CN108383060A - 一种试管脱帽机构 - Google Patents

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Abstract

本案涉及一种试管脱帽机构，包括：底板；驱动机构，其固定连接于所述底板上；推板，其传动连接于所述驱动机构，并连接有丝杠；该丝杠的螺母固定于所述底板上；夹爪模块，其连接于所述丝杠；其中，所述驱动机构驱动所述推板以带动所述夹爪模块沿丝杠运动，同时使夹爪模块自转；所述夹爪模块中设有用于自动锁紧和释放试管帽的卡扣组件。本发明通过对现有试管脱帽结构的改进，解决了装置复杂，造价高的问题，能够在不增加传感器的基础上，仅采用一个电机就可同时完成旋转、升降和抓取试管帽三个动作，且可适应平口和螺口等不同规格不同长度的试管。

Description

一种试管脱帽机构
技术领域
本发明属于医疗机械领域，尤其涉及自动化体外诊断设备的试管脱帽机构，特别涉及一种用于全自动荧光免疫分析系统中的自适应多种规格试管的脱帽机构。
背景技术
医院采集患者的血液存于采血管中，采血管是一种由可拆卸试管帽和试管组成的存血容器，广泛应用于体外诊断领域。这种采血管与大多数自动化的体外诊断仪器匹配使用。
在全自动检测过程中，机械手需要频繁地对采血管脱帽和盖帽。通常具有脱帽功能的结构将旋转、升降和抓取试管帽这三个动作分别由三个电机进行驱动，且每个动作均有相关感应开关进行位置判断，其结构复杂，造价昂贵。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种试管脱帽机构，以期能够在不增加传感器的基础上，仅采用一个电机就可实现完成旋转、升降和抓取试管帽三个动作，且可适应多种不同规格长度的试管。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种试管脱帽机构，其包括：
底板；
驱动机构，其固定连接于所述底板上；
推板，其传动连接于所述驱动机构，并连接有丝杠；该丝杠的螺母固定于所述底板上；
夹爪模块，其连接于所述丝杠；
其中，所述驱动机构驱动所述推板以带动所述夹爪模块沿丝杠运动，同时使夹爪模块自转；
所述夹爪模块中设有用于自动锁紧和释放试管帽的卡扣组件。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述驱动机构为直线电机。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述底板具有一固定板，所述驱动机构固定连接于该固定板上。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述丝杠的螺母固定于所述固定板上。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述夹爪模块包括：
套筒，其一端设有连接座，该连接座固定连接于所述丝杠；
卡扣组件，其位于所述套筒内；
夹爪，其与所述卡扣组件转动连接；
其中，所述夹爪设有滑槽，所述套筒设有与该滑槽配合的第一转轴，以使卡扣组件在所述套筒内运动时，通过所述第一转轴在所述滑槽内的移动实现所述夹爪的开闭。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述卡扣组件包括：
卡扣主座，其具有一环形的凹槽；
卡勾，其一端固接于所述连接座，另一端滑动于所述凹槽内；
第二转轴，其一端连接所述卡扣主座，另一端转动连接所述夹爪；
顶板，其连接所述卡扣主座，用于抵顶试管帽；
其中，所述凹槽具有第一限位部、第二限位部、第三限位部和第四限位部；所述卡勾被设置为在所述凹槽内沿单向滑动，且当所述卡勾滑动至所述第一限位部时，夹爪处于开合状态；当所述卡勾滑动至所述第二限位部、第三限位部和第四限位部时，夹爪处于夹持状态。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，在所述凹槽内的第一限位部和第二限位部之间为第一滑槽段，其从第一限位部至第二限位部呈上坡趋势；所述凹槽内的第二限位部和第三限位部之间为第二滑槽段，其相对于所述第一滑槽段形成有第一台阶；所述凹槽内的第三限位部和第四限位部之间为第三滑槽段，其相对于所述第二滑槽段形成有第二台阶；所述凹槽内的第四限位部和第一限位部之间为第四滑槽段，其从第四限位部至第一限位部呈上坡趋势，且相对于所述第三滑槽段形成有第三台阶。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述连接座上还设有用于抵顶所述卡勾的弹片。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述驱动机构上设有第一位置传感器，所述夹爪模块中设有与所述第一位置传感器配合的第一感光片；所述底板上设有第二位置传感器，所述推板中设有与所述第二位置传感器配合的第二感光片。
优选的是，所述的试管脱帽机构，其中，所述夹爪的滑槽中具有一竖直段。
本发明的有益效果是：本发明通过对现有试管脱帽结构的改进，解决了装置复杂，造价高的问题，能够在不增加传感器的基础上，仅采用一个电机就可同时完成旋转、升降和抓取试管帽三个动作，且可适应平口和螺口等不同规格不同长度的试管。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为试管脱帽机构的结构示意图。
图2为试管脱帽机构中夹爪模块的结构示意图。
图3为夹爪模块省略第一感光片后的结构示意图。
图4为夹爪模块省略第一感光片和套筒后的结构示意图。
图5为卡扣主座中凹槽的结构示意图。
图6为卡勾沿凹槽运动的轨迹示意图。
图7为夹爪模块在抓取试管帽时的动态展示图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“竖”、“横”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参见图1-7，其说明本案一实施例的试管脱帽机构，其包括：
底板1；
驱动机构2，其固定连接于底板1上；进一步地，驱动机构2可优选是直线电机，其可具有一主机201和一驱动杆202；驱动机构2工作时，主机201固定于底板1上，主机201控制驱动杆202上下运动；
推板3，其传动连接于驱动机构2，并连接有丝杠4；丝杠4包括有螺杆401和螺母402，丝杠4的螺母402固定于底板1上；
夹爪模块5，其连接于丝杠4；
其中，驱动机构2驱动推板3以带动夹爪模块5沿丝杠4运动，同时使夹爪模块5自转；
夹爪模块5中设有用于自动锁紧和释放试管帽7a的卡扣组件6。
其中，进一步地，底板1可具有一固定板101，驱动机构2可优选固定连接于该固定板101上。
其中，丝杠4的螺母402固定于固定板101上。
其中，夹爪模块5包括：
套筒501，其一端设有连接座502，该连接座502固定连接于丝杠4的螺杆401；
卡扣组件6，其位于套筒501内；
夹爪503，其与卡扣组件6转动连接；
其中，夹爪503设有滑槽503a，套筒501设有与该滑槽503a配合的第一转轴504，以使卡扣组件6在套筒501内运动时，通过第一转轴504在滑槽503a内的移动实现控制夹爪503的开闭。进一步地，夹爪503的滑槽503a中优选具有一竖直段503a’。
其中，卡扣组件6具体包括：
卡扣主座601，其具有一环形的凹槽602；
卡勾603，其一端固接于连接座502，另一端滑动于凹槽602内；
第二转轴604，其一端连接卡扣主座601，另一端转动连接夹爪503；
顶板605，其连接卡扣主座601，用于抵顶试管帽7a；顶板605还可根据试管帽7a的类型设有定位柱605a，例如当试管帽7a具有凹孔7b时，定位柱605a可与凹孔7b配合形成导向和预定位。
其中，凹槽602具有第一限位部602a、第二限位部602b、第三限位部602c和第四限位部602d；卡勾603被设置为在凹槽602内沿单向滑动，且当卡勾603滑动至第一限位部602a时，夹爪503处于开合状态；当卡勾603滑动至第二限位部602b、第三限位部602c和第四限位部602d时，夹爪503处于夹持状态。
其中，在凹槽602内的第一限位部602a和第二限位部602b之间为第一滑槽段606，其从第一限位部602a至第二限位部602b呈上坡趋势(设置为上坡趋势的原因是便于后面的滑槽段之间形成台阶)；凹槽602内的第二限位部602b和第三限位部602c之间为第二滑槽段607，其相对于第一滑槽段606形成有第一台阶606a；凹槽602内的第三限位部602c和第四限位部602d之间为第三滑槽段608，其相对于第二滑槽段607形成有第二台阶607a；凹槽602内的第四限位部602d和第一限位部602a之间为第四滑槽段609，其从第四限位部602d至第一限位部602a呈上坡趋势(设置为上坡趋势的原因是为了消除与第一滑槽段606的高度差)，并最终与第一滑槽段606接合，且第四滑槽段609相对于第三滑槽段608形成有第三台阶608a。第一台阶606a、第二台阶607a和第三台阶608a用于防止卡勾603运动到对应位置时沿原路返回。
其中，连接座502上还设有用于抵顶卡勾603的弹片505。弹片505用于抵住卡勾603使其紧贴凹槽602表面运动，若无弹片505，则卡勾603在运动时有几率产生松动使其轻微不贴合凹槽602表面但又不至于脱离凹槽602，此时第一台阶606a、第二台阶607a或第三台阶608a的台阶高度可能不足以拦住卡勾603，使卡勾603逆向返回无法抵达限位部，造成夹爪503无法抓紧试管帽。
其中，驱动机构2(驱动杆202上靠近夹爪模块5的一端)上设有第一位置传感器203，夹爪模块5中设有与第一位置传感器203配合的第一感光片506。当第一位置传感器203感应到第一感光片506时，驱动机构2停止工作。
其中，底板1上设有第二位置传感器102，推板3中设有与第二位置传感器102配合的第二感光片301。当第二位置传感器102感应到第二感光片301时，驱动机构2停止工作。
试管脱帽机构的工作过程如下：
(一)脱帽过程
驱动机构2的主机201控制驱动杆202向下运动，从而带动推板3向下运动，由于丝杠4中的螺母402固定在固定板101上，推板3带动丝杠4中的螺杆401向下运动的同时，使螺杆401产生自旋，从而也带动与螺杆401连接的夹爪模块5旋转；
随着夹爪模块5的下行，原先位于夹爪模块5下方的试管7上的试管帽7a顶住顶板605，从而导致卡扣组件6相对于驱动杆202或螺杆401向上运动，卡勾603原本位于第一限位部602a(图7A和图7a)，此时开始沿路径S1向第二限位部602b运动，由于第一转轴504连接套筒501，其不产生相对运动，而通过第二转轴604与卡扣主座601相连的夹爪503向上运动，通过夹爪503中滑槽503a的形状，使得第一转轴504相对在滑槽503a内向上移动，从而使夹爪503向内收紧，并最终抓紧试管帽7a；
此时，卡勾603到达最低点的第二限位部602b时(图7B和图7b)，第一位置传感器203感应到第一感光片506，驱动机构2的主机201控制驱动杆202向上运动，由于向上运动的同时使夹爪模块5旋转，所以可以方便地脱去试管帽7a；由于第一台阶606a的阻拦，使得卡勾603只能沿路径S2向第三限位部602c运动，而不能沿路径S1返回；虽然第二限位部602b和第三限位部602c存在一定的高度差，但由于夹爪503的滑槽503a中具有一竖直段503a’，使得第一转轴504在滑槽503a的竖直段503a’中运动时不会实质改变夹爪503的角度，因此，当卡勾603运动到第三限位部602c时(图7C和图7c)，夹爪503依然抓紧试管帽7a。此时摘完帽的试管被送至下一工序开始取样、检测等操作。
(二)装帽过程
待试管7被送回时，需要再将夹爪503抓着的试管帽7a装回试管。驱动机构2的主机201控制驱动杆202向下运动，试管帽7a插入试管7后，导致卡扣组件6相对于驱动杆202或螺杆401向上运动，由于第二台阶607a的阻拦，使得卡勾603只能沿路径S3向第四限位部602d运动，此时夹爪503仍抓着试管帽7a未松开；当卡勾603运动至第四限位部602d时，第一位置传感器203感应到第一感光片506，驱动机构2的主机201控制驱动杆202向上运动，由于第三台阶608a的阻拦，使得卡勾603只能沿路径S4向第一限位部602a运动，通过第一转轴504相对在滑槽503a内向下移动，使夹爪503向外张开，并最终完全松开试管帽7a；
随着驱动杆202向上运动，当第二位置传感器102感应到第二感光片301时，驱动机构2停止工作，至此完成一个完整的脱帽和装帽过程。随后可通过机械手或试管架转盘，对下一个试管进行脱帽和装帽，从而开启下一轮循环操作。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种试管脱帽机构，其特征在于，包括：
底板；
驱动机构，其固定连接于所述底板上；
推板，其传动连接于所述驱动机构，并连接有丝杠；该丝杠的螺母固定于所述底板上；
夹爪模块，其连接于所述丝杠；
其中，所述驱动机构驱动所述推板以带动所述夹爪模块沿丝杠运动，同时使夹爪模块自转；
所述夹爪模块中设有用于自动锁紧和释放试管帽的卡扣组件。
2.根据权利要求1所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述驱动机构为直线电机。
3.根据权利要求1所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述底板具有一固定板，所述驱动机构固定连接于该固定板上。
4.根据权利要求3所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述丝杠的螺母固定于所述固定板上。
5.根据权利要求1所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述夹爪模块包括：
套筒，其一端设有连接座，该连接座固定连接于所述丝杠；
卡扣组件，其位于所述套筒内；
夹爪，其与所述卡扣组件转动连接；
其中，所述夹爪设有滑槽，所述套筒设有与该滑槽配合的第一转轴，以使卡扣组件在所述套筒内运动时，通过所述第一转轴在所述滑槽内的移动实现所述夹爪的开闭。
6.根据权利要求5所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述卡扣组件包括：
卡扣主座，其具有一环形的凹槽；
卡勾，其一端固接于所述连接座，另一端滑动于所述凹槽内；
第二转轴，其一端连接所述卡扣主座，另一端转动连接所述夹爪；
顶板，其连接所述卡扣主座，用于抵顶试管帽；
其中，所述凹槽具有第一限位部、第二限位部、第三限位部和第四限位部；所述卡勾被设置为在所述凹槽内沿单向滑动，且当所述卡勾滑动至所述第一限位部时，夹爪处于开合状态；当所述卡勾滑动至所述第二限位部、第三限位部和第四限位部时，夹爪处于夹持状态。
7.根据权利要求6所述的试管脱帽机构，其特征在于，在所述凹槽内的第一限位部和第二限位部之间为第一滑槽段，其从第一限位部至第二限位部呈上坡趋势；所述凹槽内的第二限位部和第三限位部之间为第二滑槽段，其相对于所述第一滑槽段形成有第一台阶；所述凹槽内的第三限位部和第四限位部之间为第三滑槽段，其相对于所述第二滑槽段形成有第二台阶；所述凹槽内的第四限位部和第一限位部之间为第四滑槽段，其从第四限位部至第一限位部呈上坡趋势，且相对于所述第三滑槽段形成有第三台阶。
8.根据权利要求6所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述连接座上还设有用于抵顶所述卡勾的弹片。
9.根据权利要求1所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述驱动机构上设有第一位置传感器，所述夹爪模块中设有与所述第一位置传感器配合的第一感光片；所述底板上设有第二位置传感器，所述推板中设有与所述第二位置传感器配合的第二感光片。
10.根据权利要求5所述的试管脱帽机构，其特征在于，所述夹爪的滑槽中具有一竖直段。
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