CN108732372B - 一种全自动八通道加样枪横梁臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全自动八通道加样枪横梁臂，包括能够在X向、Y向和Z向相对于机架作直线运动的八组加样枪，所述机架包括型材框架，每组所述加样枪的重心位于所述所述型材框架之下。采取这样的设计，相比于其它加样设备重心大大降低，设备运行的平稳性大大提高。另外，采取这样的设计，在设备维修时，只需拆下设备外壳上的几颗螺钉，维修人员就可以简单方便的对电控部分进行维修和调试。这样的设计可以有效减少维修难度，提高生产调试和售后维修的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种全自动八通道加样枪横梁臂。
背景技术
目前医院和体检中心所使用的多通道加样设备，随着加样通道数量的增加，设备的横向尺寸也会随之增大，目前在多通道加样设备中，有的设备是通过将加样枪整体加工来减少设备尺寸，但这样会导致整机加样方式不灵活，加样速度达不到预期效果；而有的设备为了追求加样速度快，将多个加样枪分体式控制，但这样会造成设备结构复杂，维修难度大的缺点；同时随着设备尺寸的增加，设备运行时的噪音会越来越大，影响实验室环境；随着加样枪的增加，设备运行对加样枪运动机构的结构强度要求也越来越高，体积增加，质量增加后，加样枪机构的运动强度和运动惯性也越来越高，结构强度不足会极大的影响设备寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种全自动八通道加样枪横梁臂，可以有效解决现有加样设备在体积，加样速度，维修难度，噪音及设备寿命等多方面存在的缺陷，提高综合性能，所采取的技术方案是：
一种全自动八通道加样枪横梁臂，包括能够在X向、Y向和Z向相对于机架作直线运动的八组加样枪，其特征在于：所述机架包括型材框架，每组所述加样枪的重心位于所述所述型材框架之下。采取这样的设计，相比于其它加样设备重心大大降低，设备运行的平稳性大大提高。另外，采取这样的设计，在设备维修时，只需拆下设备外壳上的几颗螺钉，维修人员就可以简单方便的对电控部分进行维修和调试。这样的设计可以有效减少维修难度，提高生产调试和售后维修的工作效率。
进一步地，每组所述加样枪通过X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块实现在X向、Y向和Z向相对于所述型材框架作直线运动。
进一步地，所述型材框架整体呈矩形，包括两条较长的X向型材和两条较短的Y向型材，每条所述X向型材与其相邻的Y向型材通过角形连接件固接；在每条所述X向型材的外侧固设X向直线导轨；八通道横梁臂框架由型材搭建，同时配以多个三角形结构固定，加强整体结构稳定性和强度，提高设备运行稳定性和设备寿命。
进一步地，所述X向运动模块包括位于两条所述X向型材外侧的两个叉形的X向运动梁，每个所述X向运动梁的上端内侧分别固设两组X向滑块，每组所述X向滑块分别与X向直线导轨滑动配合；两个所述X向运动梁通过位于所述型材框架下方的两条Y向随动型材固接；靠近每条所述X向型材两端的下表面固设X向极限位置防护块；在两条所述X向型材范围内的两条所述Y向随动型材的上端固设顶电气安装板，所述顶电气安装板上固设轴向沿Y向的第一伺服电机、两块板面沿X向的法兰板，两块所述法兰板中部枢设第一主动同步带轮，所述第一主动同步带轮两侧分别枢设导向轮，所述第一伺服电机的电机轴穿过所述法兰板后与所述第一主动同步带轮固接，第一同步带绕设在第一主动同步带轮的下缘、两个所述导向轮的上缘且两端分别固接在两条所述Y向型材的内侧；使用两个直线导轨固定八通道运动机构，可以有效减少八通道运动机构运行时的阻力，减少电控机构负载，增加设备运行流畅度。使用伺服电机进行驱动，该电机与其它电机如步进电机相比，有如下优点：1、精度高，实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；2、转速高，高速性能优异，一般额定转速能达到2000-3000转，而步进电机的转速最高不过600转左右，一般为三百转，速度提升5-10倍；3、抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速启动的场合特别适用；4、低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的振动，大噪声的现象；5、电机加减速动态时间短，一般在几十毫秒之内，而步进电机的加减速时间为0.1-1S；6、相比于步进电机，伺服电机的发热和噪音要明显降低。相比于其它加样传动机构将电机安装于机构两端，本发明将伺服电机固定在八通道运动机构上，在八通道横梁臂的两端固定一根穿过伺服电机齿轮的同步带并张紧，使电机与八通道运动机构模块一起运动，这样的设计可以有效缩小设备体积。
所述Y向运动模块包括分别固设在两个所述X向运动梁的叉端之间镜像对称的Y向运动模组A、Y向运动模组B和双出轴电机；所述Y向运动模组A或Y向运动模组B包括Y向运动梁，所述Y向运动梁上下各固设一个Y向直线导轨、中部开设沿Y向的长槽，与上下两个所述Y向直线导轨滑动配合设置两个Y向滑块，两个所述Y向滑块的内侧面固接分针板，所述分针板中部设置沿Y向的长圆槽，所述分针板上、所述长圆槽的上下各设置两道共四道Y向分针导轨，每个所述Y向分针导轨上配合设置两个分针滑块，所述Y向运动模组A的四组所述分针滑块对插分布，所述Y向运动模组B的四组所述分针滑块同样对插分布，所述分针滑块共计八组镜像对称；所述长槽的两端分别枢设第二主动同步带轮和第二从动同步带轮，所述第二主动同步带轮和第二从动同步带轮上绕设第二同步带，同步带连扳与所述第二同步带固接且位于所述Y向运动梁的内侧，所述同步带连扳上枢设蜗杆状的分针凸轮，所述分针凸轮通过固设在所述分针板上的分针步进电机带动，分针轴的一端与所述分针凸轮上的沟槽滑动配合；所述双出轴电机的两端电机轴分别与Y向运动模组A和Y向运动模组B的第二主动同步带轮固接；八组加样枪四个一组对称排布，有效减少设备体积；
所述Z向运动模块包括分别固设在每个分针滑块上的提针单元架，所述提针单元架上端固设提针步进电机、下端枢设第三从动同步带轮，所述提针步进电机的电机轴穿过所述提针单元架后固接第三主动同步带轮，所述第三主动同步带轮和第三从动同步带轮上绕设第三同步带，所述第三同步带上固设同步带压板，所述同步带压板上固设通道模组，所述通道模组包括泵模组，所述泵模组包括加样针。
进一步地，所述Z向运动模块还包括能够使机械手模块的机械手沿Z向伸缩的机械手Z向运动模块。
进一步地，每条所述X向型材与其相邻的Y向型材通过角形加强件固接，两条所述Y向型材中部通过加强轴固接。
进一步地，所述第一同步带的其中一端连接与所述Y向型材内侧固接的张紧机构。
进一步地，所述提针单元架与所述分针滑块相对面上开设盲孔，所述分针轴的另一端插入所述盲孔内。
进一步地，还包括机械手Y向行程加长模组，所述机械手Y向行程加长模组包括与所述分针板固接的机械手连接板，所述机械手连接板的下表面固设Y向机械手导轨、机械手直线电机，与所述Y向机械手导轨配合设置机械手滑块，所述机械手滑块上固设联座，所述机械手直线电机的电机轴固设丝杠，与所述丝杠螺接螺母，所述螺母固接所述联座，所述联座固接所述机械手模块。该机械手模块可以随八组加样枪运动机构一起运动，在此基础上，它还拥有一个由直线步进电机提供动力的传动机构，这样的结构可以有效提高设备作业效率，使机械手抓板和加样枪加样动作不再矛盾，提高实验速度。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
使用型材搭建框架，提高机构结构强度，提升设备寿命。伺服电机与加样枪运动机构一体式设计，可以有效减少设备体积。使用伺服电机进行驱动，运动表现好，提高设备加样速度和稳定性。高集成性电控机构安装在横梁臂上方，一方面降低维修难度，提高维修效率，另一方面缩小设备体积。
附图说明
图1是本发明型材框架的结构示意图。
图2是图1中虚框处的局部放大图。
图3是本发明型材框架和X向运动模块的结构示意图。
图4是图3中虚框处的局部放大图。
图5是本发明型材框架和X向运动模块另一视角的结构示意图。
图6是图5中虚框处的局部放大图。
图7是本发明X向运动梁和去除机械手模组的Y向运动模块的结构示意图。
图8是本发明X向运动梁和去除机械手模组的Y向运动模块另一视角的结构示意图。
图9是本发明Y向运动模组A的结构示意图。
图10是图9中虚框处的局部放大图。
图11是本发明Y向运动模组A另一视角的结构示意图。
图12是本发明机械手模块和机械手Y向行程加长模组的结构示意图。
图13是本发明Z向运动模块的结构示意图。
图14是本发明八通道加样枪机械臂的整体结构示意图。
图15是本发明八通道加样枪机械臂整体结构另一视角的示意图。
具体实施方式
参见附图，一种全自动八通道加样枪横梁臂，包括能够在X向、Y向和Z向相对于机架作直线运动的八组加样枪，其特征在于：所述机架包括型材框架100，每组所述加样枪的重心位于所述所述型材框架100之下。
每组所述加样枪通过X向运动模块200、Y向运动模块300和Z向运动模块400实现在X向、Y向和Z向相对于所述型材框架100作直线运动。
所述型材框架100整体呈矩形，包括两条较长的X向型材101和两条较短的Y向型材102，每条所述X向型材101与其相邻的Y向型材102通过角形连接件103固接；在每条所述X向型材101的外侧固设X向直线导轨105；
所述X向运动模块200包括位于两条所述X向型材101外侧的两个叉形的X向运动梁201，每个所述X向运动梁201的上端内侧分别固设两组X向滑块202，每组所述X向滑块202分别与X向直线导轨105滑动配合；两个所述X向运动梁201通过位于所述型材框架100下方的两条Y向随动型材203固接；靠近每条所述X向型材101两端的下表面固设X向极限位置防护块204；在两条所述X向型材101范围内的两条所述Y向随动型材203的上端固设顶电气安装板205，所述顶电气安装板205上固设轴向沿Y向的第一伺服电机206、两块板面沿X向的法兰板208，两块所述法兰板208中部枢设第一主动同步带轮207，所述第一主动同步带轮207两侧分别枢设导向轮209，所述第一伺服电机206的电机轴穿过所述法兰板208后与所述第一主动同步带轮207固接，第一同步带210绕设在第一主动同步带轮207的下缘、两个所述导向轮209的上缘且两端分别固接在两条所述Y向型材102的内侧；
所述Y向运动模块300包括分别固设在两个所述X向运动梁201的叉端之间镜像对称的Y向运动模组A310、Y向运动模组B320和双出轴电机330；所述Y向运动模组A310或Y向运动模组B包括Y向运动梁301，所述Y向运动梁301上下各固设一个Y向直线导轨302、中部开设沿Y向的长槽303，与上下两个所述Y向直线导轨302滑动配合设置两个Y向滑块304，两个所述Y向滑块304的内侧面固接分针板305，所述分针板305中部设置沿Y向的长圆槽306，所述分针板305上、所述长圆槽306的上下各设置两道共四道Y向分针导轨307，每个所述Y向分针导轨307上配合设置两个分针滑块315，所述Y向运动模组A310的四组所述分针滑块315对插分布，所述Y向运动模组B320的四组所述分针滑块315同样对插分布，所述分针滑块315共计八组镜像对称；所述长槽303的两端分别枢设第二主动同步带轮308和第二从动同步带轮309，所述第二主动同步带轮308和第二从动同步带轮309上绕设第二同步带311，同步带连扳312与所述第二同步带311固接且位于所述Y向运动梁301的内侧，所述同步带连扳312上枢设蜗杆状的分针凸轮313，所述分针凸轮313通过固设在所述分针板305上的分针步进电机314带动，分针轴的一端与所述分针凸轮313上的沟槽滑动配合；所述双出轴电机330的两端电机轴分别与Y向运动模组A310和Y向运动模组B320的第二主动同步带轮308固接；
所述Z向运动模块400包括分别固设在每个分针滑块315上的提针单元架401，所述提针单元架401上端固设提针步进电机402、下端枢设第三从动同步带轮403，所述提针步进电机402的电机轴穿过所述提针单元架401后固接第三主动同步带轮404，所述第三主动同步带轮404和第三从动同步带轮403上绕设第三同步带405，所述第三同步带405上固设同步带压板，所述同步带压板上固设通道模组，所述通道模组包括泵模组，所述泵模组包括加样针。
所述Z向运动模块400还包括能够使机械手模块500的机械手501沿Z向伸缩的机械手Z向运动模块。
每条所述X向型材101与其相邻的Y向型材102通过角形加强件104固接，两条所述Y向型材102中部通过加强轴106固接。
所述第一同步带210的其中一端连接与所述Y向型材102内侧固接的张紧机构。
所述提针单元架401与所述分针滑块315相对面上开设盲孔406，所述分针轴的另一端插入所述盲孔406内。
还包括机械手Y向行程加长模组340，所述机械手Y向行程加长模组340包括与所述分针板305固接的机械手连接板341，所述机械手连接板341的下表面固设Y向机械手导轨342、机械手直线电机343，与所述Y向机械手导轨342配合设置机械手滑块344，所述机械手滑块344上固设联座345，所述机械手直线电机343的电机轴固设丝杠346，与所述丝杠346螺接螺母，所述螺母固接所述联座345，所述联座345固接所述机械手模块500。
Claims (5)
1.一种全自动八通道加样枪横梁臂，包括能够在X向、Y向和Z向相对于机架作直线运动的八组加样枪，其特征在于：所述机架包括型材框架（100），每组所述加样枪的重心位于所述型材框架（100）之下；
每组所述加样枪通过X向运动模块（200）、Y向运动模块（300）和Z向运动模块（400）实现在X向、Y向和Z向相对于所述型材框架（100）作直线运动；
所述型材框架（100）整体呈矩形，包括两条较长的X向型材（101）和两条较短的Y向型材（102），每条所述X向型材（101）与其相邻的Y向型材（102）通过角形连接件（103）固接；在每条所述X向型材（101）的外侧固设X向直线导轨（105）；
所述X向运动模块（200）包括位于两条所述X向型材（101）外侧的两个叉形的X向运动梁（201），每个所述X向运动梁（201）的上端内侧分别固设两组X向滑块（202），每组所述X向滑块（202）分别与X向直线导轨（105）滑动配合；两个所述X向运动梁（201）通过位于所述型材框架（100）下方的两条Y向随动型材（203）固接；靠近每条所述X向型材（101）两端的下表面固设X向极限位置防护块（204）；在两条所述X向型材（101）范围内的两条所述Y向随动型材（203）的上端固设顶电气安装板（205），所述顶电气安装板（205）上固设轴向沿Y向的第一伺服电机（206）、两块板面沿X向的法兰板（208），两块所述法兰板（208）中部枢设第一主动同步带轮（207），所述第一主动同步带轮（207）两侧分别枢设导向轮（209），所述第一伺服电机（206）的电机轴穿过所述法兰板（208）后与所述第一主动同步带轮（207）固接，第一同步带（210）绕设在第一主动同步带轮（207）的下缘、两个所述导向轮（209）的上缘且两端分别固接在两条所述Y向型材（102）的内侧；
所述Y向运动模块（300）包括分别固设在两个所述X向运动梁（201）的叉端之间镜像对称的Y向运动模组A（310）、Y向运动模组B（320）和双出轴电机（330）；所述Y向运动模组A（310）或Y向运动模组B包括Y向运动梁（301），所述Y向运动梁（301）上下各固设一个Y向直线导轨（302）、中部开设沿Y向的长槽（303），与上下两个所述Y向直线导轨（302）滑动配合设置两个Y向滑块（304），两个所述Y向滑块（304）的内侧面固接分针板（305），所述分针板（305）中部设置沿Y向的长圆槽（306），所述分针板（305）上、所述长圆槽（306）的上下各设置两道共四道Y向分针导轨（307），每个所述Y向分针导轨（307）上配合设置两个分针滑块（315），所述Y向运动模组A（310）的四组所述分针滑块（315）对插分布，所述Y向运动模组B（320）的四组所述分针滑块（315）同样对插分布，所述分针滑块（315）共计八组镜像对称；所述长槽（303）的两端分别枢设第二主动同步带轮（308）和第二从动同步带轮（309），所述第二主动同步带轮（308）和第二从动同步带轮（309）上绕设第二同步带，同步带连扳（312）与所述第二同步带固接且位于所述Y向运动梁（301）的内侧，所述同步带连扳（312）上枢设蜗杆状的分针凸轮（313），所述分针凸轮（313）通过固设在所述分针板（305）上的分针步进电机（314）带动，分针轴的一端与所述分针凸轮（313）上的沟槽滑动配合；所述双出轴电机（330）的两端电机轴分别与Y向运动模组A（310）和Y向运动模组B（320）的第二主动同步带轮（308）固接；
所述Z向运动模块（400）包括分别固设在每个分针滑块（315）上的提针单元架（401），所述提针单元架（401）上端固设提针步进电机（402）、下端枢设第三从动同步带轮（403），所述提针步进电机（402）的电机轴穿过所述提针单元架（401）后固接第三主动同步带轮（404），所述第三主动同步带轮（404）和第三从动同步带轮（403）上绕设第三同步带（405），所述第三同步带（405）上固设同步带压板，所述同步带压板上固设通道模组，所述通道模组包括泵模组，所述泵模组包括加样针。
2.根据权利要求1所述的一种全自动八通道加样枪横梁臂，其特征在于：所述Z向运动模块（400）还包括能够使机械手模块（500）的机械手（501）沿Z向伸缩的机械手Z向运动模块。
3.根据权利要求1所述的一种全自动八通道加样枪横梁臂，其特征在于：每条所述X向型材（101）与其相邻的Y向型材（102）通过角形加强件（104）固接，两条所述Y向型材（102）中部通过加强轴（106）固接。
4.根据权利要求1所述的一种全自动八通道加样枪横梁臂，其特征在于：所述提针单元架（401）与所述分针滑块（315）相对面上开设盲孔（406），所述分针轴的另一端插入所述盲孔（406）内。
5.根据权利要求2所述的一种全自动八通道加样枪横梁臂，其特征在于：还包括机械手Y向行程加长模组（340），所述机械手Y向行程加长模组（340）包括与所述分针板（305）固接的机械手连接板（341），所述机械手连接板（341）的下表面固设Y向机械手导轨（342）、机械手直线电机（343），与所述Y向机械手导轨（342）配合设置的机械手滑块（344），所述机械手滑块（344）上固设联座（345），所述机械手直线电机（343）的电机轴固设丝杠（346），与所述丝杠（346）螺接的螺母，所述螺母固接所述联座（345），所述联座（345）固接所述机械手模块（500）。
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