CN114453148A - 顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法，适用于离心机；所述顶盖开合装置包括：第一支撑台，用于支撑所述离心机；开盖机构，一端与所述离心机的顶盖连接，另一端设置于所述第一支撑台的内部，用于在一驱动机构的作用下，打开或关闭所述离心机的顶盖；控制器，用于输出对驱动机构的控制指令，以控制所述开盖机构。本发明使得离心机开盖的过程简单，稳定，且无需人工参与，不会对PCR板造成损坏或污染，满足研究需求；另外无需人工参与，便可密封所述离心机。

Description

顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法

技术领域

本发明属于工装技术领域，涉及一种控制装置，特别是涉及一种顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法。

背景技术

PCR(Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应)是分子生物学中常用的核酸研究方法，是根据DNA的半保留复制原理对核酸链进行体外扩增的手段。在PCR的过程中需要对PCR管或PCR板材进行离心，保证所有各组分集中在管底，保证其在PCR仪中进行反应是稳定可靠。一般此离心过程在离心机上完成，尤其是PCR板材的离心，需要在大型离心机上进行。

离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开，例如从牛奶中分离出奶油；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。如今的离心机在使用完后，开盖的过程繁琐，复杂，不具备稳定性，且需要人工参与，但是人工与PCR套板直接接触的话，很容易对PCR板造成损坏或污染，无法满足研究需求。

因此，如何提供一种顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法，以解决现有离心机开盖的过程繁琐，复杂，不具备稳定性，且需要人工参与，但是人工与PCR套板直接接触的话，很容易对PCR板造成损坏或污染，无法满足研究需求等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法，用于解决现有离心机开盖的过程繁琐，复杂，不具备稳定性，且需要人工参与，但是人工与PCR板直接接触的话，很容易对PCR板造成损坏或污染，无法满足研究需求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种顶盖开合装置，适用于离心机；所述顶盖开合装置包括：第一支撑台，用于支撑所述离心机；开盖机构，一端与所述离心机的顶盖连接，另一端设置于所述第一支撑台的内部，用于在一驱动机构的作用下，打开或关闭所述离心机的顶盖；控制器，用于输出对驱动机构的控制指令，以控制所述开盖机构。

于本发明的一实施例中，所述开盖机构包括与所述驱动机构连接的伸缩气缸、设置于所述伸缩气缸内的第一活塞、与所述第一活塞连接的第一活塞杆及与所述第一活塞杆枢接的传动部件。

于本发明的一实施例中，所述第一支撑台的台面上开设有通孔，该通孔位于所述离心机的后方；所述伸缩气缸穿过所述通孔。

于本发明的一实施例中，所述第一支撑台的内部呈中空状，且所述台面的底面上固定有用于托举所述伸缩气缸的托架。

于本发明的一实施例中，所述开盖机构还包括设置于所述伸缩气缸上，且卡合于所述通孔处的卡合部。

于本发明的一实施例中，所述传动部件包括上传动杆及下传动杆；其中，所述上传动杆的一端与所述离心机的顶盖连接，所述上传动杆的另一端与所述下传动杆的一端连接，所述下传动杆的另一端与所述第一活塞杆转动式连接；

所述上传动杆与所述下传动杆形成一钝角。

于本发明的一实施例中，所述开盖机构还包括设置于所述伸缩气缸上，且套设于所述上传杆上的定向托架；所述下传动杆及所述第一活塞杆于所述定向托架的中空区域内转动。

于本发明的一实施例中，第二支撑台，与所述第一支撑台连接，设置于所述离心机的顶部；顶压机构，设置于所述第二支撑台上、且悬于所述顶盖的上方；图像采集设备，固定在所述第二支撑台上，镜头朝向所述离心机的顶盖。

于本发明的一实施例中，所述顶盖开合装置还包括：所述顶压机构包括设置于所述第二支撑台上的气缸、设置于所述气缸上的第二活塞、与所述第二活塞连接的第二活塞杆及固定至所述第二活塞杆上的触手。

本发明另一方面提供一种基于顶盖开合装置的控制方法，所述顶盖开合装置适用于离心机；所述顶盖开合装置包括驱动机构与所述驱动机构连接的开盖机构；所述基于顶盖开合装置的控制方法包括：获取所述离心机的顶盖处的图像信息；根据顶盖处的图像信息，判断所述离心机的顶盖是否处于闭合状态；若是，则在需开启所述顶盖时，输出离心机的顶盖打开指令，启动所述驱动机构，使其为所述开盖机构提供驱动力；在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构打开所述离心机的顶盖；若否，则在需关闭所述顶盖时，输出离心机的顶盖关闭指令，在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖。

如上所述，本发明的顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法，具有以下有益效果：

第一，本发明使得离心机开盖的过程简单，稳定，且无需人工参与，不会对PCR板造成损坏或污染，满足研究需求；

第二，本发明无需人工参与，便可密封所述离心机。

附图说明

图1A显示为本发明安装有离心机的顶盖开合装置的侧示图。

图1B显示为本发明安装有离心机的顶盖开合装置的俯视图。

图1C显示为本发明安装有离心机的顶盖开合装置的后视图。

图1D显示为本发明的顶盖开合装置的结构爆炸图。

图2显示为本发明的开盖机构的立体结构示意图。

图3显示为本发明的基于顶盖开合装置的控制方法的流程示意图。

元件标号说明

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一

本实施例提供一种顶盖开合装置，适用于离心机；所述顶盖开合装置包括：

第一支撑台，用于支撑所述离心机；

开盖机构，一端与所述离心机的顶盖连接，另一端设置于所述第一支撑台的内部，用于在一驱动机构的作用下，打开或关闭所述离心机的顶盖；

控制器，用于输出对驱动机构的控制指令，以控制所述开盖机构。

以下将结合图示对本实施例所提供的顶盖开合装置进行详细描述。本实施例所述顶盖开合装置适用于离心机，用于自动打开或关闭所述离心机的顶盖，并且可以将所述顶盖按压紧实。

请参阅图1A、图1B、图C及图1D，分别显示为安装有离心机的顶盖开合装置的侧示图、俯视图、后视图及顶盖开合装置的结构爆炸图。如图1A、图1B、图C及图1D所示，所述顶盖开合装置1包括开盖机构10、第一支撑台11、第二支撑台12、顶压机构13及图像采集设备14。

所述第一支撑台11用于支撑所述离心机2。

具体地，所述离心机2搁置于所述第一支撑台11的台面111上，台面111上开设有通孔112，该通孔112位于所述离心机2的后方。

在本实施例中，所述第一支撑台11的内部呈中空状，所述台面11的底面上固定有托架113。

所述开盖机构10用于在一驱动机构的作用下，打开或关闭所述离心机的顶盖。所述开够机构10的一端与所述离心机2的顶盖21连接，另一端设置于所述第一支撑台11的内部。

请参阅图2，显示为开盖机构的立体结构示意图。如图2所示，所述开盖机构10包括与所述驱动机构连接的伸缩气缸101、设置于所述伸缩气缸101内的第一活塞(未予图示)、与所述第一活塞连接的第一活塞杆102、与所述第一活塞杆102枢接的传动部件103、卡合部104及定向托架105。

在本实施例中，所述伸缩气缸101转动式设置于托架113内。

所述传动部件103包括上传动杆103A及下传动杆103B，其中，所述上传动杆103A的一端与所述离心机2的顶盖21连接，所述上传动杆103A的另一端与所述下传动杆103B的一端连接(具体地，所述上传动杆103A的另一端与所述下传动杆103B的一端一体式连接)，所述下传动杆103B的另一端与所述第一活塞杆102转动式连接，且所述上传动杆103A与所述下传动杆103B形成一钝角。

所述卡合部104设置于所述伸缩气缸101上，且卡合于所述通孔112处，以使所述开盖机构可稳定地转动。

所述定向托架105套设于所述上传杆上103A，所述下传动杆103B及所述第一活塞杆102于所述定向托架105的中空区域内转动。

在本实施例中，当驱动机构作用于所述伸缩气缸101，即对所述伸缩气缸101进气，所述第一活塞从所述伸缩气缸101内伸出(即朝上方运动)，带动所述第一活塞杆102，由于所述第一活塞杆102与所述下传动杆103B转动式连接，所述下传动杆103B朝与所述伸缩气缸101的伸出方向的相反方向转动(即朝下方运动)，所述下传动杆103B带动所述上传杆103A转动，所述上传杆103A关闭顶盖21。

当驱动机构撤销对所述伸缩气缸101的作用力，即所述伸缩气缸101排气，所述第一活塞缩入所述伸缩气缸101内(即朝下方运动)，带动所述第一活塞杆102，由于所述第一活塞杆102与所述下传动杆103B转动式连接，所述下传动杆103B朝与所述伸缩气缸101的收缩方向的相反方向转动(即朝上方运动)，所述下传动杆103B带动所述上传杆103A转动，所述上传杆103A打开顶盖21。

如图1A所示，所述第二支撑台12与所述第一支撑台11连接，且设置于所述离心机2的顶部。所述第二支撑台12用于为所述顶压机构13和图像采集设备提供安装位置。

在本实施例中，所述顶压机构13设置于所述第二支撑台12上、且悬于所述顶盖21的上方。所述顶压机构13用于待所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖21后，将所述顶盖21压紧，密封所述离心机。

具体地，所述顶压机构13包括设置于所述第二支撑台上的气缸、设置于所述气缸上的第二活塞、与所述第二活塞连接的第二活塞杆及固定至所述第二活塞杆131上的触手132。

在本实施例中，所述当驱动机构作用于所述第二支撑台上的气缸时，所述气缸进气，第二活塞从所述气缸内伸出，带动第二活塞杆131朝顶盖21运动，待所述触手132触摸到所述顶盖21时，通过所述触手132按压所述顶盖21，使其密封所述离心机。

所述图像采集设备14固定在所述第二支撑台12上，镜头朝向所述离心机的顶盖21。所述图像采集设备14用于采集所述离心机的顶盖处的图像信息，即包括顶盖打开的图像信息或顶盖关闭的图像信息。

为了控制所述顶盖开合装置，本实施例所述顶盖开合装置还包括与所述驱动机构和图像采集设备14连接的控制器。所述控制器用于输出控制指令至所述驱动机构，以控制所述开盖机构及顶压机构13；还用于获取所述图像采集设备14采集离心机的顶盖处的图像信息，并分析所述图像信息。所述离心机的顶盖处的图像信息包括顶盖打开的图像信息或顶盖关闭的图像信息。

具体地，所述控制器根据顶盖处的图像信息，判断所述离心机的顶盖是否处于闭合状态；若是，则在需开启所述顶盖时，输出离心机的顶盖打开指令，启动所述驱动机构，使其为所述开盖机构提供驱动力；在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构打开所述离心机的顶盖；若否，则在需关闭所述顶盖时，输出离心机的顶盖关闭指令，在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖。

在本实施例中，所述控制器从所述顶盖处的图像信息中查找是否存在离心机内部特征信息(例如，PCR板的安放盒)，将是否存在离心机内部图像信息作为判断所述离心机的顶盖是否闭合的判断依据。

具体地，所述控制器若查找到离心机内部图像信息，则判定所述离心机的顶盖处于打开状态；

若未查找到离心机内部图像信息，则判定所述离心机的顶盖处于闭合状态。

在执行关闭离心机顶盖的操作后，继续分析所述离心机的顶盖处的图像信息，若判定所述离心机的顶盖处于闭合状态，所述控制器输出顶盖的按压指令，所述驱动机构作用于所述气缸，使所述第二活塞带动第二活塞杆朝顶盖运动，待所述触手触摸到所述顶盖时，通过所述触手按压所述顶盖，使其密封所述离心机。

本实施例所述顶盖开合装置使得离心机开盖的过程简单，稳定，且无需人工参与，不会对PCR套板造成损坏或污染，满足研究需求。

实施例二

本实施例提供一种基于顶盖开合装置的控制方法，所述顶盖开合装置适用于离心机；所述顶盖开合装置包括驱动机构与所述驱动机构连接的开盖机构；所述基于顶盖开合装置的控制方法包括：

获取所述离心机的顶盖处的图像信息；

根据顶盖处的图像信息，判断所述离心机的顶盖是否处于闭合状态；若是，则在需开启所述顶盖时，输出离心机的顶盖打开指令，启动所述驱动机构，使其为所述开盖机构提供驱动力；在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构打开所述离心机的顶盖；若否，则在需关闭所述顶盖时，输出离心机的顶盖关闭指令，在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖。

以下将结合图示对本实施例所提供的基于顶盖开合装置的控制方法进行详细描述。所述基于顶盖开合装置的控制方法应用于实施例一所述顶盖开合装置。所述顶盖开合装置适用于离心机；所述顶盖开合装置包括驱动机构、与所述驱动机构连接的开盖机构、设置于离心机顶部的气缸、设置于所述气缸内的第二活塞、与所述第二活塞连接的第二活塞杆及固定至所述第二活塞杆上的触手。

请参阅图3，显示为基于顶盖开合装置的控制方法的流程示意图。如图3所示，所述控制方法包括以下步骤：

S31，获取所述离心机的顶盖处的图像信息。

在本实施例中，所述离心机的顶盖处的图像信息包括顶盖打开的图像信息或顶盖关闭的图像信息。

S32，根据顶盖处的图像信息，判断所述离心机的顶盖是否处于闭合状态；若是，则执行S33；若否，则执行S34。

在本实施例中，从所述顶盖处的图像信息中查找是否存在离心机内部特征信息(例如，PCR套板的安放盒)，将是否存在离心机内部图像信息作为判断所述离心机的顶盖是否闭合的判断依据。

具体地，若查找到离心机内部图像信息，则判定所述离心机的顶盖处于打开状态；

若未查找到离心机内部图像信息，则判定所述离心机的顶盖处于闭合状态。

S33，在需开启所述顶盖时，输出离心机的顶盖打开指令，启动所述驱动机构，使其为所述开盖机构提供驱动力；在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构打开所述离心机的顶盖。

S34，则在需关闭所述顶盖时，输出离心机的顶盖关闭指令，在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖。

S35，在执行关闭离心机顶盖的操作后，继续分析所述离心机的顶盖处的图像信息，若判定所述离心机的顶盖处于闭合状态，输出顶盖的按压指令，所述驱动机构作用于所述气缸，使所述第二活塞带动第二活塞杆朝顶盖运动，待所述触手触摸到所述顶盖时，通过所述触手按压所述顶盖，使其密封所述离心机。

综上所述，本发明所述顶盖开合装置及基于顶盖开合装置的控制方法具有以下有益效果：

第一，本发明使得离心机开盖的过程简单，稳定，且无需人工参与，不会对PCR套板造成损坏或污染，满足研究需求；

第二，本发明无需人工参与，便可密封所述离心机。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种顶盖开合装置，其特征在于，适用于离心机；所述顶盖开合装置包括：

第一支撑台，用于支撑所述离心机；

开盖机构，一端与所述离心机的顶盖连接，另一端设置于所述第一支撑台的内部，用于在一驱动机构的作用下，打开或关闭所述离心机的顶盖；

控制器，用于输出对驱动机构的控制指令，以控制所述开盖机构。

2.根据权利要求1所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述开盖机构包括与所述驱动机构连接的伸缩气缸、设置于所述伸缩气缸内的第一活塞、与所述第一活塞连接的第一活塞杆及与所述第一活塞杆枢接的传动部件。

3.根据权利要求2所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述第一支撑台的台面上开设有通孔，该通孔位于所述离心机的后方；

所述伸缩气缸穿过所述通孔。

4.根据权利要求3所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述第一支撑台的内部呈中空状，且所述台面的底面上固定有用于托举所述伸缩气缸的托架。

5.根据权利要求2所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述开盖机构还包括设置于所述伸缩气缸上，且卡合于所述通孔处的卡合部。

6.根据权利要求2所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述传动部件包括上传动杆及下传动杆；

其中，所述上传动杆的一端与所述离心机的顶盖连接，所述上传动杆的另一端与所述下传动杆的一端连接，所述下传动杆的另一端与所述第一活塞杆转动式连接；

所述上传动杆与所述下传动杆形成一钝角。

7.根据权利要求6所述的顶盖开合装置，其特征在于：

所述开盖机构还包括设置于所述伸缩气缸上，且套设于所述上传杆上的定向托架；

所述下传动杆及所述第一活塞杆于所述定向托架的中空区域内转动。

8.根据权利要求1所述的顶盖开合装置，其特征在于：所述顶盖开合装置还包括：

第二支撑台，与所述第一支撑台连接，设置于所述离心机的顶部；

顶压机构，设置于所述第二支撑台上、且悬于所述顶盖的上方；

图像采集设备，固定在所述第二支撑台上，镜头朝向所述离心机的顶盖。

9.根据权利要求8所述的顶盖开合装置，其特征在于：所述顶盖开合装置还包括：

所述顶压机构包括设置于所述第二支撑台上的气缸、设置于所述气缸上的第二活塞、与所述第二活塞连接的第二活塞杆及固定至所述第二活塞杆上的触手。

10.一种基于顶盖开合装置的控制方法，其特征在于：所述顶盖开合装置适用于离心机；所述顶盖开合装置包括驱动机构与所述驱动机构连接的开盖机构；所述基于顶盖开合装置的控制方法包括：

获取所述离心机的顶盖处的图像信息；

根据顶盖处的图像信息，判断所述离心机的顶盖是否处于闭合状态；若是，则在需开启所述顶盖时，输出离心机的顶盖打开指令，启动所述驱动机构，使其为所述开盖机构提供驱动力；在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构打开所述离心机的顶盖；若否，则在需关闭所述顶盖时，输出离心机的顶盖关闭指令，在所述驱动机构的作用下，所述开盖机构关闭所述离心机的顶盖。

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