加样臂
技术领域
本发明涉及一种实验设备,特别涉及一种应用于全自动加样器或全自动酶免仪设备的具有抓手的加样臂。
背景技术
在全自动加样器或全自动酶免仪设备中,加样臂是全自动加样器或全自动酶免仪设备中实现标本分配及试剂分配功能的关键执行部件,抓手臂是实现自动转移微板功能的关键执行部件。目前,在全自动加样器或全自动酶免仪设备中,加样臂和抓手臂是两个完全独立的执行机构,分别安装在全自动加样器或全自动酶免仪设备的两端,占用了全自动加样器或全自动酶免仪设备的较大移动空间,且由于移动空间及实验过程的局限,导致两者不能同时工作及使用率不高。在实现标本、试剂分配及转移微板过程中工作效率也偏低,从成本方面考虑,大多数全自动加样器都只具备加样功能,不具备移板功能,大大降低了其自动化程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种加样臂,要解决的技术问题是减小体积、提高仪器的空间利用率,并且提高仪器的自动化程度,降低仪器成本,提高工作效率。
为解决上述问题,本发明采用以下技术方案实现:一种加样臂,包括框架和加样机构,框架的上端连接在横梁导轨上,使框架可沿横梁导轨移动,加样机构设置在框架内,加样机构的下端设置有加样适配器,所述框架内横向设有框架导轨,框架导轨两侧上分别设有第一滑块和第二滑块,第一滑块连接有抓手机构,抓手机构的下端设有抓手,所述抓手通过抓手机构使抓手沿框架导轨横向移动和沿抓手机构竖向移动;第二滑块与加样机构连接,加样适配器通过加样机构使加样适配器沿框架导轨横向移动和沿加样机构竖向移动,所述抓手机构和加样机构分别与框架导轨垂直设置。
本发明所述的框架导轨上设有两个以上的第二滑块,加样机构分别与第二滑块连接。
本发明所述的加样机构设有倒L字形的加样机构固定座,加样机构固定座的下部通过第二转接块连接第二滑块,在加样机构固定座的前侧表面上竖向设有加样机构导轨,加样机构导轨上套设有加样机构滑块,加样机构滑块上连接有泵体固定滑块,泵体固定滑块上设有贯穿泵体固定滑块且与加样机构导轨平行的第一直线丝杆,所述第一直线丝杆与泵体固定滑块螺纹连接,所述泵体固定滑块的前端表面上固定连接有泵体,加样适配器设置在泵体的下端,第一直线丝杆的下端穿过加样适配器,在泵体的上端设有泵体电机,所述泵体电机的输出轴与泵体连接,在加样机构固定座的后侧表面上端设有竖向设置的第一Z轴电机,第一Z轴电机的第一Z轴电机输出轴从设置在加样机构固定座的上端的第一电机固定座内伸出,所述第一Z轴电机输出轴上轴接有第一主动轮,第一直线丝杆的上端从第一电机固定座内伸出,且轴接有第一同步轮,第一主动轮与第一同步轮设置在同一水平面上,且通过第一步进带带连接;当第一Z轴电机转动时带动第一主动轮和第一同步轮转动,同时带动第一直线丝杆转动,使泵体固定滑块沿加样机构导轨竖向移动;在第一Z轴电机的下端、加样机构固定座上设有输出轴与第一Z轴电机输出轴方向相反的第一Y轴电机,第一Y轴电机的输出轴上轴接有第二主动轮,在第二主动轮的一侧设有第二同步轮;所述泵体与泵体固定滑块之间设有加样泵控制板,加样泵控制板连接控制泵体电机,在第一主动轮与第一同步轮的上端设有第一YZ轴驱动控制板,第一YZ轴驱动控制板分别连接控制第一Z轴电机和第一Y轴电机。
本发明所述的第一电机固定座的一侧设有第一光电传感器,第一光电传感器连接第一YZ轴驱动控制板。
本发明所述的第一YZ轴驱动控制板的下端设有第二光电传感器,第二光电传感器连接第一YZ轴驱动控制板。
本发明所述的抓手机构设有倒L字形的抓手机构固定座,抓手机构固定座的下部通过第一转接块连接第一滑块,在抓手机构固定座的前侧表面上竖向设置有抓手机构导轨,抓手机构导轨上套接有抓手机构滑块,所述抓手机构滑块上连接固定有第二电机滑块,所述第二电机滑块竖向设置在抓手机构滑块上,在第二电机滑块上设有竖向贯穿第二电机滑块中部的第二直线丝杆,所述第二直线丝杆与第二电机滑块螺纹连接,所述第二电机滑块的前侧表面上设有输出轴朝下设置的抓手电机,在抓手电机的输出轴通过轴连接器与抓手的抓手输入轴连接,控制抓手的张合动作;所述抓手连接固定在第二电机滑块下端的抓手连接块上,所述抓手机构固定座的后侧上端设有竖向设置的第二Z轴电机,在抓手机构固定座的上端设有第二电机固定座,第二Z轴电机的第二Z轴电机输出轴从第二电机固定座内伸出,在第二电机固定座上端设有第三主动轮,第三主动轮轴接在第二Z轴电机输出轴上,第二直线丝杆的上端从第二电机固定座内伸出,且轴接有第三同步轮,所述第三同步轮与第三主动轮设置在同一水平面上,且通过第二步进带带连接,当第二Z轴电机转动时带动第三主动轮和第三同步轮转动,同时带动第二直线丝杆转动,使第二电机滑块沿抓手机构导轨竖向移动;在第二Z轴电机的下端、抓手机构固定座上设有输出轴方向与第二Z轴电机输出轴方向相反的设置的第二Y轴电机,第二Y轴电机的输出轴上轴接有第四主动轮,在第四主动轮的一侧设有第四同步轮,在第三主动轮和第三同步轮的上端设有第二YZ轴驱动控制板,所述第二YZ轴驱动控制板分别连接控制第二Z轴电机和第二Y轴电机。
本发明所述的第二电机固定座的一侧设有第三光电传感器,第三光电传感器连接第二YZ轴驱动控制板。
本发明所述的第二YZ轴驱动控制板的下端设有第四光电传感器,第四光电传感器连接第二YZ轴驱动控制板。
本发明所述的框架的内侧下端横向设置有直线同步带,所述直线同步带的两端分别连接在框架的两侧端板上,直线同步带分别绕在第二主动轮、第二同步轮、第四主动轮和第四同步轮上,当第一Y轴电机转动时,带动第二主动轮和第二同步轮转动,使加样机构沿框架导轨横向移动;当第二Y轴电机转动时,带动第四主动轮和第四同步轮转动,使抓手机构沿框架导轨横向移动。
本发明所述的框架为中空矩形结构,框架由前端板、后端板、左上板、右上板、左下板和右下板组成,所述左上板和右上板分别连接固定在前端板和后端板的上部两侧,左下板和右下板分别连接固定在前端板和后端板的下部两侧,框架导轨连接固定在左下板上,直线同步带的两端分别连接固定在前端板和后端板的下部、框架导轨上端,抓手机构和加样机构设置在框架内部。
本发明与现有技术相比,采用在加样臂内设置可同时工作的抓手机构,通过滑块实现两者在同一空间内的移动,使两者能够同时工作,提高使用率,同时提高了标本、试剂分配及转移微板过程中的工作效率,也降低了仪器的成本,将加样臂与抓手机构一体设计,大大的减小了仪器的空间,且提高了仪器的自动化程度。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是图2的后视图。
图4是本发明的框架的结构示意图。
图5是本发明的框架的立体分解结构示意图。
图6是本发明的加样机构的立体分解结构示意图。
图7是本发明的抓手机构的立体分解结构示意图。
图8是本发明的抓手机构与加样机构和框架之间的连接结构示意图一。
图9是本发明的抓手机构与加样机构和框架之间的连接结构示意图二。
图10是本发明的内部连接结构主视图。
图11是图10的后视图。
图12是图10的左视图。
图13是图10的右视图。
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。
如图1、图2和图3所示,本发明的加样臂1为矩形,外部上端通过横梁导轨101连接横梁102,在加样臂的上端前后两侧分别设有上外壳100,在上外壳100的下端分别设有侧外壳103,加样臂的左右两侧分别设有左外壳105和右外壳104,将框架4的外部包裹,在本实施例中,加样臂1采用现有技术的传动机构实现加样臂1在横梁导轨101上移动,抓手机构2和加样机构3分别设置在框架4内部。
如图4和图5所示,本发明的框架4为一个中空的矩形,分别由前端板409、后端板416、左上板406、左下板410、右上板415和右下板414组成,前端板409和后端板416均为具有孔的板状结构,该孔具有8个,大小形状相同,呈4行2列分布在前端板409和后端板416上,在前端板409的上部两侧分别设有第一缺口424,前端板409的下部两侧分别设有开口朝下的第二缺口425,后端板416的上部两侧设有与第一缺口424位置对应的第三缺口426,下部两侧设有与第二缺口425位置对应的第四缺口427;左上板406的两端分别通过螺丝连接固定在前端板409和后端板416一侧的第一缺口424和第三缺口426上,左下板410的两端分别通过螺丝连接固定在前端板409和后端板416一侧的第二缺口425和第四缺口427上;而右上板415和右下板414的两端分别通过螺丝连接固定在前端板409和后端板416另一侧的第一缺口424和第三缺口426上、前端板409和后端板416另一侧的第二缺口425和第四缺口427上。在左上板406的内侧面上设有第一凹槽428,第一凹槽428沿左上板406的长度方向设置,在第一凹槽423的左边内测设有抓手机构限位挡板407,抓手机构限位挡板407位L字形,通过螺丝固定在第一凹槽428内;在第一凹槽428的右边内侧设有加样机构限位挡板408,加样机构限位挡板408位L字形,与抓手机构限位挡板407设置在同一高度上,在左上板406内侧的N字形凸台420的中部安装有条状的排线挡板A404。左上板406和右上板415的上端面上分别设有两个第一支撑板403和两个第二支撑板419,第一支撑板403和第二支撑板419为L形,横向设置在左上板406和右上板415的两侧,设置在右上板415上的第二支撑板419上固定连接有倒L字形的排线挡板B405,在左上板406和右上板415的上端表面之间设置有凸字形的顶板402,顶板402上、左上板406的一侧上设有顶板槽429,顶板槽429内安装有排线压板401;顶板402设置在第一支撑板403、第二支撑板419之间。在左下板410的内侧面上沿长度方向连接固定有框架导轨411,框架导轨411的左侧套接有一个第一滑块417,右侧套接有两个以上的第二滑块413,第一滑块417的表面上固定有H字形的第一转接块412,第二滑块413的表面上分别固定有H字形的第二转接块418,在前端板409的下侧设有卡设在最下端的孔内的第一卡块421,后端板416的下侧设有卡设在后端板416最下端的孔内的第二卡块422。
如图6和图8所示,加样机构3设有倒L字形的加样机构固定座317,加样机构固定座317的下部通过第二转接块418连接第二滑块413,在加样机构固定座317的前侧表面上竖向设有加样机构导轨318,加样机构导轨318上套设有加样机构滑块316,加样机构滑块316上连接有泵体固定滑块319,该泵体固定滑块319为矩形,在泵体固定滑块319的前侧表面上端设有固定柱324,泵体固定滑块319上设有竖向贯穿泵体固定滑块319中部且与加样机构导轨318平行的第一直线丝杆320,第一直线丝杆320与泵体固定滑块319螺纹连接,泵体固定滑块319的前端表面上通过固定柱324固定连接有泵体327,加样适配器326设置在泵体327的下端,第一直线丝杆320的下端穿过加样适配器326后侧的穿孔330,在泵体327的上端设有泵体电机331,泵体电机331的输出轴与泵体327连接,加样机构固定座317的上端连接有第一电机固定座307,第一电机固定座307由第一片状电机座334和设置在第一片状电机座334前端的矩形块状的第一丝杆连接座335组成,在第一片状电机座334的中部开有第一圆孔309,第一丝杆连接座335的中部开有第二圆孔308,第一片状电机座334连接固定在加样机构固定座317的上端,第一丝杆连接座335设置在加样机构固定座317的上端前侧,突出于加样机构固定座317上,加样机构固定座317的后侧表面上端设有竖向设置的第一Z轴电机310,第一Z轴电机310连接固定在第一片状电机座334的下端面上,第一Z轴电机310的第一Z轴电机输出轴312从第一片状电机座334内的第一圆孔309中伸出,第一Z轴电机输出轴312上轴接有第一主动轮304,第一主动轮304设置在第一片状电机座334的上端面上,第一直线丝杆320的上端从第一丝杆连接座335内的第二圆孔308中伸出,在第二圆孔308内设有第一轴承323,第一轴承323轴接载第一丝杆连接座335上,第一轴承323与第一直线丝杆320之间设有第一轴承挡板321,第一直线丝杆320通过第一轴承挡板321连接在第一丝杆连接座335上,在第一轴承323的右侧设有第一L形挡片322,第一直线丝杆320的上端轴接有第一同步轮303,第一同步轮303设置在第一丝杆连接座335的上端面上,第一主动轮304与第一同步轮303设置在同一水平面上,且通过O型的第一步进带305带连接;当第一Z轴电机310转动时,带动第一主动轮304和第一同步轮303转动,同时带动第一直线丝杆320转动,使泵体固定滑块319沿加样机构导轨318竖向移动;在第一丝杆连接座335的右侧设有第一光电传感器306。在第一Z轴电机310的下端、加样机构固定座317上设有输出轴与第一Z轴电机输出轴312方向相反的第一Y轴电机311,第一Y轴电机311通过与加样机构固定座317垂直设置的第一Y轴电机固定座313连接固定在加样机构固定座317上,第一Y轴电机311的输出轴上轴接有第二主动轮314,在第二主动轮314的一侧、第一Y轴电机固定座313上设有两个第二同步轮315,两个第二同步轮315设置在同一直线上;
在泵体327与泵体固定滑块319之间设有加样泵控制板325,加样泵控制板325连接控制泵体电机331,在泵体327的左右两侧上分别设有固定板328,固定板328的后部与泵体滑块319连接固定,在加样机构固定座317的前侧上部设有第一C形外壳329,第一C形外壳329将第一电机固定座307、第一同步轮303、第一主动轮304、第一步进带305、泵体电机331以及固定板328的上半部份包裹在内,在第一主动轮304与第一同步轮303的上端、第一C形外壳329的上端安装有第一顶部平面板333,该第一顶部平面板333上设有第一YZ轴驱动控制板301,第一YZ轴驱动控制板301分别连接控制第一Z轴电机310和第一Y轴电机311,在第一顶部平面板333的右侧安装有第二光电传感器302,第一光电传感器306和第二光电传感器302连接第一YZ轴驱动控制板301。
如图7和图8所示,本发明的抓手机构2设有倒L字形的抓手机构固定座216,抓手机构固定座216的下部通过第一转接块412连接第一滑块417,在抓手机构固定座216的前侧表面上竖向设置有抓手机构导轨217,抓手机构导轨217上套接有抓手机构滑块212,抓手机构滑块212通过抓手连接座229连接固定有第二电机滑块222,第二电机滑块222为条状矩形结构,在第二电机滑块222的下端垂直设置有抓手连接块219,第二电机滑块222竖向设置在抓手机构滑块212上,在第二电机滑块222上设有竖向贯穿第二电机滑块222中部的第二直线丝杆218,第二直线丝杆218与第二电机滑块222螺纹连接。在第二电机滑块222的前侧表面上设有输出轴朝下设置的抓手电机221,抓手电机221的输出轴通过轴连接器220与抓手5的抓手输入轴501连接,抓手电机221转动时,控制抓手5的张合动作;所述抓手5连接固定在抓手连接块219上,抓手机构固定座216的后侧上端设有竖向设置的第二Z轴电机211,在抓手机构固定座216的上端设有第二电机固定座207,第二电机固定座207由第二片状电机座230和设置在第二片状电机座230前端的块状矩形的第二丝杆连接座231组成,第二丝杆连接座231的上端表面与第二片状电机座230设置在同一水平面上,在第二片状电机座230的中部开有第三圆孔208,第二丝杆连接座231的中部设有第四圆孔209,第二Z轴电机211连接固定在第二片状电机座230上,且第二Z轴电机211的第二Z轴电机输出轴224从第三圆孔208内伸出,在第二片状电机座230的上端设有第三主动轮205,第三主动轮205轴接在第二Z轴电机输出轴224上,第二直线丝杆218的上端从第四孔209内伸出,在第四孔209内设有第二轴承225,第二轴承225轴接在第二直线丝杆218上,在第二轴承225与第二直线丝杆218之间设有第二轴承挡板226,第二直线丝杆218通过第二轴承挡板226连接在第二丝杆连接座231上,在第二轴承225的右侧设有第二L形挡片232,第二直线丝杆218的上端轴接有第三同步轮206,第三同步轮206与第三主动轮205设置在同一水平面上,且通过O形的第二步进带204带连接,当第二Z轴电机211转动时带动第三主动轮205和第三同步轮206转动,同时带动第二直线丝杆218转动,使第二电机滑块222沿抓手机构导轨217竖向移动,实现抓手5沿抓手机构固定座216上下移动。在第二Z轴电机211的下端、抓手机构固定座216上设有输出轴方向与第二Z轴电机输出轴224方向相反设置的第二Y轴电机213,第二Y轴电机213通过垂直设置在抓手机构固定座216上的第二Y轴电机座227连接固定在抓手机构固定座216上,第二Y轴电机213的输出轴上轴接有第四主动轮215,在第四主动轮215的一侧、第二Y轴电机座227上设有两个第四同步轮214。
在第二电机滑块222的前侧连接有C形的抓手电机外壳223,抓手电机外壳223将抓手电机221包裹在其内,在抓手机构固定座216的前侧上部连接有第二C形外壳202,该第二C形外壳202将第二电机固定座207、第三主动轮205、第三同步轮206、第二步进带204包裹在内,在第二C形外壳202的上端设有第二顶部平面板224,在第二顶部平面板224的下端右侧设有第四光电传感器203,在第二丝杆连接座231的右侧设有第三光电传感器228,第二顶部平面板224的上端连接有第二YZ轴驱动控制板201,所述第二YZ轴驱动控制板201分别连接控制第二Z轴电机211、第二Y轴电机213、第三光电传感器228和第四光电传感器203。
如图10、图11、图12和图13所示,抓手机构2设置在框架4的左侧,加样机构3设置在框架4的右侧,该加样机构3由2组以上构成,第二光电传感器302上的传感器部分在加样机构限位块408上划过,第四光电传感器203的传感器部分则在抓手机构限位挡板407上划过,起到抓手机构及加样机构的限位作用。
如图9所示,在框架导轨411的上方、前端板409与后端板416之间设置有直线同步带423,该直线同步带423的两端连接在前端板409和后端板416的两侧边上,直线同步带423分别绕在第二主动轮314、第二同步轮315、第四主动轮215和第四同步轮214上,当第一Y轴电机311转动时,带动第二主动轮314和第二同步轮315转动,使加样机构3通过加样机构固定座317沿框架导轨411横向移动;当第二Y轴电机213转动时,带动第四主动轮215和第四同步轮214转动,使抓手机构2通过抓手机构固定座216沿框架导轨411横向移动。
本发明的加样臂通过将抓手机构与加样机构设置在同一个框架内,并通过导轨、滑块以及Y轴电机使加样机构和抓手机构能够在框架内移动,使得能够实现两者同时工作提高工作效率,通过各自上设置的Z轴电机使加样机构和抓手机构能够在框架内上下移动,不受空间的局限,能够完全独立工作,大大提高了自动化程度,降低仪器的成本。