一种实验室器材的吊轨取用机械手的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，具体地，涉及一种实验室器材的吊轨取用机械手。

背景技术：

机械手是一种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，特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点，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，机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成，手部是用来抓持工件或工具的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等，运动机构，使手部完成各种转动摆动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势，运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度，为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度，自由度是机械手设计的关键参数，自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂，一般专用机械手有2～3个自由度，控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作，同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制，控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能，机械手用途非常广泛，而用在实验室器材上的机械手是其中的一种，目前市场上用在实验室器材的机械手大部分需要几个人来完成工作，不仅影响工作效率，而且还提升了生产成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种实验室器材的吊轨取用机械手。

本发明公开的一种实验室器材的吊轨取用机械手，包括工作台、上料组件、第一移料组件、旋转组件、第二移料组件、升降组件、夹爪和下料组件，上料组件设置在工作台的顶部，第一移料组件设置在工作台的上方且位于上料组件的顶部，旋转组件设置在第一移料组件的底部且位于工作台的上方，第二移料组件设置在旋转组件的底部且位于工作台的上方，升降组件设置在第二移料组件的底部且位于工作台的上方，夹爪设置在升降组件的底部且位于工作台的上方，下料组件设置在工作台的顶部且位于夹爪的正下方，上料组件包括承载板和第一电机，承载板设置在工作台的上方且位于夹爪的正下方，第一电机设置在工作台的上方且位于承载板的旁侧，第一移料组件包括第一支撑架和第一滑块，第一支撑架设置在工作台的顶部，第一滑块设置在第一支撑架的顶部，旋转组件包括第一连接板、第二电机和旋转轴，第一连接板设置在第一滑块的两侧且固定连接，第二电机设置在第一连接板的一侧，旋转轴设置在第一连接板的底部，第二移料组件包括第二连接板、第二滑块和第三电机，第二连接板设置在旋转轴的底部，第二滑块设置在第二连接板的下方，第三电机设置在第二连接板的一端，下料组件包括送料板和第一驱动，送料板设置在工作台的顶部且位于夹爪的正下方，第一驱动设置在工作台的顶部，第一驱动与送料板固定连接。

优选的，所述上料组件还包括挡料箱、第一导块、第二导块和第一支撑台，挡料箱设置在工作台的顶部且位于夹爪的正下方，第一导块设置在承载板的一侧且固定连接，第二导块设置在承载板的另一侧且固定连接，第一支撑台设置在工作台的顶部且位于第一电机的底部，第一电机位于第一导块的旁侧。

优选的，所述挡料箱设置有供第一导块与第二导块能够上下移动的第一滑槽与第二滑槽，第一导块靠近第一电机的一侧设置有第一齿条，第一齿条与第一导块固定连接，第一电机的输出端设置有第一齿轮，第一齿轮与第一齿条啮合传动。

优选的，所述第一移料组件还包括伺服电机、第一传动轮、第二传动轮、传动带和若干个第一滑轮，伺服电机设置在第一滑块的一侧，第一传动轮设置在伺服电机的输出端，第二传动轮设置在其中一个第一滑轮上，传动带设置在第一传动轮与第二传动轮上，若干个第一滑轮设置在第一滑块的底部。

优选的，所述第一支撑架上设置有供第一滑轮与第一滑块移动的第三滑槽与第四滑槽。

优选的，所述旋转组件还包括l支撑板、蜗杆和第二齿轮，l支撑板设置在第一连接板的一侧且固定连接，蜗杆设置在第二电机的输出端，第二齿轮设置在旋转轴上且固定连接，蜗杆与第二齿轮啮合传动，旋转轴与第一连接板和l支撑板轴接。

优选的，所述第二移料组件还包括第一螺纹杆和第一导向杆，第一螺纹杆的两端与第二连接板轴接，第一导向杆的两端与第二连接板固定连接，第二滑块穿过第一螺纹杆与第一导向杆，第三电机的输出端与第一螺纹杆的一端固定连接，第二连接板与旋转轴固定连接。

优选的，所述升降组件包括第一固定板和升降气缸，第一固定板设置在第二滑块的一侧，升降气缸设置在第一固定板的一侧且固定连接，夹爪位于升降气缸的伸缩端且固定连接。

优选的，所述下料组件还包括第四电机、双向螺纹杆、第二导向杆、固定块、第一导轨和两个压紧块，第四电机设置在送料板的上方，双向螺纹杆与第二导向杆分别通过轴承座设置在送料板的顶部，第四电机的输出端与双向螺纹杆的一端固定连接，两个压紧块的两端分别套设在双向螺纹杆与第二导向杆上，固定块设置在送料板的顶部，第一导轨设置在送料板的底部，第一驱动为第一气缸，送料板的底部设置有供第一导轨移动的导轨槽。

优选的，所述工作台的顶部设置有控制箱，控制箱的旁侧设置有操作台，操作台位于工作台的顶部。

有益效果：使用时当器材放入挡料箱内后，会落在承载板上，将第一电机通电后带动第一齿轮转动，第一齿轮转动将带动第一齿条上下移动，当承载板上有器材时，第一电机带动第一齿条向上移动，将承载板移动到挡料箱的上方，通夹爪来抓取器材，当第一电机带动第一齿条后，承载板上的第一导块和第二导块通过第一滑槽和第二滑槽来上下移动，通过伺服电机带动第一传动轮，第一传动轮带动传动带和第一滑轮，从而带动第一滑块移动，第一滑轮更有利于第一滑块的滑行，伺服电机带动第一滑块后，第一滑块会在第三滑槽和第四滑槽内移动，使第一滑块能直线滑行，确保能顺利进行器材的夹取，当伺服电机将第一滑块移动到承载板的正上方后，第二电机将带动蜗杆转动，从而带动第二齿轮和旋转轴转动，旋转轴转动时，将带动第二连接板转动，通过第二连接板的转动可以调整器材的角度，更有利于夹取器材，通过第三电机带动第一螺纹杆转动，第二滑块会在第一螺纹杆和第一导向杆上移动，从而使夹爪能够向前或者向后移动，第一滑块和第二滑块分别在x轴和y轴上移动，能更精准的抓取器材，当夹爪正对器材后，通过升降气缸将夹爪向下移动，直至夹爪能夹取器材，夹爪夹取器材后，升降复位，第一滑块会移动到送料板的正上方，再次通过升降气缸将夹爪向下移动，直至器材落在固定块上，通过第四电机将带动双向螺纹杆转动，双向螺纹杆带动两个压紧块呈相对运动，直至两个压紧块分别压紧器材，通过第一气缸将送料板沿第一导轨滑行，直到移出第一支撑架后，取出器材即可，工作人员通过打开控制箱，来使用操作台，非常方便，本发明的一种实验室器材的吊轨取用机械手，本设备操作简单，只需要一个工作人员即可完成整个工作，大大提升了工作效率，而且还降低了生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中的立体结构示意图；

图2为实施例中的侧视图；

图3为实施例中的俯视图；

图4为实施例中的上料组件立体结构示意图；

图5为实施例中的上料组件立体分解示意图；

图6为实施例中的第一移料组件立体结构示意图；

图7为实施例中的第一移料组件局部示意图；

图8为实施例中的旋转组件立体结构示意图；

图9为实施例中的第二移料组件、升降组件和夹爪的立体结构示意图；

图10为实施例中的下料组件立体结构示意图；

附图标记说明：工作台1、夹爪2、承载板3、第一电机4、第一支撑架5、第一滑块6、第一连接板7、第二电机8、旋转轴9、第二连接板10、第二滑块11、第三电机12、送料板13、挡料箱14、第一导块15、第二导块16、第一支撑台17、第一滑槽18、第二滑槽19、第一齿条20、伺服电机21、第一传动轮22、第二传动轮23、传动带24、第一滑轮25、第三滑槽26、第四滑槽27、l支撑板28、蜗杆29、第二齿轮30、第一螺纹杆31、第一导向杆32、第一固定板33、升降气缸34、第四电机35、双向螺纹杆36、第二导向杆37、固定块38、第一导轨39、压紧块40、导轨槽41、控制箱42、操作台43、第一气缸44、第一齿轮45。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图10所示的一种实验室器材的吊轨取用机械手，包括工作台1、上料组件、第一移料组件、旋转组件、第二移料组件、升降组件、夹爪2和下料组件，上料组件设置在工作台1的顶部，第一移料组件设置在工作台1的上方且位于上料组件的顶部，旋转组件设置在第一移料组件的底部且位于工作台1的上方，第二移料组件设置在旋转组件的底部且位于工作台1的上方，升降组件设置在第二移料组件的底部且位于工作台1的上方，夹爪2设置在升降组件的底部且位于工作台1的上方，下料组件设置在工作台1的顶部且位于夹爪2的正下方，上料组件包括承载板3和第一电机4，承载板3设置在工作台1的上方且位于夹爪2的正下方，第一电机4设置在工作台1的上方且位于承载板3的旁侧，第一移料组件包括第一支撑架5和第一滑块6，第一支撑架5设置在工作台1的顶部，第一滑块6设置在第一支撑架5的顶部，旋转组件包括第一连接板7、第二电机8和旋转轴9，第一连接板7设置在第一滑块6的两侧且固定连接，第二电机8设置在第一连接板7的一侧，旋转轴9设置在第一连接板7的底部，第二移料组件包括第二连接板10、第二滑块11和第三电机12，第二连接板10设置在旋转轴9的底部，第二滑块11设置在第二连接板10的下方，第三电机12设置在第二连接板10的一端，下料组件包括送料板13和第一驱动，送料板13设置在工作台1的顶部且位于夹爪2的正下方，第一驱动设置在工作台1的顶部，第一驱动与送料板13固定连接。

所述上料组件还包括挡料箱14、第一导块15、第二导块16和第一支撑台17，挡料箱14设置在工作台1的顶部且位于夹爪2的正下方，第一导块15设置在承载板3的一侧且固定连接，第二导块16设置在承载板3的另一侧且固定连接，第一支撑台17设置在工作台1的顶部且位于第一电机4的底部，第一电机4位于第一导块15的旁侧，使用时当器材放入挡料箱14内后，会落在承载板3上，将第一电机4通电后带动第一齿轮45转动，第一齿轮45转动将带动第一齿条20上下移动，当承载板3上有器材时，第一电机4带动第一齿条20向上移动，将承载板3移动到挡料箱14的上方，通夹爪2来抓取器材。

所述挡料箱14设置有供第一导块15与第二导块16能够上下移动的第一滑槽18与第二滑槽19，第一导块15靠近第一电机4的一侧设置有第一齿条20，第一齿条20与第一导块15固定连接，第一电机4的输出端设置有第一齿轮45，第一齿轮45与第一齿条20啮合传动，当第一电机4带动第一齿条20后，承载板3上的第一导块15和第二导块16通过第一滑槽18和第二滑槽19来上下移动。

所述第一移料组件还包括伺服电机21、第一传动轮22、第二传动轮23、传动带24和若干个第一滑轮25，伺服电机21设置在第一滑块6的一侧，第一传动轮22设置在伺服电机21的输出端，第二传动轮23设置在其中一个第一滑轮25上，传动带24设置在第一传动轮22与第二传动轮23上，若干个第一滑轮25设置在第一滑块6的底部，通过伺服电机21带动第一传动轮22，第一传动轮22带动传动带24和第一滑轮25，从而带动第一滑块6移动，第一滑轮25更有利于第一滑块6的滑行。

所述第一支撑架5上设置有供第一滑轮25与第一滑块6移动的第三滑槽26与第四滑槽27，伺服电机21带动第一滑块6后，第一滑块6会在第三滑槽26和第四滑槽27内移动，使第一滑块6能直线滑行，确保能顺利进行器材的夹取。

所述旋转组件还包括l支撑板28、蜗杆29和第二齿轮30，l支撑板28设置在第一连接板7的一侧且固定连接，蜗杆29设置在第二电机8的输出端，第二齿轮30设置在旋转轴9上且固定连接，蜗杆29与第二齿轮30啮合传动，旋转轴9与第一连接板7和l支撑板28轴接，当伺服电机21将第一滑块6移动到承载板3的正上方后，第二电机8将带动蜗杆29转动，从而带动第二齿轮30和旋转轴9转动。

所述第二移料组件还包括第一螺纹杆31和第一导向杆32，第一螺纹杆31的两端与第二连接板10轴接，第一导向杆32的两端与第二连接板10固定连接，第二滑块11穿过第一螺纹杆31与第一导向杆32，第三电机12的输出端与第一螺纹杆31的一端固定连接，第二连接板10与旋转轴9固定连接，旋转轴9转动时，将带动第二连接板10转动，通过第二连接板10的转动可以调整器材的角度，更有利于夹取器材，通过第三电机12带动第一螺纹杆31转动，第二滑块11会在第一螺纹杆31和第一导向杆32上移动，从而使夹爪2能够向前或者向后移动，第一滑块6和第二滑块11分别在x轴和y轴上移动，能更精准的抓取器材。

所述升降组件包括第一固定板33和升降气缸34，第一固定板33设置在第二滑块11的一侧，升降气缸34设置在第一固定板33的一侧且固定连接，夹爪2位于升降气缸34的伸缩端且固定连接，当夹爪2正对器材后，通过升降气缸34将夹爪2向下移动，直至夹爪2能夹取器材。

所述下料组件还包括第四电机35、双向螺纹杆36、第二导向杆37、固定块38、第一导轨39和两个压紧块40，第四电机35设置在送料板13的上方，双向螺纹杆36与第二导向杆37分别通过轴承座设置在送料板13的顶部，第四电机35的输出端与双向螺纹杆36的一端固定连接，两个压紧块40的两端分别套设在双向螺纹杆36与第二导向杆37上，固定块38设置在送料板13的顶部，第一导轨39设置在送料板13的底部，第一驱动为第一气缸，送料板13的底部设置有供第一导轨39移动的导轨槽41，夹爪2夹取器材后，升降复位，第一滑块6会移动到送料板13的正上方，再次通过升降气缸34将夹爪2向下移动，直至器材落在固定块38上，通过第四电机35将带动双向螺纹杆36转动，双向螺纹杆36带动两个压紧块40呈相对运动，直至两个压紧块40分别压紧器材，通过第一气缸将送料板13沿第一导轨39滑行，直到移出第一支撑架5后，取出器材即可。

所述工作台1的顶部设置有控制箱42，控制箱42的旁侧设置有操作台43，操作台43位于工作台1的顶部，工作人员通过打开控制箱42，来使用操作台43，非常方便。

工作原理：使用时当器材放入挡料箱14内后，会落在承载板3上，将第一电机4通电后带动第一齿轮45转动，第一齿轮45转动将带动第一齿条20上下移动，当承载板3上有器材时，第一电机4带动第一齿条20向上移动，将承载板3移动到挡料箱14的上方，通夹爪2来抓取器材，当第一电机4带动第一齿条20后，承载板3上的第一导块15和第二导块16通过第一滑槽18和第二滑槽19来上下移动，通过伺服电机21带动第一传动轮22，第一传动轮22带动传动带24和第一滑轮25，从而带动第一滑块6移动，第一滑轮25更有利于第一滑块6的滑行，伺服电机21带动第一滑块6后，第一滑块6会在第三滑槽26和第四滑槽27内移动，使第一滑块6能直线滑行，确保能顺利进行器材的夹取，当伺服电机21将第一滑块6移动到承载板3的正上方后，第二电机8将带动蜗杆29转动，从而带动第二齿轮30和旋转轴9转动，旋转轴9转动时，将带动第二连接板10转动，通过第二连接板10的转动可以调整器材的角度，更有利于夹取器材，通过第三电机12带动第一螺纹杆31转动，第二滑块11会在第一螺纹杆31和第一导向杆32上移动，从而使夹爪2能够向前或者向后移动，第一滑块6和第二滑块11分别在x轴和y轴上移动，能更精准的抓取器材，当夹爪2正对器材后，通过升降气缸34将夹爪2向下移动，直至夹爪2能夹取器材，夹爪2夹取器材后，升降复位，第一滑块6会移动到送料板13的正上方，再次通过升降气缸34将夹爪2向下移动，直至器材落在固定块38上，通过第四电机35将带动双向螺纹杆36转动，双向螺纹杆36带动两个压紧块40呈相对运动，直至两个压紧块40分别压紧器材，通过第一气缸将送料板13沿第一导轨39滑行，直到移出第一支撑架5后，取出器材即可，工作人员通过打开控制箱42，来使用操作台43，非常方便。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。