CN110501480A - 一种全自动血栓弹力图仪及其机械手 - Google Patents

一种全自动血栓弹力图仪及其机械手 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全自动血栓弹力图仪及其机械手，机械手包括传送装置、夹取机构、机械夹手，三者分别电连接控制装置；其中，传送装置用于按照预设路径控制夹取机构在样品架、样品混合工位、检测工位、弃样工位之间移动；夹取机构用于控制机械夹手升降、水平移动、水平旋转，夹取机构的固定端设于传送装置上；机械夹手用于夹取和放开上样杯的机械夹手，机械夹手设于夹取机构的活动端。本申请提供的机械手投入使用后，其替代人工控制上样杯在各个工位的转运，实现了减少操作人员的劳动量、提高工作效率的效果。

Description

一种全自动血栓弹力图仪及其机械手
技术领域
本发明涉及样本检测技术领域，更具体地说，涉及一种机械手。此外，本发明还涉及一种包括上述机械手的全自动血栓弹力图仪。
背景技术
目前市面上的血栓弹力图仪自动化程度不高，需要手动完成测试样品混合等操作，然后将上样杯手动置于检测单元才能进行检测，不仅耗费人力、时间，而且由于人力操作存在误差，使得测试结果存在较大的偏差。
综上所述，如何提高样品检测的自动化程度、减少检测所需的时间和劳动量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种机械手，其能够替代人工进行上样杯的在检测、混匀、废弃时的转运，降低了工人劳动量，提高了检测效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述机械手的全自动血栓弹力图仪。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机械手，包括：
用于按照预设路径控制夹取机构在样品架、样品混合工位、检测工位、弃样工位之间移动的传送装置；
用于控制所述机械夹手升降、水平移动、水平旋转的夹取机构，所述夹取机构的固定端设于所述传送装置上；
用于夹取和放开上样杯的机械夹手，所述机械夹手设于所述夹取机构的活动端；
控制装置，所述传送装置、夹取机构、机械夹手分别与所述控制装置电连接。
优选的，所述夹取机构包括升降机构、旋转电机、平移电机；所述升降机构的固定端与所述传送装置相连，所述升降机构的活动端与所述平移电机的壳体相连；所述旋转电机的驱动轴与所述机械夹手固定，所述旋转电机的壳体与齿条固定；所述平移电机的驱动轴套设固定有与所述齿条啮合的齿轮。
优选的，所述升降机构的固定端通过安装板与所述传送装置相连，所述升降机构的活动端设有电机支架，所述电机支架与所述平移电机的壳体固定，所述电机支架设有供所述齿条移动的凹槽。
优选的，所述电机支架包括与所述安装板滑动配合的侧板、设于所述侧板上端的顶板、设于与所述侧板下端的底板，所述升降机构设于所述顶板的上方，所述旋转电机、所述平移电机均设于所述顶板和所述底板之间。
优选的，所述传送装置包括X轴传送机构、Y轴传送机构；所述Y轴传送机构与所述X轴传送机构相连、用于控制所述X轴传送机构沿Y轴方向移动，所述X轴传送机构与所述第一安装板的固定、用于控制所述第一安装板沿X轴方向移动。
优选的，所述X轴传送机构包括X轴丝杠、X轴电机、X轴安装板；所述X轴安装板的端部与所述Y轴传送机构相连，所述X轴电机固定于所述X轴安装板、并通过X轴电机同步带控制所述X轴丝杠的丝杆旋转，所述X轴丝杠的螺母与所述第一安装板固定。
优选的，Y轴传送机构包括Y轴丝杠、Y轴电机、Y轴连接支架，所述Y轴电机通过Y轴电机同步带控制所述Y轴丝杠的丝杆旋转，所述Y轴连接支架一端与所述X轴安装板固定、另一端与所述Y轴丝杠的螺母固定。
一种全自动血栓弹力图仪，包括：上述任意一种机械手；设于样品混合工位、用于控制上样杯振动的混均振动机构；设于检测工位、用于对血样和试剂的混合样本进行检测的检测单元；设于弃样工位的废弃盒。
本申请提供的机械手包括传送装置、夹取机构、机械夹手、控制装置；其中，传送装置用于按照预设路径控制夹取机构移动；夹取机构设置在传送装置上，用于控制机械夹手升降、水平移动、水平旋转；机械夹手设于夹取机构的活动端，用于夹取和放开上样杯。
在工作过程中，夹取机构在传送装置的控制下先移动至样品架，机械夹手将样品架上的上样杯夹取固定；而后夹取机构依次移动至样品混合工位、检测工位、弃样工位，同时机械夹手配合进行夹紧和张开的操作，实现上样杯在各个工位的转运。
本申请提供的机械手投入使用后，其替代人工控制上样杯在各个工位的转运，实现了减少操作人员的劳动量、提高工作效率的效果。
本申请还提供了一种全自动血栓弹力图仪，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为机械手的结构示意图；
图2为机械手的俯视图；
图3为机械手的侧视图；
图4为全自动血栓弹力图仪的主视图；
图5为工作台的俯视图；
图6为夹取机构、机械夹手的结构示意图。
图1～6中的附图标记为：
X轴传送机构1、X轴电机同步带11、X轴电机12、X轴丝杠13、X轴安装板14；
Y轴传送机构2、Y轴连接支架21、Y轴电机22、Y轴丝杠23、Y轴电机同步带24；
夹取机构3、安装板31、电机支架32、旋转电机33、固定块34、机械夹手35、升降机构36、平移电机37、夹紧电机38；
工作台4、废弃盒5、上样杯6、检测单元7、混均振动机构8、样品架9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参考图1～6，本申请提供了一种机械手，包括传送装置、夹取机构3、机械夹手35，且三者分别与控制装置电连接。
传送装置用于按照预设路径控制夹取机构3在样品架9、样品混合工位、检测工位、弃样工位间移动。传送装置可以通过多种方式控制安装板31在多工位之间移动，例如，传送装置采用丝杠、传动带、转盘等结构实现传送效果。
夹取机构3用于控制机械夹手35升降、水平移动、水平旋转，夹取机构3的固定端设于传送装置上。更具体的，夹取机构3可以通过驱动部件联动的方式实现对机械夹手35的控制。例如，夹取机构3对机械夹手35的升降和水平移动控制过程，可以通过两个直线驱动机构的联动实现，直线驱动机构可采用电缸、气缸、丝杠；或者通过类似十字滑台的结构控制升降和水平移动。夹取机构3对机械夹手35的水平旋转可以通过电机的驱动轴进行控制。另外，此处优选夹取机构3控制机械夹手35水平旋转的角度为180度或360度，当然也可以进行其他角度的旋转。
机械夹手35用于夹取和放开上样杯6，机械夹手35设于夹取机构3的活动端。机械夹手35包括两个相对分布的触手，触手通过固定块34固定于夹取机构3。机械夹手35可以采用夹紧电机38控制触手移动，从而调整两个触手的间距，实现夹紧和张开过程；或者机械夹手35采用夹爪气缸进行工作。
控制装置可以为常用的可编程逻辑控制器，其通过预设的程序控制传送装置、夹取机构3、机械夹手35进行连贯动作，使三者配合完成转运上样杯6的流水作业。另外，控制装置可以采用坐标控制运动系统，能够有效地控制所有的样品和试剂及检测的精度。
在工作过程中，操作人员手动操作、或者利用tip机构自动抽取血样和试剂于上样杯6中，传送装置控制夹取机构3移动至工作台4的样品架9上方后，夹取机构3动作、并带动机械夹手35位于上样杯6的侧部，而后机械夹手35控制触手夹紧上样杯6；随后传送装置控制夹取机构3移动至样品混合工位，机械夹手35将抓取的上样杯6放置混均振动机构8中，待混合完毕后，再将上样杯6抓取至检测工位进行检测，最后投入弃样工位。可以理解的，在检测工位、弃样工位进行操作时，机械夹手35需要配合进行夹紧和张开的动作。
本申请提供的机械手可以替代人工控制上样杯6在各个工位的转运，实现了减少操作人员劳动量、提高工作效率的效果。
本申请提供的一种夹取机构3的实施例中，夹取机构3包括升降机构36、旋转电机33、平移电机37；升降机构36的固定端与传送装置相连，升降机构的活动端与平移电机37的壳体相连；旋转电机33的驱动轴与机械夹手35固定，旋转电机33的壳体与齿条固定；平移电机37的驱动轴套设固定有与齿条啮合的齿轮。
具体的，升降机构36可以采用气缸或者电机，其通过安装板31或其他机械结构固定在传送装置上。平移电机37的驱动轴转动、并带动齿轮同步转动，齿轮通过啮合传动的方式控制齿条水平移动，齿条带动旋转电机33的壳体移动，实现水平移动的控制过程。旋转电机33的驱动轴直接或通过传动组件间接控制机械夹手35旋转。另外，升降机构36、旋转电机33、平移电机37分别与控制装置电连接，从而受控制程序控制。
可选的，本申请提供的一种的实施例中，升降机构36的固定端通过安装板31与传送装置相连，升降机构36的活动端设有电机支架32，电机支架32与平移电机37的壳体固定，电机支架32设有供齿条移动的凹槽。
具体的，电机支架32可以采用框架式结构，为了增强强度，也可设置有钣金结构。电机支架32起到固定夹取机构3的作用，另外，其设置有凹槽，凹槽与齿条滑动配合，从而保障夹取机构3沿水平方向对机械夹手35的控制效果。
可选的，本申请提供的一种电机支架32的实施例中，电机支架32包括侧板、顶板、底板。具体的，侧板与安装板31滑动配合，保障夹取机构3沿竖直方向对机械夹手35的控制效果。顶板设于侧板的上端，底板设于侧板的下端，升降机构36设于顶板的上方，旋转电机33、平移电机37均设于顶板和底板之间。
可选的，本申请提供的一种实施例中，传送装置包括X轴传送机构1、Y轴传送机构2。其中，Y轴传送机构2与X轴传送机构1相连、用于控制X轴传送机构1沿Y轴方向移动，X轴传送机构1与安装板31的固定、用于控制安装板31沿X轴方向移动。
具体的，X轴传送机构1、Y轴传送机构2均为直线传送机构，二者分别沿X轴、Y轴方向延伸，其中X轴和Y轴相互垂直，且二者位于垂直Z轴的水平面。X轴传送机构1与Y轴传送机构2配合，可以实现tip组件4到达水平面内任意的位置，从而更大程度满足取样放样的位置需求。
可选的，本申请提供的一种X轴传送机构1的实施例中，X轴传送机构1包括X轴丝杠13、X轴电机12、X轴安装板14；X轴安装板14的端部与Y轴传送机构2相连，X轴电机12固定于X轴安装板14、并通过X轴电机同步带11控制X轴丝杠13的丝杆旋转，X轴丝杠13的螺母与安装板31固定。
具体的，X轴安装板14起到固定X轴丝杠13、X轴电机12的作用，并在Y轴传送机构2的控制下整体沿Y轴方向移动。丝杠通过包括通过螺纹配合的螺母和丝杆，丝杆的转动由X轴电机12进行驱动，X轴电机12的驱动轴可以通过电机同步带、齿轮啮合等方式实现与丝杆的传动；同时，X轴安装板14设置有限制螺母转动的限位结构，丝杆转动即可使螺母沿丝杆的轴向移动，进而带动与螺母相连的安装板31移动。
可选的，本申请提供的一种Y轴传送机构2的实施例中，Y轴传送机构2包括Y轴丝杠23、Y轴电机22、Y轴连接支架21，Y轴电机22通过Y轴电机同步带24控制Y轴丝杠23的丝杆旋转，Y轴连接支架21一端与X轴安装板14固定、另一端与Y轴丝杠23的螺母固定。
具体的，优选Y轴传送机构2有两个，且二者对称设置在X轴安装板14的两端，来保障X轴传送机构1的平稳移动。在工作过程中，Y轴丝杠23的螺母受限位结构的限制而无法转动，Y轴电机22控制Y轴丝杠23的丝杆旋转，使得Y轴丝杠23的螺母沿Y轴方向移动，间接带动Y轴连接支架21沿Y轴方向移动。而Y轴连接支架21与X轴安装板14保持固定，进而实现X轴传送机构1的整体移动。
可以理解的，X轴传送机构1、Y轴传送机构2也可以通过其他方式实现直线驱动的功能，例如，其结构可以参考现有技术中的十字滑台。
除了上述机械手，本申请还提供了一种全自动血栓弹力图仪，其包括混均振动机构8、检测单元7、上述任意一种机械手。其中，混均振动机构8设于样品混合工位、用于控制上样杯6振动；检测单元7设于检测工位、用于对血样和试剂的混合样本进行检测；废弃盒5设于弃样工位，用于容纳检测完成的废弃的样品。
在使用过程中，操作人员通过人工取样或者tip机构自动取样的方式将血样、试剂分别投入样品架9的上样杯6后，机械手从样品架9上拿取上样杯6、并将其转运至样品混合工位；而后混均振动机构8启动，对上样杯6进行振动，在实际使用时混均振动机构8可以通过一个电机来实现振动，电机振动混均可以提高血样的活性，提高检测的精度。待样品混合均匀后，机械手将上样杯6拿取至检测单元7进行检测，在检测过程中，可以将上样杯6依次放置在检测单元7的三个检测位置，即EJECT、LOAD、TEST进行检测。检测完毕后机械手再次动作，将上样杯6放入废弃盒5中。混均振动机构8、检测单元7的具体结构和工作原理请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的全自动血栓弹力图仪及其机械手进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械手，其特征在于，包括：
用于按照预设路径控制夹取机构(3)在样品架(9)、样品混合工位、检测工位、弃样工位之间移动的传送装置；
用于控制机械夹手(35)升降、水平移动、水平旋转的夹取机构(3)，所述夹取机构(3)的固定端设于所述传送装置上；
用于夹取和放开上样杯(6)的所述机械夹手(35)，所述机械夹手(35)设于所述夹取机构(3)的活动端；
控制装置，所述传送装置、夹取机构(3)、机械夹手(35)分别与所述控制装置电连接。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述夹取机构(3)包括升降机构(36)、旋转电机(33)、平移电机(37)；所述升降机构(36)的固定端与所述传送装置相连，所述升降机构的活动端与所述平移电机(37)的壳体相连；所述旋转电机(33)的驱动轴与所述机械夹手(35)固定，所述旋转电机(33)的壳体与齿条固定；所述平移电机(37)的驱动轴套设固定有与所述齿条啮合的齿轮。
3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述升降机构(36)的固定端通过安装板(31)与所述传送装置相连，所述升降机构(36)的活动端设有电机支架(32)，所述电机支架(32)与所述平移电机(37)的壳体固定，所述电机支架(32)设有供所述齿条移动的凹槽。
4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述电机支架(32)包括与所述安装板(31)滑动配合的侧板、设于所述侧板上端的顶板、设于与所述侧板下端的底板，所述升降机构(36)设于所述顶板的上方，所述旋转电机(33)、所述平移电机(37)均设于所述顶板和所述底板之间。
5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述传送装置包括X轴传送机构(1)、Y轴传送机构(2)；所述Y轴传送机构(2)与所述X轴传送机构(1)相连、用于控制所述X轴传送机构(1)沿Y轴方向移动，所述X轴传送机构(1)与所述安装板(31)的固定、用于控制所述安装板(31)沿X轴方向移动。
6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述X轴传送机构(1)包括X轴丝杠(13)、X轴电机(12)、X轴安装板(14)；所述X轴安装板(14)的端部与所述Y轴传送机构(2)相连，所述X轴电机(12)固定于所述X轴安装板(14)、并通过X轴电机同步带(11)控制所述X轴丝杠(13)的丝杆旋转，所述X轴丝杠(13)的螺母与所述安装板(31)固定。
7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，Y轴传送机构(2)包括Y轴丝杠(23)、Y轴电机(22)、Y轴连接支架(21)，所述Y轴电机(22)通过Y轴电机同步带(24)控制所述Y轴丝杠(23)的丝杆旋转，所述Y轴连接支架(21)一端与所述X轴安装板(14)固定、另一端与所述Y轴丝杠(23)的螺母固定。
8.一种全自动血栓弹力图仪，其特征在于，包括：
权利要求1至7任意一项所述的机械手；
设于样品混合工位、用于控制上样杯(6)振动的混均振动机构(8)；
设于检测工位、用于对血样和试剂的混合样本进行检测的检测单元(7)；
设于弃样工位的废弃盒(5)。
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