夹持装置及具有其的夹持机器人的制作方法

1.本实用新型夹持设备技术领域，具体而言，涉及一种夹持装置及具有其的夹持机器人。


背景技术：

2.在实验室进行实验时，通常需要使用夹持装置对物品进行抓取。现有的夹持装置，只能进行简单地夹取动作，其灵活度较低，无法对处于角落处的物品进行夹持。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种夹持装置及具有其的夹持机器人，以解决现有技术中的夹持装置不方便对处于角落处的物品进行夹持的问题。
4.根据本实用新型的一个方面，提供了一种夹持装置，其包括：机体；夹持机构，夹持机构包括第一驱动件和夹爪组件，第一驱动件设置在机体上，第一驱动件与夹爪组件驱动连接，以驱动夹爪组件对物品进行夹持，夹爪组件包括至少两个夹持杆；位移机构，设置在机体上，位移机构与夹爪组件驱动连接，位移机构能够驱动夹爪组件移动，以调整夹爪组件相对机体的位置。
5.进一步地，夹持杆包括第一夹持部，第一夹持部具有夹持面，夹持面用于与被夹持物品抵接，至少一个夹持杆的夹持面为平面或弧面。
6.进一步地，夹持面上设置有防滑结构。
7.进一步地，夹持杆为柱体，夹持杆的数量为三个及以上。
8.进一步地，夹持杆还包括第二夹持部，第二夹持部与第一夹持部连接，且第二夹持部位于第一夹持部的上方，第二夹持部上设有弹性件。
9.进一步地，夹爪组件还包括至少两个主体部，每个主体部与至少一个夹持杆连接，且夹持杆位于主体部的下方；第一驱动件与主体部驱动连接，第一驱动件通过主体部带动夹持杆移动；主体部还与位移机构连接，位移机构与主体部驱动连接，位移机构通过主体部带动夹持杆移动。
10.进一步地，夹持机构还包括至少两个连接部，每个连接部与至少一个主体部连接；第一驱动件与连接部驱动连接，第一驱动件通过连接部带动主体部移动。
11.进一步地，连接部包括呈夹角连接的第一连接段和第二连接段，第一驱动件与连接部的第一连接段连接，连接部的第二连接段与主体部连接。
12.进一步地，连接部的第一连接段的远离连接部的第二连接段的端部位于连接部的第二连接段的上方；主体部与连接部的第二连接段呈夹角连接，当夹持杆夹持物品时，夹持杆上与物品接触的部位位于主体部和连接部的第二连接段的下方。
13.进一步地，连接部的第一连接段与连接部的第二连接段连接后呈l形，连接部的第二连接段与主体部连接后呈l形，主体部与夹持杆连接后呈l形。
14.进一步地，连接部的数量为两个，且两个连接部相对设置，主体部位于两个连接部
之间。
15.进一步地，主体部的数量为两个，两个主体部相对设置，一个主体部对应连接一个连接部；夹持杆的数量为四个，一个主体部对应连接两个夹持杆，位于两个主体部上的夹持杆相对设置。
16.进一步地，位移机构包括升降结构，升降结构包括：第二驱动件，第二驱动件设置在机体上；升降板，第二驱动件与升降板驱动连接，升降板上设置有第一限位部，主体部与第一限位部滑动连接，第二驱动件通过升降板带动夹爪组件升降。
17.进一步地，升降结构还包括丝杆，第二驱动件与丝杆驱动连接；丝杆螺母副，丝杆螺母副与丝杆螺纹连接，丝杆螺母副与升降板连接；第二限位部，第二限位部设置在机体上，升降板与第二限位部滑动连接，第二驱动件通过丝杆和丝杆螺母副配合以带动升降板沿第二限位部升降。
18.进一步地，升降结构还包括至少两个导向杆，每个连接部上设置至少一个导向杆，一个导向杆与一个主体部滑动连接，升降板带动主体部沿导向杆升降，连接部通过导向杆和第一限位部带动夹爪组件夹持。
19.进一步地，第二驱动件位于丝杆螺母副的上方，升降结构还包括：限位传感器，位于第二驱动件的下方，且靠近第二驱动件设置；挡片，设置在丝杆螺母副的上方，挡片与限位传感器配合能够限制丝杆螺母副的位移。
20.进一步地，夹持装置还包括：快换连接板和气动快换接头，快换连接板设置在机体上，气动快换接头设置在快换连接板上。
21.根据本实用新型的另一方面，提供了一种夹持机器人，其包括运动机构和上述中的夹持装置，运动机构与夹持装置驱动连接，运动机构能够驱动夹持装置移动。
22.应用本实用新型的技术方案，通过设置位移机构能够调整夹爪组件相对机体的位置。采用本方案提供的夹爪组件对物品进行夹持时，通过位移机构调整夹爪组件相对机体的位置，当夹爪组件处于合适位置后，再通过夹持杆对物品进行夹持，夹持完成后，根据需要可以再次调整夹爪组件的位置从而完成整体夹取动作。与传统的技术方案相比，通过位移机构和夹爪组件的夹持杆配合设置，能够提升夹持装置的灵活度，扩大其适用范围，方便物品的取放。
附图说明
23.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1示出了本实用新型提供的夹持装置的结构示意图；
25.图2示出了本实用新型提供的升降板上升后的结构示意图；
26.图3示出了本实用新型提供的升降装置的另一视角的结构示意图；
27.图4示出了本实用新型提供的主体部和夹持杆配合的结构示意图；
28.图5示出了本实用新型提供的主体部和夹持杆配合的主视图；
29.图6示出了本实用新型提供的主体部和夹持杆配合的俯视图；
30.图7示出了本实用新型提供的主体部和夹持杆配合的侧视图；
31.图8示出了本实用新型提供的夹持杆的结构示意图。
32.其中，上述附图包括以下附图标记：
33.10、机体；
34.21、第一驱动件；
35.221、主体部；222、夹持杆；2221、扳手切面；2222、卡接槽；2223、防滑结构；2224、弹性件；
36.23、连接部；
37.241、导向槽；
38.31、第二驱动件；32、升降板；321、第一限位部；33、丝杆；34、丝杆螺母副；35、导向杆；36、连接块；
39.41、第二限位部；
40.51、挡片；
41.61、快换连接板；62、气动快换接头。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
43.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种夹持装置，其包括机体10、夹持机构和位移机构。其中，夹持机构包括第一驱动件21和夹爪组件，第一驱动件21设置在机体10上，第一驱动件21与夹爪组件驱动连接，以驱动夹爪组件对物品进行夹持，夹爪组件包括至少两个夹持杆222。位移机构设置在机体10上，位移机构与夹爪组件驱动连接，位移机构能够驱动夹爪组件移动，以调整夹爪组件相对机体10的位置。其中，夹爪组件中的至少两个夹持杆222可相互靠近或远离以对物品进行夹持。
44.应用本实用新型的技术方案，通过设置位移机构能够调整夹爪组件相对机体10的位置。采用本方案提供的夹爪组件对物品进行夹持时，通过位移机构调整夹爪组件相对机体10的位置，当夹爪组件处于合适位置后，再通过夹持杆222对物品进行夹持，夹持完成后，根据需要可以再次调整夹爪组件的位置从而完成整体夹取动作。与传统的技术方案相比，通过位移机构和夹爪组件的夹持杆222配合设置，能够提升夹持装置的灵活度，扩大其适用范围，方便物品的取放。并且，本方案中，将第一驱动件21固定在机体10上，使得位移机构仅需调整夹爪组件相对机体10的位置即可，如此，当夹爪组件夹持物品时，能够避免第一驱动件21在机体10上移动而导致第一驱动件21与目标夹持物品旁边的物品发生磕碰的情况，进而能够进一步提升本夹持装置使用过程中的便捷性。并且，将第一驱动件21固定设置在机体10上，使得位移机构仅需驱动夹爪组件移动即可，进而能够减轻升降重量，降低位移机构驱动的负载，使得位移机构驱动的动作更加灵活，并且，还能够降低夹持装置的成本。
45.如图5和图8所示，夹持杆222包括第一夹持部，第一夹持部具有夹持面，夹持面用于与被夹持物品抵接，至少一个夹持杆222的夹持面为平面或弧面。其中，夹持杆222可为板
状结构，将夹持杆222为板状结构时，夹持杆222的夹持面可为平面，且设置在一个夹持杆222上的夹持面的数量可为一个，也可为多个。当一个夹持杆222上的夹持面的数量为多个时，夹持面依次连接，且相邻两个夹持面之间具有夹角。例如，当夹持面的数量为两个时，可将两个夹持面配合形成的凹槽为v型结构，通过v型凹槽来夹持物品；当夹持面的数量为三个时，三个夹持面配合形成的凹槽为梯形结构，通过梯形凹槽来夹持物品。当夹持杆222为板状结构时，夹持面也可为弧面，此时夹持面相对物品形成内凹式结构。
46.进一步地，夹持面上设置有防滑结构2223。其中，防滑结构2223可为防滑纹、防滑颗粒以及防滑垫等。防滑结构2223的设置，能够增加第一夹持部与被夹持物品之间的摩擦力，提升第一夹持部夹持对物品进行夹持的稳定性。
47.进一步地，夹持杆222为柱体，夹持杆222的数量为三个及以上。且夹持杆222的轴线方向为竖直方向，且夹持杆222的夹持面为弧面，夹持杆222的周面形成夹持面。夹持杆222的设置，能够尽可能地减少夹爪组件占据的空间，且夹持杆222方便穿设入多个物品之间的空隙内，能够方便对排布密集的物品进行夹持。并且，当多个夹持杆222对物品进行夹持时，多个夹持杆222间隔设置在物品的外周。如此设置，能够提升对物品夹持的稳定性。并且，本实施例中，防滑结构2223为防滑纹，且防滑纹环形设置在第一夹持部的周面。其中防滑纹可设置为倾斜纹路，也可设置为网格纹路，本方案对具体的纹路形状不做限制。具体地，本实施例中，防滑结构2223为呈竖直纹路的防滑纹。防滑纹的设置，能够增加夹持杆222与被夹持物品之间的摩擦力，进一步提升夹持杆222对物品夹持的稳定性。
48.进一步地，夹持杆222还包括第二夹持部，第二夹持部与第一夹持部连接，且第二夹持部位于第一夹持部的上方，第二夹持部上设有弹性件2224。具体地，第二夹持部上设置有卡接槽2222，卡接槽2222为环形结构，弹性件2224也为环形结构，且弹性件2224通过卡接槽2222与第二夹持部卡接设置。弹性件2224的周面凸出第二夹持部设置。当需要对容易破损的容器或者瓶身较长的容器进行夹持时，采用第二夹持部来进行夹持；当需要对不容易破损的容器或者对瓶身较短的容器进行夹持时，采用第一夹持部对物品进行夹持。如此设置，能够方便夹持装置对不同类型的容器进行夹持，提升夹持装置的适应性。
49.如图1至图7所示，夹爪组件还包括至少两个主体部221，每个主体部221与至少一个夹持杆222连接，且夹持杆222位于主体部221的下方；第一驱动件21与主体部221驱动连接，第一驱动件21通过主体部221带动夹持杆222移动；主体部221还与位移机构连接，位移机构与主体部221驱动连接，位移机构通过主体部221带动夹持杆222移动。当需要对物品进行夹持时，首先通过位移机构驱动主体部221移动，主体部221移动带动夹持杆222移动，使得夹持杆222尽可能地靠近被夹持物品；之后，第一驱动件21驱动主体部221移动，主体部221移动带动夹持杆222移动，直至多个夹持杆222分布在物品的外周并对物品进行夹持。其中，夹持杆222与主体部221可通过紧固件、卡接或插接的方式可拆卸连接。本实施例中，主体部221的底端设置有螺纹孔，夹持杆222的顶端穿设在螺纹孔内并与主体部221螺纹连接。夹持杆222的靠近顶端的位置处设置有扳手切面2221，方便扳手对夹持杆222进行夹持拧紧。如此设置，能够方便更换不同规格尺寸的夹持杆222。
50.进一步地，夹持机构还包括至少两个连接部23，每个连接部23与至少一个主体部221连接；第一驱动件21与连接部23驱动连接，第一驱动件21通过连接部23带动主体部221移动。其中，夹爪组件可只包括夹持杆222，当夹爪组件只包括夹持杆222时，夹持杆222与连
接部23直接连接。本方案中，每个连接部23与至少一个主体部221连接，且夹持杆222与主体部221连接。具体地，连接部23包括呈夹角连接的第一连接段和第二连接段，第一驱动件21与连接部23的第一连接段连接，连接部23的第二连接段与主体部221连接。连接部23的第一连接段的远离连接部23的第二连接段的端部位于连接部23的第二连接段的上方，并且，连接部23的第一连接段沿竖直方向延伸，连接部23的第二连接段沿水平方向延伸。主体部221与连接部23的第二连接段呈夹角连接，当夹持杆222夹持物品时，夹持杆222上与物品接触的部位位于主体部221和连接部23的第二连接段的下方。如此设置，能够避免夹持杆222夹持物品时，主体部221与连接部23对夹持杆222产生干涉的情况，提升夹持杆222夹持物品的顺畅性。
51.本实施例中，连接部23的第一连接段与连接部23的第二连接段连接后呈l形，具体地，连接部23的第一连接段的延伸方向和连接部23的第二连接段的延伸方向垂直设置。连接部23的第二连接段与主体部221连接后呈l形，具体地，连接部23沿水平方向延伸，且连接部23的第二连接段的延伸方向与主体部221的延伸方向垂直设置。主体部221与夹持杆222连接后呈l形，具体地，夹持杆222的延伸方向与主体部221的延伸方向垂直设置。主体部221的延伸方向为水平方向，并且，主体部221包括沿主体部221的延伸方向依次连接的第一主体段和第二主体段，第一主体段位于连接部23的第二连接段的上方，第二主体段位于连接部23的一侧，且第二主体段的底端的端面低于第一主体段的底端的端面设置，夹持杆222设置在第二主体段的底部，且夹持杆222的延伸方向为竖直方向。
52.本方案中，连接部23的数量为两个，且两个连接部23相对设置，主体部221位于两个连接部23之间。且主体部221的数量为两个，两个主体部221相对设置，一个主体部221对应连接一个连接部23；夹持杆222的数量为四个，一个主体部221对应连接两个夹持杆222，位于两个主体部221上的夹持杆222相对设置。进一步地，两个连接部23沿机体10的宽度方向分布。如此设置，能够保证夹持装置的结构紧凑性。并且，上述设置，使得四个夹持杆222被分成两组，且两组夹持杆222相对设置，当需要对物品进行夹持时，四个夹持杆222位于被夹持的物品的外周，保证了对物品夹持的稳定性。
53.进一步地，位移机构包括升降结构，升降结构包括第二驱动件31和升降板32。其中，第二驱动件31设置在机体10上。第二驱动件31与升降板32驱动连接，升降板32上设置有第一限位部321，主体部221与第一限位部321滑动连接，第二驱动件31通过升降板32带动夹爪组件升降。当需要调整夹爪组件相对机体10的高度时，启动第二驱动件31，第二驱动件31驱动升降板32沿竖直方向移动，升降板32移动带动夹爪组件移动。通过设置第二驱动件31和升降板32，能够调整夹爪组件相对机体10的高度，方便对不同高度的容器进行夹持。第一限位部321能够对夹爪组件的移动起到限位以及导向的作用，提升夹爪组件夹持过程中的稳定性以及顺畅性。当调整好夹爪组件的高度后，通过第一驱动件21驱动夹爪组件对物品进行夹持，在夹爪组件移动的过程中，第一限位部321对夹爪组件的移动进行导向。
54.其中，第一限位部321的延伸方向为水平方向，第一限位部321可为第一限位槽，主体部221可移动地设置在第一限位槽内。本实施例中，第一限位部321为第一导轨，主体部221可移动地设置在第一导轨上，第一导轨的设置，其结构简单，且能够避免主体部221与机体10相互接触，提升了主体部221移动的顺畅性。并且，第一导轨靠近升降板32的底端，能够尽可能地提升夹爪组件的行程范围，方便本夹持装置夹持位于不同高度的物品。进一步地，
第一驱动件21驱动两个主体部221同步相向或反向移动。如此设置，使得两个主体部221均沿水平方向同步移动，进而能够使得单次夹持过程中，两个主体部221的移动行程保持一致，能够保证物品受的来自于两个主体部221的夹持力保持一致，进而能够进一步提升对物品夹持的稳定性。
55.其中，第二驱动件31可以为驱动气缸，驱动气缸设置在机体10上，且驱动气缸与升降板32驱动连接。如此设置，其结构简单、操作方便。本实施例中，第二驱动件31为驱动电机，夹持装置还包括电机座，电机座固定在机体10上，且驱动电机设置在电机座上。位移机构还包括丝杆33和丝杆螺母副34。驱动电机与丝杆33驱动连接，丝杆螺母副34与丝杆33螺纹连接，丝杆螺母副34与升降板32驱动连接，驱动电机通过丝杆33和丝杆螺母副34配合以带动升降板32升降。丝杆33和丝杆螺母副34的设置，结构简单、传动平稳，且丝杆33和丝杆螺母副34具有自锁的功能，能够保证升降板32处于静止状态时的稳定性，进而能够保证夹爪组件夹持物品时的稳定性。
56.具体地，升降板32、丝杆33、丝杆螺母副34和驱动电机均位于机体10的同一侧，升降板32的移动方向和丝杆33的延伸方向均为竖直方向，且驱动电机靠近机体10的顶端设置，丝杆33位于驱动电机的下方。第一驱动件21位于机体10的远离升降板32的一侧。如此设置，能够保证升降装置整体结构的紧凑性，进而有利于实现狭小空间内被夹持物的夹取。
57.本实施例中，位移机构还包括连接块36，连接块36与丝杆螺母副34固定连接，丝杆33穿设在连接块36上，连接块36与升降板32固定连接。其中，连接块36也可与升降板32为一体成型结构。连接块36的设置，能够起到过渡连接的作用，提升丝杆螺母副34与升降板32连接的稳定性。
58.第二限位部41可竖直设置，且第二限位部41可为第二导轨，升降板32可移动地设置在第二导轨上。本实施例中，第二限位部41为第二限位槽，第二限位槽设置在机体10靠近升降板32的一侧，且升降板32上设置有限位块，限位块可移动地设置在第二限位槽内。第二限位槽和限位块的设置，能够对升降板32的升降起到导向以及限位的作用，保证升降板32移动的顺畅性。
59.进一步地，升降结构还包括至少两个导向杆35，每个连接部23上设置至少一个导向杆35，一个导向杆35与一个主体部221滑动连接，升降板32带动主体部221沿导向杆35升降，连接部23通过导向杆35和第一限位部321带动夹爪组件夹持。本实施例中，每个连接部23上设置有一个导向杆35，导向杆35竖直设置在连接部23的第二连接段，且主体部221的第一主体段可移动地穿设在导向杆35上。导向杆35的设置，其结构简单、占据空间小，能够保证装置整体的紧凑性。并且，本方案中导向杆35与连接部23配合、第二限位槽与升降板32上的限位块配合，能够保证连接部23与升降板32同步升降的顺畅性。
60.其中，第二驱动件31位于丝杆螺母副34的上方，升降结构还包括限位传感器和挡片51。其中，限位传感器位于第二驱动件31的下方，且靠近第二驱动件31设置。挡片51设置在丝杆螺母副34的上方，挡片51与限位传感器配合能够限制丝杆螺母副34的位移。将第二驱动件31设置在丝杆螺母副34的上方，能够保证升降装置整体结构的紧凑性，进而有利于实现在狭小空间内夹持物品。并且，当升降板32上升至限位传感器的位置时，升降板32停止上升，如此设置，能够避免升降板32与第二驱动件31相撞。
61.进一步地，夹持装置还包括导向结构，导向结构包括导向槽241和导向块。导向槽
241设置在机体10的底部。导向块设置在连接部23上，导向块可移动地设置在导向槽241内，导向块与导向槽241配合以对连接部23进行导向，且导向槽241和导向块的横截面均为工字型。上述设计结构简单，且能够避免导向块从导向槽241内脱落。并且本实施例中，连接部23的一端位于导向槽241的下方，另一端朝向升降板32的远离机体10的一侧延伸，且夹持杆222均位于两组连接部23的内侧。如此设置，能够进一步保证升降装置整体结构的紧凑性，方便升降装置夹持处于角落处的物品。
62.在本实施例中，夹持装置还包括快换连接板61和气动快换接头62，快换连接板61设置在机体10上，气动快换接头62设置在快换连接板61上。具体在使用的过程中，可将气动快换接头62固定在外围机械臂上，通过机械臂控制整体夹持装置移动。气动快换接头62和快换连接板61的设置，能够提升整个夹持装置与外围机械臂连接的便捷性，提升本夹持装置与外围机械臂安装的效率。
63.本实用新型实施例二提供了一种夹持机器人，其包括运动机构和上述中的夹持装置，运动机构与夹持装置驱动连接，运动机构能够驱动夹持装置移动。
64.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
65.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
66.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
67.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
68.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
69.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。