CN113697416A - 一种联管自动放置装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料输送的技术领域，具体为一种联管自动放置装置，包括设于联管传输装置上方的上料装置，联管传输装置用于传输联管放置盘，上料装置包括料盒，料盒用于存放待上料的联管，上料装置用于将料盒内的联管放至联管放置盘上；还包括压平装置，压平装置位于联管传输装置上方，用于按压放至联管放置盘上的联管。采用本方案，能够解决现有技术中联管放置效率较低的技术问题。

Description

一种联管自动放置装置

技术领域

本发明涉及物料输送的技术领域，具体为一种联管自动放置装置。

背景技术

联管为多个单管依次连接构成PCR耗材，通常分为八联管和十二联管。联管的用途非常广泛，尤其在分子生物学研究中，例如荧光定量PCR等检测。现有联管在使用过程中，需要向联管中添加相应试剂，为实现自动化的管理，需要将联管上料至生产线或加工线上。现有自动上料机构一般为夹爪，通过夹爪将单个的工件抓取放置生产线和加工线上，但是联管在运输和存放中，通常为叠放，采用夹爪上料仍需要人工对联管进行分离，同时夹爪结构不易抓取联管，因此现有联管仍采用人工放置联管的方式，导致联管的放置效率较低。

发明内容

本发明意在提供一种联管自动放置装置，以解决现有技术中联管放置效率较低的技术问题。

本发明提供如下基础方案：

一种联管自动放置装置，包括设于联管传输装置上方的上料装置，联管传输装置用于传输联管放置盘，上料装置包括料盒，料盒用于存放待上料的联管，上料装置用于将料盒内的联管放至联管放置盘上。

基础方案的有益效果：料盒的设置，配合联管传输装置和上料装置的使用，专用于存放待上料的联管。联管传输装置和上料装置的配合，实现联管放置盘的传输和联管的放置，当联管放置盘传输至上料装置下方时，上料装置将料盒内的联管放至联管放置盘上，即将联管放至生产线上，在此过程中联管放置盘不间断的传输，在面对大量联管进行放置的情况下，能够有效提高联管的放置效率。

进一步，还包括压平装置，压平装置位于联管传输装置上方，用于按压放至联管放置盘上的联管。

有益效果：后续将对联管放置盘上的联管添加试剂，为保证试剂能够准确添加到联管中，要求添加试剂装置底端至联管顶端的距离非常近，若联管与联管放置盘之间存在缝隙，则在传输过程中，添加试剂装置底端将会与联管顶端接触，影响试剂的添加，以及联管的传输。压平装置的设置，对联管放置盘上的联管进行按压，使得联管与联管放置盘的接触更为紧密，从而便于后续其他环节的精准执行。

进一步，料盒包括盒体，盒体上开设有若干竖向的收纳孔，收纳孔用于存放叠放的联管；还包括上料基座，上料基座包括工作台，工作台上开设有正对联管放置盘的条形孔；上料装置还包括上料传输机构，上料传输机构用于传输料盒，使收纳孔正对条形孔。

有益效果：料盒的设置，便于批量转运联管；上料基座的设置，为上料传输机构提供安装位置；上料传输机构的设置，便于移动料盒。当料盒在工作台上移动时，工作台封闭料盒的底部，因此联管随料盒移动。当料盒移动至收纳孔正对条形孔时，联管通过条形孔下落，从而实现联管的自动上料。

进一步，工作台上还设有互相平行的两导向块，导向块的长度方向平行于料盒的移动方向，上料传输机构用于沿两导向块传输料盒。

有益效果：导向块的设置，限制料盒的移动轨迹，从而保证料盒移动到对应位置时，收纳孔能够正对条形孔，避免收纳孔和条形孔错位，导致联管无法下落。

进一步，上料装置还包括动夹具、定夹具和第四传输组件，动夹具和定夹具用于夹持相邻两联管，第四传输组件与动夹具固定连接，第四传输组件用于移动动夹具，使相邻两联管分离。

有益效果：联管由于叠放，相邻两联管会处于连接状态。定夹具和动夹具的设置，夹持相邻两联管，即分别夹持从上至下倒数第一联管和倒数第二联管。第四传输组件的设置，带动动夹具移动，从而分离倒数第一联管和倒数第二联管。

进一步，第四传输组件用于移动动夹具，当动夹具夹持的联管底端距联管放置盘的距离小于预设的距离阈值时，第四传输组件停止移动动夹具。

有益效果：动夹具带动联管移动，一是分离相邻两联管，二是将联管移动至靠近联管放置盘的位置，在此位置下，联管不影响联管放置盘的移动，同时又能在较短时间内下落至联管放置盘上，实现联管的精准上料。

进一步，上料装置还包括接管机构，接管机构包括伸缩块和第三传输组件，第三传输组件的自由端与伸缩块固定连接，当伸缩块伸出时，伸缩块位于条形孔下方，伸缩块的上表面能与料盒中下落的联管相抵。

有益效果：第三传输组件的设置，控制伸缩块的伸出和收缩。伸出的伸缩块阻挡从条形孔下落的联管，当联管与伸缩块相抵时，联管保持该状态，便于定夹具和动夹具对联管进行夹持。

进一步，上料装置还包括上料辅助机构，当收纳孔正对条形孔时，上料辅助机构用于将料盒中的联管推出；上料辅助机构包括第二传输组件和推压件，推压件与第二传输组件的自由端固定连接，第二传输组件用于移动推压件，使得推压件将联管从料盒中推出。

有益效果：联管与收纳孔之间可能存在摩擦，或者存放时间较长，联管与收纳孔壁粘连，导致联管无法自由下落。上料辅助机构的设置，通过推压件将联管从料盒中推出，使得联管从条形孔中落下。

进一步，推压件包括依次连接的连接块、弹性件和压块，连接块与第二传输组件固定连接，压块与收纳孔形状匹配。

有益效果：在第二传输组件带动推压件时，若推压件移动的距离过大，会过度挤压联管造成联管形变，弹性件的设置，防止将联管按压过紧，能够有效缓解压块按压联管造成的联管形变。

进一步，压平装置包括压平板和第五传输组件，第五传输组件的自由端与压平板固定连接，压平板的下表面能够与联管放置盘上的联管顶端相抵，第三气缸用于移动压平板，使得联管与联管放置盘紧密接触。

有益效果：压平板的设置，按压联管，使得联管与联管放置盘紧密接触，避免联管与联管放置盘存在缝隙，影响后续环节的精准执行。第五传输组件的设置，带动压平板下移，从而按压联管放置盘上的联管。

附图说明

图1为本发明一种联管自动放置装置实施例的俯视图；

图2为本发明一种联管自动放置装置图1的A处放大示意图；

图3为本发明一种联管自动放置装置实施例上料装置的结构示意图；

图4为本发明一种联管自动放置装置实施例夹持机构、接管机构，以及压平装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：传输基座1、联管放置盘2、传送带3、第一导向块4、第二导向块5、上料基座6、工作台7、料盒8、收纳孔9、第一传输组件10、导向块11、第二传输组件12、推压件13、伸缩块14、第三传输组件15、定夹具16、动夹具17、第一平行气爪18、第二平行气爪19、压平板20、第五传输组件21。

实施例

一种联管自动放置装置，包括传输基座1、联管传输装置、上料基座6、上料装置和压平装置。

如附图1所示，联管传输装置设于传输基座1上，联管传输装置用于传输联管放置盘2，联管放置盘2包括滑块和固定板，固定板的上表面开设有用于放置联管的放置槽，放置槽与联管形状匹配，联管指多个反应管依次连接的耗材，即放置槽的数量为多个且依次分布。固定板与滑块可拆卸连接，具体的，通过固定螺钉可拆卸连接固定板和滑块。

联管传输装置包括主动轮、从动轮，以及与主动轮、从动轮传动连接的传送带3，主动轮和从动轮的轴向平行于竖直方向。还包括提供动力源的电源和传输电机，传输电机的输出轴与主动轮键连接。

如附图2所示，主动轮和从动轮的侧面设有均匀分布的第一导向块4，传送带3的内侧设有与第一导向块4配合使用的第二导向块5，具体的，相邻第一导向块4的距离等于第二导向块5在水平方向上的宽度，相邻第二导向块5的距离等于第一导向块4在水平方向上的宽度。

第一导向块4和第二导向块5均竖直设置，即第一导向块4和第二导向块5的长度方向平行于竖直方向，在其他实施例中，第一导向块4和第二导向块5倾斜设置，即第一导向块4和第二导向块5的长度方向与竖直方向相交。

联管传输装置还包括连接件，连接件包括连接块和两夹持块，连接块的两侧均开设有限位槽，两夹持块相对一侧延伸形成凸起部，两凸起部分别与两限位槽接触。连接块与传送带3的外侧固定连接，夹持块均与联管放置盘2的侧面固定连接，即夹持块远离限位槽的一侧通过螺钉与滑块的侧面固定连接。

联管传输装置还包括滑动件和导向轨，导向轨在水平方向上与传送带3形状相同，导向轨位于传送带3的外侧，滑动件用于使联管放置盘2沿导向轨运动。滑动件包括多个滚轮，滚轮的安装轴与滑块固定连接，滚轮的侧面与导向轨的侧面相抵，滚轮分别位于导向轨的两侧。具体的，滚轮的数量为四个，即导向轨的左右两侧分别与两滚轮的侧面相抵。

上料基座6设于传输基座1上，上料装置设于上料基座6上，上料装置位于联管传输装置上方。上料基座6包括工作台7，工作台7上开设有条形孔，条形孔正对联管传输装置，当联管放置盘2传输至条形孔下方时，条形孔正对联管放置盘2，条形孔的长度方向与联管放置盘2上放置槽的分布方向平行。

如附图3所示，上料装置用于将料盒8内的联管放至联管放置盘2上，上料装置包括上料传输机构、上料辅助机构、夹持机构、接管机构和料盒8。料盒8用于存放待上料的联管，料盒8包括盒体，盒体上开设有若干竖向的收纳孔9，收纳孔9沿垂直条形孔长度方向均匀分布，收纳孔9内叠放有多个联管。

上料传输机构用于传输料盒8，上料传输机构设于工作台7的上表面，上料传输机构包括第一传输组件10和托盘，第一传输组件10用于传输托盘，托盘的传输方向与条形孔的长度方向垂直。第一传输组件10包括第一丝杠副、第一导杆、第一底座和第一电机，第一导杆的两端分别与第一底座固定连接，第一丝杠副中丝杠的一端与第一底座活动连接，另一端与第一电机的输出轴固定连接，第一电机远离丝杠的一端与第一底座固定连接，丝杠副中螺母的一端套接于第一导杆上，螺母的另一端与托盘固定连接，托盘与料盒8固定连接，底座与工作台7的上表面固定连接。螺母通过托盘带动料盒8在工作台7上移动，使得料盒8的收纳孔9正对工作台7上的条形孔，料盒8的移动方向垂直条形孔的长度方向。

工作台7上还设有互相平行的导向块11，导向块11的数量为两个，两导向块11分别与托盘相对的两侧相接触，导向块11的长度方向平行于料盒8的移动方向，托盘沿两导向块11之间的通道移动，即上料传输机构用于沿两导向块11传输料盒8。

上料辅助机构用于当收纳孔9正对条形孔时，将料盒8中的联管推出，上料辅助机构位于上料传输机构的上方，上料辅助机构包括第二传输组件12和推压件13，推压件13与第二传输组件12的自由端固定连接，第二传输组件12用于移动推压件13，推压件13用于将收纳孔9内的联管从条形孔推出。推压件13包括依次连接的连接块、弹性件和压块，压块与收纳孔9形状匹配，在本实施例中，弹性件选用弹簧。

第二传输组件12包括第二丝杠副、第二导杆、第二底座和第二电机，第二导杆的两端分别与第二底座固定连接，第二丝杠副中丝杠的一端与第二底座活动连接，另一端与第二电机的输出轴固定连接，第二电机远离丝杠的一端与第二底座固定连接，丝杠副中螺母的一端套接于第二导杆上，螺母的另一端与推压件13固定连接，具体的，连接块与螺母固定连接，即连接块与第二传输组件12固定连接。第二传输组件12位于第一传输装置上方，工作台7上固定连接有支撑架，支撑架与第二底座固定连接。螺母带动推压件13在竖直方向移动，将料盒8内联管从条形孔中推出。

如附图4所示，接管机构包括伸缩块14和第三传输组件15，在本实施例中，第三传输组件15采用第一气缸，在其他实施例中，第三传输组件15可采用丝杠滑台模组。第一气缸的自由端与伸缩块14固定连接，伸缩块14位于条形孔下方，伸缩块14的上表面与料盒8中推出的联管相抵。初始状态下，伸缩块14处于伸出状态，此时伸缩块14位于条形孔下方，当联管从料盒8中被推出时，伸缩块14的上表面与联管底端相抵，伸出的伸缩块14用于阻挡下落的联管。当不需要阻挡联管时，第一气缸带动伸缩块14缩回，联管可向下移动。

夹持机构包括动夹具17、定夹具16、第一平行气爪18、第二平行气爪19和第四传输组件，动夹具17和定夹具16用于夹持相邻两联管，第四传输组件与动夹具17固定连接，第四传输组件用于移动动夹具17，使相邻两联管分离。在本实施例中，第四传输组件采用第二气缸，其他实施例中，第四传输组件可采用丝杠滑台模组。第一平行气爪18的气动手指与动夹具17固定连接，第二平行气爪19的气动手指与定夹具16固定连接，定夹具16和动夹具17从上至下依次设置。第二气缸的自由端与第一平行气爪18固定连接，第二气缸用于带动第一平行气爪18在竖直方向上移动，第一平行气爪18带动动夹具17在竖直方向上移动。

具体的，第一平行气爪18和第二平行气爪19均包括可相向运动的两气动手指，定夹具16包括可相向运动的第一定夹爪和第二定夹爪，第一定夹爪和第二定夹爪的一端分别与两气动手指固定连接，第一定夹爪和第二定夹爪相对的一侧开设有弧形孔，当第一定夹爪和第二定夹爪相抵时，弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵，此时定夹具16夹持联管。动夹具17包括可相向运动的第一动夹爪和第二动夹爪，第一动夹爪和第二动夹爪的一端分别与两气动手指固定连接，第一动夹爪和第二动夹爪相对的一侧开设有弧形孔，当第一定夹爪和第二定夹爪相抵时，弧形孔的孔壁与联管的侧壁相抵，此时动夹具17夹持联管。

初始状态下，动夹具17和定夹具16均处于松开状态，第二气缸处于收缩状态，当联管与接管机构相抵时，动夹具17用于夹持叠放的从上至下的最后一个联管的倒数第一个联管，定夹具16用于夹持与倒数第一个联管相邻的倒数第二个联管。当定夹具16和动夹具17夹紧联管时，不需要阻挡联管，此时第一气缸带动伸缩块14缩回，第二气缸伸出带动动夹具17下移，分离倒数第一个联管和倒数第二个联管，当第二气缸完全伸出时，距离联管传输盘的上表面较近。在本实施例中，当第二气缸完全伸出时，联管传输盘的上表面至联管底端的距离小于预设的距离阈值，例如距离阈值为5毫米。当联管放置盘2运动至动夹具17夹持的联管下方时，动夹具17松开联管，此时联管下落至联管放置盘2的放置槽中，实现联管的上料。

在其他实施例中，第三传输组件15、第四传输组件预设收缩或伸出距离，当收缩或伸出相应预设距离时，认为收缩或伸出到位。例如，第四传输组件用于移动动夹具17，当动夹具17移动预设距离时，此时动夹具17夹持的联管底端距联管放置盘2的距离小于预设的距离阈值，第四传输组件停止移动动夹具17。

压平装置位于联管传输装置上方，压平装置用于按压下落至联管放置盘2上的联管。具体的，压平装置包括压平板20和第五传输组件21，在本实施例中，第五传输组件21采用第三气缸，其他实施例中，第五传输组件21可采用丝杠滑台模组。第三气缸的自由端与压平板20固定连接，即第五传输组件21的自由端与压平板20固定连接，压平板20的下表面能够与联管的顶端相抵，第三气缸用于控制压平板20下移按压联管放置盘2上的联管，使得联管与放置槽紧密接触。

还包括第一检测终端、料盒8传输子系统、辅助上料子系统、接管及夹持子系统、联管传输子系统、第二检测终端、第三检测终端和压平子系统。

第一检测终端设置于工作台7上，第一检测终端用于检测料盒8，当检测到料盒8时，生成启动信号，此时料盒8位于初始位。

料盒8传输子系统用于接收启动信号后，启动第一传输组件10，控制托盘带动料盒8运动至上料位，当料盒8运动至上料位时，料盒8上的收纳孔9正对工作台7上的条形孔。

辅助上料子系统用于当料盒8上的收纳孔9正对工作台7上的条形孔后，启动第二传输组件12，控制推压件13下移预设的第二距离Y，将收纳孔9中的联管从条形孔推出，第二距离Y为叠放的联管底端与接管机构相抵时，初始状态的推压件13与叠放的联管顶端的距离。还用于再次启动第二传输组件12，控制推压件13下移预设的第三距离Y’，第三距离Y’为叠放的相邻两联管之间的距离。

具体的，还包括第一计数传感器，用于统计联管下落次数，当联管下落次数达到预设联管数时，代表收纳孔9内的联管下落完，此时启动第一传输组件10，预设联管数为单个收纳孔9内叠放的联管数量。

辅助上料子系统还用于当收纳孔9内的联管下落完后，启动第二传输组件12复位，此时推压件13从收纳孔9移出。

料盒8传输子系统还用于当辅助上料子系统复位后，启动第一传输组件10，控制托盘移动预设的第一距离X，此时料盒8上的另一收纳孔9正对工作台7上的条形孔，第一距离X为料盒8中相邻收纳孔9之间的距离。

具体的，第一计数传感器还用于统计联管下落组数，当联管下落组数达到预设孔数时，代表所有收纳孔9的联管下落完，启动第一传输组件10复位，并更换料盒8。当下落次数达到预设联管数时，计一次联管下落组数，预设孔数为料盒8内收纳孔9的数量。

接管及夹持子系统用于当联管底端与伸缩块14相抵后，控制夹持机构分别夹持从上至下倒数第一联管和倒数第二联管。具体的，控制第一平行气爪18收缩，从而控制动夹具17夹持倒数第一联管；控制第二平行气爪19收缩，从而控制定夹具16夹持倒数第二联管。

接管及夹持子系统还用于当夹持机构夹持联管后，控制第三传输组件15收缩，伸缩块14朝向第三传输组件15方向移动，当第三传输组件15收缩到位后，伸缩块14不再阻挡联管的下落。

接管及夹持子系统还用于当第三传输组件15收缩到位后，控制第四传输组件伸出，从而控制动夹具17下移，使得动夹具17夹持的倒数第一联管下移，当第四传输组件伸出到位时，倒数第一联管位于下落位，此时倒数第一联管底端至联管传输盘上表面的距离小于预设的距离阈值。在其他实施例中，第三传输组件15、第四传输组件预设收缩或伸出距离，当收缩或伸出相应预设距离时，认为收缩或伸出到位。

联管传输子系统用于接收启动信号后，启动传输电机，控制传输带匀速运动传输联管放置盘2。第二检测终端设置于传输基座1上，第二检测终端用于检测联管放置盘2，当检测到联管放置盘2时，生成下落信号；接管及夹持子系统还用于当接收下落信号时，根据下落信号控制动夹具17松开联管，下落的联管正好落入联管放置盘2中，随联管放置盘2运动。具体的，第二检测终端至下落位在水平方向的距离为A，下落位至联管放置盘2上表面在竖直方向的距离为B，根据距离A和传输带的运动速度预测所需时间T1，根据距离B预测所需时间T2，T2小于T1，接管及夹持子系统还用于当接收下落信号时，开始计时，当计时达到T2-T1时，控制动夹具17松开联管，当联管放置盘2运动至下落位下方时，下落的联管正好落入联管放置盘2中。

接管及夹持子系统还用于动夹具17松开联管后，依次启动第四传输组件、第三传输组件15和第二平行气爪19复位，使得定夹爪松开联管，联管下落与伸缩块14相抵，此时再次启动第二传输组件12推动收纳孔9内的联管，并启动第一平行气爪18和第二平行气爪19使得动夹具17、定夹具16夹持联管，再次执行联管的上料。

第三检测终端设置于传输基座1上，第三检测终端用于检测联管放置盘2，当检测到联管放置盘2时，生成压平信号。压平子系统用于接收压平信号时，控制第五传输组件21伸出，从而控制压平板20下移，对联管放置盘2内的联管进行按压，使得联管与联管放置盘2紧密接触，完成一次联管下料过程。

在其他实施例中，还包括漏装终端，用于检测联管放置盘2上的联管，统计联管上料数量；漏装判断模块，用于根据联管下落次数、联管下落组数和下落信号生成联管放料数量，判断联管放料数量和联管上料数量是否一致，当不一致时，发出警报。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种联管自动放置装置，其特征在于：包括设于联管传输装置上方的上料装置，联管传输装置用于传输联管放置盘，上料装置包括料盒，料盒用于存放待上料的联管，上料装置用于将料盒内的联管放至联管放置盘上。

2.根据权利要求1所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：还包括压平装置，压平装置位于联管传输装置上方，用于按压放至联管放置盘上的联管。

3.根据权利要求1所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：料盒包括盒体，盒体上开设有若干竖向的收纳孔，收纳孔用于存放叠放的联管；

还包括上料基座，上料基座包括工作台，工作台上开设有正对联管放置盘的条形孔；

上料装置还包括上料传输机构，上料传输机构用于传输料盒，使收纳孔正对条形孔。

4.根据权利要求3所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：工作台上还设有互相平行的两导向块，导向块的长度方向平行于料盒的移动方向，上料传输机构用于沿两导向块传输料盒。

5.根据权利要求3所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：上料装置还包括动夹具、定夹具和第四传输组件，动夹具和定夹具用于夹持相邻两联管，第四传输组件与动夹具固定连接，第四传输组件用于移动动夹具，使相邻两联管分离。

6.根据权利要求5所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：第四传输组件用于移动动夹具，当动夹具夹持的联管底端距联管放置盘的距离小于预设的距离阈值时，第四传输组件停止移动动夹具。

7.根据权利要求5所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：上料装置还包括接管机构，接管机构包括伸缩块和第三传输组件，第三传输组件的自由端与伸缩块固定连接，当伸缩块伸出时，伸缩块位于条形孔下方，伸缩块的上表面能与料盒中下落的联管相抵。

8.根据权利要求3所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：上料装置还包括上料辅助机构，当收纳孔正对条形孔时，上料辅助机构用于将料盒中的联管推出；

上料辅助机构包括第二传输组件和推压件，推压件与第二传输组件的自由端固定连接，第二传输组件用于移动推压件，使得推压件将联管从料盒中推出。

9.根据权利要求8所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：推压件包括依次连接的连接块、弹性件和压块，连接块与第二传输组件固定连接，压块与收纳孔形状匹配。

10.根据权利要求2所述的一种联管自动放置装置，其特征在于：压平装置包括压平板和第五传输组件，第五传输组件的自由端与压平板固定连接，压平板的下表面能够与联管放置盘上的联管顶端相抵，第五传输组件用于移动压平板，使得联管与联管放置盘紧密接触。

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