CN109109010A - 一种容器夹取控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容器夹取装置，装置包括：固定在竖直支撑板上的直线电机，直线电机中的电机轴在竖直方向上运动；与直线电机的电机轴呈一体成型或者可拆卸式连接的从动轴；套设在从动轴上的传动轴；与传动轴连接的夹爪座，夹爪座上安装有夹爪；传动轴上设置有推杆，且与夹爪连接；传动轴上设置有连接部，连接部的下方套设一压簧；传动轴的连接部用于对压簧的压缩状态进行控制，并控制传动轴上的推杆向下或者向上运动，进而带动夹爪座上的夹爪张开或者闭合，以实现对容器的夹取。本发明通过采用直线电机并配合压簧的作用来控制夹爪张开或者闭合，显著地增加了夹取的平稳性，并且压簧可以使卡爪实现常闭形式，保证闭合力的一致性。

Description

一种容器夹取控制装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种容器夹取控制装置及方法。

背景技术

随着IVD（in vitro diagnostic products，体外诊断产品）行业的不断发展，人们对检验设备的分析速度提出了更高的要求，因此，对于机械结构来讲，保证快速，准确，稳定可靠地提供样本是当前人们不断追求的方向。

当前样本杯、试剂杯等容器的夹取机构已经很多类别。但是当前市场上有的夹爪大都通过电磁驱动器进行驱动，该机构的弊端是可靠性差，夹持力不一致，容易受外界因素影响，并且驱动力随时间会产生衰减，久而久之稳定性就无法得到保证。还有一些夹取装置的夹爪闭合动作是通过拉簧实现的，但是拉簧工作时间久了就会发生断裂的情形，直接导致夹指失效。由此可见，现有技术中的容器夹取装置大多都存在结构复杂，体积庞大，控制复杂，速度不高，稳定性差等问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种容器夹取控制装置与方法，旨在解决现有技术中的容器夹取装置结构复杂，体积大，工作速度低，工作不可靠的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种容器夹取控制装置，其中，装置包括：竖直支撑板；

固定在所述竖直支撑板上的直线电机，所述直线电机中的电机轴在竖直方向上运动；

与所述直线电机的电机轴呈一体成型或可拆卸式连接的从动轴；

套设在所述从动轴上的传动轴；

与所述传动轴的推杆转动连接的夹爪；

所述夹爪设置在夹爪座上，且所述夹爪座套设在所述传动轴上；

所述传动轴上设置有与从动轴套接的连接部，所述连接部的下方套设一压簧，所述压簧位于所述连接部与夹爪座之间；所述传动轴的连接部用于对压簧的压缩状态进行控制，并控制传动轴上的推杆向下或者向上运动，进而带动所述夹爪座上的夹爪张开或者闭合，以实现对容器的夹取。

优选地，所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述传动轴上设置第一圆孔，所述推杆设置在所述第一圆孔内，并通过紧定螺钉进行刚性连接。

优选地，所述卡爪包括：对称设置的左夹指与右夹指，所述左夹指与右夹指分别通过销轴与夹爪座连接，所述左夹指与右夹指上分别设置有安装孔，所述推杆贯穿所述安装孔，通过推杆的运动控制左夹指与右夹指之间实现张开或闭合。

优选地，所述的容器夹取控制装置，其中，所述销轴上设置有法兰轴承，所述法兰轴承用于减少销轴转动时的干摩擦。

优选地，夹爪座上设置一条形孔，传动轴的推杆设置在所述条形孔内；

当所述推杆在所述条形孔内上下运动时，带动左夹指和右夹指绕各自的销轴旋转，实现左夹指和右夹指的张开或者闭合。

优选地，装置还包括：固定在所述竖直支撑板上的槽型光耦，且所述槽型光耦设置在所述直线电机的上方；所述槽型光耦用于检测直线电机的电机轴的复位状态。

优选地，所述从动轴上设置一限位杆，所述传动轴的连接部上对应设置一限位槽，所述限位槽用于对所述限位杆进行限定，防止所述从动轴转动。

优选地，所述从动轴上设置圆孔，所述限位杆安装在所述圆孔内，并通过紧定螺钉进行刚性连接。

一种容器夹取控制方法，其中，所述方法包括：

步骤A、直线电机通过电机轴带动从动轴向下运动，并当从动轴上的限位杆接触到传动轴的限位槽的最低点时，控制传动轴向下运动，并对压簧进行压缩；

步骤B、传动轴克服压簧的弹力带动推杆向下运动，并通过通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指打开；

步骤C、当直线电机通过电机轴带动从动轴向上运动，在压簧的作用下传动轴带动推杆也向上运动，通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指闭合，闭合的过程中对容器进行夹取。

优选地，所述方法还包括：

当预设的槽型光耦检测到电机轴时，则判定电机轴已复位，此时卡爪的左夹指与右夹指成闭合状态。

本发明的有益效果：本发明通过采用直线电机并配合传动轴上压簧的作用来控制夹爪张开或者闭合，结构简单，体积小，工作速度高，且显著地增加了夹取的平稳性，并且压簧不易发生损坏，且可以使卡爪实现常闭形式，保证闭合力的一致性，使得卡爪的可靠性得到保证。

附图说明

图1是本发明的容器夹取控制装置的轴测结构示意图。

图2是本发明的容器夹取控制装置中从动轴与传功轴的连接结构示意图。

图3是本发明的容器夹取控制方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由于现有技术中的容器夹取装置大多都存在结构复杂，体积庞大，控制复杂，速度不高，稳定性差等问题。因此本发明提供一种容器夹取装置，如图1中所示，所述装置包括：支撑板10，通过水平横板20固定在所述竖直支撑板10上的直线电机30，所述直线电机30中的电机轴40在竖直方向上运动；与所述直线电机30的电机轴40与所述直线电机的电机轴呈一体成型或可拆卸式连接的从动轴50； 套设在所述从动轴50上的传动轴60；与所述传动轴60的推杆610转动连接的夹爪80；所述夹爪80设置在夹爪座70上，且所述夹爪座70套设在所述传动轴60上。从图1中可以看出，本实施例中的容器夹取装置通过直线电机30控制电机轴40带动传动轴60在竖直方向上运动的。并且进一步地，本实施例中的所述传动轴60上设置有推杆610，且与所述夹爪连接；所述传动轴60上设置有与从动轴50套接的连接部620（连接部620使得传动轴60成阶梯轴的状态），所述连接部620的下方套设一压簧90。压簧90的上端是连接部620，下端是卡爪座70，即压簧90设置在连接部620与卡爪座70之间。当传动轴60向下运动时，连接部620就会对压簧90进行压缩，且传动轴60上的推杆610也会向下运动，进而带动所述夹爪座70上的夹爪张开或者闭合，以实现对容器的夹取。

本实施例主要是利用直线电机代替传统的电磁驱动器，结构简单，可以使夹取装置控制更加稳定。此外，本实施例中还在直线电机的传动轴60上搭配压簧，相对于传统的拉簧来说，本发明的压簧不易发生损坏，并且可以使卡爪实现常闭形式，以及保证闭合力的一致性。

具体地，从图1中可以看出，在本实施例中，直线电机30的电机轴40是与从动轴50连接，从动轴50上又套设一传动轴60，推杆610又是设置在传动轴60上的。因此当直线电机30控制电机轴40在竖直方向上下运动时，就可以通过从动轴50带动传动轴60也实现上下运动。参照图1，本实施例中的传动轴60上的连接部620是用来与从动轴50套设连接的，并且连接部620的尺寸是大于传动轴60其他部位的尺寸，因此相当于一个阶梯轴。当从动轴50向下运动时，就会推动传动轴60连接部620向下运动，并且对连接部620下方的压簧90进行压缩。传动轴60在向下运动的同时，带动推杆610向下运动。

进一步地，本实施例中的推杆610是设置在传动轴60的第一圆孔内，并且通过紧定螺钉进行刚性连接，以防止推杆610从传动轴60脱落。此外，参照图1，本实施例中的传动轴60是伸至夹爪座70的内部，因此推杆610也是位于夹爪座70的内部的。较佳地，本实施例中对推杆610的运动行程进行了限定，从图1中可以看出，本实施例中在夹爪座70上设置一条形孔710，推杆610设置在该条形孔710内运动（图1中仅可以显示推杆610在条形孔710的部分，真实情况推杆610的大部分是设置卡爪座70的内部）。当传动轴60因为直线电机30的驱动而上下运动时，传动轴60上的推杆610也同样在条形孔710内上下运动。

优选地，本实施例中，卡爪80包括左夹指810和右夹指820，左夹指810和右夹指820对称设置。左夹指810和右夹指820分别通过带有法兰轴承的销轴830安装在卡爪座70上，法兰轴承可以有效减少干摩擦。此外，本实施例中，所述左夹指810与右夹指820上分别设置有安装孔，推杆610贯穿所述安装孔，从而可以通过推杆610的运动来控制左夹指810与右夹指820之间的运动。当推杆610上下运动时就可以带动左夹指810和右夹指820绕着各自的销轴830转动，进而实现张开或者闭合，从而对容器实现夹取。本实施例中并不对推杆610与夹爪的之间的连接形式进行限定，只要推杆610在上下运动的时候，可以使销轴发生转动的形式即可，例如采用杠杆原理控制夹爪绕着销轴830转动。此外，由于所述法兰轴承是标准件，属于现有的产品，本实施例中不对法兰轴承与销轴的连接形式进行限定。

进一步地，本实施例中，对于传动轴60与从动轴50的套接方式如图2中所示。具体地，从动轴50上设置一限位杆510，所述传动轴60的连接部620上对应设置一限位槽630，所述限位槽630用于对所述限位杆510进行限定，防止所述从动轴50转动。具体地，从动轴50上设置圆孔，所述限位杆510安装在所述圆孔内，并通过紧定螺钉进行刚性连接，保证限位杆510不脱落。因此当直线电机启动时，由于限位槽630对限位杆510的旋转进行了限制，且电机轴40与从动轴50为刚性连接，从而限制了电机轴40的转动，使得电机轴可以进行直线运动。而限位杆510所带动来的转动力又被条形孔710所限制，从而使得电机轴40、从动轴50以及传动轴60均只能做直线运动，保证了整个装置的稳定性。并且，本实施例中的传动轴60上的限位槽630还起到对传动轴60的运动进行控制的作用。具体地，从动轴50受直线电机30的驱动向下运动，当从动轴50上的限位杆510接触到限位槽630的最低点时，传动轴60就会向下运动，进而对压簧90进行压缩，进而通过上述描述的通过推杆610控制卡爪80实现张开。而当直线电机30带动从动轴50往上运动时，压簧90不受压缩就会因弹力而恢复至原状，因此就会时传动轴60往上运动，进而通过推杆610控制卡爪80实现闭合。

优选地，为了使得直线电机30的驱动力与夹爪运动的驱动力分离，本实施例中将直线电机30的电机轴40与从动轴50通过螺纹连接（可拆卸式连接）。直线电机30的电机轴40在轴向上不与从动轴50进行相对滑动，使夹爪闭合时直线电机30电机轴40不对夹爪产生任何作用，这样就实现了夹爪驱动力完全由压簧90提供的目的，使夹爪闭合时的夹紧力具有一致性。当夹爪需要张开时，直线电机30会推动夹爪克服压簧90的作用力张开。本实施例中，电机轴40与从动轴50还可设置为一体成型结构（即电机轴40与从动轴50为同一根轴，同时也相当于从动轴50不设置），此时，电机轴40的动力直接作用在传动轴60上，从而控制卡爪的张开与闭合。

此外，当突然断电时，由于直线电机30自身的特性，会保持自锁，夹爪会因为直线电机30的自锁功能克服压簧90作用力保持夹爪张开。本发明的装置在初始状态使压簧90是不受压缩的，因此夹爪是处于闭合状态的，保证压簧90不受损坏。

进一步地，本实施例中，在直线电机30上方还设置有一槽型光耦100，槽型光耦100固定在所述竖直支撑板10上，且所述槽型光耦100用于检测直线电机30的电机轴40的复位，进而通过电机轴40是否复位来判断所述夹爪的开合状态。具体地，当槽型光耦100检测到所述电机轴40时，则说明电机轴40已复位，而电机轴复位的过程中会带动从动轴50以及传动轴60向上运动，进而带动推杆610在条形孔710内向上运动，从而带动左夹指810以及右夹指820闭合。而当槽型光耦100未检测到所述电机轴40时，则说明电机轴40未复位，此时的电机轴40带动动轴50以及传动轴60向下运动，进而带动推杆610在条形孔710内向下运动，从而带动左夹指810以及右夹指820张开。另外，本实施例还可以根据左夹指810和右夹指820的闭合行程来判断是否有容器。具体的，左夹指810和右夹指820的闭合行程相对于实际夹取行程有一段识别距离△d，通过该距离用来实现判杯功能。当左夹指810和右夹指820上有容器时，它的闭合行程为a，当左夹指810和右夹指820上没有容器时，左夹指810和右夹指820实际的闭合行程为a+△d，通过传感器在竖直上下运动的驱动杆上检测行程，就可以得知，当前闭合的左夹指810和右夹指820上是否有容器。

基于上述实施例，本发明还提供一种容器夹取控制方法，具体如图3所示。所述方法包括：

步骤S100、直线电机通过电机轴带动从动轴向下运动，并当从动轴上的限位杆接触到传动轴的限位槽的最低点时，控制传动轴向下运动，并对压簧进行压缩；

步骤S200、传动轴克服压簧的弹力带动推杆向下运动，并通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指打开；

步骤S300、当直线电机通过电机轴带动从动轴向上运动，在压簧的作用下传动轴带动推杆也向上运动，通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指闭合，闭合的过程中对容器进行夹取。

进一步地，所述方法包括：当预设的槽型光耦检测到电机轴时，则判定电机轴已复位，此时卡爪的左夹指与右夹指成闭合状态。

本发明通过采用直线电机并配合压簧的作用来控制夹爪张开或者闭合，结构简单，体积小，工作速度高，且显著地增加了夹取的平稳性，并且压簧不易发生损坏，且可以使卡爪实现常闭形式，保证闭合力的一致性，使得卡爪的可靠性得到保证。

综上所述，本发明提供了一种容器夹取控制装置及方法，装置包括：通过水平横板固定在竖直支撑板上的直线电机，直线电机中的电机轴在竖直方向上运动；与直线电机的电机轴呈一体成型或可拆卸式连接的从动轴； 套设在从动轴上的传动轴；与传动轴连接的夹爪座，夹爪座上安装有夹爪；传动轴上设置有推杆，且与夹爪连接；传动轴上设置有与从动轴套接的连接部，连接部的下方套设一压簧；传动轴的连接部用于对压簧的压缩状态进行控制，并控制传动轴上的推杆向下或者向上运动，进而带动夹爪座上的夹爪张开或者闭合，以实现对容器的夹取。本发明通过采用直线电机并配合压簧的作用来控制夹爪张开或者闭合，显著地增加了夹取的平稳性，并且压簧可以使卡爪实现常闭形式，保证闭合力的一致性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种容器夹取控制装置，其特征在于，装置包括：竖直支撑板；

固定在所述竖直支撑板上的直线电机，所述直线电机中的电机轴在竖直方向上运动；

与所述直线电机的电机轴呈一体成型或可拆卸式连接的从动轴；

套设在所述从动轴上的传动轴；所述传动轴上设置有推杆；

与所述传动轴的推杆转动连接的夹爪；

所述夹爪设置在夹爪座上，且所述夹爪座套设在所述传动轴上；

所述传动轴上设置有与从动轴套接的连接部，所述连接部的下方套设一压簧，所述压簧位于所述连接部与夹爪座之间；所述传动轴的连接部用于对压簧的压缩状态进行控制，并控制传动轴上的推杆向下或者向上运动，进而带动所述夹爪座上的夹爪张开或者闭合，以实现对容器的夹取。

2.根据权利要求1所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述传动轴上设置第一圆孔，所述推杆设置在所述第一圆孔内，并通过紧定螺钉进行刚性连接。

3.根据权利要求1所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述卡爪包括：对称设置的左夹指与右夹指，所述左夹指与右夹指分别通过销轴与夹爪座连接，所述左夹指与右夹指上分别设置有安装孔，所述推杆贯穿所述安装孔，通过推杆的运动控制左夹指与右夹指之间实现张开或闭合。

4.根据权利要求3所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述销轴上设置有法兰轴承，所述法兰轴承用于减少销轴转动时的干摩擦。

5.根据权利要求4所述的容器夹取控制装置，其特征在于，夹爪座上设置一条形孔，传动轴的推杆设置在所述条形孔内；

当推杆在所述条形孔内上下运动时，带动左夹指和右夹指绕各自的销轴旋转，实现左夹指和右夹指的张开或者闭合。

6.根据权利要求1所述的容器夹取控制装置，其特征在于，装置还包括：固定在所述竖直支撑板上的槽型光耦，且所述槽型光耦设置在所述直线电机的上方；所述槽型光耦用于检测直线电机的电机轴的复位状态。

7.根据权利要求1所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述从动轴上设置一限位杆，所述传动轴的连接部上对应设置一限位槽，所述限位槽用于对所述限位杆进行限定，防止所述从动轴转动。

8.根据权利要求7所述的容器夹取控制装置，其特征在于，所述从动轴上设置圆孔，所述限位杆安装在所述圆孔内，并通过紧定螺钉进行刚性连接。

9.一种容器夹取控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A、直线电机通过电机轴带动从动轴向下运动，并当从动轴上的限位杆接触到传动轴的限位槽的最低点时，控制传动轴向下运动，并对压簧进行压缩；

步骤B、传动轴克服压簧的弹力带动推杆向下运动，并通过通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指打开；

步骤C、当直线电机通过电机轴带动从动轴向上运动，在压簧的作用下传动轴带动推杆也向上运动，通过推杆的运动带动卡爪的左夹指与右夹指在夹爪座上转动，使左夹指与右夹指闭合，闭合的过程中对容器进行夹取。

10.根据权利要求9所述的容器夹取控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当预设的槽型光耦检测到电机轴时，则判定电机轴已复位，此时卡爪的左夹指与右夹指成闭合状态。