一种夹爪装置的制作方法

本发明涉及一种夹爪装置。

背景技术：

夹爪是机械结构中常用装置，其能够用于满足夹取物品、旋转物品等目的，被广泛应用于各个行业和领域。例如，目前的医疗领域的血液样本在实验室处理的过程中，通过采用自动化输送的方式提高效率，每个血液样本上面都有对应的识别码，需要在运输过程中对识别码进行识别，以供自动化设备区分血液样本。常用的方法是输送血液样本和扫码的通过不同的驱动装置来完成，例如通过一套电机来驱动爪体夹取血液样本，另外再设置一套电机驱动前一套电机和爪体一体转动，实现旋转功能。该结构占用空间大，由于实验室空间较小，带来了使用上的不便。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种夹爪装置，其兼具旋转和夹持两种功能。

基于上述目的，本申请一种实施例中提供了一种夹爪装置，包括：

支撑座；

夹具，其具有至少两个爪体，所述爪体用于夹紧物品；

伸缩机构，所述伸缩机构包括第一驱动件、第一传动结构和第一连接件，所述第一驱动件安装在所述支撑座上；所述第一驱动件与所述第一传动结构传动连接，所述第一传动结构与所述第一连接件传动连接，且所述第一连接件能够相对所述第一传动结构转动，所述第一驱动件能够驱动第一连接件伸缩；所述爪体与所述第一连接件传动连接；所述第一连接件驱动所述爪体夹紧和松开；

旋转机构，所述旋转机构包括第二驱动件、第二传动结构和旋转件，所述第二驱动件安装在所述支撑座上，所述第二传动结构与所述第二驱动件传动连接，所述旋转件与所述第二传动结构传动连接，所述第二驱动件驱动所述旋转件转动，所述爪体安装在所述旋转件上，与所述旋转件一同转动。

一种实施例中，所述夹具包括底座，所述爪体滑动安装在所述底座上，每个爪体设有对应的导向部，所述第一连接件安装在所述爪体上的导向部上，所述导向部将所述第一连接件的伸缩运动转换为所述爪体在底座上的往复滑动，以实现所述爪体的夹紧和松开，所述伸缩运动的方向与所述爪体往复滑动的方向相互垂直。

一种实施例中，所述底座设有限位结构，其用于限制所述爪体在所述伸缩运动的方向上移动，所述爪体为两个，两个爪体上的导向部成x形分布，以使所述第一连接件向上运动时，所述两个爪体相互靠近或相互远离，所述第一连接件向下运动时，所述两个爪体相互远离或相互靠近。

一种实施例中，所述导向部为斜槽，所述第一连接件上设有滑块，所述滑块滑动安装在所述斜槽内，两个爪体上的斜槽延伸方向呈x形交叉设置。

一种实施例中，所述底座上形成有滑动槽，所述爪体安装在对应的滑动槽中，所述滑动槽的内侧壁设置有滚珠滑轨，所述爪体通过所述滚珠滑轨与所述底座滑动连接。

一种实施例中，所述第一连接件和第一传动结构中的一个具有凹腔，另一个具有卡头，所述凹腔的一端开口，所述卡头以可转动的方式容纳在所述凹腔内，以使所述第一连接件和第一传动结构能够一起伸缩且所述第一连接件能够相对所述第一传动结构转动。

一种实施例中，所述旋转件呈中空设置，所述第一连接件穿过所述旋转件的中部并与所述爪体连接，所述旋转件的转动轴线和所述第一连接件相对第一传动结构的转动轴线重合。

一种实施例中，所述第一传动结构包括第一齿轮和丝杠螺母传动机构，所述第一齿轮安装在第一驱动件的输出端上，所述丝杠螺母传动机构的螺母以可转动的方式安装在支撑座上，所述第一齿轮与所述螺母啮合，驱动所述螺母转动，所述丝杠螺母传动机构中的丝杠在所述螺母传动下伸缩，所述第一连接件与所述丝杠传动连接，所述第一连接件与所述丝杠传动连接，并与所述丝杠一同伸缩，所述旋转件的转动轴线与所述丝杠的轴线重合。

一种实施例中，所述第一传动结构还包括第二连接件和套筒，所述第二连接件的一端与所述丝杠固定连接，所述第二连接件的另一端与所述第一连接件活动连接，所述套筒套设在所述第二连接件上并与所述第二连接件固定连接，所述支撑座上形成有限位部，所述限位部沿所述第一连接件伸缩方向延伸，所述套筒通过所述限位部滑动设置在所述支撑座中，以防止所述第二连接件在所述支撑座中转动。

一种实施例中，所述第二传动结构包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二驱动件的输出端连接，所述旋转件为转盘，所述转盘转动安装在所述支撑座上，所述夹具安装在所述转盘上；所述转盘与所述第二齿轮啮合。

一种实施例中，所述第一驱动件为第一电机，所述第二驱动件为第二电机；所述支撑座为壳体，所述壳体呈中空状，所述第一传动结构安装在所述壳体中，所述第一驱动件和第二驱动件分设在所述壳体的两侧，所述旋转件安装在所述壳体上方。

根据上述实施例的夹爪装置，该夹爪具有伸缩机构和旋转机构，该伸缩机构驱动爪体夹紧和松开，该旋转机构驱动爪体旋转，其中，伸缩机构中第一连接件与第一传动结构活动连接，爪体安装在该第一连接件上。该第一连接件既可以在第一驱动件的驱动下伸缩，其还能够相对第一传动结构转动，因此，当该伸缩机构和旋转机构同时作用于爪体时，该第一连接件使得爪体既可以满足伸缩运动，又能满足旋转运动，避免两种运动相互干涉，从而在同一个夹爪上可以实现夹紧和旋转两个动作，该结构更加简单，使得夹爪整体体积更小，而且第一驱动件和第二驱动件均不会随着伸缩运动和旋转运动发生位移，因此能够避免产生绕线问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的夹爪装置的装配示意图；

图2为本发明实施例提供的夹爪装置的伸缩机构示意图；

图3为本发明实施例提供的夹爪装置的旋转机构示意图；

图4为本发明实施例提供的夹爪装置的整体示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实施例提供夹爪装置，其兼具夹持物品和旋转物品两种功能，可应用包括医用领域在内的各种行业中，例如在医用领域应用于一种需要对样本进行移动以及旋转扫码的场景中。

现对本发明提供的夹爪装置进行说明。请参考图1至图4，一种实施例中，该夹爪包括支撑座1、夹具2、伸缩机构和旋转机构。

该支撑座1起支撑作用，其包括但不限于壳体结构、支架结构或者其他结构。在图1至4所示实施例中，该支撑座1为一个筒状的壳体结构。该夹具2、伸缩机构和旋转机构均直接或间接地安装在该支撑座1上。

该夹具2用于夹持和松开物品，例如可以为带有码条的样本。该夹具2具有至少两个爪体22、23，该爪体22、23用于夹紧物品。该爪体22、23的数量通常为两个以上，例如两指夹爪、三指夹爪、四指夹爪等。

该伸缩机构包括第一驱动件3、第一传动结构(包括但不限于下文中所示的丝杠螺母传动机构6)和第一连接件7，第一传动结构安装在支撑座1上。第一驱动件3直接或间接与支撑座1固定连接。第一驱动件3与第一传动结构传动连接(传动连接是指能够实现运动和力的传递的装配方式，包括能够实现运动和力的传递的固定连接、活动连接等)，第一传动结构与第一连接件7传动连接。该第一传动结构主要起运动和力的传递作用，以实现第一驱动件3能够驱动第一连接件7伸缩。该爪体22、23与第一连接件7传动连接，在第一驱动件3驱动第一连接件7驱动伸缩时，该第一连接件7驱动爪体22、23夹紧和松开。对此，该第一连接7与爪体22、23之间可采用能够将第一连接件7的伸缩运动转换为爪体22、23之间相对运动的结构进行装配，下文中将进一步描述。

该旋转机构包括第二驱动件4、第二传动结构(包括但不限于下文中所示的第二齿轮10)和旋转件110。该第二驱动件与支撑座1直接或间接固定连接。第二传动结构与第二驱动件4传动连接，旋转件110与第二传动结构传动连接，第二驱动件4驱动旋转件110转动，爪体22、23安装在旋转件110上，与所述旋转件110一同转动，从而实现对爪体22、23的转动控制。

其中，第一连接件7的伸缩运动与旋转件110的旋转运动都作用于爪体22、23，为了避免两者之间的干涉，请参考图1至4，该第一连接件7以既能够随第一传动结构伸缩、又能相对所述第一传动结构转动的结构与第一传动结构连接。这样，第一连接件7既可以随第一传动结构伸缩，且在爪体22、23转动时，该第一连接件7又能够随爪体22、23相对第一传动结构转动，最终实现爪体22、23夹持功能和旋转功能，第一传动结构以及第一驱动件3无需跟着爪体22、23一起转动。

该结构能够在同一个夹爪上实现夹紧和旋转两个动作，结构更加简单，使得夹爪整体体积更小，更便于应用在空间异常紧张的医用环境中。另一方面，第一驱动件3和第二驱动件4均与支撑座1直接或间接的固定连接，不会随着伸缩运动和旋转运动发生位移，因此能够避免产生绕线问题。

一种实施例中，该夹爪可主要应用于医用试剂检测领域，比如用于夹取和旋转血液样本等。在医用领域中，其实验室空间较小，且环境需要实现无菌。上述爪体通过纯机械结构来实现旋转和伸缩的运动，相比起气动的爪体，能够有效避免细菌污染，而且其整体设计小型，更贴合医疗实验室或检测室的使用场景。

一些实施例中，该夹爪可用来同时实现夹取运输和旋转扫码工序需求，因此提高了作业效率。

进一步地，一种实施例中，请参考图1至3，该夹具2包括底座21。爪体22、23滑动安装在底座21上。每个爪体22、23设有对应的导向部(图中只示出了其中第二爪体23的导向部24，其他爪体的导向部可参考24)，第一连接件7安装在爪体22、23上的导向部24上。导向部24将第一连接件7的伸缩运动转换为爪体22、23在底座21上的往复滑动，以实现爪体22、23的夹紧和松开。伸缩运动的方向与爪体22、23在底座21上的往复滑动的方向相互垂直。例如，一种实施例中，当夹爪竖直放置时，该爪体22、23的滑动方向为水平方向，而第一连接件7的伸缩方向为竖直方向。当然，随着夹爪22、23摆放位置的不同，该滑动方向和伸缩方向也会发生相应的变化。

为了保证爪体22、23在底座21上往复滑动，避免爪体22、23随第一连接件7升降而无法相对滑动，一种实施例中，请参考图2至3，一种实施例中，底座21设有限位结构，其用于限制爪体22、23在伸缩运动的方向上移动。该限位结构可以为滑槽、凸块等。

进一步地，一种实施例中，该爪体22、23为两个，两个爪体22、23上的导向部24成x形分布。

更为具体的一种实施例中，请参考图2至4，该导向部24为斜槽，第一连接件7上设有滑块71，滑块71滑动安装在斜槽内。两个爪体22、23上的斜槽延伸方向呈x形交叉设置。该第一连接件7的滑块71朝向相反方向延伸设置，从而形成x形相交，如图1所示，图中未直接示出两个呈x形分布的斜槽但从该两个滑块71的分布情况可明了该斜槽的分布。或者，如图2所示，第一连接件7的两个滑块71也可以为三角形。该结构使第一连接件7向上运动时，两个爪体22、23相互靠近或相互远离，第一连接件7向下运动时，两个爪体22、23相互远离或相互靠近。

具体地，请参考图1至图3，为了便于描述，本实施例将22称为第一爪体，23称为第二爪体。第一爪体22和第二爪体23滑动均安装在底座21上，第一爪体22和第二爪体23上均形成有斜槽24，第一连接件7的与夹具2连接的一端形成有滑块71，两个滑块71分别置入第一爪体22和第二爪体23的斜槽24中，并能够滑动。

第一爪体22和第二爪体23相对扣合设置，两滑块71分被与第一爪体22的斜槽24和第二爪体23的斜槽24相配合安装。在本实施例中，第一爪体22的斜槽24和第二爪体23的斜槽24倾斜的方向相反，当第一连接件7向上运动时，通过滑块71推动两个滑块71向相反的两个方向滑动，从而实现夹紧或松开。当第一连接件7向下运动时，两个滑块71则反向运动，从而实现松开或夹紧。

进一步地，请参考图3，第一爪体22上形成有第一夹紧部221，第二爪体23上形成有第二夹紧部231，第一夹紧部221和第二夹紧部231的位置相对设置。第一爪体22和第二爪体23在底座21上相对滑动，以实现第一夹紧部221和第二夹紧部231的夹紧和松开动作。具体地，第一夹紧部221为第一爪体22上的凸台，第二夹紧部231为第二爪体23上的凸台，当夹具2夹紧时，第一夹紧部221和第二夹紧部231互相抵接，抵接的面为平面或其他适合夹紧工件形状的面，以此实现对工件的夹紧，此结构简单，制造成本低，且体积小，能够很好地适用于医用领域。

进一步地，为了保证爪体22、23在底座21上的滑动效果，底座21上形成有滑动槽，第一爪体22和第二爪体23均安装在滑动槽中，滑动槽的内侧壁设置有滚珠滑轨，爪体22、23通过滚珠滑轨与底座21滑动连接。该滑动槽同时还可作为限位结构，用于限制第一爪体22和第二爪体23在第一连接件7的伸缩方向上移动。

进一步地，一种实施例中，请参考图1，该旋转件110呈中空设置，第一连接件7穿过旋转件110的中部并与爪体22、23连接，旋转件110的转动轴线和第一连接件7相对第一传动结构的转动轴线重合。该结构不仅可以实现第一连接件7在进行伸缩运动的同时，旋转件110能够同步进行旋转运动，而不会发生干涉现象，还能简化伸缩机构的整体结构，降低成本和整体体积。

一种实施例中，请参考图1至3，该第一驱动件3为第一电机，第二驱动件4为第二电机。当然，在某些实施例中，第一驱动件3和第二驱动件4也可以为其他驱动件，例如气缸、液压缸等动力源。该丝杠螺母传动机构也可以换成其他能够输出伸缩运动的结构，例如同步带结构、曲柄滑块机构等。

该第一传动结构包括第一齿轮5和丝杠螺母传动机构6，第一齿轮5安装在第一驱动件3的输出端上，丝杠螺母传动机构6的螺母62以可转动的方式安装在支撑座1上，第一齿轮5与螺母62啮合，驱动螺母62转动，丝杠螺母62传动机构中的丝杠61在螺母62传动下伸缩，第一连接件7与丝杠61传动连接，第一连接件7与丝杠61直接或间接的传动连接，并与丝杠61一同伸缩，旋转件110的转动轴线与丝杠61的轴线重合。

具体地，螺母62通过旋转式安装在支撑座1中，螺母62的外圆周上形成有与第一齿轮5啮合的轮齿部。第一驱动件33驱动第一齿轮5旋转，进而带动螺母62旋转，从而实现丝杠61的上下伸缩运动。丝杠61与第一连接件7直接或间接的传动连接，将上下伸缩运动传送至第一连接件7。采用螺母丝杠传动机构作为产生伸缩运动的传动件，其精度高，承载效果好，且体积能够符合小型化设备的需求。

进一步地，一种实施例中，请参考图1至3，该第一传动结构还包括第二连接件8和套筒9，第二连接件8的一端与丝杠61固定连接，第二连接件8的另一端与第一连接件7活动连接，支撑座1上形成有限位部，限位部沿第一连接件7伸缩方向延伸，例如限位部为滑槽或导轨。套筒9通过限位部滑动设置在支撑座1中，以防止第二连接件8在支撑座1中转动。该限位部不仅用于导向第一连接件7的伸缩方向，也可用来保证第一连接件7与丝杠61的同轴度。

一种实施例中，请参考图1，该第一连接件7具有凹腔72，该凹腔72靠近第二连接件8的一端开口，该第二连接件8的一端具有卡头81，该卡头81可活动的收纳在凹腔72内，第二连接件8从凹腔72的开口伸出，而卡头81尺寸大于开口尺寸，使该卡头81无法从该卡扣掉落，但第一连接件7和第二连接件8之间能够相对转动。当第二连接件8伸缩时，又能够带动第二连接件7伸缩。当然，在其他实施例中，该凹腔72和卡头81也可以互换，或者采用其他结构来同时实现伸缩运动的传递和相对转动。

在一种实施例中，请参考图1至3，第一连接件7为推杆，第二连接件8为连杆，连杆8的一端与丝杠61固定连接，另一端与推杆7抵接。推杆7上与连杆8连接的一端上形成有凹腔72和开口，连杆8一端的卡头81置入凹腔72中，连杆8和推杆7可相对转动。套筒9的作用是在旋转的方向上限位连杆8，从而保证丝杠61不会随着螺母62旋转，只产生伸缩运动，套筒9通过键连接在限位部(如滑槽)上，限位部的延伸方向与丝杠61的伸缩方向一致，如此即可在实现伸缩运动的同时避免第一连接件7产生旋转运动。

另一方面，请参考图1至3，一种实施例中，第二传动结构包括第二齿轮10和旋转件110，第二齿轮10与第二驱动件44连接，旋转件110与第二齿轮10连接并与夹具2连接。

一种更具体的实施例中，第二齿轮10与第二驱动件4的输出端连接，旋转件110为转盘，转盘转动安装在支撑座1上，夹具2安装在转盘上。转盘110与第二齿轮10啮合。

该转盘110通过轴承旋转式安装在支撑座1上，夹具2固定安装在转盘110上，转盘110的外圆周上形成有与第二齿轮10啮合的轮齿。第二驱动件44驱动第二齿轮10转动，第二齿轮10带动转盘110转动，从而实现夹具2的旋转，转盘110的轴心与推杆7的轴心重合，如此，当夹具2产生旋转运动时，推杆7随着夹具2一起旋转，但其位置不会偏移，推杆7既能够相对连杆8旋转，又能够在在连杆8的推动下做伸缩运动，进而带动夹具2做夹紧运动，因此，伸缩运动与旋转运动能够随时有机结合互不影响，因此旋转爪体能够在任何姿态下同时产生旋转和夹取动作，有利于提高作业效率。

一种实施例中，请参考图1至3，支撑座1为壳体形状,第一驱动件3和第二驱动件4分设在壳体的两侧，旋转件110安装在壳体上方。这样布置方式的目的是尽可能地减少设备的体积，有利于实现小型化，当然也可以是其他形式的布置方式，均属于本申请的保护范围之内。

在一种实施例中，请参考图1，伸缩机构和旋转机构的传动方向呈一横一纵的格局布置。这种排布方式使得整体结构更加紧凑，整机体积更小。

在某些实施例中，请参考图4，该夹具还包括外壳120，该外壳120将伸缩机构和旋转机构等罩住，爪体从壳体中伸出，从而形成一个更完整化的视觉效果，并起到保护伸缩机构以及旋转机构的作用。

上述各夹具2既能够实现抓取运输，又能够实现旋转扫码，通过该夹爪装置即可满足血标本在实验室检测过程中所需要的扫码和运输的工序，因此其即可以在运输线上使用，又可以在旋转扫码线上使用，即提高了产品的通用性，大大降低了客户设备的购买成本，同时匹配旋转扫码一体的自动化流水线，还能够提高处理血标本的效率，减少机械设备在实验室的占用空间。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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