CN102565440A - 一种取放物体的装置、机械手及方法和样本分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种取放物体的装置，包括机座、传送单元和压板单元，传送单元包括传送驱动机构和机械手，传送驱动机构安装于机座并驱动机械手运动和夹放物体，压板单元包括压板和转动机构，压板通过转动机构与机械手连接，压板可以相对机械手转动和复位，在机械手将物体放入容器的过程中，压板位于物体上方，并辅助机械手将物体放入容器。该装置能减小物体放回容器时，从容器中脱落的风险。

Description

一种取放物体的装置、机械手及方法和样本分析仪

技术领域

本发明属于医疗仪器领域，涉及一种取放物体的装置及方法和带有这种装置的样本分析仪。

背景技术

样本分析仪中常采用自动进样装置。例如，目前部分血球分析仪在应用自动进样装置进行血液样本的批量测试时，通过可以伸缩的弹性机械手依次夹住装有备检血样的试管外壁，顺序将试管从固定的试管架中取出，经混匀取样后再放入试管架中。将试管放回试管架过程中，存在有试管在机械手内轴向滑动而脱落的故障风险。目前自动进样装置采取的是仅仅依靠机械手与装有血样的试管外壁的摩擦力将试管取出或放入试管架中的方式，该摩擦力是由机械手两弹片的弹力产生的，具有特定的适用范围，而由于试管上通常都有人工粘贴的条码纸等标贴，当标贴粘贴不规范时，试管放入试管架的过程中就会附加一定的阻力，另外由于装配误差导致试管架装置的固定位置不准确时(人工制造装配引起)，也会产生附加的阻力，当机械手的摩擦力不足以克服这一阻力时，试管就会在机械手中产生相对滑动，随后在机械手释放试管时，因试管没有被正确的放入试管架中，就会产生试管脱落丢失的故障，因此会导致医院检测血液样本信息混乱的风险，不能为医生提供有效准确的样本检测信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种取放物体的装置，该装置能更安全，可靠地将取出的物体放回容器中，避免物体从容器中脱落丢失的风险。

为解决上述技术问题，本发明提供一种取放物体的装置，包括机座、传送单元和压板单元，传送单元包括传送驱动机构和机械手，传送驱动机构安装于机座并驱动机械手运动和夹放物体，压板单元包括压板和转动机构，压板通过转动机构与机械手连接，转动机构使压板相对机械手转动和/或复位，在机械手将物体放入容器的过程中，压板位于物体上方，并辅助机械手将物体放入容器。

本发明还提供了一种取放物体的机械手，该机械手还包括压板单元，压板单元包括压板和和转动机构，压板通过转动机构与机械手连接，转动机构使压板相对机械手转动和复位，在机械手将物体放入容器的过程中，压板位于物体上方，并辅助机械手将物体放入容器。

本发明又提供了一种取放物体的方法，该方法使用具有机械手、压板、传送驱动机构和转动机构的装置取放物体，包括机械手从容器中夹取物体；传送驱动机构驱动机械手夹着物体运动到目标位置，转动机构驱动压板相对机械手旋转使压板避开物体；机械手夹住物体放入容器过程中，压板将压在物体上，辅助机械手将物体放入容器。

本发明更提供了一种样本分析仪，使用了上述的取放装置或机械手，或采用了上述的方法。

本发明在机械手上连接了可转动避让位置的压板单元，在机械手夹住物体离开容器后的运动过程中，压板单元能够转动避开物体，方便物体接受操作处理，在机械手夹住物体放回容器的过程中，压板单元能够辅助机械手安全可靠地将物体放回容器。应用在血液分析仪上，该装置以简单的结构，较少的空间，简易的装配，较少的成本，很好地解决自动进样时掉试管的故障问题。

附图说明

图1为本发明一种实施例的总体构成图；

图2为本发明一种实施例的初始状态图；

图3为本发明一种实施例的机械手夹取物体时状态图；

图4为本发明一种实施例的压板避开时状态图；

图5为本发明一种实施例的压板作用时状态图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图以血液分析仪中试管的取放为例对本发明作进一步详细说明。

参考图1-5，本发明的一种具体实施方式的取放物体的装置，包括机座11、传送单元和压板单元，传送单元包括传送驱动机构12和机械手3，传送驱动机构12安装于机座11，机械手3活动连接与传送驱动机构12，受其驱动，机械手3升降、旋转运动和夹放试管2。压板单元包括压板6和转动机构，压板6通过转动机构与机械手3连接，转动机构驱动压板6相对机械手3转动和复位。转动机构包括转轴4和扭簧13，扭簧13的中部套在转轴4上，第一自由端抵在机械手3上，第二自由端抵在压板6上。压板6通过转轴4安装在机械手3上，同机械手同步运行，并可以相对机械手转动一定的角度。在机械手3将试管2放入试管架8的过程中，压板6位于试管2上方，当试管2遇到试管架8的阻力相对机械手3移动时，压板6压住试管2，克服该阻力而将试管压入到试管架，从而辅助机械手3将试管放入试管架8。这里的压板只要能与机械手连接，有一定强度，能压住试管即可，例如制成片状、杆状、条状等其他形状。

机械手3包含有两个弹片1，利用弹性力，夹住试管2，借助传送驱动机构12实现试管2的运送。或者，利用其他动力驱动的伸缩件夹放试管，例如爪型机械手。只要能实现夹放的装置都可以用于本发明。

参考图1和图4，机座1位于机械手3混匀取样的位置安装有挡块5，当压板6接触挡块5后，挡块5压住压板6，固定的挡块5对压板6产生反作用力，借助传送驱动单元的动力，压板6相对机械手发生偏转，避开试管帽的位置，便于取样。压板6与挡块5接触的部分相当于机械触发开关。当压板6离开挡块5后，扭簧的弹性力使压板复位。该结构简单，成本低廉，效果可靠，很好实现了压板6的旋转和复位。

在另一个实施例中，也可以利用其他装置触发压板转动，例如在传送单元设置电动触发开关，当传动单元的组件，例如机械手或传送驱动机构运动到一定位置，引起光信号，或电信号或压力信号等的改变，触动开关在转动和复位状态间切换。或者在机械手的或传送机构的运动轨迹上设置挡块，通过机械触压，使电动开关在转动和复位状态之间切换。

在另一个实施例中，压板6通过其他旋转结构可转动地连接于机械手3，转动机构包括额外的动力装置，由额外的动力装置驱动压板6旋转或复位。当触发开关处于转动状态时，发送信号给动力装置，动力装置驱动压板6旋转避开试管帽上方位置，当触发开关处于复位状态时，发送信号给动力装置，动力装置反向驱动或者撤回动力使压板6利用重力或弹性力回到试管帽上方位置。

传送驱动机构12可以是多种多样，只要能够提供驱动力即可。例如包括一个或多个流体驱动器件，如液压缸；或者包括一个或多个气体驱动器件，如气缸；也可以包括一个或多个电机等。

图2～5表示了本发明一个取放物体的装置用在血样细胞分析仪上的工作过程。

图2示意该装置运行前的初始阶段，省略了机座1和传送驱动机构12，机械手3在试管2外侧。

图3示意该装置夹取试管的阶段，传送驱动机构12驱动机械手3向前伸出到试管位置，弹片1被撑开，到位后依靠弹力夹住试管2。

图4示意该装置夹住试管进行混匀取样的阶段。机械手3夹住试管2后，传送驱动机构12带动机械手3向上运行，机械手3依靠两弹片1与试管2的摩擦力将试管从试管架内取出，带动试管2往复摆动混匀试管中样本，并向取样位置运行，在此过程中压板6碰到固定的挡块5，借助挡块5的反作用力，压板6不再随机械手同步转动，而是相对机械手做反向转动，当机械手3带动试管2摆动到达取样位置时，压板6反向摆动到完全脱离试管盖上方的位置，为取样避让出了所需空间。取样后，机械手3向初始位置运行，压板6脱离挡块5，作用力解除，压板6在扭簧13的作用下复位，即回到试管盖上方，之后便是机械手放回试管的阶段。

图5示意压板辅助机械手将试管放入试管架。传送驱动机构带着夹着试管的机械手运行到试管位的上方，向下运行将试管放入试管架，有时试管架和试管位没有干涉，不产生阻力，试管到位后，弹片1脱离试管而将试管留在试管架中。但是在一些情况下，由于各试管形状不同、试管传递过程中精度误差、试管外标贴7贴得不规范等原因，导致试管与试管位产生干涉，试管架8就会反作用给试管2一定的阻力，而当机械手3的两个弹片1的夹持摩擦力不能克服这一阻力时，试管2就会相对弹片1滑动，当其滑动到试管盖接触到压板6时，因压板6与机械手3在此方向上是相对固定的，此时压板6就阻止了试管2的继续滑动，给与试管2反作用力，随着机械手2的向下运行，试管2同步压入到试管架8中。压板6向下的作用力来自传送驱动机构12，会大于弹片1与试管壁间的摩擦力，通常能够克服试管放入时所遇到的阻力，将试管放入试管架。当出现压板6向下的作用力不能够克服该阻力时，因机械手与压板的固定作用，此时机械手也不能继续向下运行到下端位置，通过设在传送驱动机构或机械手或压板上的传感器，感受并发出报警信号，操作者可以得知试管出错信息，及时进行处理，不会出现试管丢失导致的样本信号混乱。报警信号的显示方式可以是声音报警、灯光报警或图像报警，在人机操作界面上出现提示信息等。

本发明还公开了一种取放物体的机械手，在机械手上设置压板单元。本发明一个实施例中，压板单元包括压板6和转动机构，转动机构包括转轴4和套在转轴上的扭簧13。在通常状态下，压板6位于试管帽上端，随着机械手3和试管2运动。在试管混匀动作中，当机械手3摆动到特定角度位置时，挡块5与压板6接触，触发压板6与机械手3实现相对偏转运动，避让开试管帽上的取样空间。机械手反向摆动越过该特定角度位置时，挡块5和压板6脱离接触，触发压板复位，压板6在扭簧13的作用下，回复到常态位置，即在试管帽上方，当机械手3将试管2放入试管架8中时，此挡板就可以挡住试管2轴向滑动，将试管2压入到试管架8中。

本发明还公开了一种取放物体的方法。该方法使用具有机械手、压板、传送驱动机构和转动机构的装置取放物体，包括以下步骤：

机械手从容器中夹取物体；

传送驱动机构驱动机械手夹着物体运动到目标位置，转动机构驱动压板相对机械手旋转使压板避开物体；

机械手夹住物体放入容器过程中，压板可以压在物体上，辅助机械手将物体放入容器。

在本发明另一个实施例的方法中，压板将物体压入容器过程中，容器对物体的作用力大于压板下压的力，物体停止运动时，发出报警信号。该方法的具体步骤可以如前面说明书中对本发明一个取放物体的装置用在血样细胞分析仪上的工作过程的描述。

本发明又公开了一种样本分析仪，该样本分析仪安装了上述的取放物体的装置或机械手，或者采用了上述的取放物体的方法。

本发明公开的取放物体的装置，其应用在血液分析领域中，实现对试管的取放，特别适合对样本进行混匀后，还要进行取样再放回试管架的血液细胞分析仪。其也能够应用在其他物品取放和输送的仪器设备中，特别是易碎和流体物品，以及对物品的位置有较高要求的场合中。

综上，本发明在机械手上设置了可转动的压板，可相对机械手实现一定角度的摆动，在需要的时候可以避让物体，在物体放回容器的过程中，能辅助将物体压入容器，避免了物体从容器中脱落丢失的风险。另外，压板相对机械手摆动的动力是借助于固定于仪器上的固定挡块的反作用力，无需额外的动力，节省空间，装配简单。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种取放物体的装置，其特征在于：包括机座、传送单元和压板单元，所述传送单元包括传送驱动机构和机械手，所述传送驱动机构安装于所述机座，并驱动所述机械手运动和夹放所述物体，所述压板单元包括压板和转动机构，所述压板通过所述转动机构与所述机械手连接，所述转动机构使所述压板相对所述机械手转动和/或复位，在所述机械手将所述物体放入容器的过程中，所述压板位于所述物体上方，并辅助所述机械手将所述物体放入所述容器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述压板单元还包括触发开关，所述触发开关处于转动状态时，所述压板转动避开所述物体，所述触发开关处于复位状态时，所述压板回到初始位置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述机座上设置阻挡件，所述阻挡件与所述触发开关接触，所述压板转动。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转动机构驱动所述压板转动的动力来自所述传送驱动机构。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转动机构包括转轴和弹性件，所述弹性件使所述压板复位。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述弹性件为扭簧，所述扭簧具有中部、第一自由端和第二自由端，所述中部套在所述转轴上，所述第一自由端抵压所述机械手，所述第二自由端抵压所述压板。

7.一种取放物体的机械手，其特征在于：还包括压板单元，所述压板单元包括压板和和转动机构，所述压板通过所述转动机构与所述机械手连接，所述转动机构使所述压板相对所述机械手转动和复位，在所述机械手将物体放入容器的过程中，所述压板位于所述物体上方，并辅助所述机械手将所述物体放入所述容器。

8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于：所述压板单元还包括触发开关，所述触发开关处于转动状态时，所述压板转动避开所述物体，所述触发开关处于复位状态时，所述压板回到初始位置。

9.一种取放物体的方法，所述方法使用具有机械手、压板、传送驱动机构和转动机构的装置取放物体，包括：

所述机械手从容器中夹取物体；

所述传送驱动机构驱动所述机械手夹着所述物体运动到目标位置，所述转动机构驱动所述压板相对所述机械手旋转使所述压板避开所述物体；

所述机械手夹住所述物体放入所述容器过程中，所述压板可以压在所述物体上，辅助所述机械手将所述物体放入所述容器。

10.根据权利要求9所述的方法，包括所述压板将所述物体压入所述容器过程中，在所述容器对所述物体的阻力大于所述压板对所述物体下压的力，所述物体停止运动时，发出报警信号。

11.一种样本分析仪，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的装置或权利要求7或8所述的机械手或采用了权利要求9或10所述的方法。

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