CN110979879B - 一种真空采血管打印贴标装置 - Google Patents

Abstract

一种真空采血管打印贴标装置，包括采血管供给单元、采血管承载输送单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元，采血管承载输送单元包括引导斜面、输送带、采血管限位板和采血管挡板，所述机械手移动抓取单元包括机械手、用于带动机械手升降的上下移动机构和用于带动所述上下移动机构左右平移的前后移动机构，所述机械手安装在所述上下移动机构的下部动作端，所述上下移动机构与所述前后移动机构的动作端连接。本发明提供了一种工作效率较高、可靠性较好的真空采血管打印贴标装置。

Description

一种真空采血管打印贴标装置

技术领域

本发明涉及一种真空采血管打印贴标装置。

背景技术

现有采血管贴标设备包括采血管供给单元、采血管输送单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元，所述采血管输送单元采用水平输送方式，存在的技术缺陷：出管速度不高、工作效率较低、可靠性较差。

发明内容

为了克服已有真空采血管打印贴标方式的工作效率较低、可靠性较差的不足，本发明提供了一种工作效率较高、可靠性较好的真空采血管打印贴标装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种真空采血管打印贴标装置，包括采血管供给单元、采血管承载输送单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元，所述采血管供给单元的输出侧与所述血管承载输送单元的入料侧相接，所述采血管承载输送单元的出料侧与采血管定位旋转单元的进料口连接，所述贴标打印机单元与采血管定位旋转单元配合实现贴标打印，所述采血管定位旋转单元的出料口与所述采血管收纳单元相接；其特征在于：所述打印贴标装置还包括支撑平台以及安装在支撑平台上的机械手移动抓取单元，所述采血管承载输送单元包括引导斜面、输送带、采血管限位板和采血管挡板，两块所述引导斜面组成V字形敞口，所述V字形敞口为所述血管承载输送单元的入料侧，两块所述引导斜面的下端之间的距离大于采血管的管身的外径同时小于采血管的管帽的外径，所述引导斜面的下端设有输送带，在所述两个输送带的前端设有用于阻挡采血管的采血管限位板，所述采血管限位板限定后的单根采血管位置为用于供机械手抓取的抓取工位，在所述输送带的上方设有用于阻挡与抓取工位相邻的采血管被向上抓取的采血管挡板，所述采血管挡板与采血管限位板之间的距离大于一个采血管的管帽的外径小于两倍采血管的管帽的外径；

所述机械手移动抓取单元包括机械手、用于带动机械手升降的上下移动机构和用于带动所述上下移动机构左右平移的前后移动机构，所述机械手安装在所述上下移动机构的下部动作端，所述上下移动机构与所述前后移动机构的动作端连接。

进一步，所述抓取工位上安装用于检测是否有采血管的光电传感器。

优选的，所述输送带为平皮带，所述平皮带安装前皮带轮和后皮带轮上，所述后皮带轮的转轴上安装被动传动轮，所述被动传动轮通过传动带与主动传动轮连接，所述主动传动轮安装在驱动电机的输出轴上。

再进一步，所述上下移动机构为丝杠螺母机构，所述前后移动机构为同步带传动机构；所述机械手固定在机械臂上，所述机械臂与丝杠螺母机构的动作端连接，所述丝杠螺母机构的基座与前后移动机构的动作端连接。

更一步，所述采血管收纳单元包括进料板、底座和引导片，所述进料板上开有供打印贴标后的采血管的落料孔，所述引导片呈倒V字形，所述引导片的侧面固定框架上，所述框架的两侧分别为两个采血管出口，所述框架与用于带动框架沿着水平移动的出口选择驱动组件连接。

优选的，所述固定框架可移动地安装在移动导轨上，所述固定框架的侧壁与小驱动轴固定连接，所述小驱动轴的一端套装在凸轮的弧形滑槽内，所述凸轮的转轴与驱动电机的输出轴连接。

优选的，所述采血管供给单元包括至少两个采血管贮存盒。

所述采血管贮存盒设有侧壁挡板，用于改变采血管贮存盒内左侧壁和右侧壁的间距。

本发明的技术构思为：采血管承载输送滑道的宽度小于采血管管帽直径，大于采血管管身直径。当采血管从进管轮的第一凹槽或第二凹槽沿引导斜面以不同的落管姿态落入采血管承载输送滑道时，在重力和平皮带的作用下采血管保持竖直状态并被传送至引导斜面的末端。当机械手抓取位于采血管挡板前的采血管时，采血管挡板可以防止机械手抓取前方采血管时带起后方采血管。

双出口功能：采血管回收通道以滑轨连接在支撑平台上，可以在支撑平台上左右滑动，从而控制采血管从左或右两个不同的出口滑落，实现双出口功能。

备管功能：前一根采血管拨出去后，紧接着可以把第二根采血管提前备好，缩短贴标时间，提高贴标效率。

该装置通过向采血管贮存盒内放置或取出侧壁挡板，改变采血管贮存盒内左侧壁和右侧壁的间距，从而可以向采血管贮存盒内添加不同长度的采血管。

本发明的有益效果主要表现在：工作效率较高、可靠性较好。

附图说明

图1是一种真空采血管打印贴标装置的立体图。

图2是一种真空采血管打印贴标装置的主视图。

图3是一种真空采血管打印贴标装置的侧视图。

图4是一种真空采血管打印贴标装置的俯视图。

图5是采血管供给单元的示意图。

图6是采血管承载输送单元的示意图。

图7是图6的俯视图。

图8是机械手移动抓取单元的示意图。

图9是采血管定位旋转单元的示意图。

图10是采血管收纳单元的示意图。

图11是左手出口状态的采血管收纳单元的示意图。

图12是右手出口状态的采血管收纳单元的示意图。

图13是采血管贮存盒的示意图。

图14是图13的A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图14，一种真空采血管打印贴标装置，包括采血管供给单元101、采血管承载输送单元102、采血管定位旋转单元103、贴标打印机单元104和采血管收纳单元105，所述采血管供给单元101的输出侧与所述血管承载输送单元102的入料侧相接，所述采血管承载输送单元102的出料侧与采血管定位旋转单元103的进料口连接，所述贴标打印机单元104与采血管定位旋转单元103配合实现贴标打印，所述采血管定位旋转单元103的出料口与所述采血管收纳单元105相接；其特征在于：所述打印贴标装置还包括支撑平台107以及安装在支撑平台上的机械手移动抓取单元106，所述采血管承载输送单元包括引导斜面24、输送带27、采血管限位板26和采血管挡板25，两块所述引导斜面24组成V字形敞口，所述V字形敞口为所述血管承载输送单元102的入料侧，两块所述引导斜面的下端之间的距离大于采血管的管身的外径同时小于采血管的管帽的外径，所述引导斜面24的下端设有输送带27，在所述两个输送带27的前端设有用于阻挡采血管的采血管限位板26，所述采血管限位板26限定后的单根采血管位置为用于供机械手抓取的抓取工位，在所述输送带27的上方设有用于阻挡与抓取工位相邻的采血管被向上抓取的采血管挡板25，所述采血管挡板25与采血管限位板26之间的距离大于一个采血管的管帽的外径小于两倍采血管的管帽的外径；

所述机械手移动抓取单元106包括机械手31、用于带动机械手升降的上下移动机构30和用于带动所述上下移动机构左右平移的前后移动机构29，所述机械手安装在所述上下移动机构的下部动作端，所述上下移动机构与所述前后移动机构的动作端连接。

进一步，所述抓取工位上安装用于检测是否有采血管的光电传感器28。

优选的，所述输送带27为平皮带，所述平皮带安装前皮带轮和后皮带轮上，所述后皮带轮的转轴上安装被动传动轮，所述被动传动轮通过传动带与主动传动轮连接，所述主动传动轮安装在驱动电机的输出轴上。

再进一步，所述上下移动机构30为丝杠螺母机构，所述前后移动机构为同步带传动机构；所述机械手31固定在机械臂上，所述机械臂与丝杠螺母机构的动作端连接，所述丝杠螺母机构的基座与前后移动机构的动作端连接。

更一步，所述采血管收纳单元包括进料板41、底座42和引导片38，所述进料板41上开有供打印贴标后的采血管的落料孔，所述引导片38呈倒V字形，所述引导片38的侧面固定框架上，所述框架的两侧分别为两个采血管出口，所述框架与用于带动框架沿着水平移动的出口选择驱动组件连接。

优选的，所述固定框架可移动地安装在移动导轨上，所述固定框架的侧壁与小驱动轴41固定连接，所述小驱动轴41的一端套装在凸轮40的弧形滑槽内，所述凸轮40的转轴与驱动电机39的输出轴连接。

优选的，所述采血管供给单元包括至少两个采血管贮存盒。

所述采血管贮存盒设有侧壁挡板，用于改变采血管贮存盒内左侧壁和右侧壁的间距。

本实施例中，采血管供给单元和采血管承载输送单元共同组成一种采血管出管形式实现装置，通过该装置，可以实现采血管贮存盒中横向采血管，经由采血管承载输送单元后变成竖直状态，从而利于机械手抓取。该装置同时能够实现备管功能，其中一个采血管贮存盒在选管的同时，相邻的另一个采血管贮存盒可以把第二根采血管提前备好，缩短采血管出管时间，提高贴标效率。

其次，采血管收纳单元包括采血管回收通道和收纳盒(未图示)，采血管标签贴好后，移动压辊回位松开采血管，采血管沿回收通道落至收纳盒中。采血管回收通道可以在支撑平台上沿滑轨左右滑动，从而控制采血管从左或右两个不同的出口滑落，实现双出口功能。

本实施例的真空采血管打印贴标装置包括采血管供给单元、采血管承载输送单元、支撑平台以及安装在支撑平台上的机械手移动抓取单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元。

本实施例中，采血管供给单元101包括采血管贮存盒，采血管供给单元和采血管承载输送单元共同组成一种采血管出管形式实现装置，通过该装置，可以实现采血管贮存盒中横向采血管，经由采血管承载输送单元后变成竖直状态，从而利于机械手抓取。该装置同时能够实现备管功能，其中一个采血管贮存盒在选管的同时，相邻的另一个采血管贮存盒可以把第二根采血管提前备好，缩短采血管出管时间，提高贴标效率。该装置还可以通过向采血管贮存盒内放置或取出侧壁挡板实现不同长度的采血管加管，满足不同的检验需求。

所述采血管承载输送单元102包括相对设置的引导斜面24、平皮带27以及由引导斜面及平皮带围成的采血管承载输送滑道，采血管承载输送单元还包括位于引导斜面外部的相对设置的光电传感器28、位于引导斜面末端的采血管挡板25、采血管限位板26。采血管挡板可以防止机械手抓取前方采血管1时带起后方采血管2。

机械手移动抓取单元106包括两自由度机械臂和机械手。机械臂可以在水平和垂直方向独立运动，在机械臂的带动下，机械手移动至抓取位置。机械手形状为V型，其开合距离采用位置伺服控制，适用于多种直径采血管的抓取，并且能够给出空抓信号，系统检测到该信号后，做出添加采血管提示。

采血管定位旋转单元103包括主动旋转压辊、从动旋转压辊、移动压辊。当采血管移动到贴标位置后，移动压辊自动靠近并夹紧采血管，同时启动主动旋转压辊，带动采血管转动，完成标签粘贴。在贴标过程中，3个压辊采用等边三角形布置，使得采血管旋转更为平稳，不会发生窜动。

贴标打印机单元104包括两套标签打印机，其中一套主打印机具有纸卷回收功能，标签的出纸方向与采血管旋转的切线方向一致，配合采血管定位旋转单元完成标签粘贴；另外一套副打印机需要手动粘贴标签时使用。

采血管收纳单元105包括采血管回收通道和收纳盒(未图示)，采血管标签贴好后，移动压辊回位松开采血管，采血管沿回收通道滑落至左侧或右侧收纳盒中。

所述采血管供给单元101用以储存采血管，包括采血管贮存盒、位于采血管贮存盒内侧用以扣压采血管的压板、与采血管贮存盒一一对应的进管轮以及驱动进管轮转动的驱动机构，驱动机构与控制装置通讯连接。采血管贮存盒分为两排连接在支撑平台上。进一步，采血管贮存盒包括侧壁、收容空间、位于采血管贮存盒底部且与收容空间相连通的出口以及位于顶部且与收容空间相连通的采血管入口。

所述采血管供给单元101还包括连接于采血管贮存盒后侧壁上的倾斜设置的扰动板。所述进管轮位于采血管贮存盒的出口处，进管轮上开设有沿所述进管轮的轴向延伸的能够容纳一根采血管的凹槽，所述凹槽沿所述进管轮的径向向外开放。所述凹槽包括相对设置的第一凹槽和第二凹槽，凹槽宽度均大于采血管的宽度。进管轮的表面周圈上开设有一圈与所述凹槽相连通的感应条凹槽，采血管供给单元还包括连接于所述采血管贮存盒上的小驱动轴、套设于小驱动轴上且能够绕小驱动轴转动的感应条。感应条收容于感应条凹槽内且能够沿感应条凹槽移动，光电传感器位于感应条的运动路径上。采血管进入第一凹槽，碰触感应条，使感应条旋转，触发光电传感器。光电传感器用于检测感应条是否通过传感器，判断采血管是否准备离开贮存盒。

采血管供给单元101还包括用于限制感应条沿小驱动轴的轴向移动的限位条。

所述机械手移动抓取机构106包括两自由度机械臂和机械手31，所述的两自由度机械臂与上下移动机构连接，所述上下移动机构30与前后移动机构29连接，所述前后移动机构安装在所述支撑平台上，所述两自由度机械臂的端部安装用于抓取采血管的机械手。

所述采血管定位旋转单元103包括主动旋转压辊32、从动旋转压辊33和移动压辊34，主动旋转压辊、从动旋转压辊和移动压辊之间的空间为供采血管放置的定位空腔；所述主动旋转压辊、从动旋转压辊均安装在支撑平台上，所述主动旋转压辊与用于带动主动旋转压辊旋转的旋转驱动组件连接，所述移动压辊安装在水平移动座35上，所述水平移动座安装在短行程移动导轨37上，所述水平移动座与用于带动水平移动座沿着短行程移动导轨移动的采血管定位驱动组件连接。

进一步，所述移动压辊安装在压辊安装座上，所述压辊安装座与连接轴的一端连接，所述连接轴的另一端安装在水平移动座上，所述连接轴上套装用以调整对采血管的挤压力的弹簧36，所述弹簧顶触在所述压辊安装座上。

再进一步，所述贴标打印机单元104包括主打印机，所述主打印机的输送方向与位于采血管定位旋转单元的采血管旋转的切线方向相同。

所述贴标打印机单元还包括用以手工贴标的副打印机，所述副打印机相对设置并安装在支撑平台上。

所述采血管收纳单元105包括回收通道和收纳盒(未图示)，所述回收通道的上端入口位于所述采血管定位旋转单元的定位空腔的下方，所述回收通道的下端出口相对设置,分别与左、右两收纳盒相接。

所述机械手31与用于带动夹爪张开或闭合的夹爪驱动组件连接，所述机械手的夹爪形状为V型。

所述夹爪驱动组件包括位置伺服控制电机和用于当两个机械手的爪头的距离小于预设距离时判定空爪并给出添加采血管提醒的空爪处理模块。

本实施例的工作过程：

采血管贮存盒呈漏斗状，向采血管贮存盒内添加采血管后，采血管向采血管贮存盒的下部汇聚。扰动板倾斜设置，连接于采血管贮存盒后侧壁上，朝向采血管贮存盒底部的出口处倾斜，对采血管起到导向的作用，使之向采血管贮存盒的底部出口处汇聚。当进管轮凹槽或朝向内部收容空间时，采血管进入凹槽内，同时驱动机构驱动进管轮旋转直至所述凹槽朝向所述出口的外部空间时，采血管自凹槽中脱离以不同姿态落入采血管承载输送滑道。

进管轮上的凹槽包括相对设置的第一凹槽和第二凹槽。进管轮旋转时，一次的旋转角度为180°，即当第一凹槽朝向外部空间时，第二凹槽朝向内部收容空间，循环往复，提高出管效率。

当进管轮的第一凹槽或第二凹槽内纳有采血管时，感应条收容于感应条凹槽的一端在该采血管的推动下旋转至光电传感器所在的位置时与光电传感器接触，光电传感器发出信号，反馈给控制装置，控制装置控制采血管承载输送单元、机械手移动抓取单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元处于待机状态。当采血管进入采血管承载输送滑道后，感应条7回到初始状态，收容于感应条凹槽内，不再接触光电传感器。光电传感器6用于检测感应条7是否通过传感器，判断采血管是否准备离开采血管贮存盒。

驱动机构包括电机(未图示)、圆带轮8、同步轮9、圆带10以及同步带11。电机输出动力给圆带轮81和同步轮91，同步轮91和同步轮92通过同步带11传递动力给凸轮12回转运动，凸轮驱动扰动板一定振幅运动，采血管在扰动板运动下汇聚到采血管贮存盒底部，便于进管轮抓管。圆带轮82通过圆带10给圆带轮83传递动力驱动小驱动轴16回转。小驱动轴可以避免采血管倾斜进入进管轮，从而避免进管机构卡住。圆带轮81和圆带轮82通过圆带10传递动力，驱动进管轮回转抓管，从而将需要的采血管送出。

采血管贮存盒包括围设形成收容空间的前侧壁1、后侧壁3、左侧壁2和右侧壁4，前侧壁1上相对设置有沿上下方向延伸的呈长条状的两条滑动槽5，压板包括压板本体以及与压板本体其中一端相连接的导轮，导轮收容于所述前侧壁内同时压板连接导轮的一端收容于所述滑动槽内，随采血管数量的变化，导轮连接压板能够沿滑动槽上下移动。

采血管供给单元位于采血管承载输送单元的顶部，采血管存入口朝上设置。采血管承载输送单元包括相对设置的引导斜面24、平皮带27以及由引导斜面和平皮带围成的采血管承载输送滑道、位于引导斜面末端的光电传感器28、采血管挡板25、采血管限位板26等。采血管承载输送滑道的宽度小于采血管管帽直径，大于采血管管身直径。当采血管从进管轮的第一凹槽或第二凹槽沿引导斜面以不同的落管姿态落入采血管承载输送滑道时，在重力和平皮带的作用下采血管保持竖直状态并被传送至采血管承载输送单元的末端，到达采血管限位板。当机械手抓取位于采血管挡板前的采血管1时，采血管挡板可以防止机械手抓取前方采血管1时带起后方采血管2。光电传感器28用以检测判断采血管是否到达指定位置。

图8为机械手移动抓取单元结构示意图，机械臂前后移动机构29、上下移动机构30和机械手31组成了一个两自由度机械手。机械手移动抓取单元用于抓取来自采血管承载输送单元的采血管，并输送至采血管定位旋转单元。当机械手抓取位于采血管挡板前的采血管1时，机构29移动到采血管的正前方，机构30带动机械手31向下移动使得采血管管帽位于机械手中央。机械手的开口形状为V型，可以起到矫正采血管竖直姿态的作用，其开合距离采用位置伺服控制，能够抓取不同直径的采血管。如果没有抓到采血管，会向系统发出空抓信号，尝试控制机械手抓取放置在其他倾斜滑道中同种规格的采血管，若仍没有可用采血管，则提示用户需要向滑道中添加采血管，在人机交互方面，提高了使用便捷性。

图9为采血管定位旋转单元结构示意图，主动旋转压辊32和从动旋转压辊33的一端固定在支撑平台的轴座上，主动旋转压辊由安装在其下方的电机带动旋转；移动压辊34安装在水平移动座35上，连接轴上装有弹簧36，用于调整对采血管的挤压力；水平移动座35安装在短行程移动导轨37上，当采血管被压紧时，三个压辊的轴心构成等边三角形，使得采血管旋转平稳，不会发生窜动，从而保证了贴标位置的一致性。在主动旋转压辊带动采血管转动的同时，图12中的主打印机打印并输送一张标签，输送方向与采血管旋转的切线方向相同，确保了标签与采血管外表面相粘贴，在3个压辊的作用下，标签与采血管外表面完全贴合。采血管贴标完成后，移动压辊34返回到初始位置。

图10为采血管收纳单元结构示意图,包括回收通道和收纳盒(未图示)，所述回收通道的上端入口位于上述采血管定位旋转单元的定位空腔的下方，下端出口相对设置,分别与左、右两收纳盒相接。贴标完成的采血管在重力作用下，沿着图10中所示的引导片38滑落至左侧或右侧收纳盒中，医院采血工作人员取管给病人抽血，可以同时满足两个护士的采血需求。

图11和图12为本发明的采血管双出口说明示意图，电机39输出动力给ZZ40回转运动，ZZ转动从而驱动小驱动轴41带动采血管回收通道在支撑平台上沿滑轨左右滑动，采血管可以从左侧或右侧出口滑落至收纳盒中，实现双出口功能。

Claims (1)

1.一种真空采血管打印贴标装置，包括采血管供给单元、采血管承载输送单元、采血管定位旋转单元、贴标打印机单元和采血管收纳单元，所述采血管供给单元的输出侧与所述血管承载输送单元的入料侧相接，所述采血管承载输送单元的出料侧与采血管定位旋转单元的进料口连接，所述贴标打印机单元与采血管定位旋转单元配合实现贴标打印，所述采血管定位旋转单元的出料口与所述采血管收纳单元相接；其特征在于：所述打印贴标装置还包括支撑平台以及安装在支撑平台上的机械手移动抓取单元，所述采血管承载输送单元包括引导斜面、输送带、由引导斜面及输送带围成的采血管承载输送滑道、采血管限位板和采血管挡板，两块所述引导斜面组成V字形敞口，所述V字形敞口为所述血管承载输送单元的入料侧，两块所述引导斜面的下端之间的距离大于采血管的管身的外径同时小于采血管的管帽的外径，所述引导斜面的下端设有输送带，在两个所述输送带的前端设有用于阻挡采血管的采血管限位板，所述采血管限位板限定后的单根采血管位置为用于供机械手抓取的抓取工位，在所述输送带的上方设有用于阻挡与抓取工位相邻的采血管被向上抓取的采血管挡板，所述采血管挡板与采血管限位板之间的距离大于一个采血管的管帽的外径小于两倍采血管的管帽的外径；当采血管从采血管供给单元沿引导斜面以不同的落管姿态落入采血管承载输送滑道时，在重力和输送带的作用下采血管保持竖直状态并被传送至引导斜面的末端；

所述机械手移动抓取单元包括机械手、用于带动机械手升降的上下移动机构和用于带动所述上下移动机构左右平移的前后移动机构，所述机械手安装在所述上下移动机构的下部动作端，所述上下移动机构与所述前后移动机构的动作端连接；

所述抓取工位上安装用于检测是否有采血管的光电传感器；所述输送带为平皮带，所述平皮带安装在前皮带轮和后皮带轮上，所述后皮带轮的转轴上安装被动传动轮，所述被动传动轮通过传动带与主动传动轮连接，所述主动传动轮安装在驱动电机的输出轴上；所述上下移动机构为丝杠螺母机构，所述前后移动机构为同步带传动机构；所述机械手固定在机械臂上，所述机械臂与丝杠螺母机构的动作端连接，所述丝杠螺母机构的基座与前后移动机构的动作端连接；所述采血管收纳单元包括进料板、底座和引导片，所述进料板上开有供打印贴标后的采血管的落料孔，所述引导片呈倒V字形，所述引导片的侧面固定在框架上，所述框架的两侧分别为两个采血管出口，所述框架与用于带动框架沿着水平移动的出口选择驱动组件连接；所述框架可移动地安装在移动导轨上，所述框架的侧壁与小驱动轴固定连接，所述小驱动轴的一端套装在凸轮的弧形滑槽内，所述凸轮的转轴与驱动电机的输出轴连接；

所述采血管供给单元包括至少两个采血管贮存盒；所述采血管贮存盒设有侧壁挡板，用于改变采血管贮存盒内左侧壁和右侧壁的间距。

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