CN110281200B - 一种制片夹组件自动装配系统 - Google Patents

Abstract

一种制片夹组件自动装配系统，属于机械装配领域。是由机械手、载玻片装配台、垫片装配台、气泵、PLC控制器、箱子、转盘、导电滑环、光电开关、转盘支座、转盘电机、小齿轮、大齿轮、第一轴承和底板组成的。该装置通过自动化机械进行装配，能够提高装配效率；采用舵机作为机械手的动力来源，相比于直流电机，能够精确控制角度，相比于步进电机，能够避免因堵转造成丢步；转盘采用了圆盘切除圆角的外观设计，有效减轻转盘重量而且美观；滚子表面包覆橡胶，能够增大摩擦力；导电滑环能够避免转动过程中的绞线问题。

Description

一种制片夹组件自动装配系统

技术领域

本发明射击一种制片夹组件自动装配系统，属于机械装配领域。

背景技术

在去医院进行TCT检查时，需要先将血液放到一个制片夹组件中，然后进行离心处理再用显微镜进行观察。该制片夹组件由制片夹、载玻片和垫片组成，现阶段该组件由人工进行装配，效率低，因此迫切需要一种装置来提高装配效率。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种制片夹组件自动装配系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种制片夹组件自动装配系统，是由机械手、载玻片装配台、垫片装配台、气泵、PLC控制器、箱子、转盘、导电滑环、光电开关、转盘支座、转盘电机、小齿轮、大齿轮、第一轴承和底板组成的，所述的转盘支座固定安装在底板上方，转盘电机固定安装在转盘支座内，小齿轮安装在转盘支座上方并与转盘电机的电机轴固定连接，转盘支座的外侧安装有光电开关，光电开关有两个，一个做复位用，另一个做角度检测用，转盘支座的圆槽内安装有第一轴承，第一轴承上方安装有大齿轮，大齿轮和小齿轮相互啮合，转盘通过键与大齿轮连接，转盘正上方安装有导电滑环，导电滑环的一端与机械手的舵机相连接，另一端与PLC控制器相连接，转盘的四周固定安装有四个机械手，机械手的外侧按逆时针顺序依次安装有载玻片装配台、垫片装配台和箱子，载玻片装配台和垫片装配台固定安装在底板上，底板外侧安装有气泵和PLC控制器，气泵为垫片装配台提供气源。

所述的机械手，是由第一舵机、支架、支撑柱、舵机头、连接板、机械手基板、主动齿形杆、从动齿形杆、销轴、卡簧、第一连杆、第二连杆、抓手、连接柱和第二舵机组成的，所述的支架下方固定安装有四个支撑柱，支撑柱固定安装在转盘上方，支架上方固定安装有第一舵机，舵机头与第一舵机固定连接，连接板的一端与舵机头固定连接，机械手基板穿过两块连接板中间，与两块连接板固定连接，机械手基板下方与连接柱的一端固定连接，连接柱的另一端与第二舵机固定连接，机械手基板上方安装有主动齿形杆，主动齿形杆的下方与第二舵机相连接，从动齿形杆通过销轴安装在机械手基板上方，销轴与机械手基板之间固定安装有卡簧，主动齿形杆和从动齿形杆的齿形相互配合，机械手基板下方前侧固定安装有两个第二连杆，第二连杆的上方铰接有两根第一连杆，一根第一连杆的一端与主动齿形杆铰接，另一端固定安装有抓手，另一根第一连杆的一端与从动齿形杆铰接，另一端固定安装有抓手。

所述的载玻片装配台，是由第一支座、第一主动齿形轴、第一齿形带、第一电机、第一挡片、减速电机、减速电机座、第一架板、第一滑杆固定座、第一滑杆、第一丝杠、滚子、第一抬板、第一丝杠电机和第一从动轴组成的，第一支座与底板固定连接，所述的第一齿形带的两端内侧分别安装有第一主动齿形轴和第一从动轴，第一主动齿形轴和第一从动轴的齿形与第一齿形带的齿形相配合，第一从动轴通过轴承安装在第一支座内，第一主动齿形轴通过轴承安装在第一支座内，第一主动齿形轴的一端与第一电机的电机轴相连接，第一电机固定安装在第一支座的外侧，第一架板安装在第一齿形带外侧，与底板固定连接，第一滑杆固定座固定安装在第一架板内侧和底板上，第一滑杆通过第一滑杆固定座固定，第一丝杠的一端通过第一滑杆固定座固定，第一丝杠的另一端通过联轴器与第一丝杠电机连接，第一丝杠电机固定安装在底板上，第一抬板安装在第一丝杠和第一滑杆外部，减速电机座与第一架板固定连接，减速电机与减速电机座固定连接，滚子与减速电机的电机轴固定连接，滚子外表面裹有橡胶，第一挡片的顶部与第一架板固定连接，第一挡片的底部靠在第一支座上方。

所述的垫片装配台，是由第二支座、第二主动齿形轴、第二齿形带、第二电机、第二挡片、第二抬板、第二滑杆、第二架板、气缸、气缸固定架、第二丝杠、第二丝杠电机、第二滑杆固定座和第二从动轴组成的，第二支座与底板固定连接，所述的第二齿形带的两端内侧分别安装有第二主动齿形轴和第二从动轴，第二主动齿形轴和第二从动轴的齿形与第二齿形带的齿形相配合，第二从动轴通过轴承安装在第二支座内，第二主动齿形轴通过轴承安装在第二支座内，第二主动齿形轴的一端与第二电机的电机轴相连接，第二电机固定安装在第二支座的外侧，第二架板安装在第二齿形带外侧，与底板固定连接，第二滑杆固定座固定安装在第二架板内侧和底板上，第二滑杆通过第二滑杆固定座固定，第二丝杠的一端通过第二滑杆固定座固定，第二丝杠的另一端通过联轴器与第二丝杠电机连接，第二丝杠电机固定安装在底板上，第二抬板安装在第二丝杠和第二滑杆外部，气缸通过气缸固定架固定在第二架板上，第二挡片的顶部与第二架板固定连接，第二挡片的底部靠在第二支座上方。

所述的PLC控制器使用S7-200，PLC控制器与气缸、第一丝杠电机、第二丝杠电机、第一电机、第二电机、减速电机、转盘电机和光电开关相连接并控制，PLC控制器还与导电滑环相连接，导电滑环四个机械手的八个舵机相连接，进而PLC控制器控制八个舵机。

该发明的有益之处是，该装置通过自动化机械进行装配，能够提高装配效率；采用舵机作为机械手的动力来源，相比于直流电机，能够精确控制角度，相比于步进电机，能够避免因堵转造成丢步；转盘采用了圆盘切除圆角的外观设计，有效减轻转盘重量而且美观；滚子表面包覆橡胶，能够增大摩擦力；导电滑环能够避免转动过程中的绞线问题。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图

附图2为本发明机械手的结构示意图

图3为本发明机械手的另一角度结构示意图

图4为本发明机械手的斜视图

图5为本发明舵机头的结构示意图

图6为本发明机械手的局部示意图

图7为本发明主动齿形杆的结构示意图

图8为本发明载玻片装配台的结构示意图

图9为本发明载玻片装配台另一角度示意图

图10为本发明第一抬板和第二抬板的结构示意图

图11为本发明第一挡片和第二挡片的结构示意图

图12为本发明垫片装配台的结构示意图

图13为本发明垫片装配台的另一角度示意图

图14为本发明转盘部位的示意图

图15为本发明转盘部位的另一角度示意图

图16为本发明转盘部位去掉转盘支座的示意图

图17为本发明转盘的示意图

图18为本发明转盘支座的示意图

图19为制片夹组件的装配示意图

图20为本发明OLC控制器的控制系统图

图21为本发明I/O分配图

图中，1、机械手，2、载玻片装配台，3、垫片装配台，4、气泵、5、PLC控制器，6、箱子、7、转盘、8、导电滑环，9、光电开关，10、转盘支座，11、转盘电机，12、小齿轮，13、大齿轮，14、第一轴承，15、底板，

101、第一舵机，102、支架，103、支撑柱，104、舵机头，105、连接板，106、机械手基板，107、主动齿形杆，108、从动齿形杆，109、销轴，110、卡簧，111、第一连杆，112、第二连杆，113、抓手，114、连接柱，115、第二舵机，

201、第一支座，202、第一主动齿形轴，203、第一齿形带，204、第一电机，205、第一挡片，206、减速电机，207、减速电机座，208、第一架板，209、第一滑杆固定座，210、第一滑杆，211、第一丝杠，212、滚子，213、第一抬板，214、第一丝杠电机，215、第一从动轴，

301、第二支座，302、第二主动齿形轴，303、第二齿形带，304、第二电机，305、第二挡片，306、第二抬板，307、第二滑杆，308、第二架板，309、气缸，310、气缸固定架，311、第二丝杠，312、第二丝杠电机，313、第二滑杆固定座，314、第二从动轴，

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

一种制片夹组件自动装配系统，是由机械手1、载玻片装配台2、垫片装配台3、气泵4、PLC控制器5、箱子6、转盘7、导电滑环8、光电开关9、转盘支座10、转盘电机11、小齿轮12、大齿轮13、第一轴承14和底板15组成的，所述的转盘支座10固定安装在底板15上方，转盘电机11固定安装在转盘支座10内，小齿轮12安装在转盘支座10上方并与转盘电机11的电机轴固定连接，转盘支座10的外侧安装有光电开关9，光电开关9有两个，一个做复位用，另一个做角度检测用，转盘支座10的圆槽内安装有第一轴承14，第一轴承14上方安装有大齿轮13，大齿轮13和小齿轮12相互啮合，转盘7通过键与大齿轮13连接，转盘7正上方安装有导电滑环8，导电滑环8的一端与机械手1的舵机相连接，另一端与PLC控制器5相连接，转盘7的四周固定安装有四个机械手1，机械手1的外侧按逆时针顺序依次安装有载玻片装配台2、垫片装配台3和箱子6，载玻片装配台2和垫片装配台3固定安装在底板15上，底板15外侧安装有气泵4和PLC控制器5，气泵4为垫片装配台3提供气源。

所述的机械手1，是由第一舵机101、支架102、支撑柱103、舵机头104、连接板105、机械手基板106、主动齿形杆107、从动齿形杆108、销轴109、卡簧110、第一连杆111、第二连杆112、抓手113、连接柱114和第二舵机115组成的，所述的支架102下方固定安装有四个支撑柱103，支撑柱103固定安装在转盘7上方，支架102上方固定安装有第一舵机101，舵机头104与第一舵机101固定连接，连接板105的一端与舵机头104固定连接，机械手基板106穿过两块连接板105中间，与两块连接板105固定连接，机械手基板106下方与连接柱114的一端固定连接，连接柱114的另一端与第二舵机115固定连接，机械手基板106上方安装有主动齿形杆107，主动齿形杆107的下方与第二舵机115相连接，从动齿形杆108通过销轴109安装在机械手基板106上方，销轴109与机械手基板106之间固定安装有卡簧110，主动齿形杆107和从动齿形杆108的齿形相互配合，机械手基板106下方前侧固定安装有两个第二连杆112，第二连杆112的上方铰接有两根第一连杆111，一根第一连杆111的一端与主动齿形杆107铰接，另一端固定安装有抓手113，另一根第一连杆111的一端与从动齿形杆108铰接，另一端固定安装有抓手113。

所述的载玻片装配台2，是由第一支座201、第一主动齿形轴202、第一齿形带203、第一电机204、第一挡片205、减速电机206、减速电机座207、第一架板208、第一滑杆固定座209、第一滑杆210、第一丝杠211、滚子212、第一抬板213、第一丝杠电机214和第一从动轴215组成的，第一支座201与底板7固定连接，所述的第一齿形带203的两端内侧分别安装有第一主动齿形轴202和第一从动轴215，第一主动齿形轴202和第一从动轴215的齿形与第一齿形带203的齿形相配合，第一从动轴215通过轴承安装在第一支座201内，第一主动齿形轴202通过轴承安装在第一支座201内，第一主动齿形轴202的一端与第一电机204的电机轴相连接，第一电机204固定安装在第一支座201的外侧，第一架板208安装在第一齿形带203外侧，与底板15固定连接，第一滑杆固定座209固定安装在第一架板208内侧和底板15上，第一滑杆210通过第一滑杆固定座209固定，第一丝杠211的一端通过第一滑杆固定座209固定，第一丝杠211的另一端通过联轴器与第一丝杠电机214连接，第一丝杠电机214固定安装在底板15上，第一抬板213安装在第一丝杠211和第一滑杆210外部，减速电机座207与第一架板208固定连接，减速电机206与减速电机座207固定连接，滚子212与减速电机206的电机轴固定连接，滚子212外表面裹有橡胶，第一挡片205的顶部与第一架板208固定连接，第一挡片205的底部靠在第一支座201上方。

所述的垫片装配台3，是由第二支座301、第二主动齿形轴302、第二齿形带303、第二电机304、第二挡片305、第二抬板306、第二滑杆307、第二架板308、气缸309、气缸固定架310、第二丝杠311、第二丝杠电机312、第二滑杆固定座313和第二从动轴314组成的，第二支座301与底板7固定连接，所述的第二齿形带303的两端内侧分别安装有第二主动齿形轴302和第二从动轴314，第二主动齿形轴302和第二从动轴314的齿形与第二齿形带303的齿形相配合，第二从动轴314通过轴承安装在第二支座301内，第二主动齿形轴302通过轴承安装在第二支座301内，第二主动齿形轴302的一端与第二电机304的电机轴相连接，第二电机304固定安装在第二支座301的外侧，第二架板308安装在第二齿形带303外侧，与底板15固定连接，第二滑杆固定座313固定安装在第二架板308内侧和底板15上，第二滑杆307通过第二滑杆固定座313固定，第二丝杠311的一端通过第二滑杆固定座313固定，第二丝杠311的另一端通过联轴器与第二丝杠电机312连接，第二丝杠电机312固定安装在底板15上，第二抬板306安装在第二丝杠311和第二滑杆307外部，气缸309通过气缸固定架310固定在第二架板308上，第二挡片305的顶部与第二架板308固定连接，第二挡片305的底部靠在第二支座301上方。

所述的PLC控制器5使用S7-200，PLC控制器5与气缸309、第一丝杠电机214、第二丝杠电机312、第一电机204、第二电机304、减速电机206、转盘电机11和光电开关9相连接并控制，PLC控制器5还与导电滑环8相连接，导电滑环8四个机械手1的八个舵机相连接，进而PLC控制器5控制八个舵机。

该装置在使用时，给整个系统供电，系统由PLC控制器5进行控制，如附图1所示，第一齿形带203和第二齿形带303可根据实际情况进行调整，PLC控制器5放置在不影响送料的位置，I/O必要时可进行拓展使用，左侧的机械手1用于从送料机构夹取制片夹，这里的制片夹是按预先设计好的姿态进行输送的，夹取完成后；转盘7逆时针旋转90°，转到载玻片装配台2上，控制第一齿形带203将载玻片输送到第一抬板213上，第一丝杠电机214带动第一抬板213上升，减速电机206带动滚子212运转，将载玻片向一侧输送，完成载玻片的装配；载玻片装配完成后，转盘9逆时针旋转90°，转到垫片装配台3上，控制第二齿形带303将垫片输送到第二抬板306上，第二丝杠电机312带动第二抬板306上升，控制气缸309推动垫片向一侧运动，完成垫片的装配；装配完成后，转盘9逆时针旋转90°，机械手松开，装配好的制片夹组件掉落到箱子6中，转盘9逆时针旋转90°，完成一个工作周期。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种制片夹组件自动装配系统，是由机械手、载玻片装配台、垫片装配台、气泵、PLC控制器、箱子、转盘、导电滑环、光电开关、转盘支座、转盘电机、小齿轮、大齿轮、第一轴承和底板组成的，其特征在于：所述的转盘支座固定安装在底板上方，转盘电机固定安装在转盘支座内，小齿轮安装在转盘支座上方并与转盘电机的电机轴固定连接，转盘支座的外侧安装有光电开关，光电开关有两个，一个做复位用，另一个做角度检测用，转盘支座的圆槽内安装有第一轴承，第一轴承上方安装有大齿轮，大齿轮和小齿轮相互啮合，转盘通过键与大齿轮连接，转盘正上方安装有导电滑环，导电滑环的一端与机械手的舵机相连接，另一端与PLC控制器相连接，转盘的四周固定安装有四个机械手，机械手的外侧按逆时针顺序依次安装有载玻片装配台、垫片装配台和箱子，载玻片装配台和垫片装配台固定安装在底板上，底板外侧安装有气泵和PLC控制器，气泵为垫片装配台提供气源，所述的载玻片装配台，是由第一支座、第一主动齿形轴、第一齿形带、第一电机、第一挡片、减速电机、减速电机座、第一架板、第一滑杆固定座、第一滑杆、第一丝杠、滚子、第一抬板、第一丝杠电机和第一从动轴组成的，第一支座与底板固定连接，所述的第一齿形带的两端内侧分别安装有第一主动齿形轴和第一从动轴，第一主动齿形轴和第一从动轴的齿形与第一齿形带的齿形相配合，第一从动轴通过轴承安装在第一支座内，第一主动齿形轴通过轴承安装在第一支座内，第一主动齿形轴的一端与第一电机的电机轴相连接，第一电机固定安装在第一支座的外侧，第一架板安装在第一齿形带外侧，与底板固定连接，第一滑杆固定座固定安装在第一架板内侧和底板上，第一滑杆通过第一滑杆固定座固定，第一丝杠的一端通过第一滑杆固定座固定，第一丝杠的另一端通过联轴器与第一丝杠电机连接，第一丝杠电机固定安装在底板上，第一抬板安装在第一丝杠和第一滑杆外部，减速电机座与第一架板固定连接，减速电机与减速电机座固定连接，滚子与减速电机的电机轴固定连接，滚子外表面裹有橡胶，第一挡片的顶部与第一架板固定连接，第一挡片的底部靠在第一支座上方，所述的垫片装配台，是由第二支座、第二主动齿形轴、第二齿形带、第二电机、第二挡片、第二抬板、第二滑杆、第二架板、气缸、气缸固定架、第二丝杠、第二丝杠电机、第二滑杆固定座和第二从动轴组成的，第二支座与底板固定连接，所述的第二齿形带的两端内侧分别安装有第二主动齿形轴和第二从动轴，第二主动齿形轴和第二从动轴的齿形与第二齿形带的齿形相配合，第二从动轴通过轴承安装在第二支座内，第二主动齿形轴通过轴承安装在第二支座内，第二主动齿形轴的一端与第二电机的电机轴相连接，第二电机固定安装在第二支座的外侧，第二架板安装在第二齿形带外侧，与底板固定连接，第二滑杆固定座固定安装在第二架板内侧和底板上，第二滑杆通过第二滑杆固定座固定，第二丝杠的一端通过第二滑杆固定座固定，第二丝杠的另一端通过联轴器与第二丝杠电机连接，第二丝杠电机固定安装在底板上，第二抬板安装在第二丝杠和第二滑杆外部，气缸通过气缸固定架固定在第二架板上，第二挡片的顶部与第二架板固定连接，第二挡片的底部靠在第二支座上方。

2.如权利要求1所述的一种制片夹组件自动装配系统，其特征在于：所述的机械手是由第一舵机、支架、支撑柱、舵机头、连接板、机械手基板、主动齿形杆、从动齿形杆、销轴、卡簧、第一连杆、第二连杆、抓手、连接柱和第二舵机组成的，所述的支架下方固定安装有四个支撑柱，支撑柱固定安装在转盘上方，支架上方固定安装有第一舵机，舵机头与第一舵机固定连接，连接板的一端与舵机头固定连接，机械手基板穿过两块连接板中间，与两块连接板固定连接，机械手基板下方与连接柱的一端固定连接，连接柱的另一端与第二舵机固定连接，机械手基板上方安装有主动齿形杆，主动齿形杆的下方与第二舵机相连接，从动齿形杆通过销轴安装在机械手基板上方，销轴与机械手基板之间固定安装有卡簧，主动齿形杆和从动齿形杆的齿形相互配合，机械手基板下方前侧固定安装有两个第二连杆，第二连杆的上方铰接有两根第一连杆，一根第一连杆的一端与主动齿形杆铰接，另一端固定安装有抓手，另一根第一连杆的一端与从动齿形杆铰接，另一端固定安装有抓手。

3.如权利要求1所述的一种制片夹组件自动装配系统，其特征在于：所述的PLC控制器使用S7-200，PLC控制器与气缸、第一丝杠电机、第二丝杠电机、第一电机、第二电机、减速电机、转盘电机和光电开关相连接并控制，PLC控制器还与导电滑环相连接，导电滑环四个机械手的八个舵机相连接，进而PLC控制器控制八个舵机。

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