CN103028498B - 一种离心前自动配平的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适于在血站系统中使用的离心前自动配平装置及方法，其中该自动配平装置其包括底部平台(7)，所述底部平台(7)上设置有多个成对的电子称重装置(5)以及相应的重量显示屏(6)，其特征在于所述底部平台(7)上还设置有支撑件，所述支撑件上方设有用于容纳配平辅料的顶部装料盘(1)，所述顶部装料盘(1)的下方设置有与所述电子称重装置(5)数目一致的下料装置，所述下料装置中配有由控制装置控制的开关机构，所述控制装置依据所述电子称重装置(5)测得的重量结果，控制所述开关机构运动，使定量的所述配平辅料经所述下料装置落下，实现配平。

Description

一种离心前自动配平的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种离心前自动配平装置及相应的配平方法，更具体的涉及一种在血站系统中使用的，用于自动配平装有血袋的离心杯的装置及方法。 

背景技术

在生产生活中，人们经常遇到要对物体进行重量配平的问题。典型的，在血站系统中，在将血袋放入血袋离心机中用离心方法制备血液成分之前，要对各离心杯中的重量进行配平，以防止离心杯(其内装有血袋)放入离心机离心时，由于离心内血袋重量不等，离心机转动不平衡而导致昂贵的离心机的损坏以及血袋的破裂。 

通常情况下，献血者在血站献出血液之后，装有血液的血袋会送到血站的成分科进行成分分离。成分分离的过程是将血袋放入离心机内离心，血液会被分成两层，上层为血浆，下层为红细胞，把上层血浆挤出到另一血袋中，成为血浆成分，残留的下层红细胞成为红细胞成分。血袋放入离心机离心之前，需要先装入离心杯(通常为塑料材质)，再进行配平，以保证离心机同一直径上的两个离心杯的重量是相等的。目前在血站系统中为血液离心前配平的操作都是使用电子秤手工称量离心杯(其内装有血袋)是否一样重，如果两边不一样重，则通过手工在轻的一方离心杯中装入辅料(塑料材质或其它类似材质)，直到两边离心杯重量相等(可以允许一定的重量配平误差，对于血液离心来说，两边重量误差在4克以下可以允许)。在手工配平之后，再将离心杯放入到离心机内的离心筒中，进行血液离心操作，通常一台离心机中设置6个离心筒，离心筒为铁质。 

这种人工配平的方式，速度慢，精确度不够，劳动强度大，效率低下而且人为差错不可避免。因此，目前迫切需要一种自动高效的配平装置，来提高效率，防止可能出现的人工误差。 

发明内容

本发明意在提供一种全自动称量、计算差值，并自动向轻者一方加入差值量的辅料的配平装置，其完全不需要人手干预。该自动配平装置操作简单，智能化高，速度快，大大减轻操作者劳动强度，而且可以大大降低人工误差的出现。 

木发明提供了一种自动配平装置，其包括底部平台，所述底部平台上设置有多个成对的电子称重装置以及相应的重量显示屏，其特征在于所述底部平台上还设置有支撑件，支撑件上方设有用于容纳配平辅料的顶部装料盘，所述顶部装料盘的下方设置有与电子称重装置数 目一致的下料装置，所述下料装置中配有由控制装置控制的开关机构，控制装置依据所述电子称重装置测得的重量结果，控制开关运动，使定量的配平辅料经所述下料装置落下，实现配平。 

进一步的，其中所述下料装置包括流通道和下落通道及下料孔，所述流通道径向布置，相对于水平面倾斜，外端比内端低，所述流通道的外端连接所述下落通道，所述开关机构具体的设置在所述下落通道上，所述开关机构包括舵机以及与所述舵机相连的阻挡叶片，所述阻挡叶片由所述舵机控制，可以在阻挡位置与开放位置之间摆动，从而控制所述配平辅料的下落。 

进一步的，所述支撑件为中空的空心外管，所述空心外管的内部设有中心转轴，所述中心转轴与设置在所述顶部装料盘内的排序盘固定连接，所述中心转轴由电机及减速机驱动，所述中心转轴带动所述排序盘转动，所述排序盘上设置有多行的排序孔，所述排序孔的大小与所述配平辅料的大小相适应。 

进一步的，所述顶部装料盘的装料盘外壳上装有径向延伸的挡板，该挡板位于每条所述下落通道的两侧，并高于所述排序盘的安装位置。 

进一步的，所述流通道的外端比内端低的尺寸不超过3mm，优选为1-2mm。 

进一步的，其中所述配平辅料为钢珠，所述控制装置为单片机，所述排序盘上的所述排序孔为12行，间隔30度均匀分布。显然，排序孔也可以为6行，8行，10行等。 

进一步的自动配平装置，其还包括有离心杯，所述离心杯分为两个部分，其中个部分用于放置血袋，另一个部分用于容纳所述配平辅料。 

木发明还提供一种利用所述的自动配平装置来实现自动配平的方法，其包括以下步骤： 

步骤A：打开所述顶部装料盘的上盖，查看所述顶部装料盘内的所述配平辅料的数量是否足够，若不够则补充，打开电源开关，所述排序盘开始以设定速度转动，所述配平辅料顺序排列在所述流通道内； 

步骤B：将血袋装入所述离心杯的血袋装入区域； 

步骤C：将所需要配平的所述离心杯放在同一直径上的所述电子称重装置上，所述下料孔对准离心杯的配平辅料流入区域，可以同时配平3组离心杯； 

步骤D：所述底部平台上的所述重量显示屏显示各离心杯重量，所述单片机根据称重数 值计算，控制所述舵机带动所述阻挡叶片转动，将较轻的所述离心杯中加入定量的配平辅料； 

步骤E：再次称量所述各离心杯的重量，确保配平达到要求，若因误加的原因，导致配平不达要求，则重复步骤D，直至配平达到要求； 

步骤F：发出配平成功提示音，操作者取走所有离心杯放入离心机内离心； 

步骤G：所述排序盘上的排序孔转到所述流通道位置时，所述排序孔内的配平辅料补充流通道内的空位，等待下一次配平。 

附图说明

图1为根据木发明的自动配平装置的整体示意图； 

图2为顶部装料盘1的剖面图； 

图3为排序盘8的俯视图； 

图4为顶部装料盘1(拆去排序盘8)的俯视图； 

图5为挡板及外壳的剖面图； 

图6为下落通道2b及离心杯13的示意图； 

其中附图标记及对应的部件如下：1顶部装料盘；2a流通道；2b下落通道；2c下料孔；3中心转轴；4空心外管；5电子称重装置；6重量显示屏；7底部平台；8排序盘；9排序孔；10挡板；11舵机；12阻挡叶片；13离心杯；14配平辅料流入区域；15血袋装入区域；16装料盘外壳。 

具体实施方式

以下将结合附图，对实现本发明的具体实施方式进行详细的描述。需要声明的是，本说明书中公开的具体实施例仅用作示例说明之用，并不构成对本发明的保护范围的限定。本领域技术人员可以预想到的是，在不脱离本发明的原则下，还可以有多种的变形与改动，这些均落入本发明要求保护的范围之内。 

参见图1，图1中显示了根据木发明的自动配平装置，在本实施例中，采用的配平辅料为圆形钢珠，直径可以根据配平要求的精度(配平两边可以允许的重量差值)，若允许差值为 2克，则选用直径为1cm的钢珠(重量约4g)，若允许差值1克，则选用直径为0.8cm的钢珠(重量约2g)。显然，本领域技术人员可以明了，还可以采用其他各种材质的物体作为配平辅料，辅料的外形也并不限定为球形，但从方便辅料下落的角度出发，其外形优选为球形。 

如图1所示，自动配平装置包括顶部装料盘1和下料装置，中心转轴3，空心外管4，电子称重装置5，重量显示屏6，底部平台7和单片机(未显示)。其中顶部装料盘1内含有排序盘8、挡板10等结构(将在下文中说明)，顶部装料盘内部空间存放钢珠。下料装置包括流通道2a(有一定的倾斜度，最外点比最内点低3mm左右)，下落通道2b和下料孔2c，是钢珠从顶部装料盘中流出到离心杯内的通道。中心转轴3与排序盘8相连，由步进电机及减速机(图中未显示)控制转速。步进电机和减速机可以安装在顶部装料盘1内，也可以安装在底部平台7内，安装位置不影响本申请的功能实现。空心外管4，与顶部装料盘1的外壳和底部平台7相连，起到支撑顶部装料盘的作用。本实施例中，自动配型装置包括六个电子称重装置5，整个底部平台7上有六个相同大小的扇形称重平台，称重平台上放置需要配平的离心杯，放置方法为：同一直径上(如A1位和A2位)的称重平台上放置的离心杯，在配平完成之后，也是放在离心机的同一直径位置离心。电子称重装置可以将同一直径上放置的离心杯的重量及相互差值计算出来，然后通过单片机来控制舵机11，从而控制下料的钢珠数量，使配平的双方重量一致。重量显示屏6的分区数与电子称重装置的数目一致，可以显示电子称重装置称重后的数值。底部平台7，起支撑和容纳作用。 

显然，电子称重装置的数目也可以是其他偶数，例如4或8，但通常血站中使用的离心机中的离心筒的数目为6个，因此本实施中选用为6个。 

图2是顶部装料盘1的剖面图，顶部装料盘1具有装料盘外壳16。参见图2，中心转轴3与排序盘8固定连接，中心转轴3带动排序盘8转动。排序盘8的盘面上有规律排列的排序孔9(参见图3)，排序孔9的大小以恰好容纳一颗钢珠为准。排序盘8的作用是使装料盘内无序堆放的钢珠随机落入孔洞，从而能够有序进入流通道流出，不会相互挤压导致流出不畅。顶部装料盘上装有6个流通道2a(参见图4)，流通道2a与下落通道2b相连，下落通道的末端是下料孔2c。若流通道2a内的钢珠是满的，排序盘8的排序孔9转动到流通道一致的位置时，排序孔9内的钢珠就落不下来(图2左边)，并随着排序盘转动到下一位置；若流通道内的钢珠有流出，就有空位，排序盘孔内的钢珠就会落入流通道的空位中(图2右边)。为了保证钢珠能流出，流通道2a有一定的倾斜度，但最外点比最内点低不超过3mm，优选的为1-2mm，而且排序盘8与流通道2a的间距为0.5mm以内，这是为了防止排序孔9内的钢珠 与流通道内钢珠接触后，孔内的钢珠随排序盘8转动至下一位置时被卡住。同时为了防止卡住，流通道2a的两个边缘设计成弧形光滑面。 

以下进一步详细的介绍排序盘8的结构与功能。图3是排序盘8的俯视图。如图所示，排序盘8上共有12排排序孔9，每排孔之间的角度为30度(也可以是更多数量的排孔以更小的角度规律排列)。步进电机带动中心转轴3和排序盘8转动，转动速度为2转/分钟(此速度可以依需要调节)，排序盘8盘面堆积许多钢珠，钢珠随机落入排序孔中，未落入排序孔的钢珠堆积在盘面上。舵机11依据单片机的指示工作，使相应的钢珠从下落通道2b中经下料孔2c落下，流通道2a中相应的出现空位。当排序盘8转动至排序孔9对准流通道2a时，钢珠从排序孔落入流通道空位，以备下一次配平。若流通道没有空位，排序孔中的钢珠不会下落，会随着排序盘转动至下一位置。 

图4为顶部装料盘1(拆去了排序盘8)的俯视图。如图所示，在6条流通道的两旁都有钢珠挡板10，挡板10固定在装料盘的外壳15上，优选的与装料盘盘面垂直，挡板10与装料盘底之间是排序盘8(参见图5)，挡板10可以阻挡排序盘8盘面上的随着排序盘8转动的钢珠，使钢珠能够随机滚动落入排序孔中，相当于挡板将盘面上的钢珠刮入排序孔9中。流通道2a，有6条，位于装料盘底，为凹槽状，供钢珠流出。装料盘外壳16，通过空心外管4与底部平台7相连。 

参见图6，在每个下落通道2b上均装有舵机11，舵机11上装有阻挡叶片12。下落通道2b上设有相应的开口，使阻挡叶片12可以在下落通道2b中自由进出。当不需要下料时，阻挡叶片12正好阻挡住下落通道2b，需要下料时，可以通过单片机控制舵机11往复旋转，进而带动阻挡叶片12以一定的速度来回摆动，每摆动一次，掉落一颗钢珠，控制摆动次数即可以控制下落钢珠的颗数。部件13为离心杯，塑料材质，形状与离心机上的铁质离心筒匹配，离心杯内分为两个不相通的独立空间，分别为钢珠流入区域14和血袋装入区域15。这是为了保证离心时钢珠不会影响到血袋的安全。 

根据本发明的自动配平装置的工作流程如下： 

步骤1：打开顶部装料盘1的上盖，查看顶部装料盘1内的钢珠数量是否足够，若不够则加入钢珠，打开电源开关，排序盘8开始以设定速度转动，钢珠顺序排列在流通道2a内； 

步骤2：将血袋装入离心杯的血袋装入区域15； 

步骤3：将所需要配平的离心杯(已装有血袋)放在同一直径上(如A1位和A2位)的 电子称重平台上，下料口对准离心杯的钢珠流入区域。可以同时配平3组(6个)离心杯； 

步骤4：所述底部平台7上的所述重量显示屏6显示各离心杯重量，所述单片机根据称重数值计算，控制相应的所述舵机11带动所述阻挡叶片12转动，向较轻的所述离心杯13中加入定量的钢珠； 

优选的，该钢珠的重量为m，m≤2Y，Y为配平时允许的差值，在步骤4中，加入的钢珠的数目为X，X的数目由公式n/m的值四舍五入获得，其中n为测得的对应两个所述离心杯(13)的重量差。 

步骤5：再次称量各离心杯13的重量，确保配平达到要求，若因误加的原因，导致配平不达要求，则重复步骤4，直至配平达到要求； 

步骤6：发出配平成功提示音，操作者取走所有离心杯13放入离心机内离心； 

步骤7：排序盘8上的排序孔9转到流通道位置时，孔内钢珠补充流通道内的空位，等待下一次配平。 

Claims (8)

1.一种离心前自动配平装置，其包括底部平台(7)，所述底部平台(7)上设置有多个成对的电子称重装置(5)以及相应的重量显示屏(6)，其特征在于所述底部平台(7)上还设置有支撑件，所述支撑件上方设有用于容纳配平辅料的顶部装料盘(1)，所述顶部装料盘(1)的下方设置有与所述电子称重装置(5)数目一致的下料装置，所述下料装置中配有由控制装置控制的开关机构，所述控制装置依据所述电子称重装置(5)测得的重量结果，控制所述开关机构运动，使定量的所述配平辅料经所述下料装置落下，实现配平；其中所述下料装置包括流通道(2a)、下落通道(2b)和下料孔(2c)，所述流通道(2a)径向布置，相对于水平面倾斜，外端比内端低，所述流通道(2a)的外端连接所述下落通道(2b)，所述开关机构具体的设置在所述下落通道(2b)上，所述开关机构包括舵机(11)以及与所述舵机(11)相连的阻挡叶片(12)，所述阻挡叶片由所述舵机(11)控制，可以在阻挡位置与开放位置之间摆动，从而控制所述配平辅料的下落；其中，所述支撑件为中空的空心外管(4)，所述空心外管(4)的内部设有中心转轴(3)，所述中心转轴(3)与设置在所述顶部装料盘(1)内的排序盘(8)固定连接，所述中心转轴(3)由电机及减速机驱动，所述中心转轴(3)带动所述排序盘(8)转动，所述排序盘(8)上设置有多行的排序孔(9)，所述排序孔(9)的大小与所述配平辅料的大小相适应。

2.如权利要求1所述的自动配平装置，其中所述顶部装料盘(1)具有装料盘外壳(16)，所述装料盘外壳(16)上装有径向延伸的挡板(10)，该挡板(10)位于每条所述下落通道(2b)的两侧，并高于所述排序盘(8)的安装位置。

3.如权利要求2所述的自动配平装置，其中所述流通道(2a)的外端比内端低的尺寸不超过3mm。

4.如权利要求3所述的自动配平装置，其中所述配平辅料为钢珠，所述控制装置为单片机。

5.如权利要求4所述的自动配平装置，所述排序盘(8)上的所述排序孔(9)为12行，间隔30度均匀分布。

6.如权利要求5所述的自动配平装置，其还包括有离心杯(13)，所述离心杯(13)分为两个部分，其中一个部分用于放置血袋，另一个部分用于容纳所述配平辅料。

7.利用如权利要求6所述的自动配平装置来实现自动配平的方法，其包括以下步骤：

步骤A：打开所述顶部装料盘(1)的上盖，查看所述顶部装料盘(1)内的所述配平辅料的数量是否足够，若不够则补充，打开电源开关，所述排序盘(8)开始以设定速度转动，所述配平辅料顺序排列在所述流通道(2a)内；

步骤B：将血袋装入所述离心杯(13)的血袋装入区域(15)；

步骤C：将所需要配平的所述离心杯(13)放在同一直径上的所述电子称重装置上，所述下料孔对准所述离心杯的配平辅料流入区域，可以同时配平3组离心杯；

步骤D：所述底部平台(7)上的所述重量显示屏(6)显示各离心杯重量，所述单片机根据称重数值计算，控制所述舵机(11)带动所述阻挡叶片(12)转动，向较轻的所述离心杯(13)中加入定量的配平辅料；

步骤E：再次称量所述各离心杯的重量，确保配平达到要求，若因误加的原因，导致配平不达要求，则重复步骤D，直至配平达到要求；

步骤F：发出配平成功提示音，操作者取走所有离心杯(13)放入离心机内离心；

步骤G：所述排序盘(8)上的排序孔(9)转到所述流通道(2a)位置时，所述排序孔(9)内的配平辅料补充流通道内的空位，等待下一次配平。

8.如权利要求7所述的实现自动配平的方法，其中，所述配平辅料为钢珠，该钢珠的重量为m，m≤2Y，Y为配平时允许的差值，在步骤D中，加入的钢珠的数目为X，X的数目由公式n/m的值四舍五入获得，其中n为测得的对应的两个所述离心杯(13)之间的重量差。

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