CN104568564B - 采血管智能搅拌混匀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采血管智能搅拌混匀装置，底座上滑动配合一移动架，X轴驱动电机用于驱动移动架在底座上做水平位移，Z轴驱动电机用于驱动升降传动机构带动旋转电机上下移动，旋转电机的输出轴固定连接有一转动臂，转动臂安装有一锁紧装置，锁紧装置包括锁紧套、定位传感器、定位锁头及电磁头，定位传感器安装在锁紧套的上方，用于监测采血管的位置，锁紧套的侧壁设有锁头定位孔，定位锁头活动配合在锁紧套的锁头定位孔中，定位锁头通过销轴与电磁头的输出轴相连，该电磁头固定安装在转动臂上，电磁头用于驱动定位锁头夹紧采血管的头盖。本发明实现了在同一批次中对不同规格的采血管进行混匀处理，实现了混匀装置的智能操作监控。

Description

采血管智能搅拌混匀装置

技术领域

本发明涉及血液混合装置，具体涉及一种采血管智能搅拌混匀装置。

背景技术

目前科研实验和临床上采集病人血液做生化检测时，通常用采血管（试管）采集血液标本，由于细胞（红血球）具有聚集性强和比重大等特性，放置一段时间后就会自然沉降、分层，因此在检测前，需要在血液标本中添加生化试剂并进行混匀搅拌处理后，再放入相应的生化检测自动化仪器进行检测，如体液标本血液。采血管的混匀方式多种多样，如：在需要混匀的杯中加入试剂后放入磁性搅拌棒进行搅拌混匀，或者在采血管中加入试剂后通过上下颠倒混匀等。由于科学实验和临床测试量大，如果上述两种混匀方式均采用人工手动混匀，该方法费时费力且工作效率低。现在人们发明了混匀装置，通过混匀装置可以进行批量处理，又因采用上下颠倒混匀采血管的方式对仪器自动化设计非常便捷有效，所以发明了上下颠倒的自动往复式混匀装置。

现有自动往复式混匀装置采用金属夹或者弹性夹从侧向即采血管腰部方向对采血管进行夹持，在夹取后上下颠倒混匀。但是由于现有采血管为直径相同、长短不同的多种规格，现有自动往复式混匀装置都不能实现在同一批次（即在同一个排管架上装上两种以上不同长短规格的试管）中夹持不同规格采血管。又因金属弹性夹使用一段时候后弹性变差，在夹持采血管时可能会出现夹持不稳定出现掉管现象，而采血管通常采用玻璃制成，掉落到机器内或到地上，不仅增大了工作人员的安全隐患，重新抽血还延误了患者的检测结果，特别是对于病情严重的病人。虽然金属夹或者弹性夹在通过人工处理后能恢复能正常工作，但是它影响了测试流程给仪器使用者带来不便。在夹持时，还需要通过人工辅助操作才能将采血管夹入金属夹或弹簧夹中，没有实现真正的全自动化操作。而且金属夹或者弹性夹是通过螺纹杆与螺纹套的配合带动金属夹或者弹性夹上下左右运动，螺纹杆与螺纹套之间需要涂抹润滑油，润滑油影响了生化检测实验的实验室环境。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种采血管智能搅拌混匀装置，该装置的结构简单，能够适用同一批次中不同长短规格的采血管，夹持牢固避免出现掉管的现象。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现；

一种采血管智能搅拌混匀装置，包括底座、X轴驱动电机、Z轴驱动电机、旋转电机，其特征在于：所述底座上滑动配合一移动架，X轴驱动电机安装在底座上，用于驱动移动架在底座上做水平位移，移动架上设置有升降传动机构，所述升降传动机构上通过电机安装座安装旋转电机，Z轴驱动电机安装在移动架上，Z轴驱动电机用于驱动升降传动机构带动旋转电机上下移动，所述旋转电机的输出轴固定连接有一转动臂，所述转动臂安装有一锁紧装置，所述锁紧装置包括锁紧套、定位传感器、定位锁头及电磁头，所述定位传感器安装在锁紧套的上方，用于监测采血管的位置，所述锁紧套的侧壁设有锁头定位孔，所述定位锁头活动配合在锁紧套的锁头定位孔中，定位锁头通过销轴与电磁头的输出轴相连，该电磁头固定安装在转动臂上，电磁头用于驱动定位锁头夹紧采血管的头盖。

所述锁紧套的上端固定有传感器安装架，所述传感器安装架内设有定位弹片固定槽；所述定位传感器包括传感器触头和传感器接收端，所述传感器触头上设有台阶，传感器触头通过定位弹片安装在传感器安装架上，传感器接收端与传感器触头电连接。

所述定位锁头上设有用于夹紧采血管头盖的半圆弧槽。

所述半圆弧槽为阶梯半圆弧槽，阶梯半圆弧槽上部为头盖夹紧部，半圆弧槽下部为采血管夹紧部。

所述电磁头的输出轴沿径向设有向外延伸的凸台，输出轴上套设有弹簧，所述弹簧位于电磁头与输出轴的凸台之间。

所述锁紧套侧壁设有限位孔，通过限位销与限位孔配合形成对电磁头的输出轴的定位。

所述底座上端面固定有滑轨和X轴位置传感器，所述移动架的下端固定有与滑轨滑动配合的滑块，所述X轴驱动电机通过联轴器连接有螺纹配合有螺母套的螺纹杆，所述螺纹杆的螺母套固定在移动架上，通过X轴驱动电机带动移动架沿滑轨水平移动，所述X轴位置传感器用于检测移动架水平移动距离。

所述移动架上设有用于检测旋转电机上下移动距离的Z轴位置传感器。

所述升降传动机构包括主动带轮、从动张紧带轮、升降导轨及传动带，所述主动带轮套设在Z轴驱动电机的输出轴上，升降导轨竖直安装在移动架上，升降导轨上设有若干调节孔，从动张紧带轮通过螺钉安装在升降导轨上，传动带套设在主动带轮和从动张紧带轮之间，所述旋转电机固定在旋转电机安装座上，所述旋转电机安装座上设有用于与升降导轨滑动配合的凹槽和用于与传动带相配合的传动带导槽，旋转电机通过电机安装座连接在传动带上，通过Z轴驱动电机带动旋转电机沿升降导轨上下滑动。

所述转动臂上设有用于控制转动臂转动角度的角度传感器。

本发明的有益效果：本发明结构简单，由底座、移动架、X轴驱动电机、Z轴驱动电机、旋转电机及锁紧装置构成，移动架上设置升降传动机构，旋转电机安装在升降传动机构上，锁紧装置安装在旋转电机上，通过X轴驱动电机带动移动架做水平位移，调节采血管的水平位置；通过Z轴驱动电机驱动升降传动机构带动旋转电机上下移动，将锁紧装置的锁紧套从上往下套设在不同长短规格的采血管的头盖上，通过锁紧套内传感器触头检测采血管是否到位，检测到采血管的头盖后，电磁头驱动定位锁头锁紧头盖，进行加持并锁定，旋转电机带动采血管及锁紧装置转动，通过对采血管的旋转搅拌，实现采血管内液体的混匀。本发明通过锁紧装置的锁紧套从上往下套设在采血管的头盖上，实现了在同一批次中对不同规格的采血管进行混匀处理，而且采血管套入锁紧套后，通过定位锁头卡在采血管的头盖将采血管锁紧。通过传感器触头进行控制便于定位Z轴位置且调节锁紧装置的竖直距离，实现了混匀装置的智能操作监控。

所述锁紧套的上端固定有传感器安装架，所述传感器安装架内设有定位弹片固定槽，定位传感器的传感器触头上设有台阶，传感器触头通过定位弹片安装在传感器安装架上，传感器接收端与传感器触头电连接，通过定位弹片避免了传感器触头与采血管盖头硬接触，该台阶在检测到采血管时阻断传感器信号控制Z轴驱动电机停止工作。

所述定位锁头上设有用于夹紧采血管头盖的半圆弧槽，该半圆弧槽的弧面与采血管的弧面相配合，增大了接触面积，从而夹的更紧更稳。

所述半圆弧形槽为阶梯半圆弧槽，阶梯半圆弧槽上部为头盖夹紧部，弧形槽下部为采血管夹紧部，通过阶梯半圆弧槽从采血管和头盖两部分夹紧，进一步保证了采血管夹紧。

所述电磁头的输出轴沿径向设有向外延伸的凸台，输出轴上套设有弹簧，所述弹簧位于电磁头与输出轴的凸台之间，通过弹簧的弹性形变调节了输出轴的运动。

锁紧套侧壁设有限位孔，通过限位销与限位孔配合形成对电磁头的输出轴的定位，对定位锁头进一步定位，保证了定位锁头恰好能够锁紧采血管。

所述底座上固定有滑轨，所述移动架的下端固定有与滑轨滑动配合的滑块，X轴驱动电机带动移动架沿滑轨水平移动，通过滑轨与滑块滑动配合，调节了移动架的水平位移，从而调节锁紧装置的X向水平位移。

所述X轴位置传感器检测X向位移距离，对移动架水平移动距离进行监控，便于更精确的调节位移距离。

所述Z轴位置传感器检测旋转电机上下移动的距离，

所述升降传动机构包括主动带轮、从动张紧带轮、升降导轨及传动带，通过主动带轮和从动张紧带轮减少了润滑油的使用，从而减小了润滑油对采血管工作环境的影响，保证了生化检测的环境要求。升降导轨上设有若干安装孔，通过安装孔将升降导轨固定在移动架上，并将从动张紧带轮固定在升降导轨上，调节从动张紧带轮与主动带轮之间的距离。

所述转动臂7上设有用于监测转动臂7旋转角度的角度传感器10，便于对转动臂7旋转角度进行调节控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的右侧图；

图4是本发明的左侧图；

图5是本发明的俯视图。

附图中：1为底座、1-1为滑轨、2为X轴驱动电机、3为Z轴驱动电机、4为旋转电机、5为移动架、5-1为滑块、6为升降传动机构、6-1为主动带轮、6-2为从动张紧带轮、6-3为升降导轨、6-4为传动带、6-5为安装孔、7为转动臂、8为锁紧装置、8-1为锁紧套、8-2为定位传感器、8-21为传感器触头、8-22为传感器接收端、8-3为定位锁头、8-4为电磁头、8-41为输出轴、8-5为锁头定位孔、8-6为传感器安装架、8-7为定位弹片固定槽、8-8为定位弹片、9为弹簧、10为螺纹杆、11为螺母套、12为X轴位置传感器、13为角度传感器、14为Z轴位置传感器、15为采血管、16为联轴器、17为限位销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

参见图1至图5所示，一种采血管智能搅拌混匀装置，包括底座1、X轴驱动电机2、Z轴驱动电机3及旋转电机4，所述底座1的截面呈几字形机构，底座1的上端面固定有一条滑轨1-1，底座1上滑动配合一移动架5，所述移动架5的下端面固定有与滑轨1-1滑动配合的滑块5-1；所述X轴驱动电机2通过电机安装座安装在底座1上，X轴驱动电机2与一混匀控制系统相连，通过混匀控制系统控制X轴驱动电机2的开启或关闭工作，所述混匀控制系统为现有控制系统。X轴驱动电机2通过联轴器连接有螺纹配合有螺母套11的螺纹杆10，X轴驱动电机2采用步进电机，所述螺纹杆10的螺母套11固定在移动架5上，通过X轴驱动电机2带动移动架5在底座1上沿滑轨1-1水平移动。所述底座1上设有用于检测移动架5水平移动距离的X轴位置传感器12，X轴位置传感器12与混匀控制系统相连，监测到的移动架5位置情况并实时发送到混匀控制系统，通过混匀控制系统控制X轴驱动电机2的开启或关闭工作。

所述Z轴驱动电机3通过电机安装座固定在移动架5上，Z轴驱动电机3与混匀控制系统相连，通过混匀控制系统控制Z轴驱动电机3的开启或关闭，Z轴驱动电机3采用步进电机。移动架5上设有便于Z轴驱动电机3的输出轴穿过的过孔，所述移动架5上设置有升降传动机构6，所述升降传动机构6包括主动带轮6-1、从动张紧带轮6-2、升降导轨6-3及传动带6-4，所述主动带轮6-1套设在Z轴驱动电机3的输出轴上，升降导轨6-3竖直安装在移动架5上，升降导轨6-3上设有若干调节孔6-5，从动张紧带轮6-2通过螺钉安装在升降导轨6-3上，传动带6-4套设在主动带轮6-1和从动张紧带轮6-2之间，所述旋转电机4固定在旋转电机安装座上，旋转电机4采用步进电机，所述旋转电机安装座上设有用于与升降导轨6-3滑动配合的凹槽和用于与传动带6-4相配合的传动带导槽，旋转电机4通过电机安装座连接在传动带6-4上，通过Z轴驱动电机3驱动升降传动机构6带动旋转电机4沿升降导轨6-3上下滑动。所述移动架5上设有用于检测旋转电机4上下移动距离的Z轴位置传感器14，所述Z轴位置传感器14与混匀控制系统相连，监测到的旋转电机4位置情况实时发送到混匀控制系统，通过混匀控制系统控制Z轴驱动电机3的开启或关闭，便于监测旋转电机4上下移动的位置，所述旋转电机4与混匀控制系统，旋转电机4用于带动采血管作0到160°转动，通过左右来回旋转160°实现对采血管的混匀，且混匀效果好。

所述旋转电机4的输出轴通过联轴器16连接有一转动臂7，所述联轴器16采用电机连接盘，转动臂7上设有角度传感器13，角度传感器13现有常用角度传感器，所述角度传感器13与混匀控制系统相连，通过角度传感器13监测转动臂7转动的角度，并发送到混匀控制系统。所述转动臂7通过螺钉安装有一锁紧装置8，所述锁紧装置8包括锁紧套8-1、定位传感器8-2、定位锁头8-3及电磁头8-4，定位传感器8-2采用红外对管传感器，电磁头8-4用于将电能电磁能转为机械能，由静铁芯、线圈、动铁芯构成，电磁头8-4为现有常用电磁头，所述定位传感器8-2安装在锁紧套8-1的正上方，定位传感器8-2与混匀控制系统相连，用于时刻监测采血管15的位置并发送给混匀控制系统，且定位传感器8-2位于锁紧套8-1的正上方监测数据更准确；锁紧套8-1内为采血管安装孔，锁紧套8-1的下端进口部设有锥度，所述锁紧套8-1的侧壁设有锁头定位孔8-5和限位孔，所述定位锁头8-3活动配合在锁紧套8-1的锁头定位孔8-5中，所述限位孔内设有限位销17，通过限位销17与限位孔配合形成对电磁头8-4的输出轴8-41的定位，所述定位锁头8-3通过销轴与电磁头8-4的输出轴8-41相连，该电磁头8-4固定安装在转动臂7上，电磁头8-4与混匀控制系统相连，通过混匀控制系统控制电磁头8-4驱动定位锁头8-3夹紧采血管的头盖。当定位传感器8-2监测到的采血管15到达锁紧套内的设定位置后，向混匀控制系统发送信号，通过混匀控制系统向电磁头8-4发送工作信号，电磁头8-4的输出轴8-41带动定位锁头8-3前进，通过锁紧套8-1的锁头定位孔8-5将采血管15夹紧；当采血管摇匀后，采血管15放置在对应的试管架上后，混匀控制系统向电磁头8-4发送工作信号，电磁头8-4的输出轴8-41带动定位锁头8-3后退，通过锁紧套8-1的锁头定位孔8-5回缩松开采血管。

进一步地：所述锁紧套8-1的上端面通过螺栓固定安装有传感器安装架8-6，所述传感器安装架8-6内设有定位弹片固定槽8-7；所述定位传感器8-2包括传感器触头8-21和传感器接收端8-22，所述传感器触头8-21上设有台阶，限制了定位弹片8-8滑落，传感器触头8-21通过定位弹片8-8安装在传感器安装架8-6上，传感器接收端8-22与传感器触头8-21电连接。传感器触头8-21通过定位弹片8-8安装在传感器安装架8-6上，当采血管的头盖接触到传感器触头8-21后，向上顶传感器触头8-21，通过定位弹片8-8使传感器触头8-21可以向上移动，从而避免了传感器触头8-21与采血管15的头盖硬接触，该台阶在检测到采血管时阻断传感器信号控制Z轴驱动电机停止工作。

进一步地，所述定位锁头8-3上设有用于夹紧采血管头盖的半圆弧槽，该半圆弧型槽与采血管管壁的弧度相配合，从而增大了接触面积，使定位锁头8-3锁的更紧。所述半圆弧槽为阶梯半圆弧槽，阶梯半圆弧槽上部为头盖夹紧部，半圆弧槽下部为采血管夹紧部。通过阶梯半圆弧槽对采血管的头盖上下两端进行夹紧，提高了锁紧效果，进一步防止了采血管滑落。

进一步地，所述电磁头8-4的输出轴8-41沿径向设有向外延伸的凸台，输出轴8-41上套设有弹簧9，所述弹簧9位于电磁头8-4与输出轴8-41的凸台之间。通过弹簧9保证了电磁头8-4的输出轴8-41的正常运动。

进一步地：锁紧套8-1的一侧壁为圆弧形面，相对应的另一侧壁为矩形面，该矩形面便于开设锁头定位孔8-5和限位孔，及便于与转动臂7连接固定。

本发明的工作原理：

试管架上放置有长短不一的采血管，本发明混匀装置通电后，角度传感器13、X轴位置传感器12、Z轴位置传感器14均处于工作状态，并检测到复位信号，装置自检复位，所有机构处于设计初始状态，

当混匀控制系统输出指令后，首先通过Z轴驱动电机3带动转动臂7及锁紧装置向上移动，将锁紧装置提升到一定高度，该高度可以根据采血管的长短不一进行调整；通过X轴驱动电机2带动移动架5、转动臂7及锁紧装置水平移动，调节锁紧装置的水平距离，使锁紧装置的锁紧套位于采血管的正上方，锁紧套与采血管处于同一轴线上。然后通过Z轴驱动电机3工作带动转动臂7及锁紧装置向下运动使锁紧套套在采血管上，当定位传感器的传感器触头8-21接触到采血管的头盖时，Z轴驱动电机3停止工作。混匀控制系统向电磁头发送工作信号，电磁头的输出轴驱动定位锁头向前运动将采血管锁紧。最后通过Z轴驱动电机3工作带动转动臂7及锁紧装置向上运动到达一定高度后，Z轴驱动电机3带动悬臂组件退回到初始复位状态，混匀控制系统向旋转电机4发出工作指令，旋转电机4带动转动臂及夹持的采血管一起转动，可以根据需要设定转动的次数及旋转的角度。通过旋转混匀后，将采血管放回试管架后，再回到初始复位状态等待下一次指令。本发明实现了在同一试管架上对不同长短规格采血管的夹取，并且该锁定装置相对于现有锁夹夹的更牢固，避免了采血管滑落。通过角度传感器13、X轴位置传感器12、Z轴位置传感器14采集的位置信息，便于对水平位置和高低，及通过旋转电机旋转弧度和次数的调控实现了本发明的智能化控制。

本发明同样适用于尿液或者其他需混匀检测的液体等试验。

Claims (9)

1.一种采血管智能搅拌混匀装置，包括底座（1）、X轴驱动电机（2）、Z轴驱动电机（3）、旋转电机（4），其特征在于：所述底座（1）上滑动配合一移动架（5），X轴驱动电机（2）安装在底座（1）上，用于驱动移动架（5）在底座（1）上做水平位移，移动架（5）上设置有升降传动机构（6），所述升降传动机构（6）上通过电机安装座安装旋转电机（4），Z轴驱动电机（3）安装在移动架（5）上，Z轴驱动电机（3）用于驱动升降传动机构（6）带动旋转电机（4）上下移动，所述旋转电机（4）的输出轴固定连接有一转动臂（7），所述转动臂（7）安装有一锁紧装置（8），所述锁紧装置（8）包括锁紧套（8-1）、定位传感器（8-2）、定位锁头（8-3）及电磁头（8-4），所述定位传感器（8-2）安装在锁紧套（8-1）的上方，用于监测采血管的位置，所述锁紧套（8-1）的侧壁设有锁头定位孔（8-5），所述定位锁头（8-3）活动配合在锁紧套（8-1）的锁头定位孔（8-5）中，定位锁头（8-3）通过销轴与电磁头（8-4）的输出轴（8-41）相连，该电磁头（8-4）固定安装在转动臂（7）上，电磁头（8-4）用于驱动定位锁头（8-3）夹紧采血管的头盖；

所述锁紧套（8-1）的上端固定有传感器安装架（8-6），所述传感器安装架（8-6）内设有定位弹片固定槽（8-7）；所述定位传感器（8-2）包括传感器触头（8-21）和传感器接收端（8-22），所述传感器触头（8-21）上设有台阶，传感器触头（8-21）通过定位弹片（8-8）安装在传感器安装架（8-6）上，传感器接收端（8-22）与传感器触头（8-21）电连接。

2.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述定位锁头（8-3）上设有用于夹紧采血管头盖的半圆弧槽。

3.根据权利要求2所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述半圆弧槽为阶梯半圆弧槽，阶梯半圆弧槽上部为头盖夹紧部，半圆弧槽下部为采血管夹紧部。

4.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述电磁头（8-4）的输出轴（8-41）沿径向设有向外延伸的凸台，输出轴（8-41）上套设有弹簧（9），所述弹簧（9）位于电磁头（8-4）与输出轴（8-41）的凸台之间。

5.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述锁紧套（8-1）侧壁设有限位孔，通过限位销与限位孔配合形成对电磁头（8-4）的输出轴（8-41）的定位。

6.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述底座（1）上端面固定有滑轨（1-1）和X轴位置传感器（12），所述移动架（5）的下端固定有与滑轨（1-1）滑动配合的滑块（5-1），所述X轴驱动电机（2）通过联轴器连接有螺纹配合有螺母套（11）的螺纹杆（10），所述螺纹杆（10）的螺母套（11）固定在移动架（5）上，通过X轴驱动电机（2）带动移动架（5）沿滑轨（1-1）水平移动，所述X轴位置传感器（12）用于检测移动架（5）水平移动距离。

7.根据权利要求1或6所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述移动架（5）上设有用于检测旋转电机（4）上下移动距离的Z轴位置传感器（14）。

8.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述升降传动机构（6）包括主动带轮（6-1）、从动张紧带轮（6-2）、升降导轨（6-3）及传动带（6-4），所述主动带轮（6-1）套设在Z轴驱动电机（3）的输出轴上，升降导轨（6-3）竖直安装在移动架（5）上，升降导轨（6-3）上设有若干调节孔（6-5），从动张紧带轮（6-2）通过螺钉安装在升降导轨（6-3）上，传动带（6-4）套设在主动带轮（6-1）和从动张紧带轮（6-2）之间，所述旋转电机（4）固定在旋转电机安装座上，所述旋转电机安装座上设有用于与升降导轨（6-3）滑动配合的凹槽和用于与传动带相配合的传动带导槽，旋转电机（4）通过电机安装座连接在传动带（6-4）上，通过Z轴驱动电机（3）带动旋转电机（4）沿升降导轨（6-3）上下滑动。

9.根据权利要求1所述的采血管智能搅拌混匀装置，其特征在于：所述转动臂（7）上设有用于控制转动臂（7）转动角度的角度传感器（13）。