一种夹持机构的制作方法

1.本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种夹持机构。


背景技术：

2.为实现自动化，通常采用夹持机构对物料进行夹取并转移至目标区域，但是现有的夹持机构存在许多缺点：1)夹持机构夹爪部分采用和连杆结构相互连接，由电机驱动连杆运动进而带动夹爪实现张开和闭合，但此种结构连杆和夹爪部分都占用了较大的空间，不够紧凑，不适用于和其他结构结合进行模块化集成；2)连杆结构夹爪的零件加工成本较高，且夹紧力相对较小，通常小于10n；3)连杆结构夹爪自身不带缓冲作用，夹取物品时容易夹紧力过大，将物品夹坏；或夹紧力较小，无法夹紧。
3.有鉴于此，急需对现有的夹持机构进行改进，在保证其夹紧力的同时，使其结构更为紧凑，空间占用更小。


技术实现要素：

4.本实用新型公开一种夹持机构，用于解决现有技术夹持机构体积大、夹爪夹紧力小且没有缓冲功能等问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：
6.提供一种夹持机构，包括：
7.驱动装置；
8.与所述驱动装置连接的一对楔形块，所述楔形块能够在所述驱动装置的驱动下沿一定方向往复移动；
9.夹爪组件，所述夹爪组件通过一对滚轮分别与所述楔形块的楔形面滚动配合，一对所述滚轮能够在所述楔形块的驱动下带动所述夹爪组件进行开合。
10.作为优选的技术方案，所述夹爪组件包括用于夹持物料的机械夹爪、用于固定所述机械夹爪的夹爪固定件、用于连接所述滚轮与所述夹爪固定件的滚轮支架、用于调节所述机械夹爪夹紧力的弹性组件。
11.作为优选的技术方案，所述弹性组件包括复位弹簧a、直线导轨a以及分别滑动设置在直线导轨a上的一对导轨滑块a，所述夹爪固定件与所述导轨滑块a固定连接，所述一对导轨滑块a间通过复位弹簧a相连。
12.作为优选的技术方案，还包括夹具罩，所述驱动装置的电机设置在夹具罩上，夹具罩设有垂直向下的隔板，所述楔形块、滚轮、滚轮支架、夹爪固定件设置于该隔板的一侧，所述弹性组件设置在隔板的另一侧。
13.作为优选的技术方案，所述夹具罩上设置有光电开关、在其中一个所述导轨滑块上设有光耦挡片；光耦挡片满足：当所述机械夹爪在张开至最大程度时，所述导轨滑块带动所述光耦挡片移动至所述光电开关处，并触发所述光电开关关闭驱动装置。
14.作为优选的技术方案，在所述夹爪固定件的下方设有封板，用于对所述楔形块进
行限位。
15.作为优选的技术方案，所述弹性组件包括安装板、复位弹簧b，安装板的两端设置有固定板，所述滚轮支架与固定板通过复位弹簧b相连。
16.作为优选的技术方案，还包括设置在固定板下方的直线导轨b以及分别滑动设置在直线导轨b上的一对导轨滑块b，所述夹爪固定件与所述导轨滑块b固定连接。
17.作为优选的技术方案，所述安装板上设置有导向轴，所述楔形块在所述驱动装置的驱动下沿所述导向轴做往复运动。
18.作为优选的技术方案，所述驱动装置的电机为丝杆电机，所述丝杆电机的输出端与一对楔形块通过丝杆螺母连接。
19.本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：
20.(1)改变了现有的夹持机构中采用的直接由电机驱动连杆运动而带动夹爪实现张开和闭合的结构，创新性的使用了丝杆电机带动一对楔形块做直线往复运动，并由楔形块配合滚轮进一步驱动夹爪对物料进行夹持，不仅使得结构更加紧凑和稳定，且由于楔形块和电机丝杆螺母连接，通过驱动电机运动可达到更高的运动进度。
21.(2)在本实用新型的技术方案中，楔形块的体积相对较小，安装方便且结构相较于连杆更加稳定，在电机驱动上下运动过程中两侧斜面同步运动可以达到较好的运动传递效果，且当运动传递到夹爪时，夹爪在夹紧物料的过程中与其接触的两侧能到达较好的平行度，使得夹持更为稳定，相比于柔性的连杆结构在长期运动过程中产生磨损，此结构更为稳定可靠。
22.(3)在本实用新型的技术方案中，两夹爪之间设置有复位弹簧，可实现在夹持时的缓冲作用，当配置不同的复位弹簧即可实现不同的稳定夹紧力。
23.(4)在本实用新型一种优选技术方案中，夹爪在运动时通过直线导轨及导轨滑块进行导向，且在其中一个导轨滑块上设有光耦挡片，在丝杆电机上安装有光电开关，当夹爪张开至最大程度时，光耦挡片触发光电开关使丝杆电机停止运动，以释放物料。
24.(5)在本实用新型的技术方案中，楔形块及夹爪的尺寸及体积可以根据所要夹持的具体物料的形状进行适应性调整，以实现多种物料的稳定夹持。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
26.图1为本实用新型实施例1公开的夹持机构的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例1公开的夹持机构的主视图；
28.图3为本实用新型实施例1公开的夹持机构的剖视图；
29.图4为本实用新型实施例2公开的夹持机构的结构示意图。
30.具体包括下述附图标记：
31.丝杆电机1，丝杆螺母2，楔形块3，滚轮支架4，滚轮5，夹爪固定件6，机械夹爪7，复位弹簧8，直线导轨9，导轨滑块10，夹具罩11，光电开关12，光耦挡片13，封板14，导向轴15，安装板16，固定板17，电机安装板18，支架19，pcr板20。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
35.为更好地对本实用新型的技术方案进行说明，我们将实施例中的物料举例为pcr板进行说明。
36.实施例1
37.本实施例1提供了一种新型的夹持机构，将现有技术中的连杆结构用一对楔形块3和滚轮5结构代替，通过丝杆电机1带动楔形块3做直线往复运动，并由楔形块3配合滚轮5进一步驱动夹爪对物料进行夹持，使得夹持机构的结构更加紧凑和稳定，可以安装于较小的运输空间内。
38.参考图1-图3，在一种优选实施例中，提供了一种夹持机构，该夹持机构包括丝杆电机1、设置于丝杆电机1下方的夹具罩11和一对楔形块3、由楔形块3带动进行开合的夹爪组件。
39.其中，丝杆电机1与夹具罩11固定连接，楔形块3和夹爪组件均布置于夹具罩11内；为便于整个夹持机构的安装，在夹具罩11上预留有多个安装孔，可结合其余方向的转移机构，实现所夹持的物料在多个方向的转移；在一种优选实施方式中，夹持机构的夹具罩11安装于基因检测一体化设备中的多轴转移机构上，以进一步实现pcr板20在x、y、z轴上的转移，完成pcr板20从储存区到目标区的转移。
40.进一步地，丝杆电机1与一控制装置电连接，并由其具体控制其启动或关闭；丝杆电机1输出端的丝杆螺母2固接上述的一对楔形块3，丝杆螺母2受丝杆电机1的驱动沿螺杆轴向运动，因此可以带动楔形块3沿螺杆的轴向做直线往复运动，在一种实施方式中，由于夹持机构用于夹持pcr板，因此上述楔形块的运动方向为竖直方向上的直线往复运动，在其他实施例中，当夹持机构用于夹持其他物料时，上述楔形块的运动方向可以为水平方向或者呈一定角度的直线往复运动。
41.其中，两个楔形块3的尺寸相同，在一种优选实施例中，两个楔形块3组合后的布置方向呈正梯形，其楔形面的长度与夹爪组件开合的行程相同，楔形面的斜率可以根据丝杆电机1中螺杆的长度或丝杆螺母2可移动的距离进行设定，当使用该夹持机构对pcr板20进行夹持时，两个楔形块3的楔形面长度满足：当夹爪组件张开至最大程度时能够释放pcr板20，当夹爪组件闭合至最大程度时能够夹紧pcr板20。
42.进一步地，上述夹爪组件包括用于夹持物料的机械夹爪7、一对用于固定机械夹爪7的夹爪固定件6、一对与楔形块3的楔形面滚动配合的滚轮5、一对用于连接滚轮5和夹爪固定件6的滚轮支架4、用于调节机械夹爪7的夹紧力的复位弹簧8、用于导向的直线导轨9和一对导轨滑块10。
43.其中，夹具罩11设有垂直向下的隔板，直线导轨9设置于该隔板的一侧，两个导轨滑块10分别布置于直线导轨9的两端，且二者通过复位弹簧8相连，优选的，复位弹簧8采用拉伸弹簧，由于存在拉伸弹簧的拉力作用，靠在楔形块3两侧斜面上的滚轮支架4带动两侧机械夹爪7，使其在导轨滑块10及夹爪固定件6的作用下实现水平方向的张开和夹紧，从而实现物料的夹紧或释放，进一步的，由于拉伸弹簧的存在，还为机械夹爪7对物料进行夹紧时提供了一定的缓冲作用。
44.进一步地，夹爪固定件6和滚轮5、滚轮支架4设置在隔板的另一侧，两个夹爪固定件6和两个导轨滑块10分别固定连接，通过直线导轨9和导轨滑块10对两个夹爪固定件6的开合进行导向；滚轮支架4安装于夹爪固定件6上，当楔形块3在丝杆电机1的驱动下做上下直线往复运动时，两个滚轮5能够在楔形块3的驱动力下改变互相的距离，并带动机械夹爪7进行开合，以夹紧或释放物料。
45.在一种优选实施方式中，当机械夹爪7夹紧至最大程度时，为防止楔形块3从丝杆电机1的螺杆中滑脱，在夹爪固定件6的下方还固定有封板14，用于对楔形块3进行机械限位。
46.在一种优选实施方式中，当机械夹爪7张开至最大程度时，为方便及时关闭丝杆电机1，以避免楔形块3继续向上运动而损坏丝杆电机1，在夹具罩11上还设有光电开关12，并在其中一个导轨滑块10上设置光耦挡片13，使得光耦挡片13可以伴随导轨滑块10的移动而移动，该光电开关12与丝杆电机1相连，且光耦挡片13的长度/形状满足：当机械夹爪7在张开至最大程度时，导轨滑块10恰好带动光耦挡片13移动至光电开关12处，并触发该光电开关12关闭丝杆电机1。
47.在本实施例中，上述夹持机构在一种使用场景中的具体使用方法如下：
48.通过夹具罩11上预留的安装孔将该夹持机构固定安装于基因检测设备的转移机构上，通过控制装置控制丝杆电机1开启或关闭。
49.当需要夹紧pcr板20时，上述夹持机构先通过转移机构移动至pcr板20上方，此时丝杆电机1开启，丝杆螺母2带动一对楔形块3沿螺杆向下运动，夹爪固定件6受到拉伸弹簧的拉力而互相靠拢，同时带动靠在楔形块3两侧斜面上的滚轮支架4互相靠拢，夹爪固定件6在直线导轨9和导轨滑块10的导向作用下在水平方相进行夹紧，以实现pcr板20的夹紧，同时拉伸弹簧还具有一定的缓冲能力；当机械夹爪7在拉伸弹簧的作用下夹紧到最大程度时，安装于夹爪固定件6下方的封板14对楔形块3进行机械限位，以防止其从丝杆电机1的螺杆中脱出。
50.当需要释放pcr板20时，丝杆电机1再次开启，丝杆螺母2带动楔形块3沿螺杆向上运动，靠在楔形块3两侧斜面上的滚轮支架4互相远离，夹爪固定件6在直线导轨9和导轨滑块10的导向作用下在水平方相进行张开，以实现pcr板20的释放；当机械夹爪7张开至最大程度时，为方便及时关闭丝杆电机1，以避免楔形块3继续向上运动而损坏丝杆电机1，导轨滑块10带动光耦挡片13移动至光电开关12处，并触发该光电开关12关闭丝杆电机1。
51.实施例2
52.参考图4，本实施例提供了另外一种结构的夹持机构，与实施例1所不同的是，在本实施例2中，夹持机构的结构中除了丝杆电机1、楔形块3和夹爪组件外，取消了夹具罩11，取而代之的是在丝杆电机1下方固定了一块电机安装板18，再通过电机安装板18固定于其他转移机构的支架19上，以实现所夹持的物料在多个方向的转移；在一种优选实施方式中，电机安装板18安装于基因检测一体化设备中的多轴转移机构的支架19上，以进一步实现pcr板20在x、y、z轴上的转移，完成pcr板20从储存区到目标区的转移；在本实施例的结构中还进一步取消了光电开关12及封板14。
53.进一步地，在本实施例当中，两个楔形块3组合后的布置方向呈倒梯形，其楔形面的长度与夹爪组件开合的行程相同，当楔形块3下移时，夹爪组件张开至最大程度并释放pcr板20；当楔形块3上移时，夹爪组件闭合至最大程度并夹紧pcr板20。
54.具体的，在两个楔形块3的一侧还设有导向轴15，该导向轴15的下方固定有安装板16，楔形块3在丝杆电机1的驱动下沿该导向轴15做竖直方向上的直线往复运动。
55.进一步地，直线导轨9设置在安装板16的底部，在安装板16的两端还设有固定板17，滚轮支架4通过复位弹簧8与固定板17相连，在本实施例中复位弹簧8为压缩弹簧，由于存在压缩弹簧的压力，因此当楔形块3上移时，滚轮支架4互相靠拢，同时带动夹爪固定件6和机械夹爪7，使其在直线导轨9和导轨滑块10的导向作用下在水平方相进行夹紧，以实现pcr板20的夹紧。
56.在本实施例中，上述夹持机构的具体使用方法如下：
57.通过电机安装板18将该夹持机构固定安装于基因检测设备的转移机构的支架19上，通过控制装置控制丝杆电机1开启或关闭。
58.当需要夹紧pcr板20时，上述夹持机构先通过转移机构移动至pcr板20上方，此时丝杆电机1开启，丝杆螺母2带动一对楔形块3沿螺杆向上运动，滚轮支架4收到压缩弹簧的压力而向内靠拢，并使得夹爪固定件6在直线导轨9和导轨滑块10的导向作用下在水平方相进行夹紧，以实现pcr板20的夹紧。
59.当需要释放pcr板20时，丝杆电机1再次开启，丝杆螺母2带动楔形块3沿螺杆向下运动，靠在楔形块3两侧斜面上的滚轮支架4互相远离，夹爪固定件6在直线导轨9和导轨滑块10的导向作用下在水平方相进行张开，以实现pcr板20的释放。
60.本实用新型具有以下优点：
61.(1)改变了现有的夹持机构中采用的直接由电机驱动连杆运动而带动夹爪实现张开和闭合的结构，创新性的使用了丝杆电机带动一对楔形块做直线往复运动，并由楔形块配合滚轮进一步驱动夹爪对物料进行夹持，不仅使得结构更加紧凑和稳定，且由于楔形块和电机丝杆螺母连接，通过驱动电机运动可达到更高的运动进度。
62.(2)在本实用新型的技术方案中，楔形块的体积相对较小，安装方便且结构相较于连杆更加稳定，在电机驱动上下运动过程中两侧斜面同步运动可以达到较好的运动传递效果，且当运动传递到夹爪时，夹爪在夹紧物料的过程中与其接触的两侧能到达较好的平行度，使得夹持更为稳定，相比于柔性的连杆结构在长期运动过程中产生磨损，此结构更为稳定可靠。
63.(3)在本实用新型的技术方案中，两夹爪之间设置有复位弹簧，可实现在夹持时的
缓冲作用，当配置不同的复位弹簧即可实现不同的稳定夹紧力。
64.(4)在本实用新型一种优选技术方案中，夹爪在运动时通过直线导轨及导轨滑块进行导向，且在其中一个导轨滑块上设有光耦挡片，在丝杆电机上安装有光电开关，当夹爪张开至最大程度时，光耦挡片触发光电开关使丝杆电机停止运动，以释放物料。
65.(5)在本实用新型的技术方案中，楔形块及夹爪的尺寸及体积可以根据所要夹持的具体物料的形状进行适应性调整，以实现多种物料的稳定夹持。
66.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。