一种医疗用智能自动夹紧机械手的制作方法

本发明涉及医疗自动化设备领域，具体为一种医疗用智能自动夹紧机械手。

背景技术：

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，随着经济水平的发展和提高机械手开始应用于医疗等行业，目前医护人员在做完手术后通常需要对手术器械进行清洗。

目前医用夹持工件还是采用人工手动操作，在操作过程中需要不断更换新的工件再重新夹持，费时费力，且容易使操作人员随着时间的推移而降低效率，生产效率低，夹紧精度低，存在夹持不稳定的危险，自动化程度低。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种医疗用智能自动夹紧机械手，本发明结构简单，操作稳定，夹紧咬合好，夹紧时稳定性高，实现智能自动化，运动准确性好，精度高，机械手可拆卸，利于后期的维护和更换。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种医疗用智能自动夹紧机械手，包括传动机构和夹紧机构，所述传动机构包括伺服电机、导轨和传动轴，所述导轨上设有滑块，所述传动轴套接在滑块内，所述伺服电机安装在滑块上，所述传动轴连接有推移杆，所述传动轴和推移杆通过第一螺栓固定，绕所述推移杆外设有保护罩，所述保护罩的一端套接有轴承，所述保护罩的另一端设有嵌套板，所述夹紧机构包括金属板、机械手支撑板和机械手，穿过所述金属板的前后两面设有限定轴，所述限定轴的两端均设有固定贴片，在所述嵌套板上设有螺栓板，所述机械手支撑手包括倾斜板和水平板，所述倾斜板上设有长形孔和圆形孔，所述倾斜板的长形孔套接在限定轴上，在所述螺栓板的两个角位置上设有螺纹孔，并且在螺纹孔内设有第一固定螺栓，所述倾斜板的圆形孔套接在第一固定螺栓上，所述水平板和机械手上中心位置也设有螺纹孔，所述机械手和水平板通过六角螺栓固定连接；

在所述滑块上设有空心板，所述空心板内安装有stc89c51单片机电路板，所述stc89c51单片机电路板连接有压力传感器、激光测距传感器和时间记录仪，所述压力传感器和激光测距传感器安装在机械手上，所述时间记录仪与伺服电机通过电级性连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述嵌套板呈圆柱状，并且所述嵌套板的上下两端均连接有加固弧，所述加固弧呈圆弧状，所述嵌套板和加固弧内均设有嵌套夹缝，并且在所述加固弧和嵌套板上均设有螺纹，所述螺纹内设有第二固定螺栓。

作为本发明一种优选的技术方案，所述螺栓板套接在嵌套夹缝中，并且通过第二固定螺栓固定。

作为本发明一种优选的技术方案，在所述滑块的两端均设有限位板。

作为本发明一种优选的技术方案，所述限定轴的侧视图呈“h”字型结构，所述固定贴片、限定轴和机械手支撑板之间一体化铸造而成，并且所述固定贴片的直径大于长形孔的宽度。

作为本发明一种优选的技术方案，所述金属板与所述推移杆的末端直接焊接而成，并且所述金属板的厚度为1cm-2cm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述螺栓板与固定贴片两者所在平面相互平行，在所述第一固定螺栓上还赠设有垫片，两个机械手支撑板在同一个平面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明结构简单，操作稳定，采用传动轴和推移杆的左右运动带动机械手，通过机械的配合运动，使得机械手做夹紧和张开状态，机械手在同一平面上，夹紧咬合好，夹紧时稳定性高。

(2)本发明实现智能自动化，运动准确性好，精度高，通过单片机和压力传感器的使用，可以控制机械手达到最好的夹紧力度，而且控制伺服电机的运动，实现机械手的夹紧和张开。

(3)本发明结构稳定，可拆卸，利于后期的维护和更换，根据不同的夹紧物，更换不同的机械手，可以达到最佳的夹紧状态，可更换螺栓板，防止因为机械摩擦造成老化，值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的限定轴放大结构示意图；

图3为本发明的嵌套板结构示意图。

图中：1-传动机构；2-夹紧机构；3-伺服电机；4-导轨；5-传动轴；6-滑块；601-空心板；602-stc89c51单片机电路板；603-压力传感器；604-激光测距传感器；604-时间记录仪；7-推移杆；8-第一螺栓；9-保护罩；10-轴承；11-嵌套板；12-金属板；13-机械手支撑板；14-机械手；15-限定轴；16-固定贴片；17-螺栓板；18-倾斜板；19-水平板；20-长形孔；21-圆形孔；22-第一固定螺栓；23-六角螺栓；24-加固弧；25-第二固定螺栓；26-限位板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1所示，本发明提供了一种医疗用智能自动夹紧机械手，包括传动机构1和夹紧机构2，所述传动机构1包括伺服电机3、导轨4和传动轴5，所述导轨4上设有滑块6，所述传动轴5套接在滑块6内，所述伺服电机3安装在滑块6上，在所述滑块6的两端均设有限位板26，所述传动轴5连接有推移杆7，所述传动轴5和推移杆7通过第一螺栓8固定，绕所述推移杆7外设有保护罩9，所述保护罩9的一端套接有轴承10，所述保护罩9的另一端设有嵌套板11，所述滑块6可以在导轨4上左右移动，从而带动传动轴5和推移杆7做左右移动，从而进一步控制下文中的机械手14夹紧和松开，所述轴承10的作用是支撑推移杆7，降低其运动过程中的摩擦系数，嵌套板22的作用是为了固定下文中提到的螺栓板17。

如图1至图3所示，在所述滑块6上设有空心板601，所述空心板601内安装有stc89c51单片机电路板602，所述stc89c51单片机电路板602连接有压力传感器603、激光测距传感器604和时间记录仪604，所述压力传感器03和激光测距传感器604安装在机械手14上，所述时间记录仪604与伺服电机3通过电级性连接，所述夹紧机构2包括金属板12、机械手支撑板13和机械手14，所述金属板12与所述推移杆7的末端直接焊接而成，并且所述金属板12的厚度为1cm-2cm，可以保证上下机械手14在同一个平面上，进而保证上下机械手14在夹紧的时候，咬合力度是最稳定的，穿过所述金属板12的前后两面设有限定轴15，所述限定轴15的两端均设有固定贴片16，所述限定轴15的侧视图呈“h”字型结构，所述固定贴片16、限定轴15和机械手支撑板13之间一体化铸造而成，一体化铸造结构稳定，防止在使用一段时间之后，出现机械老化，在使用的时候发生夹持不稳的危险，并且所述固定贴片16的直径大于长形孔20的宽度，在所述嵌套板11上设有螺栓板17，所述螺栓板17与固定贴片16两者所在平面相互平行，所述机械手支撑手13包括倾斜板18和水平板19，所述倾斜板18和水平板19之间的夹角为120°。所述倾斜板18上设有长形孔20和圆形孔21，所述倾斜板18的长形孔20套接在限定轴15上，在所述螺栓板17的两个角位置上设有螺纹孔，并且在螺纹孔内设有第一固定螺栓22，所述圆形孔21可以绕第一固定螺栓22做旋转运动，所述推移杆7在左右移动时，所述长形孔20可以在限定轴15上滑动，从而控制机械手14的夹紧和张开动作。

所述倾斜板18的圆形孔21套接在第一固定螺栓22上，在所述第一固定螺栓22上还增设有垫片，两个机械手支撑板13在同一个平面上所述水平板19和机械手14上中心位置也设有螺纹孔，所述机械手14和水平板19通过六角螺栓23固定连接。

优选的是，所述嵌套板11呈圆柱状，并且所述嵌套板11的上下两端均连接有加固弧24，所述加固弧24呈圆弧状，所述嵌套板11和加固弧24内均设有嵌套夹缝，并且在所述加固弧24和嵌套板11上均设有螺纹，所述螺纹内设有第二固定螺栓25，所述螺栓板17套接在嵌套夹缝中，并且通过第二固定螺栓25固定，螺栓板17在加固弧24和嵌套板11的夹紧作用下更加稳固，保证机械手14的夹紧精准性，另外所述第二固定螺栓16可以对螺栓板17起到保护稳固作用，另一方面也有利于后期对螺栓板17的更换和维护。

具体的实施方法为：伺服电机3控制滑块6向左运动，滑块6内的传动轴5在滑块6的带动下向左运动，从而推移杆7向左运动，套接在限定轴7上的机械手支撑板13上长形孔20向左滑动，机械手支撑板13上的圆形孔21绕第一固定螺栓22转动，从而机械手14做夹紧状，压力传感器603和激光测距传感器604将离被夹紧物体的距离，和夹紧时的压力信号传递给stc89c51单片机电路板602，当夹紧时的压力大于设定值时，stc89c51单片机电路板602控制伺服电机3的转动，从而控制传动轴5和推移杆7的运动，进而控制机械手14的夹紧压力，并且在设定的夹紧压力状态下，夹持时间为时间记录仪604设定的时间，当到达时间记录仪604设定的时间后，stc89c51单片机电路板602控制伺服电机3的转动，而控制传动轴5和推移杆7的运动，伺服电机控制滑块向右运动，滑块6内的传动轴5在滑块6的带动下向右运动，从而推移杆7向右运动，套接在限定轴15上的机械手支撑板13上长形孔20向右滑动，机械手支撑板13上的圆形孔21绕第一固定螺栓22转动，从而机械手14呈松开的状态。

综上所述，本发明的主要特点在于：

(1)本发明结构简单，操作稳定，采用传动轴和推移杆的左右运动带动机械手，通过机械的配合运动，使得机械手做夹紧和张开状态，机械手在同一平面上，夹紧咬合好，夹紧时稳定性高。

(2)本发明实现智能自动化，运动准确性好，精度高，通过单片机和压力传感器的使用，可以控制机械手达到最好的夹紧力度，而且控制伺服电机的运动，实现机械手的夹紧和张开。

(3)本发明结构稳定，可拆卸，利于后期的维护和更换，根据不同的夹紧物，更换不同的机械手，可以达到最佳的夹紧状态，可更换螺栓板，防止因为机械摩擦造成老化，值得推广。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。