检测及分析生物化学物质，在自动分析设备中所用到的抓杯装置通过抓取反应杯后以实现反应杯在空间上的移动。

传统所用到的抓杯装置有三种，分别为：柱塞式抓杯装置、电磁式抓杯装置及凸轮式抓杯装置，柱塞式抓杯装置通过挤压柔性手指使其弯曲变形将物体夹住，但柔性手指因受限于材料性能而使用寿命较短；电磁式抓杯装置通过电磁铁驱动驱动辊推动左右夹持体上的摆动臂使左右夹持体张开，但因驱动辊与摆动臂之间摩擦力大，驱动辊易磨损导致装置寿命较短；凸轮式抓杯装置通过驱动机构使偏心轮旋转以实现抓取部件张开及闭合，但因两抓取部使用同一转轴，张开时抓取部幅角与抓杯形成径向外力，抓杯可被挤出抓手部而滑落，导致抓杯可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对传统抓杯装置使用寿命短及抓取可靠性低的问题，提供一种使用寿命较长且抓取可靠性高的抓杯装置。

一种抓杯装置，包括：

支架；

第一驱动件，装配于所述支架；

凸轮，传动连接于所述第一驱动件的驱动端；

手指机构，包括连接件、第一手指组件与第二手指组件，所述连接件与所述支架连接，所述第一手指组件与所述第二手指组件均与所述连接件滑动连接；

用于提供回复力的第一弹性件，两端分别与所述第一手指组件与所述第二手指组件连接；

其中，所述凸轮设置于所述第一手指组件与所述第二手指组件之间，所述第一驱动件带动所述凸轮转动，所述凸轮驱动所述第一手指组件及所述第二手指组件相对于所述连接件相背滑动成张开状态，所述第一手指组件与所述第二手指组件在所述回复力的作用下相对于所述连接件相对滑动成闭合状态并形成一端开口的抓杯空间。

本发明提供的抓杯装置，采用凸轮驱动第一手指组件与第二手指组件相对于连接件相背滑动并配合第一弹性件实现第一手指组件与第二手指组件相对于连接件相对滑动，相较于柱塞式抓杯装置与电磁式抓杯装置使用寿命较高；且第一手指组件与第二手指组件均相对或相背于连接件滑动，如此在第一手指组件与第二手指组件张开时，第一手指组件与第二手指组件会沿相反的两个方向同时运动，两者的运动方向不存在相互交叉的情况，不会对抓杯形成径向外力，如此便提高了抓杯的可靠性。

在其中一个实施例中，所述第一手指组件包括第一安装板及分别连接于所述第一安装板上下两端的第一抵接件与第一手指，所述第二手指组件包括第二安装板与分别连接于所述第二安装板上下两端的第二抵接件与第二手指，所述手指机构还包括分别设置于所述连接件两侧的第一线性导轨与第二线性导轨，所述第一安装板与所述第一线性导轨连接，所述第二安装板与所述第二线性导轨连接，所述凸轮设置于所述第一抵接件与所述第二抵接件之间，所述第一弹性件的两端分别与所述第一安装板与所述第二安装板连接，所述第一手指与所述第二手指形成所述抓杯空间。

在其中一个实施例中，所述第一抵接件包括与所述第一安装板连接的第一轴及与所述第一轴连接第一轴承，所述第二抵接件包括与所述第二安装板连接的第二轴及与所述第二轴连接的第二轴承，所述凸轮的两端面沿周向相对设有第一凸轮轨迹面与第二凸轮轨迹面，所述第一凸轮轨迹面与所述第二凸轮轨迹面分别距离所述凸轮两端面的高度从一端到另一端逐渐变大，所述第一轴承抵接于所述第一凸轮轨迹面，所述第二轴承抵接于所述第二凸轮轨迹面。

在其中一个实施例中，所述第一手指与第二手指的截面为开口朝向对方的弧状。

在其中一个实施例中，所述手指机构还包括第一光耦及第一光耦挡片，所述第一光耦与所述第一手指组件与所述第二手指组件中的一者连接并设有第一开口槽，所述第一光耦挡片的一端与所述第一手指组件与所述第二手指组件中的另一者连接且另一端出入于所述第一开口槽。

在其中一个实施例中，所述抓杯装置还包括第二光耦及第二光耦挡片，所述第二光耦与所述支架连接并设有第二开口槽，所述第二光耦挡片设置于所述凸轮的外周面且随所述凸轮的转动出入于所述第二开口槽。

在其中一个实施例中，所述抓杯装置还包括支座、第二驱动件及防撞机构，所述支架滑动设于所述支座，所述第二驱动件设于所述支座并驱动所述支架相对于所述支座做升降运动，所述防撞机构设于所述支架的顶部。

在其中一个实施例中，所述防撞机构包括防撞块、第一防撞导轴及第二弹性件，所述防撞块通过所述第一防撞导轴连接于所述支架并相对于所述第一防撞导轴滑动，所述第二弹性件设置于所述防撞块与所述支架之间。

在其中一个实施例中，所述防撞机构还包括第三光耦及第三光耦挡片，所述第三光耦与所述支架连接并设有第三开口槽，所述第三光耦挡片与所述防撞块连接并随所述防撞块的运动其一端出入于所述第三开口槽。

在其中一个实施例中，所述支座包括第三导轨，所述支架通过所述第三导轨装设于所述支座上，所述第二驱动件通过带传动驱动所述支架通过所述第三导轨相对于所述支座滑动。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的抓杯装置的结构图；

图2为图1中所提供的抓杯装置的***图；

图3为图1中所提供的抓杯装置的仰视图；

图4为图1中所提供的抓杯装置的部分结构图；

图5为图1中所提供的抓杯装置的另一部分的结构图；

图6为本发明另一实施例所提供的抓杯装置的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1-图3，本发明一较佳实施例提供一种抓杯装置100，包括支架10、第一驱动件20、凸轮30、手指机构40及第一弹性件50。

支架10主要起支撑作用，第一驱动件20装配于支架10上，凸轮30传动连接于第一驱动件20的驱动端。手指机构40包括连接件411、第一手指组件42与第二手指组件43，连接件411与支架10连接，第一手指组件42与第二手指组件43均与连接件411滑动连接。凸轮30设置于第一手指组件42与第二手指组件43之间，第一弹性件50的两端分别与第一手指组件42与第二手指组件43连接。

当第一驱动件20驱动凸轮30转动时，凸轮30驱动第一手指组件42与第二手指组件43相对于连接件411相背滑动成张开状态，第一手指组件42与第二手指组件43在第一弹性件50的回复力作用下相对于连接件411相对滑动成闭合状态并形成抓杯空间60以抓取反应杯。即凸轮30具有第一极限位置与第二极限位置，如设定第一手指组件42与第二手指组件43在凸轮30转动至第一极限位置时成张开状态，并设定第一手指组件42与第二手指组件43在凸轮30转动至第二极限位置时成闭合状态，当凸轮30从第一极限位置转动至第二极限位置时，第一弹性件50的回复力会促使第一手指组件42与第二手指组件43相对于连接件411相对滑动并最后成闭合状态，当凸轮30从第二极限位置转动至第一极限位置时，凸轮30会施加作用力于第一手指组件42与第二手指组件43，此时第一弹性件50逐渐被拉伸且第一手指组件42与第二手指组件43相对于连接件411相背滑动最后成张开状态。

本实施例提供的抓杯装置100，采用凸轮30驱动第一手指组件42与第二手指组件43相对于连接件411相背滑动并配合第一弹性件50实现第一手指组件42与第二手指组件43相对于连接件411相对滑动，相较于柱塞式抓杯装置与电磁式抓杯装置使用寿命较高；且第一手指组件42与第二手指组件43均相对或相背于连接件411滑动，如此在第一手指组件42与第二手指组件43张开时，第一手指组件42与第二手指组件43会沿相反的两个方向同时运动，两者的运动方向不存在相互交叉的情况，不会对抓杯形成径向外力，如此便提高了抓杯的可靠性。

支架10包括第一竖直板11，第一竖直板11设有第一支撑孔111，第一驱动件20从支架10的一侧穿设于第一支撑孔111且其驱动端从支架10的另一侧伸出。具体地，第一驱动件20为驱动电机，凸轮30连接于第一驱动件20的驱动轴，第一驱动件20的驱动轴从支架10的另一侧伸出。

参阅图4及图5，更具体地，凸轮30通过凸轮轴31与第一驱动件20的驱动端连接，即凸轮30朝向第一驱动件20的一端首先与凸轮轴31连接，而后凸轮轴31与第一驱动件20的驱动端连接固定。

凸轮30的两端面沿周向相对设有第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面(图未示出)，第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面分别距离该端的端面的高度从一端到另一端逐渐增大，即凸轮30的两端面的周缘开设有第一凹槽与第二凹槽，第一凹槽的槽底形成第一凸轮轨迹面32，第一凹槽的槽底距离凸轮30该端未开设有凹槽的端面的距离从一端到另一端逐渐增大，也即第一凹槽的槽深从一端到另一端逐渐减小，第二凹槽的槽底形成第二凸轮轨迹面，第二凹槽的槽底距离凸轮该端未开设有凹槽的端面的距离从一端到另一端逐渐增大，也即第二凹槽的槽深从一端到另一端逐渐减小。具体地，第一凹槽与第二凹槽分别开设于凸轮的两端面的周缘的局部。

第一手指组件42与第二手指组件43分别抵接于第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面，如此第一手指组件42与第二手指组件43分别在第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面的作用下相对于连接件411滑动，以实现两者相互靠近/背离。

继续参阅图2，手指机构40还包括分别设置于连接件411两侧的第一线性导轨412与第二线性导轨413，连接件411连接于支架10的下部，第一手指组件42通过第一线性导轨412与连接件411连接，第二手指组件43通过第二线性导轨413与连接件411连接。具体地，第一线性导轨412包括第一导轨4121及安装于第一导轨4121上的第一滑块4122，第一导轨4121设置于连接件411的一侧，第一手指组件42通过第一滑块4122与第一导轨4121滑动连接；第二线性导轨413包括第二导轨4131与安装于第二导轨4131上的第二滑块4132，第二导轨4131设置于连接件411的另一侧，第二手指组件43通过第二滑块4132与第二导轨4131滑动连接。

第一手指组件42包括第一安装板421、第一抵接件422与第一手指423，第一抵接件422与第一手指423分别连接于第一安装板421的上下两端，第一安装板421与第一线性导轨412连接，具体地，第一安装板421与第一滑块4122连接，第二手指组件43包括第二安装板431、第二抵接件432与第二手指433，第二抵接件432与第二手指433分别连接于第二安装板431的上下两端，第二安装板431与第二线性导轨413连接，具体地，第二安装板431与第二滑块4132连接，凸轮30位于第一抵接件422与第二抵接件432之间，即第一抵接件422与第二抵接件432分别抵接于第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面，第一驱动件20带动凸轮30转动，凸轮30施加作用力于第一抵接件422与第二抵接件432，第一抵接件422带动第一安装板421与第一手指423相对于连接件411滑动，第二抵接件432带动第二安装板431与第二手指433相对于连接件411滑动，第一手指423与第二手指433形成上述抓杯空间60。

具体地，第一抵接件422包括第一轴4221及第一轴承4222，第一轴4221的两端分别与第一安装板421及第一轴承4222连接，第二抵接件432包括第二轴4321与第二轴承4322，第二轴4321的两端分别与第二安装板431与第二轴承4322连接，凸轮30位于第一轴承4222与第二轴承4322之间，即第一轴承4222与第二轴承4322分别抵接于第一凸轮轨迹面32与第二凸轮轨迹面，如此通过第一轴承4222与第二轴承4322分别与凸轮30抵接，第一轴承4222与第二轴承4322均与凸轮30之间形成滚动摩擦，减小了两者之间的摩擦力，减少了凸轮30的磨损，增加了凸轮30的使用寿命。

更具体地，第一抵接件422还包括第一紧固件4223，第一轴承4222通过第一紧固件4223固定于第一轴4221，第二抵接件432还包括第二紧固件4323，第二轴承4322通过第二紧固件4323固定于第二轴4321。

第一安装板421为一开口朝向第一线性导轨412的U型板，第一安装板421通过开口卡设在第一线性导轨412上，第二安装板431为一开口朝向第二线性导轨413的U型板，第二安装板431通过开口卡设在第二线性导轨413上。在其他实施例中，第一安装板421与第二安装板431的形状不受限制，只要可以实现第一手指组件42与第二手指组件43的正常安装即可。

第一弹性件50的两端分别与第一安装板421与第二安装板431连接。具体地，第一弹性件50为弹簧，手指机构40还包括第一安装柱44与第二安装柱45，第一安装柱44与第一安装板421连接，第二安装柱45与第二安装板431连接，第一弹性件50的两端分别与第一安装柱44与第二安装柱45连接。

一般反应杯的外周面的横截面为圆形，此时设置第一手指423与第二手指433的截面均为开口分别朝向对方的弧状，当第一手指423与第二手指433闭合以抓取反应杯时，第一手指423与第二手指433的内表面与反应杯的外周面相贴合。在其他实施例中，第一手指423与第二手指433的截面形状也可不设置为弧状，其可依据反应杯的具体形状来设置。

手指机构40还包括第一光耦46及第一光耦挡片47，第一光耦46与第一手指组件42及第二手指组件43中的一者连接并设有第一开口槽461，第一光耦挡片47的一端与第一手指组件42与第二手指组件43中的另一者连接并且另一端出入第一开口槽461，以反馈第一手指组件42与第二手指组件43的张开或闭合，即反馈第一手指423与第二手指433的张开或闭合。具体地，可以设置当第一手指组件42与第二手指组件43闭合时，第一光耦挡片47进入第一开口槽461内，此时电平跳变以反馈于控制装置，当第一手指组件42与第二手指组件43张开时，第一光耦挡片47脱离第一开口槽461，此时电平跳变以反馈于控制装置。

抓杯装置100还包括第二光耦71与第二光耦挡片72，第二光耦71与支架10连接并设有第二开口槽711，第二光耦挡片72设置于凸轮30的外周面且随凸轮30的转动出入于第二开口槽711，以反馈凸轮30的转动信号，继而控制第一驱动件20转向以控制凸轮30的转向。具体地，支架10包括第一水平板12，第二光耦71设置于第一水平板12上。更具体地，可以设置当凸轮30位于第一极限位置或第二极限位置时，第二光耦挡片72位于第二开口槽711内，当凸轮30处于其它位置时，第二光耦挡片72均从第二开口槽711内伸出。

参阅图6，在本实施例中，抓杯装置100还包括支座81、第二驱动件82及防撞机构83，支架10滑动设于支座81，第二驱动件82设于支座81并驱动支架10相对于支座81做升降运动，防撞机构83设于支架10的顶部。具体地，第二驱动件82为驱动电机，第二驱动件82通过带传动驱动支架10相对于支座81做升降运动，以带动第一驱动件20、凸轮30、手指机构40及第一弹性件50做升降运动。更具体地，抓杯装置100还包括第三导轨84，第三导轨84与支座81连接，支架10通过第三导轨84相对于支架10滑动。

支架10还包括第二竖直板13及第二水平板14，第二竖直板13与第一竖直板11连接，第二水平板14与第二竖直板13连接，防撞机构83设置于第二水平板14上。具体地，防撞机构83包括防撞块831、第一防撞导轴832及第二弹性件833，防撞块831通过第一防撞导轴832连接于支架10并相对于第一防撞导轴832滑动，第二弹性件833设置于防撞块831与支架10之间。当支架10相对于支座81向上滑动且受到撞击时，防撞块831压缩第二弹性件833并相对于第一防撞导轴832运动以缓冲所受到的撞击，以保护手指组件40。更具体地，第二弹性件833为弹簧，防撞机构83还包括第二防撞导轴834，第二防撞导轴834的一端与第二水平板14，另一端穿过第二弹性件833后与防撞块831连接，第二防撞导轴834的设置便于引导第二弹性件833的方向。

在本实施例中，防撞机构83还包括第三光耦835及第三光耦挡片836，第三光耦835与支架10连接并设有第三开口槽8351，第三光耦挡片836与防撞块831连接并随防撞块831的运动其一端出入于第三开口槽8351。可以设置当防撞块831相对于支架10向下运动时，第三光耦挡片836的一端进入第三开口槽8351内，此时光耦输出电平跳变以反馈防撞机构83发挥作用。

本实施例提供的抓杯装置100，在需要抓取反应杯时，第二驱动件82通过同步轮带动传动带运动，从而带动支架10相对于支座81做升降运动以使支架10升降至合适的位置，此时第一驱动件20驱动凸轮30转动以使第一弹性件50收缩，第一手指423与第二手指433闭合抓取反应杯；当需要释放反应杯时，第二驱动件82驱通过同步轮带动传动带运动，从而带动支架10相对于支座81做升降运动以使支架10升降至合适的位置，此时第一驱动件20驱动凸轮30转动以使第一弹性件50伸张，第一手指423与第二手指433张开释放反应杯。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抓杯装置，其特征在于，包括：

支架；

第一驱动件，装配于所述支架；

凸轮，传动连接于所述第一驱动件的驱动端；

手指机构，包括连接件、第一手指组件与第二手指组件，所述连接件与所述支架连接，所述第一手指组件与所述第二手指组件均与所述连接件滑动连接；

用于提供回复力的第一弹性件，两端分别与所述第一手指组件与所述第二手指组件连接；

其中，所述凸轮设置于所述第一手指组件与所述第二手指组件之间，所述第一驱动件带动所述凸轮转动，所述凸轮驱动所述第一手指组件及所述第二手指组件相对于所述连接件相背滑动成张开状态，所述第一手指组件与所述第二手指组件在所述回复力的作用下相对于所述连接件相对滑动成闭合状态并形成一端开口的抓杯空间。

2.根据权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述第一手指组件包括第一安装板及分别连接于所述第一安装板上下两端的第一抵接件与第一手指，所述第二手指组件包括第二安装板与分别连接于所述第二安装板上下两端的第二抵接件与第二手指，所述手指机构还包括分别设置于所述连接件两侧的第一线性导轨与第二线性导轨，所述第一安装板与所述第一线性导轨连接，所述第二安装板与所述第二线性导轨连接，所述凸轮设置于所述第一抵接件与所述第二抵接件之间，所述第一弹性件的两端分别与所述第一安装板与所述第二安装板连接，所述第一手指与所述第二手指形成所述抓杯空间。

3.根据权利要求2所述的抓杯装置，其特征在于，所述第一抵接件包括与所述第一安装板连接的第一轴及与所述第一轴连接第一轴承，所述第二抵接件包括与所述第二安装板连接的第二轴及与所述第二轴连接的第二轴承，所述凸轮的两端面沿周向相对设有第一凸轮轨迹面与第二凸轮轨迹面，所述第一凸轮轨迹面与所述第二凸轮轨迹面分别距离所述凸轮两端面的高度从一端到另一端逐渐变大，所述第一轴承抵接于所述第一凸轮轨迹面，所述第二轴承抵接于所述第二凸轮轨迹面。

4.根据权利要求2所述的抓杯装置，其特征在于，所述第一手指与第二手指的截面为开口朝向对方的弧状。

5.根据权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述手指机构还包括第一光耦及第一光耦挡片，所述第一光耦与所述第一手指组件与所述第二手指组件中的一者连接并设有第一开口槽，所述第一光耦挡片的一端与所述第一手指组件与所述第二手指组件中的另一者连接且另一端出入于所述第一开口槽。

6.根据权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述抓杯装置还包括第二光耦及第二光耦挡片，所述第二光耦与所述支架连接并设有第二开口槽，所述第二光耦挡片设置于所述凸轮的外周面且随所述凸轮的转动出入于所述第二开口槽。

7.根据权利要求1-6任一项所述的抓杯装置，其特征在于，所述抓杯装置还包括支座、第二驱动件及防撞机构，所述支架滑动设于所述支座，所述第二驱动件设于所述支座并驱动所述支架相对于所述支座做升降运动，所述防撞机构设于所述支架的顶部。

8.根据权利要求7所述的抓杯装置，其特征在于，所述防撞机构包括防撞块、第一防撞导轴及第二弹性件，所述防撞块通过所述第一防撞导轴连接于所述支架并相对于所述第一防撞导轴滑动，所述第二弹性件设置于所述防撞块与所述支架之间。

9.根据权利要求8所述的抓杯装置，其特征在于，所述防撞机构还包括第三光耦及第三光耦挡片，所述第三光耦与所述支架连接并设有第三开口槽，所述第三光耦挡片与所述防撞块连接并随所述防撞块的运动其一端出入于所述第三开口槽。

10.根据权利要求7所述的抓杯装置，其特征在于，所述支座包括第三导轨，所述支架通过所述第三导轨装设于所述支座上，所述第二驱动件通过带传动驱动所述支架通过所述第三导轨相对于所述支座滑动。