CN110683366B - 用于耗材盒存储及转移的自动化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于耗材盒存储及转移的自动化装置，包括：升降存储机构和平移机构；升降存储机构包括存储仓和废料仓、升降托盘以及升降驱动机构；升降存储机构用于实现存储在所述存储仓和废料仓内的耗材盒在竖直方向的搬运；平移机构用于将由所述存储仓内下落的未使用的耗材盒从所述升降托盘中推出以将所述耗材盒转移至下一工位，以及将使用完毕后的空的耗材盒推回至所述升降托盘，以再通过所述升降驱动机构将空的耗材盒向上搬运存入所述废料仓内。本发明能一次性放入取出大量耗材盒，能实现新耗材盒的自动连续逐一供应以及使用完后的空耗材盒的逐一自动存入，能延长更换周期，提高效率。

Description

用于耗材盒存储及转移的自动化装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种用于耗材盒存储及转移的自动化装置。

背景技术

在自动化检测设备中，反应杯和加样头等耗材使用量大，一般需要采用耗材盒进行存储，以供取用。目前存储有反应杯和加样头等的新的耗材盒以及使用后的空的耗材盒多采用平铺式存放，单次可存储数量少，空间利用率低，需要人工频繁更换，降低了工作效率，很难实现短时间内大批量自动化供应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于耗材盒存储及转移的自动化装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于耗材盒存储及转移的自动化装置，包括：升降存储机构和平移机构；

所述升降存储机构包括竖直并排设置的存储仓和废料仓、设置在所述存储仓和废料仓底部的升降托盘以及用于驱动所述升降托盘进行竖直方向往复运动的升降驱动机构；所述升降存储机构用于实现存储在所述存储仓和废料仓内的耗材盒在竖直方向的搬运；

所述平移机构用于将由所述存储仓内下落的未使用的耗材盒从所述升降托盘中推出以将所述耗材盒转移至下一工位，以及将使用完毕后的空的耗材盒推回至所述升降托盘，以再通过所述升降驱动机构将空的耗材盒向上搬运存入所述废料仓内。

优选的是，所述存储仓和废料仓均为沿竖直方向设置的可容纳所述耗材盒的方筒型空腔，所述方筒型空腔通过固接在机架上的若干安装板形成，且其前部和底部均为敞口；

所述升降驱动机构设置在所述安装板上且处于所述存储仓和废料仓之间。

优选的是，所述方筒型空腔下部的敞口两侧均设置有限位机构，所述限位机构包括固接在所述安装板上的安装片、固接在所述安装片内侧壁上的导向杆、可滑动套设在所述导向杆上的限位块、设置在所述导向杆和限位块之间的压缩弹簧以及固接在所述安装片上的电磁铁。

优选的是，所述限位块上开设有供所述导向杆插入的导向孔，所述导向孔的外端部向周向扩大形成弹簧孔，所述压缩弹簧套设在所述导向杆上，且所述压缩弹簧的内端设置在所述弹簧孔内。

优选的是，所述限位块的内侧设置有斜面，且所述斜面自上向下朝向所述限位块的外侧倾斜；

所述限位块的上表面沿与所述导向杆垂直的方向设置有凸起挡边；

所述限位块的上表面还开设有供所述电磁铁的输出顶杆配合插入的锥形孔。

优选的是，所述升降托盘上设置有若干用于与所述限位块的斜面配合接触的斜挡片，且所述斜挡片的倾斜方向和与之配合的斜面的倾斜方向平行。

优选的是，所述升降驱动机构包括固接在所述安装板上的升降电机、与所述升降电机的输出轴驱动连接的升降丝杆、与所述升降丝杆螺纹配合的升降滑块以及连接在所述升降滑块上的支撑柱，所述支撑柱的底端与所述升降托盘中部固接；

所述升降滑块上设置有升降位置挡片，所述安装板上处于所述升降位置挡片侧部处自上而下依次设置有第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器。

优选的是，所述耗材盒上窄下宽，内部具有空腔，且其上表面开设有若干用于承载反应杯和加样头的存储孔；

所述耗材盒的左右两侧面为倾斜面，且其两侧面上均设置有至少两个凸起挡块，所述耗材盒的底边的左右两侧均设有向外凸出的边沿；

若干所述耗材盒层叠套设时，处于下方的所述耗材盒的凸起挡块与套设在其上方的相邻的所述耗材盒的底边的边沿接触。

优选的是，所述平移机构包括左推板、用于驱动所述左推板前后运动的第一驱动机构、右推板、用于驱动所述右推板前后运动的第二驱动机构、左支撑板、右支撑板、设置在所述左支撑板和右支撑板之间的导向板、平移托盘以及用于驱动所述平移托盘在所述左支撑板和右支撑板之间左右运动的第三驱动机构。

优选的是，所述平移托盘三个侧边均设有高于其内部上表面的第一挡板，前侧边无挡板，形成耗材盒入口；

所述左支撑板和右支撑板的左右侧边均设置有高于其上表面第二挡板，在所述左支撑板和右支撑板上均形成耗材盒过口，所述耗材盒入口和耗材盒过口的高度和宽度均相同，且均可容纳所述耗材盒。

本发明的有益效果是：

本发明的用于耗材盒存储及转移的自动化装置能一次性放入取出大量耗材盒，能实现新耗材盒的自动连续逐一供应以及使用完后的空耗材盒的逐一自动存入，能延长更换周期，提高效率；

本发明的耗材盒立体存放，占用体积小，增加了耗材盒存储数量，有效利用了空间，且方便取存。

附图说明

图1为本发明的用于耗材盒存储及转移的自动化装置的结构示意图；

图2为本发明的升降驱动机构的结构示意图；

图3为本发明的图1中的限位机构处的局部放大结构示意图；

图4为本发明的限位机构的结构示意图；

图5为本发明的限位块的结构示意图；

图6为本发明的升降托盘的结构示意图；

图7为本发明的耗材盒的结构示意图；

图8为本发明的2个耗材盒叠放的结构示意图；

图9为本发明的平移机构的结构示意图；

图10为本发明的平移机构装载有耗材盒时的结构示意图。

附图标记说明：

1—升降存储机构；

10—存储仓；

11—废料仓；

12—升降托盘；120—斜挡片；121—槽口；122—定位销；

13—升降驱动机构；130—升降电机；131—升降丝杆；132—升降滑块；133—支撑柱；134—升降位置挡片；

14—限位机构；140—安装片；141—导向杆；142—限位块；143—压缩弹簧；144—电磁铁；1420—导向孔；1421—弹簧孔；1422—斜面；1423—凸起挡边；1424—锥形孔；1440—输出顶杆；

15—机架；

16—安装板；160—第一光电传感器；161—第二光电传感器；162—第三光电传感器；

2—平移机构；20—左推板；21—第一驱动机构；22—右推板；23—第二驱动机构；24—左支撑板；25—右支撑板；26—导向板；27—平移托盘；28—第三驱动机构；270—第一挡板；271—耗材盒入口；29—第二挡板；290—耗材盒过口；200—底板；201—直线导轨；202—电机；203—滑轨；204—丝杆；205—平移滑块；

3—耗材盒；30—存储孔；31—凸起挡块；32—边沿。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实施例的一种用于耗材盒3存储及转移的自动化装置，包括：升降存储机构1和平移机构2；

升降存储机构1包括竖直并排设置的存储仓10和废料仓11、设置在存储仓10和废料仓11底部的升降托盘12以及用于驱动升降托盘12进行竖直方向往复运动的升降驱动机构13；升降存储机构1用于实现存储在存储仓10和废料仓11内的耗材盒3在竖直方向的搬运；

平移机构2用于将由存储仓10内下落的未使用的耗材盒3从升降托盘12中推出以将耗材盒3转移至下一工位，以及将使用完毕后的空的耗材盒3推回至升降托盘12，以再通过升降驱动机构13将空的耗材盒3向上搬运存入废料仓11内。

其中，存储仓10和废料仓11均为沿竖直方向设置的可容纳耗材盒3的方筒型空腔，方筒型空腔通过固接在机架15上的若干安装板16形成(几块安装板16组合安装在机架15上形成方筒型空腔)，且其前部和底部均为敞口；升降驱动机构13设置在安装板16上且处于存储仓10和废料仓11之间。

初始时，将叠放好的新的耗材盒3通过存储仓10前部的敞口存入其中，然后通过升降驱动机构13、升降托盘12一次将一个最底部的耗材盒3运至平移机构2，通过平移机构2将耗材盒3转移至下一工位，以取用耗材盒3内的耗材。而使用完毕后的空的耗材盒3由其他工位运至平移机构2，平移机构2再逐一将其推入升降托盘12，并自下而上存入废料仓11，废料仓11存满后，再将叠好的若干废料仓11通过其前部的敞口取出，从而实现耗材盒3的方便取用和存储。

其中，参照图7-8，耗材盒3上窄下宽，内部具有空腔，且其上表面开设有若干用于承载反应杯和加样头的存储孔30；耗材盒3的左右两侧面为倾斜面，且其两侧面上均设置有至少两个凸起挡块31，耗材盒3的底边的左右两侧均设有向外凸出的边沿32；若干耗材盒3层叠套设时，处于下方的耗材盒3的凸起挡块31与套设在其上方的相邻的耗材盒3的底边的边沿32接触。

其中，参照图3-6，方筒型空腔下部的敞口两侧均设置有限位机构14，限位机构14包括固接在安装板16上的安装片140、固接在安装片140内侧壁上的导向杆141、可滑动套设在导向杆141上的限位块142、设置在导向杆141和限位块142之间的压缩弹簧143以及固接在安装片140上的电磁铁144。

其中，限位块142上开设有供导向杆141插入的导向孔1420，导向孔1420的外端部向周向扩大形成弹簧孔1421，压缩弹簧143套设在导向杆141上，且压缩弹簧143的内端设置在弹簧孔1421内。

其中，限位块142的内侧设置有斜面1422，且斜面1422自上向下朝向限位块142的外侧倾斜；限位块142的上表面沿与导向杆141垂直的方向设置有凸起挡边1423；限位块142的上表面还开设有供电磁铁144的输出顶杆1440配合插入的锥形孔1424。

其中，升降托盘12上设置有若干用于与限位块142的斜面1422配合接触的斜挡片120，且斜挡片120的倾斜方向和与之配合的斜面1422的倾斜方向平行。升降托盘12上的斜挡片120处还设置有槽口121，当升降托盘12上下运动时，限位块142能从槽口121中穿过。升降托盘12向上运动时，斜挡片120与限位块142的斜面1422接触，从而挤压限位块142使其向外侧移动，挤压压缩弹簧143。且当升降托盘12运动到最上端时(即升降托盘12与敞口的底边接触时)，限位块142上部的锥形孔1424正好移动至电磁铁144的输出顶杆1440正下方，此时，电磁铁144的输出顶杆1440可向下插入锥形孔1424内。在进一步优选的实施例中，升降托盘12上还设置有若干定位销122，本实施例中为8个，左右各4个，耗材盒3进入升降托盘12的左侧或右侧时，耗材盒3两侧围绕4个定位销122，可防止耗材盒3在升降过程中发生偏移。

限位块142套设在导向杆141上，能在一定范围内左右滑动，且在压缩弹簧143的弹力作用下，其具有向方筒型空腔下部的敞口(即废料仓11和存储仓10的敞口)内侧滑动的趋势，以在一种状态下能顶住耗材盒3底部的边沿32，固定耗材盒3，阻止其下降。每个限位块142上方均有一个电磁铁144，限位块142上部的锥形孔1424移动至电磁铁144的输出顶杆1440正下方时，通过给电磁铁144通电，使其输出顶杆1440下探插入锥形孔1424，能使限位块142被锁住而无法移动；当电磁铁144断电时，其输出顶杆1440向上收缩复位，脱离锥形孔1424，限位块142在压缩弹簧143的弹力作用下能向另一端移动(即朝敞口内侧移动)，限位块142上部的凸起挡边1423能限制耗材盒3水平方向移动。通过电磁铁144控制限位块142锁紧与解锁，可实现耗材盒3逐一进出废料仓11和存储仓10的控制。

作为一种优选的实施例，参照图2，升降驱动机构13为丝杆滑台机构，其包括固接在安装板16上的升降电机130、与升降电机130的输出轴驱动连接的升降丝杆131、与升降丝杆131螺纹配合的升降滑块132以及连接在升降滑块132上的支撑柱133，支撑柱133的底端与升降托盘12中部固接；

升降滑块132上设置有升降位置挡片134，安装板16上处于升降位置挡片134侧部处自上而下依次设置有第一光电传感器160、第二光电传感器161和第三光电传感器162，皆为槽型光电传感器。通过升降位置挡片134与第一光电传感器160、第二光电传感器161和第三光电传感器162配合，实现3个位置的定位，以配合实现耗材盒3逐一进出废料仓11和存储仓10的控制。

参照图9-10，平移机构2包括左推板20、用于驱动左推板20前后运动的第一驱动机构21、右推板22、用于驱动右推板22前后运动的第二驱动机构23、左支撑板24、右支撑板25、设置在左支撑板24和右支撑板25之间的导向板26、平移托盘27以及用于驱动平移托盘27在左支撑板24和右支撑板25之间左右运动的第三驱动机构28，上述各机构均安装在一底板200上。平移托盘27三个侧边均设有高于其内部上表面的第一挡板270，前侧边无挡板，形成耗材盒3入口271；左支撑板24和右支撑板25的左右侧边均设置有高于其上表面第二挡板29，在左支撑板24和右支撑板25上均形成耗材盒3过口290，耗材盒3入口271和耗材盒3过口290的高度和宽度均相同，且均可容纳耗材盒3。耗材盒3入口271和耗材盒3过口290的宽度略大于耗材盒3底部的宽度，耗材盒3能自由进出。在一种优选的实施例中，第一驱动机构21、第二驱动机构23、第三驱动机构28均采用丝杆滑台机构，其包括电机202、滑轨203、与电机连接的丝杆204以及与丝杆204螺纹配合且设置在滑轨203上的平移滑块205，通过电机丝杆机构带动平移滑块运动。左推板20、右推板22和平移托盘27分别设置在各自的驱动机构的平移滑块上。进一步的，平移托盘27下方还另设置有一直线导轨201，保证平移托盘27的左右运动的稳定。

本发明的工作过程为：

一、存储仓10中的新的耗材盒3的下降过程：

1)下降起始位置：升降托盘12上表面与存储仓10底部平齐，升降托盘12处于最上端，升降托盘12右侧上方堆放新的耗材盒3，此时第一光电传感器160被升降挡片遮挡，触发信号，电磁铁144通电，电磁铁144的输出顶杆1440插入锥形孔1424，限位块142被锁定；

2)升降存储机构1驱动升降托盘12同新的耗材盒3一起下降，升降托盘12下降至第二光电传感器161被升降挡片遮挡后停止运动，触发信号，电磁铁144断电，电磁铁144的输出顶杆1440向上收缩复位，脱离锥形孔1424，存储仓10下方的限位块142被压缩弹簧143推出，此时存储仓10最底部的一个耗材盒3的底部边沿32已经越过限位块142，处于限位块142下方，由于耗材盒3的侧壁为斜面1422，此时限位块142对最底部的这个耗材盒3无顶压作用或是只有微小的顶压作用，不会再限制其下降。此时限位块142处于最底部的耗材盒3的底部边沿32与上一个耗材盒3的底部边沿32之间，或是更进一步的，此时限位块142的上表面贴住上一个耗材盒3的底部边沿32。

3)升降托盘12继续下降，下降过程中存储仓10内除最下层的耗材盒3跟随升降托盘12一起运动外，其余的耗材盒3被弹出的限位块142上表面托起保持静止；升降托盘12下降至第三光电传感器162被升降挡片遮挡时停止。此过程3个光电传感器用于进行下降过程中存储仓10内的定位。

二、存储仓10中下落的新的耗材盒3以及使用完毕后的耗材盒3的平移过程：

新的耗材盒3平移：右推板22起始位置位于升降托盘12前侧，升降托盘12将存储仓10中下落的新的耗材盒3下降搬运至右推板22的前侧，当通过第三驱动机构28将平移托盘27移动到右边极限位置时，平移托盘27的耗材盒3入口271与右推板22的耗材盒3过口290正对，通过第二驱动机构23带动右推板22向后移动，将升降托盘12右侧的新的耗材盒3经过右支撑板25推入平移托盘27内，以再输送至下一个工位，进行耗材取用。

使用完毕后的耗材盒3平移：左推板20起始位置位于最后侧，处于平移托盘27后侧，升降托盘12下降至与左支撑板24齐平，当有使用完毕后的空耗材盒3进入平移托盘27后，通过第三驱动机构28将平移托盘27移动到左边极限位置，此时平移托盘27的耗材盒3入口271与左推板20的耗材盒3过口290正对；然后通过第一驱动机构21带动左推板20向前运动，将空耗材盒3由平移托盘27经过左支撑板24推入升降托盘12左侧，以进一步存入废料仓11。右推板22、左推板20再回到初始位置。移托盘在中间位置时，导向板26可防止耗材盒3位置发生偏移。

三、使用完毕后的耗材盒3的上升过程：

1)上升起始位置：升降托盘12上表面与左撑板平齐，此时第三光电传感器162被升降挡片遮挡，使用完毕后的空的耗材盒3位于废料仓11正下方托盘上；

2)升降存储机构1驱动升降托盘12同耗材盒3一起上升，托盘上的耗材盒3叠放插入到在上方限位块142托起的耗材盒3下面，继续上升后最下层耗材盒3底边伸出的边沿32接触到限位块142，将限位块142向两侧推开，并向上移动至限位块142上方；

3)升降托盘12上升至第一光电传感器160被升降挡片遮挡，托盘停止运动，此时，升降托盘12上的斜挡片120将限位块142推至两侧极限位置，限位块142内部弹簧被压缩；第一光电传感器160触发信号，电磁铁144通电，电磁铁144的输出顶杆1440插入锥形孔1424，限位块142被锁定，拖住上方的空的耗材盒3，然后升降托盘12可再下降进行下一轮的耗材盒3的收入。此过程第一光电传感器160和第二光电传感器161用于进行上升过程中废料仓11内的定位。

通过上述3个过程，即可实现将存储仓10内的新的耗材盒3逐一由下方取出，进行耗材取用，以及将使用完后的空的耗材盒3逐一存入废料仓11。

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。

Claims (8)

1.一种用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，包括：升降存储机构和平移机构；

所述升降存储机构包括竖直并排设置的存储仓和废料仓、设置在所述存储仓和废料仓底部的升降托盘以及用于驱动所述升降托盘进行竖直方向往复运动的升降驱动机构；所述升降存储机构用于实现存储在所述存储仓和废料仓内的耗材盒在竖直方向的搬运；

所述平移机构用于将由所述存储仓内下落的未使用的耗材盒从所述升降托盘中推出以将所述耗材盒转移至下一工位，以及将使用完毕后的空的耗材盒推回至所述升降托盘，以再通过所述升降驱动机构将空的耗材盒向上搬运存入所述废料仓内；

所述存储仓和废料仓均为沿竖直方向设置的可容纳所述耗材盒的方筒型空腔，所述方筒型空腔通过固接在机架上的若干安装板形成，且其前部和底部均为敞口；

所述方筒型空腔下部的敞口两侧均设置有限位机构，所述限位机构包括固接在所述安装板上的安装片、固接在所述安装片内侧壁上的导向杆、可滑动套设在所述导向杆上的限位块、设置在所述导向杆和限位块之间的压缩弹簧以及固接在所述安装片上的电磁铁；

所述限位块上开设有供所述导向杆插入的导向孔，所述导向孔的外端部向周向扩大形成弹簧孔，所述压缩弹簧套设在所述导向杆上，且所述压缩弹簧的内端设置在所述弹簧孔内。

2.根据权利要求1所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述升降驱动机构设置在所述安装板上且处于所述存储仓和废料仓之间。

3.根据权利要求2所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述限位块的内侧设置有斜面，且所述斜面自上向下朝向所述限位块的外侧倾斜；

所述限位块的上表面沿与所述导向杆垂直的方向设置有凸起挡边；

所述限位块的上表面还开设有供所述电磁铁的输出顶杆配合插入的锥形孔。

4.根据权利要求3所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述升降托盘上设置有若干用于与所述限位块的斜面配合接触的斜挡片，且所述斜挡片的倾斜方向和与之配合的斜面的倾斜方向平行。

5.根据权利要求2所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括固接在所述安装板上的升降电机、与所述升降电机的输出轴驱动连接的升降丝杆、与所述升降丝杆螺纹配合的升降滑块以及连接在所述升降滑块上的支撑柱，所述支撑柱的底端与所述升降托盘中部固接；

所述升降滑块上设置有升降位置挡片，所述安装板上处于所述升降位置挡片侧部处自上而下依次设置有第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器。

6.根据权利要求1所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述耗材盒上窄下宽，内部具有空腔，且其上表面开设有若干用于承载反应杯和加样头的存储孔；

所述耗材盒的左右两侧面为倾斜面，且其两侧面上均设置有至少两个凸起挡块，所述耗材盒的底边的左右两侧均设有向外凸出的边沿；

若干所述耗材盒层叠套设时，处于下方的所述耗材盒的凸起挡块与套设在其上方的相邻的所述耗材盒的底边的边沿接触。

7.根据权利要求1所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述平移机构包括左推板、用于驱动所述左推板前后运动的第一驱动机构、右推板、用于驱动所述右推板前后运动的第二驱动机构、左支撑板、右支撑板、设置在所述左支撑板和右支撑板之间的导向板、平移托盘以及用于驱动所述平移托盘在所述左支撑板和右支撑板之间左右运动的第三驱动机构。

8.根据权利要求7所述的用于耗材盒存储及转移的自动化装置，其特征在于，所述平移托盘三个侧边均设有高于其内部上表面的第一挡板，前侧边无挡板，形成耗材盒入口；

所述左支撑板和右支撑板的左右侧边均设置有高于其上表面第二挡板，在所述左支撑板和右支撑板上均形成耗材盒过口，所述耗材盒入口和耗材盒过口的高度和宽度均相同，且均可容纳所述耗材盒。