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一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置
一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置
【申請(qǐng)公布號(hào):CN108621149A;申請(qǐng)權(quán)利人:上海藍(lán)怡科技股份有限公司; 浙江藍(lán)怡醫(yī)藥有限公司;發(fā)明設(shè)計(jì)人: 李子樵; 李志鋼; 顧益楠;】
摘要:
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座,以及設(shè)置在底座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、從動(dòng)輪和同步帶,所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接同步帶輪,同步帶繞在從動(dòng)輪和同步帶輪上;所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置抓取機(jī)構(gòu),升降機(jī)構(gòu)與同步帶的一側(cè)連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):提供了一種全新的機(jī)電結(jié)合,結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的自動(dòng)抓杯裝置;斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;抓取效率高,控制精確,可方便實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的自動(dòng)化。
主權(quán)項(xiàng):
1.一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
要求:
1.一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu),所述的抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁鐵,所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu),其中搖桿部包括機(jī)械爪手,滑塊部與電磁鐵連接,通過驅(qū)動(dòng)電磁鐵作用在滑塊部上,通過滑塊部的移動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)機(jī)械爪手張合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在驅(qū)動(dòng)固定板上,升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板運(yùn)動(dòng),所述搖桿滑塊機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手、移動(dòng)塊、轉(zhuǎn)軸和連接塊,所述的機(jī)械手和移動(dòng)塊固定連接為搖桿部,機(jī)械爪手通過轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)固定板連接,所述移動(dòng)塊上具有滑槽,所述的連接塊上的銷釘可在滑槽內(nèi)移動(dòng)并與移動(dòng)塊產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所述的驅(qū)動(dòng)固定板上具有豎直凹槽,所述的連接塊作為滑塊部在豎直凹槽內(nèi)移動(dòng),通過連接塊上的電磁鐵實(shí)現(xiàn)連接塊的上下移動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的機(jī)械爪手具有V形槽,V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的連接塊兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器和空杯傳感器,連接塊上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的擋片,其中抓杯傳感器在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌和驅(qū)動(dòng)固定板,所述的抓取機(jī)構(gòu)安裝于驅(qū)動(dòng)固定板內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板通過帶傳動(dòng)件與同步帶連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,同步帶的另一側(cè)固定有配重塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的從動(dòng)輪設(shè)有從動(dòng)輪固定板,從動(dòng)輪固定板上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板與底座連接,所述的從動(dòng)輪固定板上設(shè)有張緊塊。
一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種機(jī)械手裝置,具體涉及一種抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置。
背景技術(shù)
機(jī)械手裝置一般用于抓取、搬運(yùn)某些物件,它可以代替人進(jìn)行繁鎖、精細(xì)、或者枯燥單一的勞動(dòng),或者在有害環(huán)境下代替人進(jìn)行作業(yè),保障人身安全,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)
現(xiàn)有機(jī)械手在實(shí)際實(shí)施或作業(yè)過程中,存在動(dòng)作緩慢、抓取物件不可靠,導(dǎo)致無法準(zhǔn)確抓取或抓取脫落的缺陷;在醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)室免疫項(xiàng)目的測(cè)定過程中,有限的樣品量在一次抓取失誤就有可能交叉污染或無法得出檢驗(yàn)結(jié)果。
自動(dòng)抓杯裝置由機(jī)械手固定板、直線滑軌、步進(jìn)電機(jī)、傳感器、彈簧、傳動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、機(jī)械手部件等組成。結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,加工工藝簡(jiǎn)單,制造成本低。通過驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抓杯功能,巧妙設(shè)計(jì)機(jī)械爪手,通過傳感器反饋,判別反應(yīng)杯的抓取情況,減小整機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤率。
申請(qǐng)人于2011年10月20日,曾申請(qǐng)名為『抓去反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置』的實(shí)用新型,申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120400162.6』、專利號(hào)為『CN202241283U』,現(xiàn)已授權(quán)。該實(shí)用新型中公開了一種:包括底座,以及設(shè)置在底座一側(cè)的步進(jìn)電機(jī),和設(shè)置在底座另一側(cè)的升降機(jī)構(gòu),還包括設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)上的抓取機(jī)構(gòu);所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有凸輪隨動(dòng)器并貫穿底座連接升降機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)機(jī)械手沒有在原點(diǎn)部并且發(fā)生斷電時(shí),機(jī)械手會(huì)出現(xiàn)掉落現(xiàn)象,對(duì)于反應(yīng)杯抓取的機(jī)械手而言,這種情況時(shí)不利的,同時(shí)該機(jī)械手無法只能判斷機(jī)械手的開合,而無法判斷是否正確抓取了反應(yīng)杯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止機(jī)械手?jǐn)嚯娒撀洳⑶夷軌驒z測(cè)抓杯和開合的機(jī)械手裝置。
為了達(dá)到上述目的,提供一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明改變電機(jī)直接與升降機(jī)連接的傳動(dòng)方式,將電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)通過同步帶進(jìn)行連接,同步帶自身的阻力能夠保證在抓取機(jī)構(gòu)不在原點(diǎn)位置時(shí)斷電,也不會(huì)下降,能夠保證在原來的位置。
優(yōu)選的,所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu),所述的抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁鐵,所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu),其中搖桿部包括機(jī)械爪手,滑塊部與電磁鐵連接,通過驅(qū)動(dòng)電磁鐵作用在滑塊部上,通過滑塊部的移動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)機(jī)械爪手張合。
優(yōu)選的,抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在驅(qū)動(dòng)固定板上,升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板運(yùn)動(dòng),所述搖桿滑塊機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手、移動(dòng)塊、轉(zhuǎn)軸和連接塊,所述的機(jī)械手和移動(dòng)塊固定連接為搖桿部,機(jī)械爪手通過轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)固定板連接,所述移動(dòng)塊上具有滑槽,所述的連接塊上的銷釘可在滑槽內(nèi)移動(dòng)并與移動(dòng)塊產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所述的驅(qū)動(dòng)固定板上具有豎直凹槽,所述的連接塊作為滑塊部在豎直凹槽內(nèi)移動(dòng),通過連接塊上的電磁鐵實(shí)現(xiàn)連接塊的上下移動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合作用。
機(jī)械爪手和移動(dòng)塊固定連接成為搖桿,驅(qū)動(dòng)固定板是固定不動(dòng)桿,轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊是滑塊。機(jī)械手部分是左右對(duì)稱結(jié)構(gòu),搖桿通過銷釘將搖桿在連接塊上形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽內(nèi)可以進(jìn)行豎直上下運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)的凹槽與連接塊進(jìn)行機(jī)械公差配合加工,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)順暢。連接塊與電磁鐵固定連接,該機(jī)構(gòu)是搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的逆向應(yīng)用,動(dòng)力通過電磁鐵作用在連接塊上,實(shí)現(xiàn)連接塊上下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合運(yùn)動(dòng)。電磁鐵具有較快的相應(yīng)速度,為了配合其相應(yīng)速度,設(shè)置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的響應(yīng)結(jié)構(gòu),能夠保證快速抓取。
移動(dòng)塊材質(zhì)為銅,滑塊材質(zhì)為鋁。滑塊與移動(dòng)塊形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性較好。
本申請(qǐng)中的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)可以為分別的完整的兩套搖桿滑塊機(jī)構(gòu),更優(yōu)的,是通過一個(gè)滑塊帶動(dòng)兩個(gè)搖桿,即,兩個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置,一個(gè)滑塊穿過兩個(gè)移動(dòng)快內(nèi)的凹槽內(nèi)。
電磁鐵斷電,電磁鐵帶動(dòng)銷釘向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)快開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手合緊。反之,機(jī)械手張開。抓取機(jī)構(gòu)將對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)與電磁鐵連接來實(shí)現(xiàn)的。電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成爪手的張合運(yùn)動(dòng),電磁鐵反應(yīng)快,提高抓取反應(yīng)杯速度。
優(yōu)選的,所述的兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧。
優(yōu)選的,機(jī)械爪手具有V形槽,V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
機(jī)械爪手V形槽用于夾持反應(yīng)杯,由于V形槽考開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在抓取到反應(yīng)杯和未抓取到反應(yīng)杯時(shí)機(jī)械爪手之間的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同。
優(yōu)選的,所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌和驅(qū)動(dòng)固定板,所述的抓取機(jī)構(gòu)安裝于驅(qū)動(dòng)固定板內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板通過帶傳動(dòng)件與同步帶連接。
帶傳動(dòng)件為板件,板件至少包括一個(gè)與驅(qū)動(dòng)固定板連接的面以及與同步帶連接的面。優(yōu)選的,為L(zhǎng)形。
優(yōu)選的,同步帶的另一側(cè)固定有配重塊。
配重塊可進(jìn)一步與抓取機(jī)構(gòu)平衡使得抓取機(jī)構(gòu)不易滑落。
設(shè)置在從動(dòng)輪和同步帶輪上的同步帶會(huì)形成長(zhǎng)圓形的環(huán)狀結(jié)構(gòu),環(huán)裝結(jié)構(gòu)的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)向上和向下運(yùn)動(dòng),同步帶的一側(cè)是指能夠?qū)崿F(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)的部分,另一側(cè)則是與之相對(duì)的另一部分。
優(yōu)選的,所述的從動(dòng)輪為墮輪。
優(yōu)選的,所述的從動(dòng)輪設(shè)有從動(dòng)輪固定板,從動(dòng)輪固定板上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板與底座連接,所述的從動(dòng)輪固定板上設(shè)有張緊塊。
由于從動(dòng)輪固定板上的長(zhǎng)圓孔使得從動(dòng)輪與底座能夠產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)位移,在從動(dòng)輪固定板上設(shè)置有張緊塊,從動(dòng)輪在重力影響下產(chǎn)生向下的力,保證了繞于其上的同步帶自然張緊。同時(shí)也有利于同步帶的安裝。
優(yōu)選的,所述底座上設(shè)有拖鏈,拖鏈一端固定在底座上,另一端與驅(qū)動(dòng)固定板連接。
優(yōu)選的,所述的連接塊兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器和空杯傳感器,連接塊上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的擋片,其中抓杯傳感器在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。
對(duì)于機(jī)械爪手的開合狀態(tài)可以通過其滑塊部的豎直位移的距離進(jìn)行判斷,由于所述的機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在機(jī)械爪手未抓到杯子的時(shí)候,其閉合狀態(tài)相對(duì)于抓取到杯子時(shí)的狀態(tài)有所不同,反映到滑塊部的豎直位移,也具有一定的差值,利用這個(gè)差值,設(shè)計(jì)兩個(gè)擋片,分別通過兩個(gè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣對(duì)于監(jiān)測(cè)狀態(tài)而言可以判斷出是否因抓取到杯子而閉合。
兩側(cè)的傳感器是為了判斷杯子有無抓取到,若杯子沒有抓取到,機(jī)械爪手末端處于相互貼合狀態(tài),若杯子抓取到了,機(jī)械爪手貼緊反應(yīng)杯,爪子末端沒有相互貼合,這兩個(gè)狀態(tài)都是通過兩側(cè)的傳感器來反饋的。
通過機(jī)械手三維模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)雙擋片的擋板的距離。
雙擋片可以同時(shí)作為是否抓住反應(yīng)杯的傳感器反饋擋片,減少零件數(shù)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
所述的底座的頂部設(shè)有原點(diǎn)傳感器,原點(diǎn)傳感器下方設(shè)有傳感器擋片。
本發(fā)明中步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng),同步帶通過帶傳動(dòng)件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)固定板上的抓取機(jī)構(gòu)做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述電磁鐵通電,電磁鐵向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊和兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在鉸接處開口增大,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的張開。抓杯狀態(tài)的傳感器包括抓杯傳感器和空杯傳感器。此時(shí),所述抓杯傳感器和空杯傳感器皆沒有反饋信號(hào),機(jī)械爪手處于張開狀態(tài)。電磁鐵斷電,電磁鐵向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊、兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在鉸接端處開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的合緊。安裝在所述機(jī)械爪手上的彈簧,保證反應(yīng)杯更好的抓取。此時(shí),所述抓杯傳感器反饋信號(hào),機(jī)械爪手抓取到反應(yīng)杯。所述空杯傳感器反饋信號(hào),機(jī)械爪手沒有抓取到反應(yīng)杯。為了判別機(jī)械爪手是否抓取到反應(yīng)杯,機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):提供了一種全新的機(jī)電結(jié)合,結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的自動(dòng)抓杯裝置;斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;抓取效率高,控制精確,可方便實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的自動(dòng)化。
應(yīng)理解,在本發(fā)明范圍內(nèi)中,本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施方式)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合,從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的機(jī)械爪手打開的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明的機(jī)械爪手抓取反應(yīng)杯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的機(jī)械爪手未抓取反應(yīng)杯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的機(jī)械爪手抓取反應(yīng)杯的仰視圖;
其中:
1-傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 11-步進(jìn)電機(jī) 12-同步帶輪
13-同步帶 14-從動(dòng)輪 15-從動(dòng)輪固定板
16-配重塊 17-張緊塊 2-抓取機(jī)構(gòu)
21-抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 22-抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu) 221-銷釘
222-第一移動(dòng)塊 223-第二移動(dòng)塊 224-第一轉(zhuǎn)軸
225-第二轉(zhuǎn)軸 226-第一機(jī)械爪手 227-第二機(jī)械爪手
228-拉伸彈簧 229-連接塊 3-底座
41-驅(qū)動(dòng)固定板 42-直線滑軌 5-原點(diǎn)傳感器
6-傳感器擋片 7-拖鏈 8-反應(yīng)杯
91-抓杯傳感器 92-空杯傳感器 93-傳感器雙檔片
具體實(shí)施方式
如圖1-4所示的一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座3,以及設(shè)置在底座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1包括步進(jìn)電機(jī)11、同步帶輪12、從動(dòng)輪14和同步帶13,所述步進(jìn)電機(jī)11的輸出軸連接同步帶輪12,同步帶13繞在從動(dòng)輪14和同步帶輪12上。所述的從動(dòng)輪14設(shè)有從動(dòng)輪固定板15,從動(dòng)輪固定板15上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板15與底座3連接,所述的從動(dòng)輪固定板15上設(shè)有張緊塊17。同步帶13的另一側(cè)設(shè)有配重塊16,從動(dòng)輪14為墮輪。由于從動(dòng)輪固定板15上的長(zhǎng)圓孔使得從動(dòng)輪14與底座3能夠產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)位移,在從動(dòng)輪固定板15上設(shè)置有張緊塊17,從動(dòng)輪在重力影響下產(chǎn)生向下的力,保證了繞于其上的同步帶13自然張緊。同時(shí)也有利于同步帶13的安裝。
所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌41和驅(qū)動(dòng)固定板41,抓取機(jī)構(gòu)2安裝于驅(qū)動(dòng)固定板41內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板41通過帶傳動(dòng)件與同步帶13連接。帶傳動(dòng)件為板件,板件至少包括一個(gè)與驅(qū)動(dòng)固定板連接的面以及與同步帶連接的面。在本實(shí)施例中帶傳動(dòng)件為L(zhǎng)形。驅(qū)動(dòng)固定板41可沿著直線滑軌41上下運(yùn)動(dòng)。底座3的頂部設(shè)有原點(diǎn)傳感器5,原點(diǎn)傳感器5下方設(shè)有傳感器擋片6。底座3上設(shè)有拖鏈7,拖鏈7一端固定在底座3上,另一端與驅(qū)動(dòng)固定板41連接。
所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)22,抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21為電磁鐵。所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)22第一機(jī)械爪手226、第二機(jī)械爪手227、第一移動(dòng)塊222、第二移動(dòng)塊223、第一轉(zhuǎn)軸224、第二轉(zhuǎn)軸225和連接塊229,連接塊229上設(shè)有銷釘221。第一移動(dòng)塊222和第二移動(dòng)塊223上設(shè)有槽孔,槽孔穿過銷釘221,銷釘221的上下運(yùn)動(dòng)能改變兩個(gè)移動(dòng)塊夾角變化,第一機(jī)械爪手226通過第一轉(zhuǎn)軸224固定在驅(qū)動(dòng)固定板41上,第二機(jī)械爪手227通過第二轉(zhuǎn)軸225固定在驅(qū)動(dòng)固定板41上,第一機(jī)械爪手226和第二機(jī)械爪手227分別繞第一轉(zhuǎn)軸224和第二轉(zhuǎn)軸225轉(zhuǎn)動(dòng),第一轉(zhuǎn)軸224和第二轉(zhuǎn)軸225形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。第一機(jī)械爪手226和第一移動(dòng)塊222固定連接,兩者具有一定夾角,構(gòu)成搖桿部,第二機(jī)械爪手227和第二移動(dòng)塊223固定連接,兩者具有一定夾角,也構(gòu)成搖桿部,第一移動(dòng)塊222和第二移動(dòng)塊223的開合能夠?qū)е碌谝粰C(jī)械爪手226和第二機(jī)械爪手227分別繞各自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而控制兩個(gè)機(jī)械爪手的開合。驅(qū)動(dòng)固定板41上設(shè)有豎直凹槽,所述的連接塊229在豎直凹槽內(nèi)做豎直運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)塊、機(jī)械爪手、連接塊和驅(qū)動(dòng)固定板之間構(gòu)成了兩對(duì)對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),通過滑塊部的豎直運(yùn)動(dòng)可以使得兩個(gè)機(jī)械爪手之間具有一定角度變化,從而能夠抓取和放開反應(yīng)杯。電磁鐵與連接塊229連接,所述的兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧228。機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,如圖5所示。機(jī)械爪手和移動(dòng)塊固定連接成為搖桿,驅(qū)動(dòng)固定板是固定不動(dòng)桿,轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊是滑塊。機(jī)械手部分是左右對(duì)稱結(jié)構(gòu),搖桿通過銷釘將搖桿在連接塊上形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽內(nèi)可以進(jìn)行豎直上下運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)的凹槽與連接塊進(jìn)行機(jī)械公差配合加工,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)順暢。連接塊與電磁鐵固定連接,該機(jī)構(gòu)是搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的逆向應(yīng)用,動(dòng)力通過電磁鐵作用在連接塊上,實(shí)現(xiàn)連接塊上下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合運(yùn)動(dòng)。電磁鐵具有較快的相應(yīng)速度,為了配合其相應(yīng)速度,設(shè)置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的響應(yīng)結(jié)構(gòu),能夠保證快速抓取。移動(dòng)塊材質(zhì)為銅,滑塊材質(zhì)為鋁?;瑝K與移動(dòng)塊形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性較好。電磁鐵斷電,電磁鐵帶動(dòng)銷釘向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)快開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手合緊。反之,機(jī)械手張開。抓取機(jī)構(gòu)將對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)與電磁鐵連接來實(shí)現(xiàn)的。電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成爪手的張合運(yùn)動(dòng),電磁鐵反應(yīng)快,提高抓取反應(yīng)杯速度。
所述的連接塊229兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板41上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器91和空杯傳感器92,連接塊229上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的傳感器雙擋片93,其中抓杯傳感器91在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器92在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。對(duì)于機(jī)械爪手的開合狀態(tài)可以通過其滑塊部的豎直位移的距離進(jìn)行判斷,機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在機(jī)械爪手未抓到杯子的時(shí)候,其閉合狀態(tài)相對(duì)于抓取到杯子時(shí)的狀態(tài)有所不同,反映到滑塊部的豎直位移,也具有一定的差值,利用這個(gè)差值,設(shè)計(jì)兩個(gè)擋片,分別通過兩個(gè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣對(duì)于監(jiān)測(cè)狀態(tài)而言可以判斷出是否因抓取到杯子而閉合。兩側(cè)的傳感器是為了判斷杯子有無抓取到,若杯子沒有抓取到,機(jī)械爪手末端處于相互貼合狀態(tài),若杯子抓取到了,機(jī)械爪手貼緊反應(yīng)杯,爪子末端沒有相互貼合,這兩個(gè)狀態(tài)都是通過兩側(cè)的傳感器來反饋的。通過機(jī)械手三維模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)雙擋片的擋板的距離。雙擋片可以同時(shí)作為是否抓住反應(yīng)杯的傳感器反饋擋片,減少零件數(shù)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
步進(jìn)電機(jī)11帶動(dòng)同步帶13運(yùn)動(dòng),同步帶13通過帶傳動(dòng)件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板41做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)固定板41上的抓取機(jī)構(gòu)2做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述同步帶13上安裝有配重塊16,防止斷電、脫機(jī)等情況下,抓取機(jī)構(gòu)2掉落。電磁鐵通電,電磁鐵向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊、兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在連接處開口增大,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的張開。此時(shí),所述抓杯傳感器91和所述空杯傳感器92皆沒有反饋信號(hào),機(jī)械爪手處于張開狀態(tài)。電磁鐵斷電,電磁鐵向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)在連接處開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的合緊。安裝在所述機(jī)械爪手上的彈簧228,保證反應(yīng)杯更好的抓取。此時(shí),所述抓杯傳感器91反饋信號(hào),機(jī)械爪手抓取到反應(yīng)杯。所述空杯傳感器92反饋信號(hào),機(jī)械爪手沒有抓取到反應(yīng)杯。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,裝配關(guān)系簡(jiǎn)潔明了;機(jī)械抓取反應(yīng)杯通過電磁鐵控制,電磁鐵反應(yīng)快速,將電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械手的張合運(yùn)動(dòng);機(jī)械手上下運(yùn)動(dòng)通過同步帶控制,斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;機(jī)械爪手末端是V形槽,兩個(gè)機(jī)械爪手之間安裝拉伸彈簧,可以保證機(jī)械手在高速運(yùn)動(dòng)過程中,抓取牢固不易掉落;第一移動(dòng)塊和第二移動(dòng)塊材料是銅,銷釘材料是不銹鋼,為了銷釘與第一移動(dòng)塊和第二移動(dòng)塊行程的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性好;連接塊設(shè)計(jì)了凸臺(tái)與驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽通過機(jī)械公差配合,使得連接塊的凸臺(tái)在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽中能夠做平穩(wěn)的直線滑動(dòng)。
以上已詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例,但應(yīng)理解到,在閱讀了解本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【申請(qǐng)公布號(hào):CN108621149A;申請(qǐng)權(quán)利人:上海藍(lán)怡科技股份有限公司; 浙江藍(lán)怡醫(yī)藥有限公司;發(fā)明設(shè)計(jì)人: 李子樵; 李志鋼; 顧益楠;】
摘要:
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座,以及設(shè)置在底座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、從動(dòng)輪和同步帶,所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接同步帶輪,同步帶繞在從動(dòng)輪和同步帶輪上;所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置抓取機(jī)構(gòu),升降機(jī)構(gòu)與同步帶的一側(cè)連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):提供了一種全新的機(jī)電結(jié)合,結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的自動(dòng)抓杯裝置;斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;抓取效率高,控制精確,可方便實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的自動(dòng)化。
主權(quán)項(xiàng):
1.一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
要求:
1.一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu),所述的抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁鐵,所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu),其中搖桿部包括機(jī)械爪手,滑塊部與電磁鐵連接,通過驅(qū)動(dòng)電磁鐵作用在滑塊部上,通過滑塊部的移動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)機(jī)械爪手張合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在驅(qū)動(dòng)固定板上,升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板運(yùn)動(dòng),所述搖桿滑塊機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手、移動(dòng)塊、轉(zhuǎn)軸和連接塊,所述的機(jī)械手和移動(dòng)塊固定連接為搖桿部,機(jī)械爪手通過轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)固定板連接,所述移動(dòng)塊上具有滑槽,所述的連接塊上的銷釘可在滑槽內(nèi)移動(dòng)并與移動(dòng)塊產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所述的驅(qū)動(dòng)固定板上具有豎直凹槽,所述的連接塊作為滑塊部在豎直凹槽內(nèi)移動(dòng),通過連接塊上的電磁鐵實(shí)現(xiàn)連接塊的上下移動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的機(jī)械爪手具有V形槽,V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的連接塊兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器和空杯傳感器,連接塊上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的擋片,其中抓杯傳感器在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌和驅(qū)動(dòng)固定板,所述的抓取機(jī)構(gòu)安裝于驅(qū)動(dòng)固定板內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板通過帶傳動(dòng)件與同步帶連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,同步帶的另一側(cè)固定有配重塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,其特征在于,所述的從動(dòng)輪設(shè)有從動(dòng)輪固定板,從動(dòng)輪固定板上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板與底座連接,所述的從動(dòng)輪固定板上設(shè)有張緊塊。
一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種機(jī)械手裝置,具體涉及一種抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置。
背景技術(shù)
機(jī)械手裝置一般用于抓取、搬運(yùn)某些物件,它可以代替人進(jìn)行繁鎖、精細(xì)、或者枯燥單一的勞動(dòng),或者在有害環(huán)境下代替人進(jìn)行作業(yè),保障人身安全,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)
現(xiàn)有機(jī)械手在實(shí)際實(shí)施或作業(yè)過程中,存在動(dòng)作緩慢、抓取物件不可靠,導(dǎo)致無法準(zhǔn)確抓取或抓取脫落的缺陷;在醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)室免疫項(xiàng)目的測(cè)定過程中,有限的樣品量在一次抓取失誤就有可能交叉污染或無法得出檢驗(yàn)結(jié)果。
自動(dòng)抓杯裝置由機(jī)械手固定板、直線滑軌、步進(jìn)電機(jī)、傳感器、彈簧、傳動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、機(jī)械手部件等組成。結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,加工工藝簡(jiǎn)單,制造成本低。通過驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抓杯功能,巧妙設(shè)計(jì)機(jī)械爪手,通過傳感器反饋,判別反應(yīng)杯的抓取情況,減小整機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤率。
申請(qǐng)人于2011年10月20日,曾申請(qǐng)名為『抓去反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置』的實(shí)用新型,申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120400162.6』、專利號(hào)為『CN202241283U』,現(xiàn)已授權(quán)。該實(shí)用新型中公開了一種:包括底座,以及設(shè)置在底座一側(cè)的步進(jìn)電機(jī),和設(shè)置在底座另一側(cè)的升降機(jī)構(gòu),還包括設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)上的抓取機(jī)構(gòu);所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有凸輪隨動(dòng)器并貫穿底座連接升降機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)機(jī)械手沒有在原點(diǎn)部并且發(fā)生斷電時(shí),機(jī)械手會(huì)出現(xiàn)掉落現(xiàn)象,對(duì)于反應(yīng)杯抓取的機(jī)械手而言,這種情況時(shí)不利的,同時(shí)該機(jī)械手無法只能判斷機(jī)械手的開合,而無法判斷是否正確抓取了反應(yīng)杯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止機(jī)械手?jǐn)嚯娒撀洳⑶夷軌驒z測(cè)抓杯和開合的機(jī)械手裝置。
為了達(dá)到上述目的,提供一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的步進(jìn)電機(jī)和從動(dòng)輪,步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有同步帶輪,從動(dòng)輪和同步帶輪上繞有同步帶;所述的升降機(jī)構(gòu)固定在同步帶的一側(cè),所述的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置有抓取機(jī)構(gòu),電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)從而使升降機(jī)構(gòu)豎直運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明改變電機(jī)直接與升降機(jī)連接的傳動(dòng)方式,將電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)通過同步帶進(jìn)行連接,同步帶自身的阻力能夠保證在抓取機(jī)構(gòu)不在原點(diǎn)位置時(shí)斷電,也不會(huì)下降,能夠保證在原來的位置。
優(yōu)選的,所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu),所述的抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁鐵,所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括兩對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu),其中搖桿部包括機(jī)械爪手,滑塊部與電磁鐵連接,通過驅(qū)動(dòng)電磁鐵作用在滑塊部上,通過滑塊部的移動(dòng)帶動(dòng)兩個(gè)機(jī)械爪手張合。
優(yōu)選的,抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在驅(qū)動(dòng)固定板上,升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板運(yùn)動(dòng),所述搖桿滑塊機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手、移動(dòng)塊、轉(zhuǎn)軸和連接塊,所述的機(jī)械手和移動(dòng)塊固定連接為搖桿部,機(jī)械爪手通過轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)固定板連接,所述移動(dòng)塊上具有滑槽,所述的連接塊上的銷釘可在滑槽內(nèi)移動(dòng)并與移動(dòng)塊產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所述的驅(qū)動(dòng)固定板上具有豎直凹槽,所述的連接塊作為滑塊部在豎直凹槽內(nèi)移動(dòng),通過連接塊上的電磁鐵實(shí)現(xiàn)連接塊的上下移動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合作用。
機(jī)械爪手和移動(dòng)塊固定連接成為搖桿,驅(qū)動(dòng)固定板是固定不動(dòng)桿,轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊是滑塊。機(jī)械手部分是左右對(duì)稱結(jié)構(gòu),搖桿通過銷釘將搖桿在連接塊上形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽內(nèi)可以進(jìn)行豎直上下運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)的凹槽與連接塊進(jìn)行機(jī)械公差配合加工,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)順暢。連接塊與電磁鐵固定連接,該機(jī)構(gòu)是搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的逆向應(yīng)用,動(dòng)力通過電磁鐵作用在連接塊上,實(shí)現(xiàn)連接塊上下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合運(yùn)動(dòng)。電磁鐵具有較快的相應(yīng)速度,為了配合其相應(yīng)速度,設(shè)置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的響應(yīng)結(jié)構(gòu),能夠保證快速抓取。
移動(dòng)塊材質(zhì)為銅,滑塊材質(zhì)為鋁。滑塊與移動(dòng)塊形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性較好。
本申請(qǐng)中的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)可以為分別的完整的兩套搖桿滑塊機(jī)構(gòu),更優(yōu)的,是通過一個(gè)滑塊帶動(dòng)兩個(gè)搖桿,即,兩個(gè)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置,一個(gè)滑塊穿過兩個(gè)移動(dòng)快內(nèi)的凹槽內(nèi)。
電磁鐵斷電,電磁鐵帶動(dòng)銷釘向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)快開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手合緊。反之,機(jī)械手張開。抓取機(jī)構(gòu)將對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)與電磁鐵連接來實(shí)現(xiàn)的。電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成爪手的張合運(yùn)動(dòng),電磁鐵反應(yīng)快,提高抓取反應(yīng)杯速度。
優(yōu)選的,所述的兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧。
優(yōu)選的,機(jī)械爪手具有V形槽,V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
機(jī)械爪手V形槽用于夾持反應(yīng)杯,由于V形槽考開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在抓取到反應(yīng)杯和未抓取到反應(yīng)杯時(shí)機(jī)械爪手之間的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同。
優(yōu)選的,所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌和驅(qū)動(dòng)固定板,所述的抓取機(jī)構(gòu)安裝于驅(qū)動(dòng)固定板內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板通過帶傳動(dòng)件與同步帶連接。
帶傳動(dòng)件為板件,板件至少包括一個(gè)與驅(qū)動(dòng)固定板連接的面以及與同步帶連接的面。優(yōu)選的,為L(zhǎng)形。
優(yōu)選的,同步帶的另一側(cè)固定有配重塊。
配重塊可進(jìn)一步與抓取機(jī)構(gòu)平衡使得抓取機(jī)構(gòu)不易滑落。
設(shè)置在從動(dòng)輪和同步帶輪上的同步帶會(huì)形成長(zhǎng)圓形的環(huán)狀結(jié)構(gòu),環(huán)裝結(jié)構(gòu)的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)向上和向下運(yùn)動(dòng),同步帶的一側(cè)是指能夠?qū)崿F(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)的部分,另一側(cè)則是與之相對(duì)的另一部分。
優(yōu)選的,所述的從動(dòng)輪為墮輪。
優(yōu)選的,所述的從動(dòng)輪設(shè)有從動(dòng)輪固定板,從動(dòng)輪固定板上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板與底座連接,所述的從動(dòng)輪固定板上設(shè)有張緊塊。
由于從動(dòng)輪固定板上的長(zhǎng)圓孔使得從動(dòng)輪與底座能夠產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)位移,在從動(dòng)輪固定板上設(shè)置有張緊塊,從動(dòng)輪在重力影響下產(chǎn)生向下的力,保證了繞于其上的同步帶自然張緊。同時(shí)也有利于同步帶的安裝。
優(yōu)選的,所述底座上設(shè)有拖鏈,拖鏈一端固定在底座上,另一端與驅(qū)動(dòng)固定板連接。
優(yōu)選的,所述的連接塊兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器和空杯傳感器,連接塊上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的擋片,其中抓杯傳感器在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。
對(duì)于機(jī)械爪手的開合狀態(tài)可以通過其滑塊部的豎直位移的距離進(jìn)行判斷,由于所述的機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在機(jī)械爪手未抓到杯子的時(shí)候,其閉合狀態(tài)相對(duì)于抓取到杯子時(shí)的狀態(tài)有所不同,反映到滑塊部的豎直位移,也具有一定的差值,利用這個(gè)差值,設(shè)計(jì)兩個(gè)擋片,分別通過兩個(gè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣對(duì)于監(jiān)測(cè)狀態(tài)而言可以判斷出是否因抓取到杯子而閉合。
兩側(cè)的傳感器是為了判斷杯子有無抓取到,若杯子沒有抓取到,機(jī)械爪手末端處于相互貼合狀態(tài),若杯子抓取到了,機(jī)械爪手貼緊反應(yīng)杯,爪子末端沒有相互貼合,這兩個(gè)狀態(tài)都是通過兩側(cè)的傳感器來反饋的。
通過機(jī)械手三維模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)雙擋片的擋板的距離。
雙擋片可以同時(shí)作為是否抓住反應(yīng)杯的傳感器反饋擋片,減少零件數(shù)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
所述的底座的頂部設(shè)有原點(diǎn)傳感器,原點(diǎn)傳感器下方設(shè)有傳感器擋片。
本發(fā)明中步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng),同步帶通過帶傳動(dòng)件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)固定板上的抓取機(jī)構(gòu)做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述電磁鐵通電,電磁鐵向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊和兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在鉸接處開口增大,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的張開。抓杯狀態(tài)的傳感器包括抓杯傳感器和空杯傳感器。此時(shí),所述抓杯傳感器和空杯傳感器皆沒有反饋信號(hào),機(jī)械爪手處于張開狀態(tài)。電磁鐵斷電,電磁鐵向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊、兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在鉸接端處開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的合緊。安裝在所述機(jī)械爪手上的彈簧,保證反應(yīng)杯更好的抓取。此時(shí),所述抓杯傳感器反饋信號(hào),機(jī)械爪手抓取到反應(yīng)杯。所述空杯傳感器反饋信號(hào),機(jī)械爪手沒有抓取到反應(yīng)杯。為了判別機(jī)械爪手是否抓取到反應(yīng)杯,機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):提供了一種全新的機(jī)電結(jié)合,結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的自動(dòng)抓杯裝置;斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;抓取效率高,控制精確,可方便實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的自動(dòng)化。
應(yīng)理解,在本發(fā)明范圍內(nèi)中,本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施方式)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合,從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的機(jī)械爪手打開的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明的機(jī)械爪手抓取反應(yīng)杯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的機(jī)械爪手未抓取反應(yīng)杯的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的機(jī)械爪手抓取反應(yīng)杯的仰視圖;
其中:
1-傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 11-步進(jìn)電機(jī) 12-同步帶輪
13-同步帶 14-從動(dòng)輪 15-從動(dòng)輪固定板
16-配重塊 17-張緊塊 2-抓取機(jī)構(gòu)
21-抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 22-抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu) 221-銷釘
222-第一移動(dòng)塊 223-第二移動(dòng)塊 224-第一轉(zhuǎn)軸
225-第二轉(zhuǎn)軸 226-第一機(jī)械爪手 227-第二機(jī)械爪手
228-拉伸彈簧 229-連接塊 3-底座
41-驅(qū)動(dòng)固定板 42-直線滑軌 5-原點(diǎn)傳感器
6-傳感器擋片 7-拖鏈 8-反應(yīng)杯
91-抓杯傳感器 92-空杯傳感器 93-傳感器雙檔片
具體實(shí)施方式
如圖1-4所示的一種自動(dòng)抓取反應(yīng)杯的機(jī)械手裝置,包括底座3,以及設(shè)置在底座上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1和升降機(jī)構(gòu);所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1包括步進(jìn)電機(jī)11、同步帶輪12、從動(dòng)輪14和同步帶13,所述步進(jìn)電機(jī)11的輸出軸連接同步帶輪12,同步帶13繞在從動(dòng)輪14和同步帶輪12上。所述的從動(dòng)輪14設(shè)有從動(dòng)輪固定板15,從動(dòng)輪固定板15上設(shè)有長(zhǎng)圓孔,通過螺栓穿過長(zhǎng)圓孔將從動(dòng)輪固定板15與底座3連接,所述的從動(dòng)輪固定板15上設(shè)有張緊塊17。同步帶13的另一側(cè)設(shè)有配重塊16,從動(dòng)輪14為墮輪。由于從動(dòng)輪固定板15上的長(zhǎng)圓孔使得從動(dòng)輪14與底座3能夠產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)位移,在從動(dòng)輪固定板15上設(shè)置有張緊塊17,從動(dòng)輪在重力影響下產(chǎn)生向下的力,保證了繞于其上的同步帶13自然張緊。同時(shí)也有利于同步帶13的安裝。
所述的升降機(jī)構(gòu)包括直線滑軌41和驅(qū)動(dòng)固定板41,抓取機(jī)構(gòu)2安裝于驅(qū)動(dòng)固定板41內(nèi),驅(qū)動(dòng)固定板41通過帶傳動(dòng)件與同步帶13連接。帶傳動(dòng)件為板件,板件至少包括一個(gè)與驅(qū)動(dòng)固定板連接的面以及與同步帶連接的面。在本實(shí)施例中帶傳動(dòng)件為L(zhǎng)形。驅(qū)動(dòng)固定板41可沿著直線滑軌41上下運(yùn)動(dòng)。底座3的頂部設(shè)有原點(diǎn)傳感器5,原點(diǎn)傳感器5下方設(shè)有傳感器擋片6。底座3上設(shè)有拖鏈7,拖鏈7一端固定在底座3上,另一端與驅(qū)動(dòng)固定板41連接。
所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21和抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)22,抓取驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21為電磁鐵。所述的抓取執(zhí)行機(jī)構(gòu)22第一機(jī)械爪手226、第二機(jī)械爪手227、第一移動(dòng)塊222、第二移動(dòng)塊223、第一轉(zhuǎn)軸224、第二轉(zhuǎn)軸225和連接塊229,連接塊229上設(shè)有銷釘221。第一移動(dòng)塊222和第二移動(dòng)塊223上設(shè)有槽孔,槽孔穿過銷釘221,銷釘221的上下運(yùn)動(dòng)能改變兩個(gè)移動(dòng)塊夾角變化,第一機(jī)械爪手226通過第一轉(zhuǎn)軸224固定在驅(qū)動(dòng)固定板41上,第二機(jī)械爪手227通過第二轉(zhuǎn)軸225固定在驅(qū)動(dòng)固定板41上,第一機(jī)械爪手226和第二機(jī)械爪手227分別繞第一轉(zhuǎn)軸224和第二轉(zhuǎn)軸225轉(zhuǎn)動(dòng),第一轉(zhuǎn)軸224和第二轉(zhuǎn)軸225形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。第一機(jī)械爪手226和第一移動(dòng)塊222固定連接,兩者具有一定夾角,構(gòu)成搖桿部,第二機(jī)械爪手227和第二移動(dòng)塊223固定連接,兩者具有一定夾角,也構(gòu)成搖桿部,第一移動(dòng)塊222和第二移動(dòng)塊223的開合能夠?qū)е碌谝粰C(jī)械爪手226和第二機(jī)械爪手227分別繞各自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而控制兩個(gè)機(jī)械爪手的開合。驅(qū)動(dòng)固定板41上設(shè)有豎直凹槽,所述的連接塊229在豎直凹槽內(nèi)做豎直運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)塊、機(jī)械爪手、連接塊和驅(qū)動(dòng)固定板之間構(gòu)成了兩對(duì)對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),通過滑塊部的豎直運(yùn)動(dòng)可以使得兩個(gè)機(jī)械爪手之間具有一定角度變化,從而能夠抓取和放開反應(yīng)杯。電磁鐵與連接塊229連接,所述的兩個(gè)機(jī)械爪手之間設(shè)有拉伸彈簧228。機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,如圖5所示。機(jī)械爪手和移動(dòng)塊固定連接成為搖桿,驅(qū)動(dòng)固定板是固定不動(dòng)桿,轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊是滑塊。機(jī)械手部分是左右對(duì)稱結(jié)構(gòu),搖桿通過銷釘將搖桿在連接塊上形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接副,連接塊在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽內(nèi)可以進(jìn)行豎直上下運(yùn)動(dòng),設(shè)計(jì)的凹槽與連接塊進(jìn)行機(jī)械公差配合加工,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)順暢。連接塊與電磁鐵固定連接,該機(jī)構(gòu)是搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的逆向應(yīng)用,動(dòng)力通過電磁鐵作用在連接塊上,實(shí)現(xiàn)連接塊上下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械爪手張合運(yùn)動(dòng)。電磁鐵具有較快的相應(yīng)速度,為了配合其相應(yīng)速度,設(shè)置的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的響應(yīng)結(jié)構(gòu),能夠保證快速抓取。移動(dòng)塊材質(zhì)為銅,滑塊材質(zhì)為鋁?;瑝K與移動(dòng)塊形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性較好。電磁鐵斷電,電磁鐵帶動(dòng)銷釘向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)快開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手合緊。反之,機(jī)械手張開。抓取機(jī)構(gòu)將對(duì)稱的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)與電磁鐵連接來實(shí)現(xiàn)的。電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成爪手的張合運(yùn)動(dòng),電磁鐵反應(yīng)快,提高抓取反應(yīng)杯速度。
所述的連接塊229兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)固定板41上設(shè)有對(duì)稱的抓杯傳感器91和空杯傳感器92,連接塊229上設(shè)有兩個(gè)高低位置不同的傳感器雙擋片93,其中抓杯傳感器91在爪手抓住杯子時(shí)被一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào),空杯傳感器92在爪手未抓杯而合緊時(shí)被另一個(gè)擋片遮擋并反饋信號(hào)。對(duì)于機(jī)械爪手的開合狀態(tài)可以通過其滑塊部的豎直位移的距離進(jìn)行判斷,機(jī)械爪手V形槽開口端間距小于反應(yīng)杯直徑,因此在機(jī)械爪手未抓到杯子的時(shí)候,其閉合狀態(tài)相對(duì)于抓取到杯子時(shí)的狀態(tài)有所不同,反映到滑塊部的豎直位移,也具有一定的差值,利用這個(gè)差值,設(shè)計(jì)兩個(gè)擋片,分別通過兩個(gè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣對(duì)于監(jiān)測(cè)狀態(tài)而言可以判斷出是否因抓取到杯子而閉合。兩側(cè)的傳感器是為了判斷杯子有無抓取到,若杯子沒有抓取到,機(jī)械爪手末端處于相互貼合狀態(tài),若杯子抓取到了,機(jī)械爪手貼緊反應(yīng)杯,爪子末端沒有相互貼合,這兩個(gè)狀態(tài)都是通過兩側(cè)的傳感器來反饋的。通過機(jī)械手三維模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)雙擋片的擋板的距離。雙擋片可以同時(shí)作為是否抓住反應(yīng)杯的傳感器反饋擋片,減少零件數(shù)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
步進(jìn)電機(jī)11帶動(dòng)同步帶13運(yùn)動(dòng),同步帶13通過帶傳動(dòng)件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)固定板41做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)安裝在驅(qū)動(dòng)固定板41上的抓取機(jī)構(gòu)2做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述同步帶13上安裝有配重塊16,防止斷電、脫機(jī)等情況下,抓取機(jī)構(gòu)2掉落。電磁鐵通電,電磁鐵向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)塊、兩個(gè)機(jī)械爪手組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu),在連接處開口增大,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的張開。此時(shí),所述抓杯傳感器91和所述空杯傳感器92皆沒有反饋信號(hào),機(jī)械爪手處于張開狀態(tài)。電磁鐵斷電,電磁鐵向上運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)在連接處開口減小,實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪手的合緊。安裝在所述機(jī)械爪手上的彈簧228,保證反應(yīng)杯更好的抓取。此時(shí),所述抓杯傳感器91反饋信號(hào),機(jī)械爪手抓取到反應(yīng)杯。所述空杯傳感器92反饋信號(hào),機(jī)械爪手沒有抓取到反應(yīng)杯。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,裝配關(guān)系簡(jiǎn)潔明了;機(jī)械抓取反應(yīng)杯通過電磁鐵控制,電磁鐵反應(yīng)快速,將電磁鐵的微小直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械手的張合運(yùn)動(dòng);機(jī)械手上下運(yùn)動(dòng)通過同步帶控制,斷電或脫機(jī)情況下,穩(wěn)定可靠,機(jī)械手部件不存在掉落現(xiàn)象;機(jī)械爪手末端是V形槽,兩個(gè)機(jī)械爪手之間安裝拉伸彈簧,可以保證機(jī)械手在高速運(yùn)動(dòng)過程中,抓取牢固不易掉落;第一移動(dòng)塊和第二移動(dòng)塊材料是銅,銷釘材料是不銹鋼,為了銷釘與第一移動(dòng)塊和第二移動(dòng)塊行程的轉(zhuǎn)動(dòng)副耐磨性好;連接塊設(shè)計(jì)了凸臺(tái)與驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽通過機(jī)械公差配合,使得連接塊的凸臺(tái)在驅(qū)動(dòng)固定板上的凹槽中能夠做平穩(wěn)的直線滑動(dòng)。
以上已詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例,但應(yīng)理解到,在閱讀了解本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
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