一种等间距移动的联合机械手

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种等间距移动的联合机械手。

背景技术

目前，针对血站、医院、采浆站等机构的采血试管样本储存一般都是采用医用冷藏箱进行保存，其存储容量有限，不适用大批量样本试管的存储，同时，由人工进行摆放和记录相关的样本存储数据，其存储效率较低，近年来，自动化控制技术有了长足的进步与发展，在众多领域得到了应用，因此，血液制品的冷藏存储也逐步向自动化系统发展，通过自动化冷藏储存系统的自动化操作替代人工在超低温环境、危险区域工作，在这过程中，对于血液制品取放是基础也是关键环节，现有的取放方式通常采用一个3轴机器人进行取放，取放速度慢，无法充分释放大批量血液制品的出入库需求，或者，通过多个独立控制的3轴机器人进行同时取放，取放速度能够得到一定的提升，但是极容易造成机器人之间的相对干涉，而且能耗及成本均较高。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种等间距移动的联合机械手。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种等间距移动的联合机械手，包括驱动机构和安装在驱动机构上的等间距设置的N个机械手(N为不小于2的自然数)，所述N个机械手均具备X向和Y向运动自由度，所述机械手在驱动机构作用下作等间距移动。

进一步的，还包括左底板和右底板，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述机械手的数量为4个，包括等间距排列的第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手，所述第一机械手包括第一固定座和安装在第一固定座上的第一机械臂，所述第二机械手包括第二固定座和安装在第二固定座上的第二机械臂，所述第三机械手包括第三固定座和安装在第三固定座上的第三机械臂，所述第四机械手包括第四固定座和安装在第四固定座上的第四机械臂。

所述第一驱动电机安装在右底板的一侧，第一驱动电机的输出轴穿过右底板并连接着第一惰轮，所述左底板上安装了与第一惰轮相对应的第二惰轮，所述第二固定座的底部安装了第三惰轮、第四惰轮、第一同步轮和第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮的齿比为1:2，所述第三固定座的底部安装了第五惰轮、第六惰轮、第三同步轮和第四同步轮，所述第三同步轮和第四同步轮的齿比为1:2，所述第一惰轮、第二惰轮、第三惰轮、第一同步轮、第五惰轮和第四同步轮通过第一同步带进行连接。

所述第一同步带的首端固定在第一固定座的底部，所述第一同步带依次连接第二惰轮、第一惰轮、第五惰轮、第四同步轮、第一同步轮、第三惰轮，所述第一同步带的尾端固定在第一固定座的底部，所述第一同步带的首端和尾端在第一固定座底部上的固定位置不重合。

所述第二驱动电机安装在右底板的另一侧，第二驱动电机的输出轴穿过右底板并连接着第七惰轮，所述左底板上安装了与第七惰轮相对应的第八惰轮，所述第七惰轮、第八惰轮、第四惰轮、第二同步轮、第六惰轮和第三同步轮通过第二同步带进行连接。

所述第二同步带的首端固定在第四固定座的底部，所述第二同步带依次连接第七惰轮、第八惰轮、第四惰轮、第二同步轮、第三同步轮和第六惰轮，所述第二同步带的尾端固定在第四固定座的底部，所述第二同步带的首端和尾端在第四固定座底部上的固定位置不重合。

进一步的，所述第一固定座底部设置有第一同步带紧固台，所述第一同步带的首端和尾端分别固定在第一同步带紧固台的两侧。

进一步的，所述第四固定座底部设置有第二同步带紧固台，所述第二同步带的首端和尾端分别固定在第二同步带紧固台的两侧。

进一步的，所述驱动机构包括四个Y向驱动组件，所述第一机械手、第二机械手、第三机械手、第四机械手上分别安装着一个Y向驱动组件，在Y向驱动组件的作用下，所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂分别可在第一固定座上、第二固定座上、第三固定座上、第四固定座上进行前后移动。

进一步的，还包括导向组件，所述左底板、右底板、第一固定座、第二固定座、第三固定座、第四固定座均安装在导向组件上。

进一步的，所述导向组件包括两个相互平行的导向杆，所述导向杆上连接着左底板、第一固定座、第二固定座、第三固定座、第四固定座，所述左底板、第一固定座、第二固定座、第三固定座、第四固定座可沿导向杆左右滑动。

进一步的，所述第一固定座、第二固定座、第三固定座、第四固定座均呈“工”型结构，所述第一固定座、第二固定座、第三固定座、第四固定座均包括传输底座、支撑座和底板，所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂分别安装在对应的传输底座上，所述导向杆穿过支撑座与左底板和右底板连接。

进一步的，所述机械手还具备Z向运动自由度。

进一步的，所述一种等间距移动的联合机械手应用于全自动血液冷藏系统。

通过上述技术方案，本发明公开的一种等间距移动的联合机械手相比现有技术，具备如下技术效果：具备四个机械手，可同时进行血液制品的取放，取放速度快，能够充分释放大批量血液制品的出入库需求，X向通过两个驱动电机配合惰轮、同步轮、同步带的特定安装/连接方式，可实现四个机械手的等间距移动联动，同时，也可实现四个机械手中的部分机械手等间距联动，如等间距向两端张开和等间距向中间靠拢，控制逻辑要求低，灵活性强，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的等间距移动的联合机械手的结构示意图。

图2为本发明所述的等间距移动的联合机械手的仰视图。

图3为本发明所述的等间距移动的联合机械手的主视图。

图4为本发明所述的等间距移动的联合机械手的原理图。

其中，1-左底板，2-右底板，3-第一驱动电机，4-第二驱动电机，5-第一机械手，501-第一固定座，502-第一机械臂，6-第二机械手，601-第二固定座，602-第二机械臂，7-第三机械手，701-第三固定座，702-第三机械臂，8-第四机械手，801-第四固定座，8011-传输底座，8012-支撑座，8013-底板，802-第四机械臂，9-第一惰轮，10-第二惰轮，11-第三惰轮，12-第四惰轮，13-第一同步轮，14-第二同步轮，15-第五惰轮，16-第六惰轮，17-第三同步轮，18-第四同步轮，19-第一同步带，20-第七惰轮，21-第八惰轮，22-第二同步带，23-第一同步带紧固台，24-第二同步带紧固台，25-导向杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地描述。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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。

如图1至图4所示，一种等间距移动的联合机械手，包括驱动机构和安装在驱动机构上的等间距设置的N个机械手(N为不小于2的自然数)，本实施例中，N为4，所述4个机械手均具备X向和Y向运动自由度，所述机械手在驱动机构作用下作等间距移动。

如图1至图4所示，还包括左底板1和右底板2，所述驱动机构包括第一驱动电机3和第二驱动电机4，所述机械手的数量为4个(需要说明的是，本实施例中以机械手数量为4对相应的驱动机构和带轮传动布局进行说明，当机械手数量增加时，本领域技术人员基于本发明实施例作出相应的调整和改进也属于发明的保护范围)，包括等间距排列的第一机械手5、第二机械手6、第三机械手7和第四机械手8，所述第一机械手5包括第一固定座501和安装在第一固定座501上的第一机械臂502，所述第二机械手6包括第二固定座601和安装在第二固定座601上的第二机械臂602，所述第三机械手7包括第三固定座701和安装在第三固定座701上的第三机械臂702，所述第四机械手8包括第四固定座801和安装在第四固定座801上的第四机械臂802。

所述第一驱动电机3安装在右底板2的一侧，第一驱动电机3的输出轴穿过右底板2并连接着第一惰轮9，所述左底板1上安装了与第一惰轮9相对应的第二惰轮10，所述第二固定座601的底部安装了第三惰轮11、第四惰轮12、第一同步轮13和第二同步轮14，所述第一同步轮13与第二同步轮14的齿比为1:2，所述第三固定座701的底部安装了第五惰轮15、第六惰轮16、第三同步轮17和第四同步轮18，所述第三同步轮17和第四同步轮18的齿比为1:2，所述第一惰轮9、第二惰轮10、第三惰轮11、第一同步轮13、第五惰轮15和第四同步轮14通过第一同步带19进行连接。

所述第一同步带19的首端固定在第一固定座501的底部，所述第一同步带19依次连接第二惰轮10、第一惰轮9、第五惰轮15、第四同步轮18、第一同步轮13、第三惰轮11，所述第一同步带19的尾端固定在第一固定座的底部，所述第一同步带19的首端和尾端在第一固定座底部上的固定位置不重合。

所述第二驱动电机4安装在右底板2的另一侧，第二驱动电机4的输出轴穿过右底板2并连接着第七惰轮20，所述左底板1上安装了与第七惰轮20相对应的第八惰轮21，所述第七惰轮20、第八惰轮21、第四惰轮12、第二同步轮14、第六惰轮16和第三同步轮17通过第二同步带22进行连接。

所述第二同步带22的首端固定在第四固定座801的底部，所述第二同步带22依次连接第七惰轮20、第八惰轮21、第四惰轮12、第二同步轮14、第三同步轮17和第六惰轮16，所述第二同步带22的尾端固定在第四固定座801的底部，所述第二同步带22的首端和尾端在第四固定座801底部上的固定位置不重合。

如图1至图4所示，所述第一固定座501底部设置有第一同步带紧固台23，所述第一同步带19的首端和尾端分别固定在第一同步带紧固台23的两侧。

如图1至图4所示，所述第四固定座底801部设置有第二同步带紧固台24，所述第二同步带22的首端和尾端分别固定在第二同步带紧固台24的两侧。

如图1至图4所示，所述驱动机构包括四个Y向驱动组件(图中未示)，所述第一机械手5、第二机械手6、第三机械手7、第四机械手8上分别安装着一个Y向驱动组件，在Y向驱动组件的作用下，所述第一机械臂502、第二机械臂602、第三机械臂702、第四机械臂802分别可在第一固定座501上、第二固定座601上、第三固定座701上、第四固定座801上进行前后移动。

如图1至图4所示，还包括导向组件，所述左底板1、右底板2、第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701上、第四固定座801均安装在导向组件上。

如图1至图4所示，所述导向组件包括两个相互平行的导向杆25，所述导向杆25上连接着左底板1、右底板2、第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701上、第四固定座801，所述左底板1、右底板2、第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701上、第四固定座801可沿导向杆25左右滑动。

如图1至图4所示，所述第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801均呈“工”型结构，所述第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701上、第四固定座801均包括传输底座8011、支撑座8012和底板8013，所述第一机械臂502、第二机械臂602、第三机械臂702、第四机械臂802分别安装在对应的传输底座8011上，所述导向杆25穿过各支撑座与左底板1和右底板2连接。

如图1至图4所示，包括Z向驱动组件(图中未示)，使机械手还具备Z向运动自由度。

如图1至图4所示，所述一种等间距移动的联合机械手应用于全自动血液冷藏系统。

如图1至图4所示，当第一驱动电机3顺时针转动，第2驱动电机4不工作时，则第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701均向左移动，第四固定座801静止不动，设第一固定座501向左运动距离为L1，第二固定座601向左运动距离为L2，第三固定座701向左运动距离为L3。

第一同步轮13转动的距离则为：L1-L2；

第二同步轮14转动的距离则为：2(L1-L2)；

根据第二同步带22运动轨迹可知，2(L1-L2)＝L2,即L1:L2＝3:2；

第四同步轮18转动的距离为：L1-L3；

第三同步轮17转动的距离则为：(L1-L3)/2；

根据第二同步带22运动轨迹可知，(L1-L3)/2＝L3，即L1:L3＝3:1

即L1:L2:L3＝3:2:1；

因此，可知当第一驱动电机3顺时针转动，第2驱动电机4不转动时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向左等间距分开。

以此类推，有如下运动类型：

当第一驱动电机3逆时针转动，第2驱动电机4不转动时，1、2、3、第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向右等间距收拢。

当第2驱动电机4逆时针转动，第一驱动电机3不转动时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向左等间距收拢。

当第2驱动电机4顺时针转动，第一驱动电机3不转动时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向右等间距分开。

当第一驱动电机3顺时针转动，第2驱动电机4逆时针转动，且速度相等时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向左等间距匀速移动。

当第2驱动电机4顺时针转动，第一驱动电机3逆时针转动，且速度相等时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801向右等间距匀速移动。

当第一驱动电机3顺时针转动，第2驱动电机4顺时针转动，且速度相等时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801以第二固定座601上、第三固定座701中间为基准分开。

当第一驱动电机3逆时针转动，第2驱动电机4逆时针转动，且速度相等时，第一固定座501、第二固定座601上、第三固定座701、第四固定座801以第二固定座601上、第三固定座701底板中间为基准收拢。

本发明所述的等间距移动的联合机械手应用于全自动血液冷藏系统中，具体使用方法如下：

所述的等间距移动的联合机械手位于全自动血液冷藏系统的储存货架之间，根据上文所述，通过控制第一驱动电机3和第2驱动电机4的运动，来控制各固定座的X向移动和各固定座的运动类型，并配合Y向驱动组件控制各固定座的Y向前后运动(即具备双向伸缩)和Z向驱动组件控制各固定座的Z向上下运动，使得相应的机械臂能够顺利的运动到目标血液制品在储存货架上的对应位置，需要说明的是，对于血液制品如何从货架上转移到机械臂上，可通过设置机械臂的自身传输功能等方式来实现转移(实现转移的方式为现有技术，此处不作赘述)。

申请人声明，以上所述实施例仅表达了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，对于本行业的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和范围的前提下，还可以做出各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明保护范围之内。