CN110408522B - 一种血培养自动取样加样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种血培养自动取样加样系统。该系统，包括取样器夹取装置、取样器插入装置和左右移载装置，左右移载装置水平设置。通过左右移载装置实现整个系统的水平移动，实现取样器与血培瓶的精准定位；取样器插入装置通过插入机构将取样器的针头插入到血培瓶中，通过取样机构控制取样器的活塞运动，实现取样和加样。通过取样器夹取装置，实现取样器的自动抓取，接种完成后，实现取样器的自动丢弃；在凸轮的上下两面设置上凸轮滑槽和下凸轮滑槽，分别控制夹爪开合连杆和夹爪前后连杆运动，进行实现初始位(夹爪闭合)、夹爪前伸、夹爪打开、夹爪再前伸、夹爪闭合抓取、夹爪后退和初始位(夹爪闭合)复杂动作。

Description

一种血培养自动取样加样系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种血培养自动取样加样系统。

背景技术

在医学临床中，通过血培养可以查明病人血中的病原菌，以便及时准确的进行针对性的治疗，所以血培养是医学临床化验室中重要的检验项目之一。为查明血液中的病原菌，通常是把静脉穿刺获得的病人血液接种到血液培养仪器进行培养，以得到准确的诊断结果。

在血培养过程中，需要采用取样器对血液样本进行取样加样。现有技术，一般是采用人工的形式进行，自动化程度低，劳动强度高，易对医护人员造成感染。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种自动化程度高的血培养自动取样加样系统。

本发明采用的技术方案是：一种血培养自动取样加样系统，其特征在于：包括取样器夹取装置、取样器插入装置和左右移载装置，所述左右移载装置水平设置，所述取样器插入装置竖直设置在左右移载装置上，能沿左右移载装置的X轴导轨运动；所述取样器夹取装置的夹爪水平运动，将取样器夹住或松开；所述取样器插入装置通过插入电机驱动取样器竖直运动，带动取样器针头插入血培瓶内，所述取样器插入装置的取样连杆竖直运动，带动取样器活塞杆竖直运动，完成加样或取样。

作为优选，所述左右移载装置包括移载支架、固定安装在移载支架一端的移载电机和水平设置的X轴导轨，所述移载电机通过联轴器与水平丝杆连接，所述丝杆通过轴承与移载支架连接，所述丝杆上设有螺母，所述螺母与连接块固定连接，所述取样器插入装置设置在连接块上。

进一步的，所述取样器插入装置包括插入机构和取样机构，所述插入机构包括固定在连接块上端的插入电机和Z轴导轨，所述插入电机通过联轴器与竖直丝杆连接，所述竖直丝杆通过轴承与连接块连接，所述竖直丝杆上设有螺母，所述螺母与取样固定板固定连接，所述取样机构设置在取样固定板上。

更进一步的，所述取样机构包括取样电机、取样转盘、取样连杆和取样限位块，所述取样电机、取样转盘和取样连杆设置在取样固定板上，所述取样连杆上端与取样转盘连接，下端设有卡住取样器活塞杆的取样限位块；所述取样电机通过取样转盘带动取样连杆竖直运动，从而通过取样限位块带动活塞杆竖直运动。

更进一步的，所述取样器夹取装置包括凸轮上固定板、凸轮下固定板、夹爪开合连杆、夹爪前后连杆、夹爪固定块和夹爪，及设置在凸轮上固定板和凸轮下固定板之间的凸轮；所述凸轮通过凸轮转轴和轴承设置在凸轮上固定板和凸轮下固定板之间，所述凸轮转轴与凸轮电机相连；所述凸轮上表面设有上凸轮滑槽，下表面设有下凸轮滑槽，所述夹爪前后连杆一端设置在下凸轮滑槽内，另一端与夹爪前后固定板连接，所述夹爪前后固定板设置在凸轮下固定板上；所述夹爪开合连杆一端设置在上凸轮滑槽内，另一端与夹爪配合，所述夹爪通过夹爪固定轴设置在夹爪固定板上，所述夹爪固定板与夹爪前后固定板固定连接。

更进一步的，所述凸轮电机带动凸轮转动，所述夹爪前后连杆在下凸轮滑槽内相对运动，所述夹爪开合连杆在上凸轮滑槽内相对运动；初始位置，夹住处于闭合状态，所述凸轮电机转动，第一伸出段，夹爪前后连杆和夹爪开合连杆向取样器一侧同步移动，闭合的夹爪逐渐伸出；夹爪张开段，夹爪前后连杆停止移动，夹爪开合连杆继续向取样器一侧移动，夹爪逐渐张开；第二伸出段，夹爪前后连杆和夹爪开合连杆向取样器一侧继续同步移动，张开的夹爪继续伸出；夹爪抓取段，夹爪前后连杆停止移动，夹爪开合连杆向远离取样器一侧移动，张开的夹爪闭合将取样器夹紧；夹爪后退段，夹爪前后连杆和夹爪开合连杆向远离取样器一侧同步移动，直至回到初始位，凸轮电机停止转动。

更进一步的，所述夹爪前后固定板通过导轨设置在凸轮下固定板上，所述夹爪开合连杆通过导轨设置在夹爪前后固定板上。

更进一步的，所述夹爪开合连杆通过齿轮的形式与夹爪配合。

本发明取得的有益效果是：通过左右移载装置实现整个系统的水平移动，实现取样器与血培瓶的精准定位；取样器插入装置通过插入机构将取样器的针头插入到血培瓶中，通过取样机构控制取样器的活塞运动，实现取样和加样。通过取样器夹取装置，实现取样器的自动抓取，接种完成后，实现取样器的自动丢弃；在凸轮的上下两面设置上凸轮滑槽和下凸轮滑槽，分别控制夹爪开合连杆和夹爪前后连杆运动，进行实现初始位(夹爪闭合)、夹爪前伸、夹爪打开、夹爪再前伸、夹爪闭合抓取、夹爪后退和初始位(夹爪闭合)复杂动作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为左右移载装置的结构示意图；

图3为取样器插入装置的结构示意图；

图4为取样机构和取样器夹取装置的连接示意图；

图5-6为取样器夹取装置的结构示意图；

图7为凸轮的剖视图；

图8为凸轮上表面的上凸轮滑槽结构示意图；

图9为凸轮下表面的下凸轮滑槽结构示意图；

图10为夹爪开合连杆在上凸轮滑槽内运动的时序图；

图11为夹爪前后连杆在下凸轮滑槽内运动的时序图；

图12-17为取样器夹取装置各个运动状态示意图；

附图标记：1、左右移载装置；11、移载电机；12、移载支架；13、连接块；2、取样器插入装置；21、插入机构；221、插入电机；22、取样机构；220、取样固定板；221、取样电机；222、取样转盘；223、取样连杆；224、取样限位块；3、取样器夹取装置；31、凸轮电机；32、凸轮上固定板；33、凸轮下固定板；34、凸轮；341、上凸轮滑槽；342、下凸轮滑槽；35、凸轮转轴；36、夹爪前后连杆；361、夹爪前后固定板；37、夹爪开合连杆；371、夹爪开合连杆齿条；38、夹爪；381、夹爪齿轮；382、夹爪固定板；4、取样器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种血培养自动取样加样系统，包括取样器夹取装置3、取样器插入装置2和左右移载装置1，左右移载装置1水平设置，通过移载电机11在丝杆螺母副的作用下，带动取样器夹取装置3和取样器插入装置2沿X轴导轨一起水平运动，将取样器4准确的移动到所需要的位置处(移动到血培瓶上方，为接种作准备；或移动到取样器存放处，抓取取样器)；取样器插入装置2通过连接块13竖直设置在左右移载装置1上，能沿左右移载装置1的X轴导轨运动，取样器插入装置2通过插入机构21将取样器4的针头插入到血培瓶中，通过取样机构22控制取样器4的活塞杆运动，实现取样和加样；取样器夹取装置3水平设置在取样器插入装置2的底部，通过夹爪38将取样器4夹住或松开，实现取样器4的抓取和丢弃。

如图2所示，左右移载装置1包括移载支架12、固定安装在移载支架12一端的移载电机11和水平设置的X轴导轨，移载电机11通过联轴器与水平丝杆连接，丝杆的两端均通过轴承与移载支架12连接，丝杆上设有螺母，螺母与连接块13固定连接，取样器插入装置2设置在连接块13上。移载电机11转动，带动水平丝杆转动，在丝杆螺母副的作用下，螺母带动连接块13上的取样器插入装置2沿X轴导轨水平移动，将取样器插入装置2和取样器夹取装置3移动到指定位置处。

如图3所示，取样器插入装置2包括插入机构21和取样机构22，插入机构21包括固定在连接块13上端的插入电机211和Z轴导轨，插入电机211通过联轴器与竖直丝杆连接，竖直丝杆通过轴承与连接块13连接，竖直丝杆上设有螺母，螺母与取样固定板220固定连接，取样机构22设置在取样固定板220上。插入电机211转动，带动竖直丝杆转动，在丝杆螺母副的作用下，螺母带动取样固定板220上的取样机构22沿Z轴导轨竖直运动，进而将取样器4的针头插入到血培瓶中或从血培瓶中拔出。

取样机构22包括取样电机221、取样转盘222、取样连杆223和取样限位块224，取样电机221、取样转盘222和取样连杆223设置在取样固定板220上，取样连杆223上端与取样转盘222连接，下端设有卡住取样器4活塞杆的取样限位块224，通过取样转盘222和取样连杆223将取样电机221的旋转运动转化成竖直方向的直线运动；取样电机221通过取样转盘222带动取样连杆223竖直运动，进一步通过取样限位块224带动取样器4的活塞杆竖直运动，取样器4的针头插入到血培瓶中后，完成取样加样。

如图4-6所示，取样器夹取装置3包括凸轮上固定板32、凸轮下固定板33、夹爪开合连杆37、夹爪前后连杆36、夹爪固定块382和夹爪38，及设置在凸轮上固定板32和凸轮下固定板33之间的凸轮34；凸轮34通过凸轮转轴35和轴承设置在凸轮上固定板32和凸轮下固定板33之间，凸轮转轴35与凸轮电机31相连；凸轮34上表面设有上凸轮滑槽341，下表面设有下凸轮滑槽342，夹爪前后连杆36一端设置在下凸轮滑槽342内，另一端与夹爪前后固定板361连接，夹爪前后固定板361设置在凸轮下固定板33上；夹爪开合连杆37一端设置在上凸轮滑槽341内，另一端与夹爪38配合，夹爪38通过夹爪固定轴设置在夹爪固定板382上，夹爪固定板382与夹爪前后固定板361固定连接。

结合图7-17所示，凸轮电机31带动凸轮34转动，夹爪前后连杆36在下凸轮滑槽342内相对运动，夹爪开合连杆37在上凸轮滑槽341内相对运动。初始位置，夹住38处于闭合状态；第一伸出段，凸轮电机31转动，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37向取样器4一侧同步移动，闭合的夹爪38(夹爪不张开)逐渐向外伸出；夹爪张开段，凸轮电机31继续转动，夹爪前后连杆36停止移动，夹爪开合连杆37继续向取样器4一侧移动，在夹爪开合连杆37端部的夹爪开合连杆齿条371和夹爪齿轮381的配合作用下，夹爪38逐渐张开；第二伸出段，凸轮电机31继续转动，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37向取样器4一侧继续同步移动，完全张开的夹爪38继续向外伸出；夹爪抓取段，凸轮电机31继续转动，夹爪前后连杆36停止移动，夹爪开合连杆37向远离取样器4一侧移动，张开的夹爪38闭合将取样器4夹紧；夹爪后退段，凸轮电机31继续转动，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37向远离取样器4一侧同步移动，直至回到初始位，凸轮34转动恰好转动一圈，凸轮电机31停止转动，完成取样器4的抓取动作。

取样加样完成后，通过左右移载装置1将取样器夹取装置3运动到废弃箱处，凸轮电机31带动凸轮34转动，重复上述动作，将夹爪38上的一次性取样器4丢入废弃箱内。

如图10-11所示，初始状态时，夹爪38处于闭合状态；0°-10°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37均不动作；10°-80°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37同步运动，夹爪38第一次伸出；80°-115°时，夹爪前后连杆36不运动，夹爪开合连杆37继续向取样器4一侧运动，在夹爪开合连杆齿条371和夹爪齿轮381的配合作用下，夹爪38逐渐张开；115°-225°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37同步运动，夹爪38继续伸出；225°-250°时，夹爪前后连杆36不运动，夹爪开合连杆37向远离取样器4一侧运动，夹爪38闭合一段，将取样器4夹紧；250°-260°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37均不运动；260°-350°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37同步向远离取样器4一侧运动，夹爪38回退到初始位置；350°-360°时，夹爪前后连杆36和夹爪开合连杆37均不运动，动作完成。

本实施中，夹爪前后固定板361通过导轨设置在凸轮下固定板33上，夹爪开合连杆37通过导轨设置在夹爪前后固定板361上。

本实施例中，夹爪开合连杆37通过齿轮的形式与夹爪38配合传动，实现夹爪38的张合。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种血培养自动取样加样系统，其特征在于：包括取样器夹取装置(3)、取样器插入装置(2)和左右移载装置(1)，所述左右移载装置(1)水平设置，所述取样器插入装置(2)竖直设置在左右移载装置(1)上，能沿左右移载装置(1)的X轴导轨运动；所述取样器夹取装置(3)的夹爪水平运动，将取样器(4)夹住或松开；所述取样器插入装置(2)通过插入电机(211)驱动取样器(4)竖直运动，带动取样器(4)针头插入血培瓶内，所述取样器插入装置(2)的取样连杆(223)竖直运动，带动取样器(4)活塞杆竖直运动，完成加样或取样；

所述左右移载装置(1)包括移载支架(12)、固定安装在移载支架(12)一端的移载电机(11)和水平设置的X轴导轨，所述移载电机(11)通过联轴器与水平丝杆连接，所述丝杆通过轴承与移载支架(12)连接，所述丝杆上设有螺母，所述螺母与连接块(13)固定连接，所述取样器插入装置(2)设置在连接块(13)上；所述取样器插入装置(2)包括插入机构(21)和取样机构(22)，所述插入机构(21)包括固定在连接块(13)上端的插入电机(211)和Z轴导轨，所述插入电机(211)通过联轴器与竖直丝杆连接，所述竖直丝杆通过轴承与连接块连接，所述竖直丝杆上设有螺母，所述螺母与取样固定板(220)固定连接，所述取样机构(22)设置在取样固定板(220)上；所述取样机构(22)包括取样电机(221)、取样转盘(222)、取样连杆(223)和取样限位块(224)，所述取样电机(221)、取样转盘(222)和取样连杆(223)设置在取样固定板(220)上，所述取样连杆(223)上端与取样转盘(222)连接，下端设有卡住取样器(4)活塞杆的取样限位块(224)；所述取样电机(221)通过取样转盘(222)带动取样连杆(223)竖直运动，从而通过取样限位块(224)带动活塞杆竖直运动；所述取样器夹取装置(3)包括凸轮上固定板(32)、凸轮下固定板(33)、夹爪开合连杆(37)、夹爪前后连杆(36)、夹爪固定块(382)和夹爪(38)，及设置在凸轮上固定板(32)和凸轮下固定板(33)之间的凸轮(34)；所述凸轮(34)通过凸轮转轴(35)和轴承设置在凸轮上固定板(32)和凸轮下固定板(33)之间，所述凸轮转轴(35)与凸轮电机(31)相连；所述凸轮(34)上表面设有上凸轮滑槽(341)，下表面设有下凸轮滑槽(342)，所述夹爪前后连杆(36)一端设置在下凸轮滑槽(342)内，另一端与夹爪前后固定板(361)连接，所述夹爪前后固定板(361)设置在凸轮下固定板(33)上；所述夹爪开合连杆(37)一端设置在上凸轮滑槽(341)内，另一端与夹爪(38)配合，所述夹爪(38)通过夹爪固定轴(35)设置在夹爪固定板(381)上，所述夹爪固定板(381)与夹爪前后固定板(361)固定连接；所述凸轮电机(31)带动凸轮(34)转动，所述夹爪前后连杆(36)在下凸轮滑槽(342)内相对运动，所述夹爪开合连杆(37)在上凸轮滑槽(341)内相对运动；初始位置，夹爪处于闭合状态，所述凸轮电机(31)转动，第一伸出段，夹爪前后连杆(36)和夹爪开合连杆(37)向取样器(4)一侧同步移动，闭合的夹爪(38)逐渐伸出；夹爪张开段，夹爪前后连杆(36)停止移动，夹爪开合连杆(37)继续向取样器(4)一侧移动，夹爪(38)逐渐张开；第二伸出段，夹爪前后连杆(36)和夹爪开合连杆(37)向取样器(4)一侧继续同步移动，张开的夹爪(38)继续伸出；夹爪抓取段，夹爪前后连杆(36)停止移动，夹爪开合连杆(37)向远离取样器(4)一侧移动，张开的夹爪(38)闭合将取样器(4)夹紧；夹爪后退段，夹爪前后连杆(36)和夹爪开合连杆(37)向远离取样器(4)一侧同步移动，直至回到初始位，凸轮电机(31)停止转动。

2.根据权利要求1所述的血培养自动取样加样系统，其特征在于：所述夹爪前后固定板(361)通过导轨设置在凸轮下固定板(33)上，所述夹爪开合连杆(37)通过导轨设置在夹爪前后固定板(361)上。

3.根据权利要求1所述的血培养自动取样加样系统，其特征在于：所述夹爪开合连杆(37)通过齿轮的形式与夹爪(38)配合。

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