开闭盖装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物细胞培养技术领域，具体提供一种开闭盖装置。


背景技术：

2.自动化细胞培养工作站需要对各种培养瓶、离心管瓶进行作业，期间需要频繁对各种规格的瓶口进行开盖、闭盖动作，同时保证在过程中瓶口不会掉落，确保工作流程。
3.现有技术的开闭盖装置采用夹具将瓶盖自动从瓶体上拧下或拧上，以实现自动操作，其中，夹持瓶盖的夹具仅能够夹持同一规格的瓶盖，不适用于多种规格的瓶盖设计，使用不方便；同时在细胞操作的整个流程中，开闭盖装置在开闭瓶盖过程中容易使瓶盖脱落，从而容易影响后续操作。
4.相应地，本实用新型提供一种新的开闭盖装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有夹具仅能夹持同一规格的瓶盖，不适用于多种规格的瓶盖设计，使用不方便；同时在细胞操作的整个流程中，开闭盖装置在开闭瓶盖过程中容易使瓶盖脱落而影响后续操作的问题。
6.本实用新型提供一种开闭盖装置，所述开闭盖装置包括卡具、开闭驱动机构、吸附机构，所述卡具设置为能够夹持瓶盖，所述开闭驱动机构驱动所述卡具旋转，以将瓶盖从瓶体上拧下或拧上，所述吸附机构能够产生吸力以在将瓶盖从瓶体上拧下或拧上的过程中将瓶盖吸住。
7.在采用上述技术方案的情况下，通过设置的吸附机构，在将瓶盖从瓶体上拧下或拧上的过程中，吸附机构将瓶盖吸住，防止掉落，能够避免在开闭瓶盖过程中容易使瓶盖脱落而影响后续操作的问题。
8.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述吸附机构包括吸盘、负压发生器，所述吸盘与所述负压发生器连接，所述负压发生器能够使吸盘产生吸力用于将瓶盖吸住。
9.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述吸盘连接第一弹性件，所述第一弹性件在所述吸盘吸住瓶盖时受到压缩。
10.在采用上述技术方案的情况下，吸盘吸住瓶盖时，第一弹性件受到压缩，能够保证吸盘有效接触瓶盖，进而保证吸盘能够充分吸住瓶盖。
11.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述吸附机构还包括吸盘杆，所述吸盘杆的一端与所述负压发生器连接，所述吸盘杆的另一端与所述吸盘连接，所述吸盘吸住瓶盖后能够跟随瓶盖旋转，所述第一弹性件套在所述吸盘杆上。
12.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述开闭盖装置还包括第一支板、导向机构，所述卡具通过所述导向机构连接在所述第一支板的下方，所述导向机构限制了所述卡具的移动方向，使所述卡具只能作上下直线运动，所述开闭驱动机构驱动第一支板带动所述卡具旋转。
13.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述导向机构包括导向杆、第二弹性件，所述导向杆的底端与所述卡具固定连接，所述导向杆的顶端贯穿第一支板并固定卡盘，所述第二弹性件套在所述卡具与所述第一支板之间的所述导向杆上，所述卡具在夹持瓶盖时，所述第二弹性件受到压缩。
14.在采用上述技术方案的情况下，第二弹性件套在导向杆上，使卡具具有抗冲能力，并且卡具在夹持瓶盖时，第二弹性受到压缩，对卡具施加反向作用力与机械臂配合，保证卡具能够夹持住瓶盖使其旋转。
15.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述开闭盖装置还包括第二支板，所述第二支板设置在所述第一支板的上方，所述开闭驱动机构包括电机、转轴，所述电机固定在所述第二支板上，所述转轴贯穿所述第二支板并与其转动连接，所述转轴的底端与所述第一支板固定连接，所述电机驱动所述转轴带动所述第一支板旋转。
16.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述卡具上设有夹持孔，所述夹持孔的内壁面为锥面，且所述夹持孔的内壁面上设有多个齿，所述夹持孔用于夹持瓶盖；
17.并且/或者，
18.所述吸盘位于所述夹持孔内，所述吸盘杆与所述负压发生器连接的一端贯穿所述夹持孔、第一支板和转轴并通过气路管道与所述负压发生器连接，所述第一弹性件套在夹持孔内的所述吸盘杆上。
19.在采用上述技术方案的情况下，将卡具的夹持孔内壁面设计为锥面，使夹持孔的顶端和底端之间的直径是逐渐变化的，因此能够能够夹持不同直径尺寸的瓶盖，使用更加方便，在锥面上设置多个齿，有助于夹持孔能够夹持瓶盖。
20.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述开闭盖装置还包括机械臂，所述机械臂能够夹持瓶体并带动瓶体相对所述卡具上下移动，以使夹持孔能够夹持瓶体上的瓶盖。
21.在上述开闭盖装置的具体实施方式中，所述开闭盖装置还包括位置检测器，所述位置检测器设置在所述第一支板上，所述位置检测器能够检测所述卡具是否达到夹持瓶盖的位置。
22.在采用上述技术方案的情况下，位置检测器能够检测卡具是否到达夹持瓶盖的位置，能够避免机械臂带动瓶体运动的位置不到位而导致无法拧下或拧上瓶盖。
附图说明
23.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
24.图1是本实用新型提供的开闭盖装置的整体结构示意图；
25.图2是图1中卡具、导向机构连接的三维结构示意图；
26.图3为图2的主视图；
27.图4为图3中a-a方向的剖视图；
28.图5为图4中b的局部放大图。
29.附图标记列表：
30.1、卡具；11、缺口；12、夹持孔；13、齿；
31.2、第一支板；
32.3、导向机构；31、第二弹性件；32、导向杆；33、卡盘；
33.4、第二支板；
34.5、吸附机构；51、负压发生器；52、吸盘；53、吸盘杆；54、气路管道；55、过滤器；56、第一弹性件；
35.6、开闭驱动机构；61、电机；62、传送带；63、转轴；
36.7、位置检测器。
具体实施方式
37.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
38.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.首先参阅图1，该图1显示了本实用新型的开闭盖装置的整体结构，该开闭盖装置包括卡具1、开闭驱动机构6、吸附机构5，卡具1设置为能够夹持瓶盖，开闭驱动机构6驱动卡具1旋转，以将瓶盖从瓶体上拧下或拧上，吸附机构5能够产生吸力以在将瓶盖从瓶体上拧下或拧上的过程中将瓶盖吸住。
41.下面参阅图1和图2，卡具1上设有夹持孔12，夹持孔12用于夹持瓶盖，卡具1为锥形结构，卡具1的底端边缘部位设有至少两个缺口11，且缺口11沿卡具1的圆周方向均匀分布，缺口11与夹持孔12连通。
42.本领域技术人员能够理解的是，卡具1为锥形结构不是限制性的，还可以为其他形状，比如圆柱形等结构。
43.参阅图4，夹持孔12的内壁面为锥面，夹持孔12的内壁面上设有多个齿13。夹持孔12内壁面设计为锥面，使夹持孔12的顶端和底端之间的直径是逐渐变化的，因此能够夹持不同直径尺寸的瓶盖，使用更加方便。
44.参阅图1、图2和图3，开闭盖装置还包括第一支板2、导向机构3，卡具1通过导向机构3连接在第一支板2的下方，导向机构3限制了卡具1的移动方向，使卡具1只能作上下直线运动，开闭驱动机构6驱动第一支板2带动卡具1旋转。
45.具体的，导向机构3包括导向杆32、第二弹性件31，导向杆32的底端与卡具1固定连接，导向杆32的顶端贯穿第一支板2并固定卡盘33，导向杆32相对第一支板2能够上下移动，卡盘33对导向杆32起到支撑作用，使导向杆32无法从第一支板2上掉落下来，从而对卡具1起到支撑作用；第二弹性件31套在卡具1与第一支板2之间的导向杆32上，卡具1在夹持瓶盖时，第二弹性件31受到压缩。第二弹性件31为弹簧，作为优选的实施方式，第二弹性件31始
终处于压缩状态，即卡盘33与第一支板2贴合时，卡具1未夹持瓶盖时，第二弹性件31处于压缩状态，这样能够减少卡具1夹持瓶盖时上移的位移。
46.此外，导向机构3的个数至少为两个，但是对于本领域技术人员来说，这不是限制性的，导向机构3的个数也可以为三个，这也在实用新型的保护范围内。
47.继续参阅图1，开闭盖装置还包括第二支板4，第二支板4设置在第一支板2的上方，开闭驱动机构6包括电机61、转轴63，电机61固定在第二支板4上，电机61为伺服电机61，转轴63贯穿第二支板4并与其转动连接，转轴63的底端与第一支板2固定连接，电机61驱动转轴63带动第一支板2旋转。第二支板4用于支撑整个开闭盖装置，第二支板4固定在开闭盖装置待安装的部位，以使电机61带动转轴63使第一支板2和卡具1旋转。
48.其中，电机61驱动转轴63旋转的方式可以为电机61的输出轴直接与转轴63固定，也可以为电机61通过传动组件间接驱动转轴63旋转。该传动组件包括传送带62、第一齿13轮、第二齿13轮，第一齿13轮固定在电机61的输出轴上，第二齿13轮固定在转轴63上，第一齿13轮通过传送带62带动第二齿13轮旋转。为了一个电机61能够驱动多个转轴63旋转，将电机61通过传动组件间接驱动转轴63旋转的方式作为本实用新型的优选实施例。
49.本领域技术人员能够理解的是，传动组件包括传送带62、第一齿13轮和第二齿13轮的结构不是限制性的，还可以为其他结构，比如通过齿13轮啮合的方式进行传动，也在本实用新型的保护范围内。
50.参阅图1和图4，吸附机构5包括吸盘52、负压发生器51，吸盘52与负压发生器51连接，负压发生器51能够使吸盘52产生吸力用于将瓶盖吸住。吸附机构5还包括吸盘52杆，吸盘52杆的一端与负压发生器51连接，吸盘52杆的另一端与吸盘52连接，吸盘52吸住瓶盖后能够跟随瓶盖旋转。卡具1驱动瓶盖旋转时，吸盘52处于将瓶盖吸住的状态。
51.负压发生器51可以为真空发生器，真空发生器连接气源，在真空发生器和气源之间设置过滤器55，以将过滤后的气源输送给真空发生器。
52.参阅图1、图4和图5，吸盘52位于夹持孔12内，吸盘52杆与负压发生器51连接的一端贯穿夹持孔12、第一支板2和转轴63并通过气路管道54与所述负压发生器51连接，第一弹性件56套在夹持孔12内的吸盘52杆上。具体的，转轴63上设有通孔，吸盘52杆从通孔内穿过，吸盘52杆在转轴63内能够上下移动，第一支板2上方的吸盘52杆上固定支撑盘，吸盘52未吸住瓶盖时，支撑盘与卡具1的顶端贴合，防止吸盘52从夹持孔12内掉落，支撑盘对吸盘52起到支撑作用。
53.本领域技术人员能够理解的是，吸盘52杆的一端穿过夹持孔12、第一支板2和转轴63后与气路管道54连接，这种结构方式不是限制性的，还可以为其他形式，比如，吸盘52杆仅从夹持孔12内传出后直接连接气路管道54。为了方便气路管道54的排布，将吸盘52杆依次从夹持孔12、第一支板2和转轴63内穿过的结构作为本实用新型的优选实施方式。
54.此外，吸盘52通过旋转接头与吸盘52杆连接，使吸盘52相对吸盘52杆能够旋转，从而达到吸盘52吸住瓶盖后跟随瓶盖进行旋转的目的。但是对本领域技术人员来说，吸盘52通过旋转接头与吸盘52杆连接以实现吸盘52跟随瓶盖旋转的结构不是限制性的，还可以为其他结构，比如，吸盘52与吸盘52杆固定，吸盘52杆通过旋转接头与气路管道54连接，同样能够实现吸盘52吸住瓶盖后跟随瓶盖旋转的目的，这也在本实用新型的保护范围内。
55.继续参阅图4，吸盘52连接第一弹性件56，第一弹性件56在吸盘52吸住瓶盖时受到
压缩，第一弹性件56套在吸盘52杆上。第一弹性件56为弹簧，在图4中，第一弹性件56套在夹持孔12内的吸盘52杆上，但是这并不是限制性的，示例性的，第一弹性件56也可以套在卡具1与第一支板2之间的吸盘52杆上；或者第一弹性件56不套在吸盘52杆，而是直接连接在吸盘52与夹持孔12之间，这均在本实用新型保护范围内。
56.开闭盖装置还包括机械臂，机械臂能够夹持瓶体并带动瓶体相对卡具1上下移动，以使夹持孔12能够夹持瓶体上的瓶盖。机械臂的具体结构在图中未画出，需要说明的是，机械臂的具体结构为现有技术，对本领域技术人员是已知的，因此，机械臂的具体结构在此不再详细赘述。
57.开闭盖装置还包括位置检测器7，所述位置检测器7设置在所述第一支板2上，所述位置检测器7能够检测所述卡具1是否达到夹持瓶盖的位置。具体的，位置检测器7可以为行程开关，导向杆32上的卡盘33触碰行程开关时，说明瓶盖与卡具1接触，且卡具1达到夹持瓶盖的位置，同时吸盘52也与瓶盖的顶端贴合，以便于开闭瓶盖时吸盘52将瓶盖吸住。
58.本领域技术人员能够理解的是，位置检测器7为行程开关这种结构不是限制性的，还可以为其他结构，比如，位置检测器7还可以为u型光电传感器，当导向杆32从u型光电传感器内侧穿过时，将光线挡住以使u型光电传感器反馈信号，此时说明卡具1到达夹持瓶盖的位置，这也在本实用新型的保护范围内。
59.参阅图1，为了提高工作效率，可以设置多个卡具1，每个卡具1配合一套导向机构3和吸附机构5，多个卡具1可以由一个电机61通过传送带62驱动旋转，从而达到同时开闭多个瓶盖的目的。
60.本实用新型在使用时，机械臂驱动带有瓶盖的瓶体上移，使瓶盖伸进对应的夹持孔12内，继续上移，瓶盖与夹持孔12内壁接触，以推动卡具1跟随瓶盖上移，瓶盖与夹持孔12内壁接触时，吸盘52与瓶盖的顶端贴合，直到导向杆32上的卡盘33处于行程开关，此时机械臂停止动作，启动负压发生器51，使吸盘52将瓶盖吸住，然后启动电机61带动转轴63旋转，转轴63在旋转过程中带动第一支板2使卡具1旋转，卡具1在旋转过程中将瓶盖从瓶体上拧下，卡具1在电机61的驱动下反向旋转时能够将瓶盖拧在瓶体上，当瓶盖完成拧上或拧下时，负压发生器51停止，吸盘52失去吸力，此时机械臂带动瓶体可以下移。
61.在本实施例中，伺服电机61上安装扭矩传感器，用于检测伺服电机61的扭矩，以判断开闭盖是否完成，在开盖过程中，扭矩检测仪检测到伺服电机61的扭矩逐渐减少，直到最后保持不变，此时瓶盖完全打开；在闭盖过程中，扭矩检测仪检测到伺服电机61的扭矩逐渐增大，直到最后保持达到预设值时，表明瓶盖拧紧。
62.在采用上述技术方案的情况下，通过设置的吸附机构5，在将瓶盖从瓶体上拧下或拧上的过程中，吸附机构5将瓶盖吸住，防止掉落，能够避免在开闭瓶盖过程中容易使瓶盖脱落而影响后续操作的问题。
63.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。