CN117572002A - 反应杯抓取装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种反应杯抓取装置，包括：驱动组件、取料组件以及辅助平台，驱动组件至少包括第一直线模组、第二直线模组和第三直线模组，第一直线模组上具有两个独立的移动端，且两移动端的可移动方向相同或相反，第二直线模组和第三直线模组对应安装两移动端上；取料组件的固定端连接于第二直线模组的动力输出端；辅助平台上靠近第二直线模组的一侧上开设有若干的安装槽位，辅助平台与第三直线模组的动力输出端连接；其中，取料组件和辅助平台沿同一直线方向移动，在竖直模组驱使下，抓手模组逐渐靠近辅助平台上装载的反应杯。辅助平台可以执行多项反应杯搬运动作，降低了抓手组件的工作量，大大提高了反应杯的搬运效率，提高了仪器的通量。

Description

反应杯抓取装置

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，具体涉及一种反应杯抓取装置。

背景技术

在利用化学发光仪器设备进行检测过程中，至少要完成的动作包括：搬运反应杯至指定位置进行加样本、搬运反应杯至指定位置进行加试剂、搬运反应杯至指定位置进行加磁珠、搬运反应杯至孵育区、搬运反应杯至摇匀平台、搬运反应杯至清洗测量平台。化学发光仪器设备包括反应杯抓手臂系统，反应杯抓手臂系统用于搬运反应杯至指定位置，其运行的效率直接关系到化学发光仪器设备的通量(即测试速度)。

但是，反应杯抓手臂系统需要执行的动作多，导致反应杯抓手臂系统的工作任务繁重，其运行速度也已提升至极限，成为化学发光仪器设备高速化检测的瓶颈。现有化学发光仪器设备技术中，采用多个抓手系统来提升搬运反应杯的效率。采用多个抓手系统搬运反应杯的方式虽然能提升搬运反应杯的速度，提高仪器的通量，但仪器的尺寸(占地面积)及成本也大幅增加。

基于上述原因，急需一种高速化、小型化的反应杯抓取装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请提供了一种反应杯抓取装置，包括：

驱动组件，驱动组件至少包括第一直线模组、第二直线模组和第三直线模组，第一直线模组上具有两个独立的移动端，且两移动端的可移动方向相同或相反，第二直线模组和第三直线模组对应安装两移动端上，第二直线模组位于第三直线模组的上方；

取料组件，取料组件的固定端连接于第二直线模组的动力输出端，取料组件包括用以抓取反应杯的抓手模组及用以驱使抓手模组竖直升降的竖直模组；以及

辅助平台，辅助平台上靠近第二直线模组的一侧上开设有若干的安装槽位，用以装载反应杯，辅助平台与第三直线模组的动力输出端连接；

其中，第二直线模组与第三直线模组平行设置，取料组件和辅助平台沿同一直线方向移动，在竖直模组驱使下，抓手模组逐渐靠近辅助平台上装载的反应杯。

在其中一种实施方式中，移动端包括第一移动端和第二移动端，第一移动端和第二移动端分设在第一直线模组相对应的两个表面上，使得第一移动端位于第二移动端的上方。

在其中一种实施方式中，第一直线模组包括至少两传输部，传输部包括传动单元及驱动电机；

其中，传输部内的驱动电机与另一传输部内的传动单元设于第一直线模组的同一表面上。

在其中一种实施方式中，传动单元包括驱动轮、从动轮及同步带，同步带绕于驱动轮和从动轮，驱动电机与驱动轮连接，移动端连接在同步带上，使得移动端随着同步带做往复直线运动。

在其中一种实施方式中，传输部还包括直线导轨，移动端与直线导轨滑动连接设置，驱动电机带动同步带运动，移动端受直线导轨限定沿直线导轨的延伸方向运动。

在其中一种实施方式中，抓手模组包括抓手电机、凸轮、至少两手指和安装座，手指滑动连接在安装座，抓手电机驱使凸轮转动，使得凸轮的凸起端顶推手指，使得两手指之间的间隔增大；

多个手指之间连接有弹簧，当凸轮的凸起端顶推手指时，弹簧弹性变形；

当凸轮的凸起端脱离手指时，弹簧回复带动两手指收拢。

在其中一种实施方式中，手指上还安装有随动轴承，两随动轴承夹持在凸轮的两侧；

凸轮上与随动轴承贴合的表面上设置有凸起端和凹陷端，使得凸轮的截面形状呈等腰梯形。

在其中一种实施方式中，辅助平台包括反应杯放置平台，反应杯放置平台上开设有若干第二通孔，反应杯穿插在第二通孔内。

在其中一种实施方式中，辅助平台还包括上保温盖板、加热单元和下保温座，下保温座内设有容腔，容腔的内壁上附着有隔热层，容腔用以收纳反应杯放置平台和加热单元，上保温盖板与下保温座连接，上保温盖板遮盖容腔。

在其中一种实施方式中，上保温盖板开设有贯穿的第一通孔，容腔的底部设有定位孔，第一通孔、第二通孔和定位孔对齐，反应杯穿插同时穿插在第一通孔、第二通孔和定位孔内。

本申请至少具有以下有益效果：

在本申请中辅助平台和取料组件均安装在第一直线模组上，并且辅助平台和取料组件能够独立运动，辅助平台和取料组件利用同一第一直线模组的空间，使得该反应杯抓取装置的结构更加紧凑。同时，辅助平台上能够装载更多的反应杯，相较于取料组件搬运反应杯，辅助平台执行多项反应杯搬运动作，减少取料组件的工作量，还能够有效提高反应杯的搬运效率，提高仪器的通量。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的反应杯抓取装置的立体结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的反应杯抓取装置内第一直线组件的立体结构示意图。

图3为本申请一实施例提供的反应杯抓取装置内抓手组件在第一视角下的立体结构示意图。

图4为本申请一实施例提供的反应杯抓取装置内抓手组件在第二视角下的立体结构示意图。

图5为本申请一实施例提供的反应杯抓取装置内辅助平台的爆炸示意图。

附图标记说明

1、第一直线模组；

101、驱动轮；102、从动轮；103、直线导轨；104、同步带；105、第一移动端；106、基板；107、驱动电机；108、第二移动端；

2、第二直线模组；

3、竖直模组；

4、抓手模组；

401、抓手电机；402、凸轮；403、随动轴承；404、导向块；405、手指；406、弹簧；407、安装座；

4021、凸起端；4022、凹陷端；

5、第三直线模组；

6、辅助平台；

601、上保温盖板；602、反应杯放置平台；603、加热单元；604、下保温座；605、连接件；

6011、第一通孔；

6021、第二通孔；

6041、容腔；6042、定位孔；

7、反应杯。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”、“第三”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”或“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1所示，本申请的实施例中提供一种反应杯抓取装置，包括：驱动组件、取料组件以及辅助平台6，取料组件和辅助平台6均安装在驱动组件上。驱动组件驱使取料组件和辅助平台6沿同一方向做往复运动。并且在驱动组件驱使下，取料组件和辅助平台6的相对位置发生改变，诸如，取料组件和辅助平台6能够实现相向移动，又或取料组件和辅助平台6的移动速度不等。

具体地，驱动组件至少包括第一直线模组1、第二直线模组2和第三直线模组5。结合图2所示，第一直线模组1上具有两个独立的移动端，且两移动端的可移动方向相同或相反，第二直线模组2和第三直线模组5对应安装两移动端上。更具体地，移动端包括第一移动端105和第二移动端108，第一移动端105和第二移动端108分设在第一直线模组1相对应的两个表面上，即第一移动端105和第二移动端108分设在第一直线模组1上、下两表面，第一移动端105位于第二移动端108的上方。

取料组件的固定端连接于第二直线模组2的动力输出端，取料组件包括用以抓取反应杯7的抓手模组4及用以驱使抓手模组4竖直升降的竖直模组3。辅助平台6上靠近第二直线模组2的一侧上开设有若干的安装槽位，用以装载反应杯7，辅助平台6与第三直线模组5的动力输出端连接。

其中，第二直线模组2与第三直线模组5平行设置，取料组件和辅助平台6沿同一直线方向移动，在竖直模组3驱使下，抓手模组4逐渐靠近辅助平台6上装载的反应杯7。当抓手模组4能够接触到辅助平台6上的反应杯7时，抓手模组4将反应杯7脱离辅助平台6，并将反应杯7移载至功能工位上。功能工位包括但不仅限于检测工位、加样工位、孵育工位、清洁工位。相较于通过抓手模组4搬运反应杯7，辅助平台6执行反应杯7搬运动作，降低抓手模组4的工作量，有效提高反应杯7的搬运效率，提高仪器的通量。

进一步地，第一直线模组1包括至少两可独立运动的传输部。具体地，两传输部均包括传动单元及驱动电机107，移动端对应安装在传动单元上，驱动电机107驱使传动单元运动以带动移动端移动。

其中，传输部内的驱动电机107与另一传输部内的传动单元设于第一直线模组1的同一表面上。驱动电机107穿过第一直线模组1与设于相对另一表面上的传动单元连接，并且两驱动电机107分别靠近第一直线模组1的两端设置。通过上述的布设方式，优化布局结构，减小驱动组件在竖直方向上所占的空间，更具体地，传动单元及驱动电机107安装在第一直线模组1的上、下表面，使得安装在传动单元上的移动端分别设于第一直线模组1上、下表面，进而第二直线模组2和第三直线模组5呈上下设置。

示例性的，传动单元包括驱动轮101、从动轮102及同步带104，同步带104绕于驱动轮101和从动轮102，驱动电机107与驱动轮101连接，移动端连接在同步带104上。在驱动电机107的驱使下，使得移动端随着同步带104做往复直线运动。同步带104连接在驱动轮101和从动轮102之间，在驱动电机107驱使驱动轮101转动，并通过同步带104带动从动轮102转动，安装在同步带104上的移动端在驱动轮101和从动轮102之间往复移动。驱使其中一传动单元的驱动电机107靠近另一传动单元内的从动轮102设置。

更进一步地，传输部还包括直线导轨103，移动端与直线导轨103滑动连接设置，驱动电机107带动同步带104运动，移动端受直线导轨103限定沿直线导轨103的延伸方向运动。

在本方案中，第一直线模组1还包括基板106，两传输部均安装在基板106，并且，两传输部分别安装在基板106相对的两侧面上。基板106沿X轴方向延伸，基板106与直线导轨103的延伸方向相一致。

参照图3、4所示，在本申请的一些实施例中,抓手模组4包括抓手电机401、至少两手指405和安装座407，手指405滑动连接在安装座407，抓手电机401驱使至少两手指405移动以实现手指405合拢或展开，进而利用手指405抓取或释放反应杯7。

在本方案中，抓手模组4还包括凸轮402，抓手电机401驱使凸轮402转动，使得凸轮402的凸起端4021顶推手指405，使得两手指405之间的间隔增大。在本方案中，手指405的数量为两个，凸轮402包括两凸起端4021，两个手指405相对连接在安装座407上，两凸起端4021设于凸轮402相对的两端，在同一时刻，两凸起端4021同时顶推两手指405，使得两手指405之间的间距更大。

可以理解的是，抓手电机401包括但不仅限于通过凸轮402带动手指405移动，抓手电机401也可以直接带动手指405作直线运动(抓手电机401可以为气缸)或直线传动元件(例如丝杆)带动手指405。

于此同时，手指405的数量还可选择为三个或四个或更多，凸轮402上凸起端4021的数量能够与手指405的数量相一致，凸轮402上凸起端4021的数量也可以小于手指405的数量，使得凸轮402推动若干手指405(小于手指405的总量)，以实现抓取或释放反应杯7的目的。

进一步地，多个手指405之间连接有弹簧406，当凸轮402的凸起端4021顶推手指405时，弹簧406弹性变形。当凸轮402的凸起端4021脱离手指405时，弹簧406回复带动两手指405收拢。若手指405之间存在反应杯7，通过弹簧406的弹性回复力，拉动手指405夹持反应杯7。若手指405之间不存在反应杯7，手指405收拢至两两手指405相靠近。其中，当手指405收拢至两两手指405相靠近时，两两手指405的间距小于反应杯7外沿口径。

抓手模组4还包括安装座407，安装座407的相对两侧面上安装有导向块404，两拉动手指405滑动连接在导向块404上，两拉动手指405沿导向块404限定方向沿平行方向滑动。两拉动手指405受凸轮402顶推作用力或弹簧406弹性回复力，两拉动手指405相向运动。

更进一步地，在上述实施例的基础上，手指405上还安装有随动轴承403，具体地，随动轴承403转动连接在手指405上，两随动轴承403夹持在凸轮402的两侧；凸轮402转动时，带动随动轴承403转动，从而减小摩擦，保护凸轮402外轮廓形状。同时，在随动轴承403周向的外侧面上设有缓冲层，在随动轴承403与凸轮402之间起到保护作用，减少因随动轴承403与凸轮402碰撞产生的冲击力。

凸轮402上与随动轴承403贴合的表面上设置有凸起端4021和凹陷端4022，使得凸轮402的截面形状呈等腰梯形。其中，凸轮402的截面上锐角处为凸起端4021，凸轮402的截面上钝角处为凹陷端4022。凸轮402转动时，凸起端4021和凹陷端4022交替与随动轴承403接触，并利用弹簧406的弹性回复力实现交替推动手指405合拢、展开。在保证凸轮402上凸起端4021和凹陷端4022交替与随动轴承403接触的间歇时间的同时，减小手指405之间的间隔距离，缩减手指405的行程。相关技术方案中为了延长凸轮402交替工作的间歇时间，常采用的方案为扩大凸轮402的面积以增加凸轮402的周长，在转速不变的前提下，转过一周所需的时长增加。但是这种方案会导致手指405之间需要预留更大的空间收纳凸轮402，一方面会导致手指405的行程增加，降低抓取的效率；另一方面，手指405之间的间隙扩大将影响抓取反应杯7的大小，需要额外增加结构来缩减手指405之间的间隙，导致抓手模组4所占空间更大，更容易产生干涉问题。

在一具体实施例中，第一直线模组1带动第二直线模组2和第三直线模组5沿X轴方向往复移动。第二直线模组2和第三直线模组5分别带动取料组件和辅助平台6沿Y轴方向往复移动。而在竖直模组3带动抓手模组4沿Z轴方向往复移动。上述实施例中，抓手模组4可以在X、Y、Z轴线方向上运动，而辅助平台6在X、Y轴线方向上运动。抓手模组4、辅助平台6各自互不干涉的独立运动，抓手模组4还可以与辅助平台6协同工作，辅助平台6可以协助抓手模组4将反应杯7运送至加样本的位置、加试剂的位置及混匀的位置，进行相关操作，这样抓手模组4的效率得到有效提升，其完成一个周期的动作所需时间缩短，整个仪器测通量(测试速度)得到提高。

参考图5所示，在本申请的一些实施例中，辅助平台6作为反应杯7的载具，其用于收纳反应杯7，并随着辅助平台6移动，从而实现对反应杯7转移。具体地，辅助平台6包括反应杯放置平台602，反应杯放置平台602上开设有若干第二通孔6021，反应杯7穿插在第二通孔6021内，以使得反应杯7定位于反应杯放置平台602。

更具体地，辅助平台6还包括上保温盖板601、加热单元603和下保温座604，下保温座604内设有容腔6041，容腔6041的内壁上附着有隔热层，容腔6041用以收纳反应杯放置平台602和加热单元603，上保温盖板601与下保温座604连接，上保温盖板601遮盖容腔6041。通过加热单元603以及容腔6041的内壁上的隔热层，对插接在容腔6041内的反应杯7恒定控制在37±0.5℃。反应杯7及其内部的反应溶液就会被加热。这样可以利用辅助平台6转载反应杯7在周转过程中的时间，对反应杯7及反应溶液进行预加热，缩短后续孵育时的温升时间，使样本与试剂之间反应更加充分，测试结果更加稳定可靠。

在本方案中，上保温盖板601与下保温座604通过连接件605连接，连接件605可以为螺钉。上保温盖板601与下保温座604还可以通过滑动连接的方式，例如，下保温座604上设置滑槽，即滑槽开设在容腔6041相对的两内壁面上，上保温盖板601插入滑槽内，上保温盖板601沿滑槽滑动直至上保温盖板601遮盖容腔6041。

进一步地，上保温盖板601开设有贯穿的第一通孔6011，容腔6041的底部设有定位孔6042，第一通孔6011、第二通孔6021和定位孔6042对齐，反应杯7穿插同时穿插在第一通孔6011、第二通孔6021和定位孔6042内。

上述实施例用于对本申请作进一步的说明，但并不将本申请局限于这些具体实施方式。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应理解为在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反应杯抓取装置，其特征在于，包括：

驱动组件，所述驱动组件至少包括第一直线模组(1)、第二直线模组(2)和第三直线模组(5)，所述第一直线模组(1)上具有两个独立的移动端，且两所述移动端的可移动方向相同或相反，所述第二直线模组(2)和所述第三直线模组(5)对应安装两所述移动端上，所述第二直线模组(2)位于所述第三直线模组(5)的上方；

取料组件，所述取料组件的固定端连接于所述第二直线模组(2)的动力输出端，所述取料组件包括用以抓取反应杯(7)的抓手模组(4)及用以驱使所述抓手模组(4)竖直升降的竖直模组(3)；以及

辅助平台(6)，所述辅助平台(6)上靠近所述第二直线模组(2)的一侧上开设有若干的安装槽位，用以装载反应杯(7)，所述辅助平台(6)与所述第三直线模组(5)的动力输出端连接；

其中，所述第二直线模组(2)与所述第三直线模组(5)平行设置，所述取料组件和所述辅助平台(6)沿同一直线方向移动，在所述竖直模组(3)驱使下，所述抓手模组(4)逐渐靠近所述辅助平台(6)上装载的反应杯(7)。

2.根据权利要求1所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述移动端包括第一移动端(105)和第二移动端(108)，所述第一移动端(105)和所述第二移动端(108)分设在所述第一直线模组(1)相对应的两个表面上，使得所述第一移动端(105)位于所述第二移动端(108)的上方。

3.根据权利要求1或2所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述第一直线模组(1)包括至少两传输部，所述传输部包括传动单元及驱动电机(107)；

其中，所述传输部内的驱动电机(107)与另一所述所述传输部内的传动单元设于所述第一直线模组(1)的同一表面上。

4.根据权利要求3所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述传动单元包括驱动轮(101)、从动轮(102)及同步带(104)，所述同步带(104)绕于所述驱动轮(101)和所述从动轮(102)，所述驱动电机(107)与所述驱动轮(101)连接，所述移动端连接在所述同步带(104)上，使得所述移动端随着所述同步带(104)做往复直线运动。

5.根据权利要求4所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述传输部还包括直线导轨(103)，所述移动端与所述直线导轨(103)滑动连接设置，所述驱动电机(107)带动所述同步带(104)运动，所述移动端受所述直线导轨(103)限定沿所述直线导轨(103)的延伸方向运动。

6.根据权利要求1或2所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述抓手模组(4)包括抓手电机(401)、凸轮(402)、至少两手指(405)和安装座(407)，所述手指(405)滑动连接在所述安装座(407)，所述抓手电机(401)驱使所述凸轮(402)转动，使得所述凸轮(402)的凸起端(4021)顶推所述手指(405)，使得两所述手指(405)之间的间隔增大；

多个所述手指(405)之间连接有弹簧(406)，当所述凸轮(402)的凸起端(4021)顶推所述手指(405)时，所述弹簧(406)弹性变形；

当所述凸轮(402)的凸起端(4021)脱离所述手指(405)时，所述弹簧(406)回复带动两所述手指(405)收拢。

7.根据权利要求6所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述手指(405)上还安装有随动轴承(403)，两所述随动轴承(403)夹持在所述凸轮(402)的两侧；

所述凸轮(402)上与所述随动轴承(403)贴合的表面上设置有所述凸起端(4021)和凹陷端(4022)，使得所述凸轮(402)的截面形状呈等腰梯形。

8.根据权利要求1或2所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述辅助平台(6)包括反应杯放置平台(602)，所述反应杯放置平台(602)上开设有若干第二通孔(6021)，反应杯(7)穿插在所述第二通孔(6021)内。

9.根据权利要求8所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述辅助平台(6)还包括上保温盖板(601)、加热单元(603)和下保温座(604)，所述下保温座(604)内设有容腔(6041)，所述容腔(6041)的内壁上附着有隔热层，所述容腔(6041)用以收纳所述反应杯放置平台(602)和所述加热单元(603)，所述上保温盖板(601)与所述下保温座(604)连接，所述上保温盖板(601)遮盖所述容腔(6041)。

10.根据权利要求9所述的反应杯抓取装置，其特征在于，所述上保温盖板(601)开设有贯穿的第一通孔(6011)，所述容腔(6041)的底部设有定位孔(6042)，所述第一通孔(6011)、所述第二通孔(6021)和所述定位孔(6042)对齐，反应杯(7)穿插同时穿插在所述第一通孔(6011)、所述第二通孔(6021)和所述定位孔(6042)内。