CN204397899U - 一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓包括转接板(1)、外罩(2)、前盖板(3)和2只机械手(8)，前盖板(3)与所述外罩(2)固连，所述机械手(8)的前端自外罩(2)下部伸出，其特征在于：外罩(2)内还包括均与其固连的角度步进电机(5)、宽度步进电机(6)、滑动装置(16)和导向杆(18)；所述角度步进电机(5)和所述宽度步进电机(6)连接；所述角度步进电机(5)转轴向上伸出外罩(2)顶部并与所述转接板(1)固连，角度传感器(4)套连在角度步进电机(5)转轴上；有效克服机械手一端施力时的杠杆作用，夹取物品时施力更均匀；机械手前端内侧还可安装一对光电传感器判断机械手间是否有物体，进一步提高抓取可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于机械装置领域，特别涉及一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，主要用于抓取实验器件等物品。
背景技术
随着生化分析、分子生物学、环境科学等领域的不断发展，实验过程也日趋复杂，需要实验设备可以满足高通量、高精度、高速度的要求，传统的专门化的、功能单一的生化分析仪已经不能满足需求。近年来出现了生物检测自动化工作站，它完全模仿并代替手工操作，不仅提高了工作效率，还能减少主观误差，稳定检验质量。当前，生物检测自动化工作站已成为进行生命科学、生化研究和临床诊断等研究所必需的仪器之一,主要用于分子生物学、免疫学、药物研究、生化实验等。生物检测自动化工作站的机械抓在计算机控制下按程序设定路径工作，完成各种实验器件的转移操作，将各个模块有机的联系在一起。因此，机械手是整个生物检测自动化工作站的核心部分，其可靠性、稳定性和实用性直接决定了工作站的性能和运行效率。
实用新型内容
针对上述的设备需求，本实用新型提供一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，机械抓在步进电机的控制下完成旋转和张合，适用于对机械抓要求较高的生物检测自动化工作站，可以有效提升***的稳定性和可靠性。
本实用新型采取的技术方案为：
一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，包括转接板、外罩、前盖板和2只机械手，前盖板与外罩固连，所述机械手的前端自外罩下部伸出；外罩内还包括均与其固连的角度步进电机、宽度步进电机、滑动装置和导向杆；所述角度步进电机和宽度步进电机连接；角度步进电机转轴向上伸出外罩顶部并与所述转接板固连，角度传感器套连在角度步进电机转轴上；宽度步进电机转轴向下与凸轮连接，所述凸轮随宽度步进电机转轴在水平方向转动；所述滑动装置的滑动副在水平方向直线运动，2只机械手分别安装在2个独立滑动副上；所述导向杆与2只机械手自润滑连接，导向杆两端对2只机械手施加相向压力，2只机械手内侧分别有一个固定接触点与凸轮侧面接触，在水平方向将所述凸轮夹在中间；因凸轮有长、短轴，机械手在凸轮转动的推动下，产生水平方向直线滑动，2只机械手距离的变化形成张合动作；
优选的，机械手与凸轮相接的所述固定接触点为弧形凸起；
优选的，所述导向杆两端从内到外分别装有垫块、调节弹簧和可调垫块，导向杆两端通过所述垫块挤压机械手；
优选的，所述机械手上端装有限位块，限位块路径上设置限位传感器，限位传感器探测到限位块时，控制宽度步进电机停止，使凸轮停止转动；
进一步优选的，所述限位传感器位置为机械手开口宽度最大时限位块到达的位置；
优选的，所述机械手前端内侧装有一对光电传感器，用以探测机械手间是否有物体；
优选的，所述机械手前端通过连接杆连接机械指；
进一步优选的，所述机械指内侧装有橡胶弹垫；
进一步优选的，所述机械指上的连接杆两侧有定位销，机械手对应位置有定位孔；定位孔直径略大于定位销，定位销***定位孔中形成间隙配合，机械指以连接杆为轴可进行角度微调；
优选的，所述角度步进电机和宽度步进电机采用大扭矩薄型电机，可以有效减小机械抓整体的高度和体积，降低机械手的工作强度。
本实用新型技术方案具有以下优点：
1.本实用新型结构简单，适应性强，可用于夹取不同类型的实验器件；
2.本实用新型机械抓可以在水平面自由旋转，且机械手与导向杆和水平滑动装置连接，可以在水平方向调节位置，扩大了机械抓的工作范围，使机械抓的开合更加平稳、可靠；
3.本实用新型通过调节可调垫块控制弹簧的松紧，使机械手内侧的弧形凸起始终与凸轮接触，简化了设备安装和调节；
4.本实用新型机械指内侧的橡胶弹垫与物品接触，机械指靠连接杆与机械手相连，机械指的受力点始终位于机械指中部，可以有效克服机械手一端施力时的杠杆作用，夹取物品时施力更均匀，提高了抓放物品时的稳定性和可靠性；
5.本实用新型利用机械手内侧的一对光电传感器判断机械手间是否有物体，进一步提高了抓放物品的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型机械抓带外罩的立体结构图；
图2为本实用新型机械抓去除外罩后的立体结构图；
图3为本实用新型机械抓工作状态示意图。
其中：
1.转接板、2.外罩、3.前盖板、4.角度传感器、5.角度步进电机、6.宽度步进电机、7.凸轮、8.机械手、9.光电传感器、10.连接杆、11.定位销、12.橡胶弹垫、13.机械指、14.限位传感器、15.限位块、16.滑动装置、17.可调垫块、18.导向杆、19.调节弹簧、20.垫块、A.定位孔、B.弧形凸起。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型技术方案做进一步说明。
如图1、2所示，实施例中外罩2、前盖板3、角度步进电机5、宽度步进电机6、滑动装置16和导向杆18通过螺栓固定连接，角度步进电机5的轴固定在转接板1上，并将转接板1用于和自动化工作站的机械臂对接；角度传感器4固定在角度步进电机5上方，凸轮7选用椭圆形，固定在宽度步进电机6的轴上，宽度步进电机6转轴转动时，凸轮7同轴转动；2只机械手8安装在滑动装置16的2个滑动副上，导向杆18穿过2只机械手8和机械手8滑动套接；导向杆18两端从内到外分别装有垫块20、调节弹簧19和可调垫块17，通过调节可调垫块17，向内侧压紧机械手8使内侧的弧形凸起B始终与凸轮7侧面接触；机械手8上端装有限位块15，当机械手8间开口宽度最大时，限位块15到达极限位置，在此位置装有限位传感器14；机械手8前端靠近机械指13的内侧装有一对光电传感器9，检测机械手间是否有物体，如果未检测到物体，机械抓不会进行抓取动作，若夹取过程中物体意外掉落，机械抓控制程序会返回错误并报警；机械手8靠连接杆10与机械指13相连，机械指13上连接杆10两侧分别有两个定位销11，机械手8对应位置上有两个定位孔A，定位孔A的直径略大于机械指13上的定位销11，两机械指13内侧分别装有两个橡胶弹垫12。
实施例中，转接板1、外罩2、前盖板3、凸轮7、机械手8、机械指13和导向杆18采用耐磨金属材质；外罩2、前盖板3采用铝合金板制作，转接板1、导向杆18、机械手8、机械指13采用不锈钢制作，导向杆18进行表面处理，使其表面光滑，机械手8与导向杆18的连接处进行自润滑处理，便于机械手8在导向杆18上滑动；导向杆18两端有螺纹，与可调垫块17的内螺纹相配合；滑动装置16采用合金直线导轨，角度步进电机5和宽度步进电机6均采用大扭矩的薄型电机，椭圆形凸轮7使用合金材料制作，侧面进行表面处理，确保凸轮7与机械手8的接触面光滑，便于推动机械手8运动。
图3示意了本实用新型机械抓的工作状态。图3中的上图表示当椭圆形凸轮7转动到长轴与弧形凸起B接触时，机械手8处于开口宽度最大时的状态，此时限位块15运动到限位传感器14处，椭圆形凸轮7停止转动，机械抓为打开状态。下图表示了当椭圆形凸轮7短轴与弧形凸起B接触，机械手8开口宽度最小，机械抓为抓取状态。
应理解，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本实用新型的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，包括转接板(1)、外罩(2)、前盖板(3)和2只机械手(8)，前盖板(3)与所述外罩(2)固连，所述机械手(8)的前端自外罩(2)下部伸出，其特征在于：
外罩(2)内还包括均与其固连的角度步进电机(5)、宽度步进电机(6)、滑动装置(16)和导向杆(18)；所述角度步进电机(5)和所述宽度步进电机(6)连接；所述角度步进电机(5)转轴向上伸出外罩(2)顶部并与所述转接板(1)固连，角度传感器(4)套连在角度步进电机(5)转轴上；所述宽度步进电机(6)转轴向下与凸轮(7)连接，所述凸轮(7)随宽度步进电机(6)转轴在水平方向转动；所述滑动装置(16)的滑动副在水平方向直线运动，2只机械手(8)分别安装在2个独立滑动副上；所述导向杆(18)中段与2只机械手(8)自润滑连接，导向杆(18)两端对2只机械手(8)施加相向压力，2只机械手(8)内侧分别有一个固定接触点与凸轮(7)侧面接触，在水平方向将所述凸轮(7)夹在中间。
2.根据权利要求1所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械手(8)与所述凸轮(7)相接的所述固定接触点为弧形凸起(B)。
3.根据权利要求1所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述导向杆(18)两端从内到外分别装有垫块(20)、调节弹簧(19)和可调垫块(17)，所述垫块(20)挤压机械手(8)。
4.根据权利要求1所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械手(8)上端装有限位块(15)，所述限位块(15)移动路径上设置限位传感器(14)。
5.根据权利要求4所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述限位传感器(14)位置为机械手(8)开口宽度最大时限位块(15)所在位置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械手(8)前端内侧装有一对光电传感器(9)。
7.根据权利要求1至5任一项所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械手(8)前端通过连接杆(10)连接机械指(13)。
8.根据权利要求7所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械指(13)内侧装有橡胶弹垫(12)。
9.根据权利要求7所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述机械指(13)上的连接杆(10)两侧有定位销(11)，所述机械手(8)对应位置有定位孔(A)；所述定位销(11)***定位孔(A)中形成间隙配合。
10.根据权利要求1至5任一项所述的用于生物检测自动化工作站的可旋转机械抓，其特征在于：所述角度步进电机(5)和所述宽度步进电机(6)采用大扭矩薄型电机。
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