本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種自動快速試管取蓋機(jī)器人及取蓋方法。

背景技術(shù)：

試管被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、科研院所、生物化學(xué)等領(lǐng)域。大多數(shù)所使用的試管，是一根上端開口下端封閉的普通圓柱形玻璃試管。工作人員在做化學(xué)實驗或?qū)嶒炇一?、檢驗時，最頻繁的操作是對試管蓋的打開及回收。在實際使用過程中，時有各種問題發(fā)生，比如醫(yī)院檢驗科所使用的采血試管，由于采用的真空負(fù)壓式試管，采血完成后可能試管內(nèi)仍然存在負(fù)壓，在血樣檢測時需要將試管蓋打開。由于試管內(nèi)負(fù)壓影響，導(dǎo)致一些試管不容易打開，費(fèi)時費(fèi)力。在微生物、細(xì)菌培養(yǎng)、試管苗和試管成花的培育過程中，都需要對試管進(jìn)行開蓋操作，開蓋頻率高，工作量大。在具有相當(dāng)危險性的化學(xué)實驗中，人工取蓋風(fēng)險大。

目前，完成上述任務(wù)的多為人工徒手操作。人工開蓋的弊端是：在開蓋的過程中，可能造成試管破壞的風(fēng)險，并污染試管內(nèi)的生物樣本。試管數(shù)量龐大，人工操作效率低，容易引入人為誤差。本裝置為全自動試管取蓋機(jī)器人，能夠自動快速完成試管的取蓋任務(wù)，可以適配不同規(guī)格的試管和試管架，并能對試管蓋進(jìn)行回收，避免了工作人員頻繁完成相同任務(wù)的弊端，減輕了工作人員勞動強(qiáng)度。該裝置適用于流水線作業(yè)，能夠大大提高作業(yè)效率，降低成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種自動快速試管取蓋機(jī)器人及取蓋方法，能夠自動完成采血試管的取蓋任務(wù)，可以適配不同規(guī)格的采血試管和試管架，并能對試管蓋進(jìn)行回收。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種自動快速試管取蓋機(jī)器人，它包括底座，所述底座上安裝有控制前后方向移動的X軸機(jī)械臂，所述X軸機(jī)械臂垂直安裝有控制上下移動的Z軸機(jī)械臂，所述Z軸機(jī)械臂上垂直安裝有控制左右移動的Y軸機(jī)械臂，所述Y軸機(jī)械臂上安裝有取蓋機(jī)械手；

所述取蓋機(jī)械手的一端安裝有機(jī)械臂轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，另一端安裝有取蓋機(jī)構(gòu)。

所述X軸機(jī)械臂通過螺釘安裝在底座上，所述X軸機(jī)械臂包括X軸步進(jìn)電機(jī)，所述X軸步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿相連，所述滾珠絲桿上配合安裝有滾珠螺母，所述滾珠螺母的頂部固定安裝有X軸滑動工作臺，所述X軸滑動工作臺的底部固定安裝有滑塊，所述滑塊與滑塊導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合，所述滾珠絲桿的安裝盒頂部設(shè)置有保護(hù)蓋。

所述Z軸機(jī)械臂通過螺栓固定安裝在X軸機(jī)械臂的X軸滑動工作臺上，所述Z軸機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)和X軸機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)相同，所述Z軸機(jī)械臂包括Z軸步進(jìn)電機(jī)，所述Z軸步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿傳動機(jī)構(gòu)相連，所述滾珠絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動Z軸滑動工作臺上下運(yùn)動。

所述Y軸機(jī)械臂通過螺栓固定安裝在Z軸機(jī)械臂的Z軸滑動工作臺上，所述Y軸機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)和X軸機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)相同，所述Y軸機(jī)械臂包括Y軸步進(jìn)電機(jī)，所述Y軸步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿傳動機(jī)構(gòu)相連，所述滾珠絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動Y軸滑動工作臺左右運(yùn)動。

所述Z軸步進(jìn)電機(jī)處安裝有電磁閥，所述電磁閥能夠在Y軸定向完成以后啟動，并抑制Z軸步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。

所述取蓋機(jī)械手通過取蓋機(jī)械手基座固定安裝在Y軸機(jī)械臂的Y軸滑動工作臺上。

所述機(jī)械臂轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)，所述直流電機(jī)安裝在取蓋機(jī)械手基座內(nèi)部，所述直流電機(jī)的輸出軸安裝有第一圓柱齒輪，所述第一圓柱齒輪與第二圓柱齒輪嚙合，所述第二圓柱齒輪的輸出軸上固定安裝有機(jī)械轉(zhuǎn)臂，所述機(jī)械轉(zhuǎn)臂的末端安裝有取蓋機(jī)構(gòu)。

所述取蓋機(jī)構(gòu)包括試管夾，每兩個試管夾組合安裝為一個完整的夾子，所述兩個試管夾通過軸套轉(zhuǎn)軸鉸接，所述試管夾的頂部設(shè)有彈簧底座，兩兩彈簧底座之間設(shè)有螺旋彈簧，螺旋彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，所述試管夾的下端設(shè)置有凸輪從動盤，所述凸輪從動盤與凸輪配合組成平底從動式凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪安裝在凸輪軸上，所述凸輪軸通過渦輪蝸桿減速器與凸輪軸第一直流電機(jī)相連，所述試管夾的底端設(shè)置有試管夾套筒，所述試管夾套筒的底端設(shè)置有試管夾下緣，所述試管夾套筒組合之后形成圓柱形套筒，所述試管夾下緣與試管蓋的下邊緣相配合；所述試管夾下緣的內(nèi)壁上鑲嵌有一層橡膠緩沖墊；所述試管夾組成的夾子共有多組。

所述X軸機(jī)械臂、Z軸機(jī)械臂和Y軸機(jī)械臂的步進(jìn)電機(jī)處均設(shè)有攝像頭，在取蓋機(jī)械手的下方也安裝有攝像頭，所述攝像頭都通過無線通信與服務(wù)器相連，所述服務(wù)器能夠?qū)崟r畫面?zhèn)鬏斨敛僮魅藛T平板客戶端。

采用權(quán)利任意一項所述自動快速試管取蓋機(jī)器人進(jìn)行自動取蓋的方法，包括以下步驟：

第一步：定位階段，初始狀態(tài)下，取蓋機(jī)械手轉(zhuǎn)動至朝向試管架所在方向，試管夾處于打開狀態(tài)，凸輪從動盤與凸輪遠(yuǎn)休止點(diǎn)接觸，Y軸機(jī)械臂豎直方向上升至最高處，電磁閥鎖止，機(jī)器人通過底座安裝于流水線指定工序位置，裝有樣本的試管被預(yù)先固定于試管架內(nèi)，試管架通過滑槽卡在流水線傳送帶上，試管可橫置或縱置于傳送帶上，當(dāng)試管架連同試管移動至X軸機(jī)械臂中間位置時，機(jī)械臂底座的傳感器接收信號，傳遞給控制器，通過PLC單片機(jī)控制傳送帶驅(qū)動電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；

第二步：X軸步進(jìn)電機(jī)啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動X軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌移動，從而帶動Y軸機(jī)械臂沿著X軸移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手和試管架在X軸方向位于同一平面位置時，X軸步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；

第三步：Y軸步進(jìn)電機(jī)啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Y軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌移動，從而帶動取蓋機(jī)械手沿著Y軸移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手移動至試管架正上方時，啟動直流電機(jī)，直流電機(jī)通過第一圓柱齒輪和第二圓柱齒輪將動力傳輸至輸出軸，進(jìn)而帶動機(jī)械轉(zhuǎn)臂繞輸出軸轉(zhuǎn)動，試管夾下方設(shè)有位置傳感器，通過直流電機(jī)和Y軸步進(jìn)電機(jī)分別調(diào)整取蓋機(jī)械手轉(zhuǎn)動角度和沿Y軸方向位移，當(dāng)每對試管夾分別與各試管蓋對齊后，定位完成；

第四步：取蓋階段，初始狀態(tài)下，試管夾處于打開狀態(tài)，凸輪從動盤與凸輪的遠(yuǎn)休止點(diǎn)接觸配合，螺旋彈簧處于壓縮量最大狀態(tài)，Z軸步進(jìn)電機(jī)啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Z軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌向下移動，從而帶動取蓋機(jī)械手沿著Z軸向下移動，直到試管蓋移動至試管夾套筒內(nèi)部且試管夾下緣低于試管蓋下緣位置時，Z軸步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；

第五步：第一直流電機(jī)啟動，通過渦輪蝸桿減速器將動力傳輸至凸輪軸，從而帶動凸輪繞凸輪軸緩慢轉(zhuǎn)動90°，凸輪從動盤由遠(yuǎn)休止點(diǎn)移動至近休止點(diǎn)，此時試管夾在螺旋彈簧回復(fù)力的作用下繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動閉合，試管夾下緣卡在試管蓋的下緣位置；

第六步：Z軸步進(jìn)電機(jī)啟動反向轉(zhuǎn)動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Z軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌向上移動，從而帶動取蓋機(jī)械手沿著Z軸向上移動，直到取蓋機(jī)械手夾著試管蓋脫離試管管口，啟動電磁閥，使得Z軸機(jī)械臂鎖止，防止Y軸機(jī)械臂沿Z軸下滑，至此，取蓋任務(wù)完成；

第七步：回收階段，Y軸步進(jìn)電機(jī)啟動反向轉(zhuǎn)動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Y軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌向后移動，從而帶動取蓋機(jī)械手沿著Y軸向后移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手移動至試管蓋回收盒上方時，Y軸步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，X軸步進(jìn)電機(jī)啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動X軸滑動工作臺沿著滑塊導(dǎo)軌移動，從而帶動取蓋機(jī)械手沿著X軸移動，使得取蓋機(jī)械手微調(diào)至試管蓋回收盒正上方時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，

第八步：第一直流電機(jī)啟動反向轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿減速器將動力傳輸至凸輪軸，從而帶動凸輪繞凸輪軸緩慢轉(zhuǎn)動90°，凸輪從動盤由近休止點(diǎn)移動至遠(yuǎn)休止點(diǎn)，此時試管夾在螺旋彈簧回復(fù)力的作用下繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動打開，當(dāng)試管夾張開至最大開口后，試管蓋在重力的作用下落入試管蓋回收盒內(nèi)，完成試管蓋的回收任務(wù)；

第九步：完成取蓋后的試管與試管架在傳送帶的帶動下一起隨著流水線移動，至下一個工序，供工作人員對樣本進(jìn)行分析、檢測；完成一組試管的取蓋任務(wù)后，重復(fù)上述步驟，該裝置繼續(xù)對下一組試管進(jìn)行取蓋操作。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、本專利通過設(shè)計一種自動快速取蓋機(jī)器人，有效解決了工作人員人工摘取試管蓋數(shù)量龐大，人工操作費(fèi)時費(fèi)力、效率低，且有損壞樣本的危險，并可能污染樣本的缺陷。機(jī)器人主要采用“上位機(jī)+嵌入式系統(tǒng)+下位機(jī)”三級分布式結(jié)構(gòu)的控制模式?？刂葡到y(tǒng)的控制裝置由上位機(jī)和Arduino控制板組成，上位機(jī)為基于Android系統(tǒng)的平板電腦，以裝有嵌入式系統(tǒng)的路由器作為服務(wù)器進(jìn)行無線通信，以Arduino控制板上的AVR單片機(jī)為下位機(jī)。平板電腦負(fù)責(zé)接收攝像頭傳來的視頻信號和發(fā)送控制指令給Arduino控制板，控制板則負(fù)責(zé)接收平板電腦發(fā)送的控制指令，并轉(zhuǎn)換成與之相匹配的控制信號控制機(jī)械手完成指定動作。各電機(jī)均通過單片機(jī)進(jìn)行程序控制，自動完成試管蓋的取蓋各回收任務(wù)。但是，工作人員還可以通過平板電腦客戶端遙控取蓋機(jī)械手進(jìn)行人工干預(yù)，對操作現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控和指揮。

2、該機(jī)器人擁有直角坐標(biāo)機(jī)械臂，可以在X、Y、Z軸三個方向進(jìn)行移動，適用范圍更大。即使，試管架處于傳送帶的不同位置，通過調(diào)整X、Y、Z軸機(jī)械臂，均可以使得取蓋機(jī)械手能準(zhǔn)確到達(dá)待取蓋的試管所處的位置。機(jī)械手可以轉(zhuǎn)動180°，若試管架在傳送帶工作臺上既不是處于橫置又不是處于縱置狀態(tài)，而是有一定角度偏移，可以通過調(diào)整取蓋機(jī)械手的轉(zhuǎn)動角度來實現(xiàn)對試管位置的定位工作。

3、通過更換試管夾可以對不同型號大小的試管進(jìn)行匹配，也可以完成對其它類型瓶蓋的取蓋任務(wù)。該取蓋機(jī)器人能夠一次完成對5個試管的取蓋任務(wù)，也可以通過增加試管夾來完成對更多試管的取蓋任務(wù)。該裝置采用流水線作業(yè)，可有效提高試管的取蓋效率，適用于標(biāo)本量較多的大中型醫(yī)院、體檢單位、科研機(jī)構(gòu)、生物化學(xué)研究所等場所。

4、由于試管夾繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的過程中，螺旋彈簧壓縮量緩慢變小，回復(fù)力也逐漸變小，可以防止夾緊力過大導(dǎo)致試管破壞。同時，試管夾下緣與試管接觸處可覆蓋一層橡膠墊，能夠進(jìn)一步緩沖試管夾對試管的沖擊力。

5、通過AVR單片機(jī)來控制各個電機(jī)的轉(zhuǎn)動，自動化程度高，通過修改相應(yīng)的控制程序可以完成對不同型號試管的取蓋任務(wù)；

6、取蓋機(jī)械手內(nèi)部設(shè)有位置傳感器，可以更加精確的對試管進(jìn)行定位；

7、該機(jī)器人不僅能夠完成對試管的取蓋任務(wù)，還能夠完成對其它類型瓶蓋（瓶蓋外徑大于瓶體外徑）的取蓋任務(wù)。

8、試管夾采用凸輪機(jī)構(gòu)、彈簧杠桿原理，可以十分方便的控制試管夾的開合，夾緊力的大小由彈簧確定，彈簧型號可更換。

9、控制系統(tǒng)上位機(jī)不僅可以使用平板電腦，還可以使用辦公室臺式機(jī)、筆記本電腦，方便工作人員在辦公室對機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和干預(yù)。

10、通過增加取蓋機(jī)械手內(nèi)部試管夾的數(shù)量，更夠一次性完成對更多試管進(jìn)行取蓋和回收任務(wù)。例如，通過增加試管夾的列數(shù)和排數(shù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明自動快速試管取蓋機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明自動快速試管取蓋機(jī)器人主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明自動快速試管取蓋機(jī)器人左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明自動快速試管取蓋機(jī)器人回收試管蓋示意圖。

圖5是本發(fā)明的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的取蓋機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明的圖6中取蓋裝置A局部放大圖。

圖8是本發(fā)明的取蓋試管夾整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的取蓋試管夾裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明的取蓋狀態(tài)下，取蓋機(jī)械手試管夾與試管配合剖視圖。

圖11是本發(fā)明的自動快速試管取蓋機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖中：底座1、X軸機(jī)械臂2、Z軸機(jī)械臂3、Y軸機(jī)械臂4、取蓋機(jī)械手5、X軸步進(jìn)電機(jī)6、滾珠絲桿機(jī)構(gòu)7、X軸滑動工作臺8、加強(qiáng)板9、Y軸步進(jìn)電機(jī)10、Z軸滑動工作臺11、Z軸步進(jìn)電機(jī)12、Y軸滑動工作臺13、取蓋機(jī)械手基座14、螺釘15、直流電機(jī)16、第一圓柱齒輪17、第二圓柱齒輪18、輸出軸19、蝸輪蝸桿減速器20、第一直流電機(jī)21、凸輪軸22、凸輪23、轉(zhuǎn)軸24、試管夾25、彈簧底座26、軸套27、凸輪從動盤28、試管夾套筒29、試管夾下緣30、螺旋彈簧31、試管蓋32、試管33、試管架34、滑槽35、聯(lián)軸器36、滾珠螺母37、滑塊38、滑塊導(dǎo)軌39、滾珠絲杠40、保護(hù)蓋41、電磁閥42、試管蓋回收盒43、機(jī)械轉(zhuǎn)臂44。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做進(jìn)一步的說明。

實施例1：

如圖1-11，一種自動快速試管取蓋機(jī)器人，它包括底座1，所述底座1上安裝有控制前后方向移動的X軸機(jī)械臂2，所述X軸機(jī)械臂2垂直安裝有控制上下移動的Z軸機(jī)械臂3，所述Z軸機(jī)械臂3上垂直安裝有控制左右移動的Y軸機(jī)械臂4，所述Y軸機(jī)械臂4上安裝有取蓋機(jī)械手5；

進(jìn)一步的，所述取蓋機(jī)械手5的一端安裝有機(jī)械臂轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，另一端安裝有取蓋機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述X軸機(jī)械臂2通過螺釘安裝在底座1上，所述X軸機(jī)械臂2包括X軸步進(jìn)電機(jī)6，所述X軸步進(jìn)電機(jī)6的輸出軸通過聯(lián)軸器36與滾珠絲桿40相連，所述滾珠絲桿40上配合安裝有滾珠螺母37，所述滾珠螺母37的頂部固定安裝有X軸滑動工作臺8，所述X軸滑動工作臺8的底部固定安裝有滑塊38，所述滑塊38與滑塊導(dǎo)軌39構(gòu)成滑動配合，所述滾珠絲桿40的安裝盒頂部設(shè)置有保護(hù)蓋41。

進(jìn)一步的，所述Z軸機(jī)械臂3通過螺栓固定安裝在X軸機(jī)械臂2的X軸滑動工作臺8上，所述Z軸機(jī)械臂3的結(jié)構(gòu)和X軸機(jī)械臂2的結(jié)構(gòu)相同，所述Z軸機(jī)械臂3包括Z軸步進(jìn)電機(jī)12，所述Z軸步進(jìn)電機(jī)12與滾珠絲桿傳動機(jī)構(gòu)相連，所述滾珠絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動Z軸滑動工作臺11上下運(yùn)動。

進(jìn)一步的，所述Y軸機(jī)械臂4通過螺栓固定安裝在Z軸機(jī)械臂3的Z軸滑動工作臺11上，所述Y軸機(jī)械臂4的結(jié)構(gòu)和X軸機(jī)械臂2的結(jié)構(gòu)相同，所述Y軸機(jī)械臂4包括Y軸步進(jìn)電機(jī)10，所述Y軸步進(jìn)電機(jī)10與滾珠絲桿傳動機(jī)構(gòu)相連，所述滾珠絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動Y軸滑動工作臺13左右運(yùn)動。

進(jìn)一步的，所述X、Y、Z軸機(jī)器臂均采用滾軸絲桿機(jī)構(gòu)傳達(dá)，保證運(yùn)動精確性，提高穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述Z軸步進(jìn)電機(jī)12處安裝有電磁閥42，所述電磁閥42能夠在Y軸定向完成以后啟動，并抑制Z軸步進(jìn)電機(jī)12轉(zhuǎn)動。通過對Z軸機(jī)械臂步進(jìn)電機(jī)處安裝電磁閥42，在Y軸定向完成以后啟動電磁閥抑制電機(jī)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而防止Y軸機(jī)械臂沿Z軸機(jī)械臂下滑。

進(jìn)一步的，所述取蓋機(jī)械手5通過取蓋機(jī)械手基座14固定安裝在Y軸機(jī)械臂4的Y軸滑動工作臺13上。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械臂轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)16，所述直流電機(jī)16安裝在取蓋機(jī)械手基座14內(nèi)部，所述直流電機(jī)16的輸出軸安裝有第一圓柱齒輪17，所述第一圓柱齒輪17與第二圓柱齒輪18嚙合，所述第二圓柱齒輪18的輸出軸19上固定安裝有機(jī)械轉(zhuǎn)臂44，所述機(jī)械轉(zhuǎn)臂44的末端安裝有取蓋機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述取蓋機(jī)構(gòu)包括試管夾25，每兩個試管夾25組合安裝為一個完整的夾子，所述兩個試管夾25通過軸套27轉(zhuǎn)軸24鉸接，所述試管夾25的頂部設(shè)有彈簧底座26，兩兩彈簧底座26之間設(shè)有螺旋彈簧31，螺旋彈簧31始終處于壓縮狀態(tài)，所述試管夾25的下端設(shè)置有凸輪從動盤28，所述凸輪從動盤28與凸輪23配合組成平底從動式凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪23安裝在凸輪軸22上，所述凸輪軸22通過渦輪蝸桿減速器20與凸輪軸第一直流電機(jī)21相連，所述試管夾25的底端設(shè)置有試管夾套筒29，所述試管夾套筒29的底端設(shè)置有試管夾下緣30，所述試管夾套筒29組合之后形成圓柱形套筒，所述試管夾下緣30與試管蓋32的下邊緣相配合；所述試管夾下緣30的內(nèi)壁上鑲嵌有一層橡膠緩沖墊；所述試管夾25組成的夾子共有多組。

進(jìn)一步的，所述X軸機(jī)械臂2、Z軸機(jī)械臂3和Y軸機(jī)械臂4的步進(jìn)電機(jī)處均設(shè)有攝像頭，在取蓋機(jī)械手5的下方也安裝有攝像頭，所述攝像頭都通過無線通信與服務(wù)器相連，所述服務(wù)器能夠?qū)崟r畫面?zhèn)鬏斨敛僮魅藛T平板客戶端。

實施例2：

采用權(quán)利任意一項所述自動快速試管取蓋機(jī)器人進(jìn)行自動取蓋的方法，包括以下步驟：

第一步：定位階段，初始狀態(tài)下，取蓋機(jī)械手5轉(zhuǎn)動至朝向試管架34所在方向，試管夾25處于打開狀態(tài)，凸輪從動盤28與凸輪23遠(yuǎn)休止點(diǎn)接觸，Y軸機(jī)械臂4豎直方向上升至最高處，電磁閥鎖止，機(jī)器人通過底座1安裝于流水線指定工序位置，裝有樣本的試管33被預(yù)先固定于試管架34內(nèi)，試管架34通過滑槽35卡在流水線傳送帶上，試管34可橫置或縱置于傳送帶上，當(dāng)試管架連同試管移動至X軸機(jī)械臂中間位置時，機(jī)械臂底座的傳感器接收信號，傳遞給控制器，通過PLC單片機(jī)控制傳送帶驅(qū)動電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；

第二步：X軸步進(jìn)電機(jī)6啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)7帶動X軸滑動工作臺8沿著滑塊導(dǎo)軌39移動，從而帶動Y軸機(jī)械臂沿著X軸移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手5和試管架34在X軸方向位于同一平面位置時，X軸步進(jìn)電機(jī)6停止轉(zhuǎn)動；

第三步：Y軸步進(jìn)電機(jī)10啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Y軸滑動工作臺13沿著滑塊導(dǎo)軌移動，從而帶動取蓋機(jī)械手5沿著Y軸移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手5移動至試管架34正上方時，啟動直流電機(jī)16，直流電機(jī)16通過第一圓柱齒輪17和第二圓柱齒輪18將動力傳輸至輸出軸19，進(jìn)而帶動機(jī)械轉(zhuǎn)臂44繞輸出軸19轉(zhuǎn)動，試管夾25下方設(shè)有位置傳感器，通過直流電機(jī)16和Y軸步進(jìn)電機(jī)10分別調(diào)整取蓋機(jī)械手5轉(zhuǎn)動角度和沿Y軸方向位移，當(dāng)每對試管夾25分別與各試管蓋32對齊后，定位完成；

第四步：取蓋階段，初始狀態(tài)下，試管夾25處于打開狀態(tài)，凸輪從動盤28與凸輪23的遠(yuǎn)休止點(diǎn)接觸配合，螺旋彈簧31處于壓縮量最大狀態(tài)，Z軸步進(jìn)電機(jī)12啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Z軸滑動工作臺11沿著滑塊導(dǎo)軌向下移動，從而帶動取蓋機(jī)械手5沿著Z軸向下移動，直到試管蓋32移動至試管夾套筒29內(nèi)部且試管夾下緣30低于試管蓋32下緣位置時，Z軸步進(jìn)電機(jī)12停止轉(zhuǎn)動；

第五步：第一直流電機(jī)21啟動，通過渦輪蝸桿減速器20將動力傳輸至凸輪軸22，從而帶動凸輪23繞凸輪軸22緩慢轉(zhuǎn)動90°，凸輪從動盤28由遠(yuǎn)休止點(diǎn)移動至近休止點(diǎn)，此時試管夾25在螺旋彈簧31回復(fù)力的作用下繞轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)動閉合，試管夾下緣30卡在試管蓋32的下緣位置；

第六步：Z軸步進(jìn)電機(jī)12啟動反向轉(zhuǎn)動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Z軸滑動工作臺11沿著滑塊導(dǎo)軌向上移動，從而帶動取蓋機(jī)械手5沿著Z軸向上移動，直到取蓋機(jī)械手5夾著試管蓋32脫離試管33管口，啟動電磁閥42，使得Z軸機(jī)械臂3鎖止，防止Y軸機(jī)械臂4沿Z軸下滑，至此，取蓋任務(wù)完成；

第七步：回收階段，Y軸步進(jìn)電機(jī)10啟動反向轉(zhuǎn)動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)帶動Y軸滑動工作臺13沿著滑塊導(dǎo)軌向后移動，從而帶動取蓋機(jī)械手5沿著Y軸向后移動，當(dāng)取蓋機(jī)械手5移動至試管蓋回收盒43上方時，Y軸步進(jìn)電機(jī)10停止轉(zhuǎn)動，X軸步進(jìn)電機(jī)6啟動，通過滾軸絲杠機(jī)構(gòu)7帶動X軸滑動工作臺8沿著滑塊導(dǎo)軌39移動，從而帶動取蓋機(jī)械手5沿著X軸移動，使得取蓋機(jī)械手5微調(diào)至試管蓋回收盒43正上方時，電機(jī)6停止轉(zhuǎn)動，

第八步：第一直流電機(jī)21啟動反向轉(zhuǎn)動，通過渦輪蝸桿減速器20將動力傳輸至凸輪軸22，從而帶動凸輪23繞凸輪軸22緩慢轉(zhuǎn)動90°，凸輪從動盤28由近休止點(diǎn)移動至遠(yuǎn)休止點(diǎn)，此時試管夾25在螺旋彈簧31回復(fù)力的作用下繞轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)動打開，當(dāng)試管夾25張開至最大開口后，試管蓋32在重力的作用下落入試管蓋回收盒43內(nèi)，完成試管蓋32的回收任務(wù)；

第九步：完成取蓋后的試管33與試管架34在傳送帶的帶動下一起隨著流水線移動，至下一個工序，供工作人員對樣本進(jìn)行分析、檢測；完成一組試管的取蓋任務(wù)后，重復(fù)上述步驟，該裝置繼續(xù)對下一組試管進(jìn)行取蓋操作。

實施例3：

如圖11所示，本發(fā)明自動快速試管取蓋機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人主要采用“上位機(jī)+嵌入式系統(tǒng)+下位機(jī)”三級分布式結(jié)構(gòu)的控制模式?？刂葡到y(tǒng)的控制裝置由上位機(jī)和Arduino控制板組成，上位機(jī)為基于Android系統(tǒng)的平板電腦，以裝有嵌入式系統(tǒng)的路由器作為服務(wù)器進(jìn)行無線通信，以Arduino控制板上的AVR單片機(jī)為下位機(jī)。平板電腦負(fù)責(zé)接收攝像頭傳來的視頻信號和發(fā)送控制指令給Arduino控制板，控制板則負(fù)責(zé)接收平板電腦發(fā)送的控制指令，并轉(zhuǎn)換成與之相匹配的控制信號控制機(jī)械手完成指定動作。各電機(jī)均通過單片機(jī)進(jìn)行程序控制，自動完成試管蓋的取蓋各回收任務(wù)。但是，工作人員還可以通過平板電腦客戶端遙控取蓋機(jī)械手進(jìn)行人工干預(yù)，對操作現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控和指揮。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。