CN115594131A - 开盖装置和实验室自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开盖装置和实验室自动化系统，开盖装置包括安装架以及设于安装架的升降模组、旋转模组、夹持模组；夹持模组包括安装座、步进电机、传动组件以及至少两个夹爪，步进电机设于安装座；传动组件包括第一活动件、第二活动件、限位件、弹性件以及至少两个滑动件，每一滑动件活动设于安装座，并与一夹爪连接；第一活动件与第二活动件活动连接，第一活动件具有第二端和与各滑动件滑动连接的第一端；弹性件限位于第二端和第二活动件之间；步进电机的转轴活动穿设于第二端和第二活动件；限位件位于第一端与第二活动件之间，并与步进电机的转轴螺接；本发明提出的开盖装置的开盖可靠性更高。

Description

开盖装置和实验室自动化系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种开盖装置和实验室自动化系统。

背景技术

在医疗自动化实验室中，为吸取采样管、试剂管等容器内存储的液体，需要移除容器顶部的胶塞、旋盖等容器盖。当容器盖为胶塞形式时，胶塞与容器内壁之间的摩擦阻力以及容器内的真空吸力使胶塞去除时阻力较大，需要开盖装置能够提供稳定作用力作用在胶塞上，以克服上述阻力。当容器盖为旋盖形式时，需要开盖装置能够与容器盖产生足够大的摩擦力以克服螺旋副的摩擦阻力。若想要同时适用上述两种主流形式的容器盖的开盖，开盖装置需要与容器盖间产生稳定且足够大的摩擦力。此外，由于容器的型号和种类差异，容器盖的直径与高度也有不同，为适用于多种尺寸、多种形式的容器盖开盖，开盖装置需要能够在竖直方向上移动、水平周向转动以及能够提供稳定的开盖力。

在相关技术中，开盖装置多通过机械臂夹持开盖，主要依靠气动或电动方式驱动，其中气动驱动的方式的结构复杂，需要配置压缩机与管路，且噪音较大。电动驱动方式相比气动驱动方式的结构更为简单，且噪音一般也更小。电动驱动方式主要包括步进电机与伺服电机驱动两种驱动形式，其中伺服电机由于价格较高，需要配备控制系统，因此使用较少。步进电机作为更常用的驱动方式，相比伺服电机而言扭矩转速更小，步进电机在停止工作并切换至锁电流模式时，步进电机的转轴可能回转而丢步，由步进电机驱动的夹爪随之出现一定程度的松张。此外，对于不同直径的容器盖，步进电机需要依靠丢步后补偿一定的步数实现容器的夹紧，因此需要给步进电机配置编码器来检测电机丢步，并对步进电机的转动加以控制和补偿，成本较高，相关的控制程序较为复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种开盖装置，旨在兼顾开盖装置的结构简化以及开盖操作可靠性的提升。

为实现上述目的，本发明提出了一种开盖装置，所述开盖装置包括：

安装架；

升降模组，所述升降模组设于所述安装架；

旋转模组，所述旋转模组设于所述升降模组的输出端；以及

夹持模组，所述夹持模组包括安装座、步进电机、传动组件以及至少两个夹爪，所述安装座设于所述旋转模组的输出端，所述步进电机设于所述安装座；所述传动组件包括第一活动件、第二活动件、限位件、弹性件以及至少两个滑动件，每一所述滑动件活动设于所述安装座，并与一所述夹爪连接；所述第一活动件与所述第二活动件活动连接，并能够相对于所述第二活动件升降移动；所述第一活动件具有位于所述第二活动件的下方的第一端和位于所述第二活动件上方的第二端，所述第一端与各所述滑动件滑动连接；所述弹性件限位于所述第二端和所述第二活动件之间，并能够对所述第二端和所述第二活动件同时施加弹性作用力；所述步进电机的转轴活动穿设于所述第二端和所述第二活动件；所述限位件位于所述第一端与所述第二活动件之间，并与所述步进电机的转轴螺接；

其中，所述步进电机驱动所述限位件通过所述弹性件带动所述第一活动件相对于所述第二活动件升降移动，以使所述第一活动件带动各所述滑动件和各所述夹爪开合。

在本发明的一实施例中，每一所述滑动件设有导向斜面，所述第一活动件的第一端与各所述导向斜面滑动连接，并位于各所述导向斜面围合形成的空间内，所述滑动件能够同时沿各所述导向斜面移动。

在本发明的一实施例中，所述第一活动件包括至少两个导向轴，每一所述导向轴活动穿设于所述第二活动件，并连接所述第一端和所述第二端。

在本发明的一实施例中，所述第二端面向所述第一端的一侧设有第一定位凸部，所述第二活动件面向所述第二端的一侧设有定位槽，所述限位件面向所述第二端的一侧设有第二定位凸部；

所述第二定位凸部穿设于所述定位槽的底壁，所述弹性件的一端套设于所述第一定位凸部，所述弹性件的另一端位于所述定位槽内，并套设于所述第二定位凸部。

在本发明的一实施例中，每一所述夹爪设有止位块和锥头螺钉；

所述锥头螺钉穿设于所述夹爪，并贯穿所述止位块；各所述夹爪配合夹持容器盖时，每一所述锥头螺钉的部分结构插入所述容器盖内，每一所述止位块与所述容器盖的外侧壁抵接限位。

在本发明的一实施例中，所述安装座与各所述夹爪围合形成夹持空间，所述安装座设有盖套筒，所述盖套筒位于所述夹持空间内；

所述盖套筒设有与所述夹爪对应，并可供所述夹爪和所述定位块通过的过口。

为实现上述目的，本发明还提出一种开盖装置，所述开盖装置包括：

安装架；

升降模组，所述升降模组设于所述安装架；

旋转模组，所述旋转模组设于所述升降模组的输出端；以及

夹持模组，所述夹持模组包括安装座、步进电机、传动组件以及至少两个夹爪，所述安装座设于所述旋转模组的输出端，所述步进电机设于所述安装座；所述传动组件包括第一活动件、第二活动件、限位件、弹性件以及至少两个滑动件，每一所述滑动件活动设于所述安装座，并与一所述夹爪连接；所述第一活动件与所述第二活动件活动连接，并能够相对于所述第二活动件升降移动；所述第一活动件具有分别位于所述第二活动件的上下两侧的第一端和第二端，所述第一端与各所述滑动件滑动连接；所述步进电机的转轴活动穿设于所述第一端、所述第二端以及所述第二活动件；所述限位件位于所述第一端背向所述第二端的一侧，并与所述步进电机的转轴螺接；所述弹性件限位于所述限位件和所述第一端之间，并能够对所述限位件和所述第一端同时施加弹性作用力；

其中，所述步进电机驱动所述限位件通过所述弹性件带动所述第一活动件相对于所述第二活动件升降移动，以使所述第一活动件带动各所述滑动件和各所述夹爪开合。

在本发明的一实施例中，所述升降模组包括设于所述安装架的第一驱动件，所述旋转模组与所述安装架滑动连接，所述第一驱动件与所述旋转模组连接，并驱动所述旋转模组带动所述夹爪升降；

且/或，所述旋转模组包括转接座和第二驱动件，所述转接座设于所述升降模组的输出端，所述安装座与所述转接座转动连接，所述第二驱动件设于所述转接座，并与所述安装座连接；所述第二驱动件驱动所述安装座带动各所述夹爪旋转。

在本发明的一实施例中，所述开盖装置还包括抱夹模组，所述抱夹模组位于各所述夹持模组的下方，并用于夹持固定容器。

为实现上述目的，本发明还提出一种实验室自动化系统，所述实验室自动化系统包括输入模块、样本分析仪、传输轨道、输出模块以及上述的开盖装置；

所述输入模块用于实现盛放有样本的容器向传输轨道的转移，所述传输轨道用于将所述容器传输至所述开盖装置进行开盖处理，所述样本分析仪用于提取和检测所述传输轨道上已开盖的容器内的样本，所述输出模块用于将所述传输轨道上完成取样的容器进行封盖处理后保存。

本发明技术方案通过在夹持模组的安装座上设置可移动的多个滑动件，每一滑动件连接有一夹爪，各滑动件同时与第一活动件的第一端连接，在第一活动件相对于第二活动件升降移动时，第一活动件可带动各滑动件和各夹爪同时相向或相离移动，从而实现各夹爪的开合动作。因为步进电机的转轴与限位件螺接固定，限位件位于第二活动件和第一活动件的第一端之间，当步进电机的转轴转动时，转轴相对于限位件转动，限位件能够沿转轴上升并带动第二活动件相对于第一活动件上升，使第二活动件与第一活动件的第二端之间的弹性件被挤压形变，弹性件对第一活动件的第二端施加弹性作用力，使第一活动件的第二端上升并带动第一活动件的第一端上升，第一活动件的第一端上升时与限位件抵紧，并带动各滑动件聚拢，从而使各夹爪能够配合夹持容器上的容器盖。当容器盖被各夹爪夹紧时，各夹爪被容器盖止挡而不能向内聚拢，各夹爪固定，各滑动件随之固定。因为在容器盖的夹紧过程中步进电机的转轴对限位件的拉力大于弹性件的弹力，所以在容器盖被各夹爪夹紧时，限位件与第一活动件的第一端脱离。步进电机停止运行并进入锁电流模式时，步进电机的转轴产生回转，转轴回转时带动限位件下移，弹性件因处于形变状态而对第一活动件的第二端产生上推作用力，使第一活动件的第二端带动第一活动件的第一端保持上升移动趋势，第一活动件的第一端带动各滑动件和各夹爪保持向内聚拢的状态，从而使各夹爪在步进电机停转后依然可以维持对容器盖的夹持力。进一步地，通过旋转模组驱动安装座带动各夹爪转动，可实现被夹持的容器盖的旋转；通过升降模组驱动旋转模组带动各夹爪升起，可实现被夹持的容器盖的移除；故本发明中的开盖装置可以兼顾满足不同直径和不同封盖方式的容器盖的开盖需要，且各夹爪对容器盖的夹持力不因步进电机丢步而下降，各夹爪对容器盖的夹持力非常稳定，能够提升开盖操作的可靠性。此外，因为本发明技术方案不要配置编码器对步进电机的丢步进行检测，也不需要依据步进电机的丢步数据对步进电机进行丢步后的补偿控制，所以本发明还简化了开盖装置的结构，降低了步进电机控制程序的复杂性，减少了开盖装置的制造成本。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明开盖装置在一实施例的结构示意图；

图2为图1中开盖装置在一视角下的结构示意图；

图3为图1中开盖装置在另一视角下的结构示意图；

图4为图1中旋转模组和夹持模组相配合的结构示意图；

图5为图1中夹持模组的结构示意图；

图6为图5中夹持模组与容器及其容器盖相配合的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	安装架	4313	导向轴
2	升降模组	4314	第一定位凸部
				21	第一驱动件	4315	第二定位凸部
3	旋转模组	431a	定位槽
				31	转接座	432	第二活动件
32	第二驱动件	433	限位件
				4	夹持模组	434	弹性件
41	安装座	435	滑动件
				411	盖套筒	4351	导向斜面
411a	过口	44	夹爪
				42	步进电机	441	止位块
421	转轴	442	锥头螺钉
				43	传动组件	5	抱夹模组
431	第一活动件	6	容器
				4311	第一端	7	容器盖
4312	第二端

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。全文中出现的“和/或”、“且/或”的含义相同，均表示包括三个并列的方案，以“A且/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

第一实施例

本发明实施例提出一种开盖装置，用于实现采样管、试剂管等容器6上的胶塞、旋盖等形式的容器盖7的开盖。结合图1至图3所示，该开盖装置包括安装架1、升降模组2、旋转模组3以及夹持模组4，升降模组2设于安装架1；旋转模组3设于升降模组2的输出端；夹持模组4包括安装座41、步进电机42、传动组件43以及至少两个夹爪44，安装座41设于旋转模组3的输出端，步进电机42设于安装座41；传动组件43包括第一活动件431、第二活动件432、限位件433、弹性件434以及至少两个滑动件435，每一滑动件435活动设于安装座41，并与一夹爪44连接；第一活动件431与第二活动件432活动连接，并能够相对于第二活动件432升降移动；第一活动件431具有位于第二活动件432的下方的第一端4311和位于第二活动件432上方的第二端4312，第一端4311与各滑动件435滑动连接；弹性件434限位于第二端4312和第二活动件432之间，并能够对第二端4312和第二活动件432同时施加弹性作用力；步进电机42的转轴421活动穿设于第二端4312和第二活动件432；限位件433位于第一端4311与第二活动件432之间，并与步进电机42的转轴421螺接；其中，步进电机42驱动限位件433通过弹性件434带动第一活动件431相对于第二活动件432升降移动，以使第一活动件431带动各滑动件435和各夹爪44开合。

在本实施例中，夹持模组4用于夹持固定容器盖7，旋转模组3用于驱动夹持模组4旋转，以带动被夹持的容器盖7旋转，从而实现旋盖形式的容器盖7的开盖；升降模组2用于驱动旋转模组3带动夹持模组4升降，从而实现胶塞或旋盖形式的容器盖7的开盖。夹持模组4在升降模组2和旋转模组3的配合驱动下可兼容胶塞和旋盖形式的容器盖7的开盖处理，满足直塞式和旋入式的容器盖7的开盖需要。其中，升降模组2可为升降气缸或直线电机等，升降模组2通过皮带与滚轮配合、丝杆与螺母配合等传动方式与旋转模组3传动连接；旋转模组3可为旋转气缸或电机等，旋转模组3具有可转动的输出轴，该输出轴与夹持模组4连接；或者，旋转模组3的输出轴通过齿轮与齿轮配合等方式与夹持模组4传动连接。

在夹持模组4中，步进电机42通过螺接或焊接等方式安装固定于安装座41，各夹爪44通过传动组件43与步进电机42的输出端传动连接，并在步进电机42的驱动下相向或相离移动，以实现各夹爪44开合，使各夹爪44能够配合夹紧容器6上的容器盖7。步进电机42中的动子或定子为齿形结构，步进电机42在停止转动进入锁电流模式时，其可能存在回转而出现丢步，若步进电机42直接驱动多个夹爪44开合，那么在各夹爪44夹紧容器盖7且步进电机42停止运行之后，各夹爪44将因步进电机42回转而相互远离移动一定距离，各夹爪44对容器盖7的夹持力将下降，将导致容器盖7开盖失败。

因此，本实施例提供一种实现步进电机42与夹爪44之间动力传输，并能够避免因步进电机42丢步导致各夹爪44对容器盖7夹持不稳的传动组件43。在该传动组件43中，第一活动件431和第二活动件432通过轨槽配合或孔轴配合等方式活动连接，且第一活动件431可相对于第二活动件432升降移动，第一活动件431的第一端4311和第二端4312分别位于第二活动件432的上下两侧，在下的第一端4311通过轨槽配合等方式与滑动件435滑动连接，在上的第二端4312与第二活动件432通过弹性件434弹性连接。滑动件435通过轨槽配合等方式与安装座41滑动连接，每一夹爪44通过螺接或焊接等方式与一滑动件435连接，第一端4311相对于各滑动件435移动时，将带动滑动件435相向或相离移动，进而通过各滑动件435带动各夹爪44相向或相离移动，实现各夹爪44的开合控制。限位件433位于第二活动件432和第一活动件431的第一端4311之间，步进电机42的转轴421可转动地穿设于第二端4312和第二活动件432，并与限位件433螺接固定。步进电机42的转轴421转动时，步进电机42的转轴421将带动与第二活动件432连接的限位件433升降移动，从而使与第二活动件432弹性配合的第一活动件431升降移动，进而实现上述各夹爪44的开合。其中，弹性件434可为金属压缩弹簧或金属蝶形弹簧或橡胶弹簧等。

具体地，当步进电机42的转轴421转动时，转轴421相对于限位件433转动，限位件433能够沿转轴421上升并带动第二活动件432相对于第一活动件431上升，使第二活动件432与第一活动件431的第二端4312之间的弹性件434被挤压形变，弹性件434对第一活动件431的第二端4312施加弹性作用力，使第一活动件431的第二端4312上升并带动第一活动件431的第一端4311上升，因为第一活动件431和第二活动件432可相对活动，所以弹性件434在受到第二活动件432的挤压力并将该挤压力转换弹性势能，再将弹性势能释放至第一活动件432的第二端4312和第二活动件432的过程较为短暂。在实现上述第一端4311上升的驱动的条件下，无论弹性件434的弹性系数的大小，弹性件434均会产生弹性形变，只是当弹性件434的弹性系数较大时，弹性件434的弹性形变较小，弹性件434从形变再到恢复的过程更为短暂，更不易被察觉；弹性件434的弹性系数较小时，弹性件434从形变再到恢复的过程耗时更长，更容易被察觉。第一活动件431的第一端4311上升时与限位件433抵紧，并带动各滑动件435相向移动而聚拢，从而使各夹爪44能够配合夹持容器6上的容器盖7。当容器盖7被各夹爪44夹紧时，各夹爪44被容器盖7止挡而不能向内聚拢，各夹爪44固定，各滑动件435随之固定。在容器盖7的夹紧过程中步进电机42的转轴421对限位件433的拉力大于弹性件434的弹力，在容器盖7被各夹爪44夹紧后，步进电机42的转轴421会继续转动一定的角度，限位件433在转轴421带动下克服弹性件434的弹性阻力并继续上升一定高度，使弹性件434被进一步压缩，并使限位件433与第一活动件431的第一端4311脱离。在此之后，步进电机42停止运行并进入锁电流模式，步进电机42的转轴421产生回转，转轴421回转时带动限位件433下移，弹性件434因处于形变状态而对第一活动件431的第二端4312产生上推作用力，使第一活动件431的第二端4312带动第一活动件431的第一端4311保持上升移动趋势，第一活动件431的第一端4311带动各滑动件435和各夹爪44保持向内聚拢的状态，从而使各夹爪44在步进电机42停转后依然可以维持对容器盖7的夹持力。进一步地，通过旋转模组3驱动安装座41带动各夹爪44转动，可实现被夹持的容器盖7的旋转；通过升降模组2驱动旋转模组3带动各夹爪44升起，可实现被夹持的容器盖7的移除；故本发明中的开盖装置可以兼顾满足不同直径和不同封盖方式的容器盖7的开盖需要，且各夹爪44对容器盖7的夹持力不因步进电机42丢步而下降，各夹爪44对容器盖7的夹持力非常稳定，能够提升开盖操作的可靠性。此外，因为本发明技术方案不要配置编码器对步进电机42的丢步进行检测，也不需要依据步进电机42的丢步数据对步进电机42进行丢步后的补偿控制，所以本发明还简化了开盖装置的结构，降低了步进电机42控制程序的复杂性，减少了开盖装置的制造成本。

第二实施例

本实施例中开盖装置中的组件与第一实施例中的相同，本实施例与第一实施例的不同之处在于，弹性件434和限位件433的设置方式不同。本实施例中的步进电机42的转轴421活动穿设于第一端4311、第二端4312以及第二活动件432；限位件433位于第一端4311背向第二端4312的一侧，并与步进电机42的转轴421螺接；弹性件434限位于限位件433和第一端4311之间，并能够对限位件433和第一端4311同时施加弹性作用力。

在本实施例中，通过将限位件433设置在第一端4311背向第二端4312的一侧，将电机的转轴421设置为具有足够的长度或者将电机的转轴421与一丝杆连接形成新的转轴421，让电机的转轴421可转动地贯穿第二端4312、第二活动件432以及第一端4311，并与限位件433螺接。在限位件433和第一端4311之前设置弹性件434，使限位件433与第一端4311通过弹性弹性连接。限位件433和电机的转轴421等效于丝杆与丝杆螺母，在电机的转轴421转动时，转轴421能够带动限位件433升起，限位件433挤压弹性件434形变，从而驱使第一端4311升起，第一端4311升时带动各滑动件435和夹爪44相向移动，使各夹爪44能够配合夹紧容器6上的容器盖7，此时各夹爪44被容器盖7止挡而不能继续向内聚拢，各滑动件435随容器盖7的固定而固定。在步进电机42停止转动进入锁电流模式时，步进电机42的转轴421出现回转，而使限位件433出现一定程度的下降，但第一端4311依然受到被压缩的弹簧的上推作用力而保持上移趋势，第一端4311仍然可以带动各滑动件435和各夹爪44保持向内聚拢的状态，从而使各夹爪44在步进电机42停转后依然可以维持对容器盖7的夹持力。如此，与第一实施例同理地，本实施例的开盖装置也可以兼顾满足不同直径和不同封盖方式的容器盖7的开盖需要，各夹爪44对容器盖7的夹持力也不会因为步进电机42丢步而下降，各夹爪44对容器盖7的夹持力非常稳定，能够提升开盖操作的可靠性。

第三实施例

本实施例与第一和第二实施例的不同之处在于，本实施例采用扭簧作为弹性件434，并使扭簧的两端连接步进电机42的转轴421和一丝杆，且本实施例移除第一活动件431和第二活动件432，并采用限位件433同时与各滑动件435滑动连接的方案。

在本实施例中，丝杆与限位件433螺接并等效为丝杆与丝杆螺母的配合，扭簧用于阻碍电机的转轴421回转，并在电机的转轴421回转时给丝杆提供一个惯性驱动力，使丝杆在电机停转后维持其在电机停转前的转动趋势，以补偿电极回转而丢步导致的限位件433下降位移，使限位件433在电机停转后依然可以保持驱动各滑动件435上升移动的趋势，从而可以让各夹爪44在步进电机42停转后依然可以维持对容器盖7的夹持力，并因此可以实现与第一实施例或第二实施例相当的技术效果。

值得指出的是，当步进电机42驱动产生的夹持力直接作用于容器盖7时，可能导致各夹爪44对容器盖7的夹紧力过大，容器盖7将受力变形并在开盖时与容器6的内壁间产生较大摩擦阻力，这会容易导致容器盖7与容器6一同被带走，而出现开盖失败，并可能损坏容器6。因此上述第一至第三实施例因弹性件434的存在，使弹性件434在步进电机42的驱动作用下形变并吸收一部分步进电机42的驱动力，步进电机42驱动夹爪44给容器盖7施加的作用力为经由弹性件434缓冲后的作用力，如此能够避免步进电机42的驱动力直接作用到容器盖7上，导致容器盖7受力过大而形变以及开盖失败的问题。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，参阅图5和图6，并结合图1所示，每一上述的滑动件435设有导向斜面4351，第一活动件431的第一端4311与各导向斜面4351滑动连接，并位于各导向斜面4351围合形成的空间内，滑动件435能够同时沿各导向斜面4351移动。

在本实施例中，导向斜面4351设于每一滑动件435面向第一端4311的一侧，夹爪44可设于滑动件435背向第一端4311的一侧。各导向斜面4351相配合形成锥面结构，可理解地，因滑动件435之前存在间隔，相邻的导向斜面4351之间也存在间隔，所以该锥面结构为多个间隔设置的导向斜面4351配合形成的等效锥面，而非常规意义上的锥面。第一端4311位于该锥面结构的内部空间内，因为第一端4311同时与各个滑动件435滑动连接，每一滑动件435又与安装座41滑动连接，因此在第一端4311升降移动时，第一端4311将同时沿各导向斜面4351移动，从而带动各滑动件435相对于安装座41移动形成整体向内聚拢或向外展开的移动状态，进而实现与各滑动件435连接的各夹爪44的开合控制。通过向各滑动件435围合形成的内侧空间中设置第一活动件431、第二活动件432以及限位件433，不仅实现了各夹爪44的开合控制，也实现了传动组件43的紧凑结构布局，压缩了传动组件43的整体高度和体积，能够降低本开盖装置时的空间开销。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，参阅图5和图6，并结合图1所示，上述第一活动件431包括至少两个导向轴4313，每一导向轴4313活动穿设于第二活动件432，并连接第一端4311和第二端4312。

在本实施例中，第二活动件432上对应每一导向轴4313设置有轴孔，每一导向轴4313穿设于每一轴孔内，并与轴孔的内周壁滑动抵接或间隙配合。为提升导向轴4313在轴孔内滑动的顺畅性和与轴孔配合的可靠性，可在轴孔内设置直线轴承，使导向轴4313穿过直线轴承。各导向轴4313围绕步进电机42的转轴421设置，第一活动件431通过导向轴4313与第二活动件432滑动配合，提升了第一活动件431升降移动的稳定性和可靠性，有利于实现各夹爪44的开合度的精确控制，提升本开盖装置的开盖精度和效率。

作为上述第一实施例的一种可选实施例，参阅图5和图6，并结合图1所示，上述第二端4312面向第一端4311的一侧设有第一定位凸部4314，第二活动件432面向第二端4312的一侧设有定位槽431a，限位件433面向第二端4312的一侧设有第二定位凸部4315；第二定位凸部4315穿设于定位槽431a的底壁，弹性件434的一端套设于第一定位凸部4314，弹性件434的另一端位于定位槽431a内，并套设于第二定位凸部4315。

在本实施例中，弹性件434的两端分别连接或抵接于第二端4312和定位槽431a的底壁，弹性件434整体套接套接于第一定位凸部4314和第二定位凸部4315上，如此第一定位凸部4314、第二定位凸部4315以及定位槽431a的内壁对弹性件434进行装配限位和形变导向，保证弹性件434安装固定的可靠性，并避免弹性件434的径向形变，提升弹性件434与第一活动件431和第二活动件432弹性配合的可靠性。利用定位槽431a以及第一活动件431和第二活动件432围合形成的内侧空间安装弹性件434，也有利于提升第一活动件431和第二活动件432上的空间的利用率，缩限第一活动件431和第二活动件432的体积。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，参阅图5和图6，并结合图1所示，上述的每一夹爪44设有止位块441和锥头螺钉442；锥头螺钉442穿设于夹爪44，并贯穿止位块441；各夹爪44配合夹持容器盖7时，每一锥头螺钉442的部分结构插入容器盖7内，每一止位块441与容器盖7的外侧壁抵接限位。

在本实施例中，锥头螺钉442与夹爪44用以夹持容器盖7的一端螺接，定位块固定于夹爪44用以与容器盖7抵接限位配合的内侧壁上，锥头螺钉442贯穿定位块并部分凸出于定位块的背向夹爪44的表面。在各夹爪44配合夹持容器盖7时，锥头螺钉442凸出于定位块表面的锥头部分刺入容器盖7，夹爪44通过多个锥头螺钉442配合夹紧容器盖7，能够有效地防止容器盖7在开盖过程中与夹爪44松脱，避免开盖失败。各定位块贴合于容器盖7的外壁，增加夹爪44与容器盖7接触面积，避免容器盖7在受到夹爪44夹持力作用使出现上下端形变而导致容器盖7与容器6间的摩擦阻力增加，避免容器6在开盖程序与容器盖7一并被带走的问题，提升本开盖装置开盖时的可靠性。其中，定位块可为橡胶、硅胶等弹性材质，以使定位块能够在开盖程序中贴合于容器盖7的外壁，增加夹爪44与容器盖7的接触面积，提升开盖的可靠性。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，参阅图5和图6，并结合图1所示，上述安装座41与各夹爪44围合形成夹持空间，安装座41设有盖套筒411，盖套筒411位于夹持空间内；盖套筒411设有与夹爪44对应，并可供夹爪44和定位块通过的过口411a。

在本实施例中，盖套筒411整体为套状或筒状结构，其具有能够容纳容器6和容器盖7的内腔。在开盖程序中，升降模组2驱动各夹爪44靠近待开盖的容器6移动，使容器盖7通过盖套筒411的下开口进入盖套筒411内，步进电机42通过传动组件43驱动各夹爪44穿过盖套筒411上相应的过口411a进入盖套筒411的内腔中，各夹爪44夹持并取走容器6的容器盖7之后移动到丢盖工位处丢弃废气的容器盖7，此时各夹爪44张开并穿过相应的过孔，因过口411a的宽度小于容器盖7的直径，容器6将被盖套筒411止挡，而使夹爪44上的锥头螺钉442与容器盖7脱离，实现自动容器盖7的丢盖。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，结合图1至图4所示，上述升降模组2包括设于安装架1的第一驱动件21，旋转模组3与安装架1滑动连接，第一驱动件21与旋转模组3连接，并驱动旋转模组3带动夹爪44升降；且/或，旋转模组3包括转接座31和第二驱动件32，转接座31设于升降模组2的输出端，安装座41与转接座31转动连接，第二驱动件32设于转接座31，并与安装座41连接；第二驱动件32驱动安装座41带动各夹爪44旋转。

在本实施例中，第一驱动件21可为气缸或直线电机等，第一驱动件21通过皮带与滚轮配合、丝杆与螺母配合等传动方式与旋转模组3传动连接。旋转模组3的转接座31可通过轨槽配合等方式与安装架1滑动连接，第二驱动件32可为旋转气缸或电机等，第二驱动件32具有可转动的输出轴，该输出轴与夹持模组4的安装座41直接连接；或者，第二驱动件32的输出轴通过齿轮与齿轮配合等方式与夹持模组4的安装座41传动连接。以此，第二驱动件32能够驱动夹持模组4的各夹爪44旋转，以带动被夹持的容器盖7旋转，从而实现旋盖形式的容器盖7的开盖；第一驱动件21能够驱动旋转模组3带动夹持模组4的各夹爪44升降，从而实现胶塞或旋盖形式的容器盖7的开盖。夹持模组4在升降模组2和旋转模组3的配合驱动下可兼容胶塞和旋盖形式的容器盖7的开盖处理，满足直塞式和旋入式的容器盖7的自动开盖需要。

作为上述第一至第三实施例的一种可选实施例，结合图1至图3所示，上述开盖装置还包括抱夹模组5，抱夹模组5位于各夹持模组4的下方，并用于夹持固定容器6。

在本实施例中，抱夹模组5可为夹爪气缸或包括电机、与电机通过齿轮等传动件传动连接的多个夹爪等，抱夹模组5可设置于安装架1，或通过独立于安装架1的支架结构进行安装固定。抱夹模组5将待开盖的容器6夹持固定，使容器6位于各夹爪44正下方，以便于升降模组2驱动各夹爪44下降至抱夹模组5处移除容器6上的容器盖7，实现容器6的开盖处理，如此可以尽量缩短开盖程序中夹爪44的移动行程，提升夹爪44的开盖效率，也有利于降低本开盖装置的空间开销。

本发明还提出一种实验室自动化系统，结合图1至3所示，该实验室自动化系统包括输入模块、样本分析仪、传输轨道、输出模块以及上述任一实施例中的开盖装置；其中，输入模块用于实现盛放有样本的容器6向传输轨道的转移，传输轨道用于将容器6传输至开盖装置进行开盖处理，样本分析仪用于提取和检测传输轨道上已开盖的容器6内的样本，输出模块用于将传输轨道上完成取样的容器6进行封盖处理后保存。

在本实施例中，本实验室自动化系统用于实现实验室环境下样本的传输和检测，其中样本通过试管等容器6进行储存。本实施例可沿传输轨道上游朝向下游的方向依次布置输入模块、开盖装置、样本分析仪以及输出模块，相应地，这些模块分别对应设置在传输轨道上的输入工位、开盖工位、检测分析工位以及输出工位。

输入模块用于实现容器6向传输轨道的转入，输入模块位于上述的输入工位处，位于传输轨道的上游，输入模块可具有存放多个容器6的暂存空间，相关操作人员可通过容器6架将多个容器6转移到该暂存空间内存放，此时因为容器6架具有多个间隔设置并用以定位容器6的槽体，因此容器6将在上述暂存空间中有序地间隔分布，如此可通过机械臂或三维移动模组驱动的夹持机构逐个夹取暂存空间内的容器6向传输轨道上转移；当操作人员或产线将多个容器6无序地转入该暂存空间内时，容器6之间相互堆叠，此时可通过输入模块将其中单个容器6分离，并将该容器6向上述机械臂或三维移动模组驱动的夹爪44机构供料，实现暂存空间内的容器6向传输轨道的逐个转移。

样本分析仪可包括用于提取容器6内的样本的吸头、驱动吸头移动到容器6内取样的移动模组以及对样本进行检测的检测模组，其中检测模组用于通过光学、电化学等方式对容器6内的样本进行检测，以获取相应采样对象的生理病理信息，为临床诊断和治疗提供依据。比如，容器6内可存放人体的血浆或血细胞样本，通过对该血浆或血细胞样本进行检测可以获得人体相关的生理病理信息。样本分析仪位于上述的检测分析工位处，在样本分析仪的上游还设置有上述开盖装置，因为为了便于样本保存，输入模块中向传输轨道转移的容器6均盖有容器盖7，开盖装置则可以用于将传输轨道上传输过来的容器6的容器盖7取走，以便于样本分析仪提取容器6内的样本。

输出模块中设置有封盖装置，该封盖装置用于对已完成取样的容器6进行封盖操作，即在取样完成的容器6上盖上新的容器盖7，并将封盖之后的容器6转移到输出模块中的存放空间中进行保存。该输出模块设于上述输出工位处，位于传输轨道的下游。

本实施例中开盖装置的具体结构参照上述实施例，由于本实验室自动化系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种开盖装置，其特征在于，所述开盖装置包括：

安装架；

升降模组，所述升降模组设于所述安装架；

旋转模组，所述旋转模组设于所述升降模组的输出端；以及

夹持模组，所述夹持模组包括安装座、步进电机、传动组件以及至少两个夹爪，所述安装座设于所述旋转模组的输出端，所述步进电机设于所述安装座；所述传动组件包括第一活动件、第二活动件、限位件、弹性件以及至少两个滑动件，每一所述滑动件活动设于所述安装座，并与一所述夹爪连接；所述第一活动件与所述第二活动件活动连接，并能够相对于所述第二活动件升降移动；所述第一活动件具有位于所述第二活动件的下方的第一端和位于所述第二活动件上方的第二端，所述第一端与各所述滑动件滑动连接；所述弹性件限位于所述第二端和所述第二活动件之间，并能够对所述第二端和所述第二活动件同时施加弹性作用力；所述步进电机的转轴活动穿设于所述第二端和所述第二活动件；所述限位件位于所述第一端与所述第二活动件之间，并与所述步进电机的转轴螺接；

其中，所述步进电机驱动所述限位件通过所述弹性件带动所述第一活动件相对于所述第二活动件升降移动，以使所述第一活动件带动各所述滑动件和各所述夹爪开合。

2.如权利要求1所述的开盖装置，其特征在于，每一所述滑动件设有导向斜面，所述第一活动件的第一端与各所述导向斜面滑动连接，并位于各所述导向斜面围合形成的空间内，所述滑动件能够同时沿各所述导向斜面移动。

3.如权利要求1所述的开盖装置，其特征在于，所述第一活动件包括至少两个导向轴，每一所述导向轴活动穿设于所述第二活动件，并连接所述第一端和所述第二端。

4.如权利要求1所述的开盖装置，其特征在于，所述第二端面向所述第一端的一侧设有第一定位凸部，所述第二活动件面向所述第二端的一侧设有定位槽，所述限位件面向所述第二端的一侧设有第二定位凸部；

所述第二定位凸部穿设于所述定位槽的底壁，所述弹性件的一端套设于所述第一定位凸部，所述弹性件的另一端位于所述定位槽内，并套设于所述第二定位凸部。

5.如权利要求1所述的开盖装置，其特征在于，每一所述夹爪设有止位块和锥头螺钉；

所述锥头螺钉穿设于所述夹爪，并贯穿所述止位块；各所述夹爪配合夹持容器盖时，每一所述锥头螺钉的部分结构插入所述容器盖内，每一所述止位块与所述容器盖的外侧壁抵接限位。

6.如权利要求5所述的开盖装置，其特征在于，所述安装座与各所述夹爪围合形成夹持空间，所述安装座设有盖套筒，所述盖套筒位于所述夹持空间内；

所述盖套筒设有与所述夹爪对应，并可供所述夹爪和所述定位块通过的过口。

7.一种开盖装置，其特征在于，所述开盖装置包括：

安装架；

升降模组，所述升降模组设于所述安装架；

旋转模组，所述旋转模组设于所述升降模组的输出端；以及

夹持模组，所述夹持模组包括安装座、步进电机、传动组件以及至少两个夹爪，所述安装座设于所述旋转模组的输出端，所述步进电机设于所述安装座；所述传动组件包括第一活动件、第二活动件、限位件、弹性件以及至少两个滑动件，每一所述滑动件活动设于所述安装座，并与一所述夹爪连接；所述第一活动件与所述第二活动件活动连接，并能够相对于所述第二活动件升降移动；所述第一活动件具有分别位于所述第二活动件的上下两侧的第一端和第二端，所述第一端与各所述滑动件滑动连接；所述步进电机的转轴活动穿设于所述第一端、所述第二端以及所述第二活动件；所述限位件位于所述第一端背向所述第二端的一侧，并与所述步进电机的转轴螺接；所述弹性件限位于所述限位件和所述第一端之间，并能够对所述限位件和所述第一端同时施加弹性作用力；

其中，所述步进电机驱动所述限位件通过所述弹性件带动所述第一活动件相对于所述第二活动件升降移动，以使所述第一活动件带动各所述滑动件和各所述夹爪开合。

8.如权利要求1至7中任一项所述的开盖装置，其特征在于，所述升降模组包括设于所述安装架的第一驱动件，所述旋转模组与所述安装架滑动连接，所述第一驱动件与所述旋转模组连接，并驱动所述旋转模组带动所述夹爪升降；

且/或，所述旋转模组包括转接座和第二驱动件，所述转接座设于所述升降模组的输出端，所述安装座与所述转接座转动连接，所述第二驱动件设于所述转接座，并与所述安装座连接；所述第二驱动件驱动所述安装座带动各所述夹爪旋转。

9.如权利要求1至7中任一项所述的开盖装置，其特征在于，所述开盖装置还包括抱夹模组，所述抱夹模组位于各所述夹持模组的下方，并用于夹持固定容器。

10.一种实验室自动化系统，其特征在于，所述实验室自动化系统包括输入模块、样本分析仪、传输轨道、输出模块以及如权利要求1至9中任一项所述的开盖装置；

所述输入模块用于实现盛放有样本的容器向传输轨道的转移，所述传输轨道用于将所述容器传输至所述开盖装置进行开盖处理，所述样本分析仪用于提取和检测所述传输轨道上已开盖的容器内的样本，所述输出模块用于将所述传输轨道上完成取样的容器进行封盖处理后保存。

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