CN117886271A - 批头组件及开盖机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体提供一种批头组件及开盖机，旨在解决现有技术中开盖机无法在防止损坏冻存管的基础上，还能够避免批头磨损和噪音较大的问题。为此目的，本发明的批头组件包括：批头，批头上设有腔体；顶杆，顶杆至少部分设于腔体内，且设置成能够沿腔体的竖向移动；弹性件，弹性件与顶杆和腔体的内壁分别连接，用于提供批头的竖向浮动；扭矩传递件，扭矩传递件用于传递顶杆与批头之间的扭矩。通过在批头上设置腔体，将弹性件设于顶杆和腔体内壁之间，使批头在上下浮动过程中挤压弹性件，不会与弹性件产生摩擦，实现了在防止损坏试管的基础上避免批头磨损和降低噪音的目的。

Description

批头组件及开盖机

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体提供一种批头组件及开盖机。

背景技术

为了使冻存管具有良好的密封性，满足生物样本密封保存的要求，冻存管具有与管体适配的管盖，管盖与管体通常采用螺纹连接。在实际操作中，往往需要一次性处理大量生物样品，因此需要使用开盖机对冻存管实现自动化开闭盖。

开盖机的工作原理为通过批头与冻存管盖配合，驱动装置驱动批头转动以带动冻存管盖转动，从而实现对冻存管的自动化开闭盖。

现有的开盖机为了防止批头损坏冻存管，对批头采用浮动设置，但是在批头上下浮动的过程中，由于摩擦作用会对批头造成磨损，同时产生较大的噪音。

相应地，本领域需要一种新的批头组件及开盖机来解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有技术中开盖机无法在防止损坏冻存管的基础上，还能够避免批头磨损和噪音较大的问题。

第一方面，本发明提供一种批头组件，所述批头组件包括：批头，所述批头上设有腔体；顶杆，所述顶杆至少部分设于所述腔体内，且设置成能够沿所述腔体的竖向移动；弹性件，所述弹性件与所述顶杆和所述腔体的内壁分别连接，用于提供所述批头的竖向浮动；扭矩传递件，所述扭矩传递件用于传递所述顶杆与所述批头之间的扭矩。

在采用上述技术方案的情况下，通过在批头上设置腔体，将弹性件设于顶杆和腔体内壁之间，使批头能够上下浮动，在试管的管口不在同一平面时，批头也不会损坏试管，同时批头在上下浮动过程中挤压弹性件，不会与弹性件产生摩擦，实现了在防止损坏试管的基础上避免批头磨损和降低噪音的目的。

在上述批头组件的具体实施方式中，所述扭矩传递件设于所述顶杆上，所述批头的侧壁上设置有限位孔，所述扭矩传递件设于所述限位孔内且仅能够沿所述限位孔的竖向移动。

在采用上述技术方案的情况下，扭矩传递件在限位孔内仅能够竖向移动，因此在顶杆被驱动转动时，可以通过扭矩传递件将扭矩传递给批头，带动批头转动，而限位孔对扭矩传递件的竖向位移限制，使得批头在竖向力的作用下可以上下移动，达到上下浮动的效果。

在上述批头组件的具体实施方式中，所述腔体为由所述批头顶部开设的槽状结构，所述弹性件设于所述顶杆的底端与所述腔体的底壁之间。

在采用上述技术方案的情况下，弹性件设于顶杆的底端与腔体的底壁之间，有效避免了顶杆的侧面与弹性件之间的摩擦，减少了批头的磨损，降低了噪音，此外，顶杆的底部设于腔体内，也避免了磨损顶杆产生的粉末污染试管。

在上述批头组件的具体实施方式中，所述限位孔设于所述批头的两侧；所述扭矩传递件为定位销，所述顶杆上设有安装孔，所述安装孔沿所述顶杆的径向贯穿设置，所述定位销穿设于所述安装孔内，所述定位销的两端伸出所述顶杆外并分别设于两侧的所述限位孔内。

在采用上述技术方案的情况下，扭矩传递件采用定位销为标准件，有效节约了成本，通过定位销与限位孔的配合，在起到扭矩传递及竖向位移限制的作用基础上，还方便了批头的快速拆装，从而在对不同规格的试管进行开闭盖时，能够快速更换相匹配的批头，实现了适用于多种试管规格的目的；定位销的两端分别设于两侧的限位孔内，两端同时传递扭矩，提高了扭矩传递的效果，也保障了扭矩传递的稳定性。

第二方面，本发明提供一种开盖机，所述开盖机包括如权利要求1至4中任一项所述的批头组件，所述开盖机还包括：安装板；驱动组件，所述驱动组件安装于所述安装板上，所述驱动组件用于带动所述顶杆转动。

在采用上述技术方案的情况下，通过驱动组件带动顶杆转动，从而带动批头转动，批头转动带动试管盖转动，实现对试管的自动化开闭盖。

在上述开盖机的具体实施方式中，所述驱动组件包括第一电机座、第二电机座、第一电机、第二电机，所述第一电机安装于所述第一电机座上，所述第二电机安装于所述第二电机座上，所述第一电机座和所述第二电机座竖向叠放；所述批头组件的数量为多个，部分所述批头组件的顶杆和另一部分所述批头组件的顶杆设置为两种长度规格，分别记为第一顶杆和第二顶杆，所述第一顶杆与所述第二顶杆横向交错设置，所述第一电机的输出轴与所述第一顶杆传动连接，所述第二电机的输出轴与所述第二顶杆传动连接。

在采用上述技术方案的情况下，由于单个电机的体积较大，布置在一个平面上会导致与之连接的顶杆的布置密度较小，因此通过第一电机座和第二电机座的竖向叠放，实现了将第一电机和第二电机分成两层布置，有效增大了顶杆的布置密度；由于第一电机和第二电机的分层布置，为了使批头的底端在同一平面，因此将顶杆设置为两种长度规格。

在上述开盖机的具体实施方式中，所述开盖机还包括退盖组件，所述退盖组件包括退盖板、第一升降机构，所述第一升降机构安装于所述安装板上，所述第一升降机构用于带动所述退盖板竖向移动，所述退盖板上设有通孔，所述批头能够在所述通孔内竖向移动。

在采用上述技术方案的情况下，在进行开闭盖操作时，第一升降机构带动退盖板向上移动，批头穿过通孔伸出到退盖板下侧，与试管盖连接，在开闭盖操作结束后，第一升降机构带动退盖板向下移动，批头回到退盖板的通孔内，试管盖在退盖板的限位作用下与批头脱离。

在上述开盖机的具体实施方式中，所述第一升降机构包括贯穿式步进电机、导向光轴和轴套，所述贯穿式步进电机安装于所述安装板上，所述贯穿式步进电机的丝杆与所述退盖板螺纹连接，所述轴套安装于所述安装板上，所述导向光轴的一端与所述退盖板连接，所述导向光轴的另一端穿设于所述轴套内并能够在所述轴套内竖向移动。

在采用上述技术方案的情况下，通过贯穿式步进电机带动退盖板竖向移动，导向光轴的设置为退盖板的竖向移动提供了抗扭转和抗侧向载荷的作用，使退盖板的移动更平稳、精度更高。

在上述开盖机的具体实施方式中，所述开盖机还包括第二升降机构，所述第二升降机构用于带动所述安装板竖向移动。

在采用上述技术方案的情况下，第二升降机构带动安装板竖向移动，进而带动与安装板连接的驱动组件、以及与驱动组件连接的批头组件的竖向移动，实现在进行开闭盖操作前，带动批头组件靠近试管，以便进行开闭盖操作，在开闭盖操作结束后，带动批头组件远离试管，以便开闭盖操作结束后进行其他工序的操作。

在上述开盖机的具体实施方式中，所述第二升降机构包括第三电机、丝杠，所述第三电机固定设置，所述丝杠的丝杆与所述第三电机的输出轴传动连接，所述丝杠的螺母安装于所述安装板上。

在采用上述技术方案的情况下，通过第三电机和丝杠传动连接，带动安装板竖向移动。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的开盖机的整体结构示意图；

图2是本发明的开盖机的剖面结构示意图；

图3是本发明的批头组件的整体结构示意图；

图4是本发明的批头组件的剖面结构示意图。

附图标记列表：

1-批头组件，2-安装板，3-驱动组件，4-退盖组件，5-第二升降机构，11-批头，12-顶杆，13-弹性件，14-扭矩传递件，31-第一电机座，32-第二电机座，33-第一电机，34-第二电机，35-过渡板，41-退盖板，42-第一升降机构，51-丝杠，111-限位孔，121-安装孔，411-通孔，421-贯穿式步进电机，422-导向光轴，423-轴套。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关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发明的限制。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

基于背景技术指出的，现有技术中开盖机无法在防止损坏试管的基础上，还能够避免批头磨损和噪音较大的问题，本发明提供了一种批头组件及开盖机，旨在通过在批头上设置腔体，将弹性件设于顶杆和腔体内壁之间，使批头在上下浮动过程中挤压弹性件，不会与弹性件产生摩擦，实现了在防止损坏试管的基础上避免批头磨损和降低噪音的目的。

首先参阅图1，该图显示了本发明的开盖机的整体结构。如图1所示，开盖机包括批头组件1、安装板2、驱动组件3、退盖组件4、第二升降机构5，驱动组件3安装于安装板2上，驱动组件3用于带动批头组件1转动从而进行开闭盖操作，退盖组件4用于辅助退盖，第二升降机构5用于带动安装板2竖向移动，进而带动批头组件1竖向移动靠近或远离试管。

然后参阅图3和图4，图3显示了本发明的批头组件的整体结构，图4显示了本发明的批头组件的剖面结构。如图3、图4所示，批头组件1包括批头11、顶杆12、弹性件13、扭矩传递件14，批头11上设有腔体；顶杆12至少部分设于腔体内，且设置成能够沿腔体的竖向移动；弹性件13与顶杆12和腔体的内壁分别连接，用于提供批头11的竖向浮动，在试管的管口不在同一平面时，批头11也不会损坏试管，同时批头11在上下浮动过程中挤压弹性件13，不会与弹性件13产生摩擦，实现了在防止损坏试管的基础上避免批头11磨损和降低噪音的目的；扭矩传递件14用于传递顶杆12与批头11之间的扭矩，扭矩传递件14设于顶杆12上，批头11的侧壁上设置有限位孔111，扭矩传递件14设于限位孔111内且仅能够沿限位孔111的竖向移动，因此在顶杆12被驱动转动时，可以通过扭矩传递件14将扭矩传递给批头11，带动批头11转动，而限位孔111对扭矩传递件14的竖向位移限制，使得批头11在竖向力的作用下可以上下移动，达到上下的浮动效果。

可能地，批头11的下端设置有与试管盖相匹配的阶梯轴结构，阶梯轴结构能够插入试管盖上的连接孔内，连接孔的周向上设有凹槽，阶梯轴的外圆周上设有若干凸起，凸起与凹槽匹配设置，批头11的下端插入连接孔内时，凸起插入凹槽内，通过凸起与凹槽的匹配，实现批头11与试管盖时间的扭矩传递。

优选地，腔体为由批头11顶部开设的槽状结构，弹性件13设于顶杆12的底端与腔体的底壁之间，有效避免了顶杆12的侧面与弹性件13之间的摩擦，减少了批头11的磨损，降低了噪音，此外，顶杆12的底部设于腔体内，也避免了磨损顶杆12产生的粉末污染试管。可选地，弹性件13为压缩弹簧，具有成本低易获取，且能够稳定承受轴向压力的特点，在批头11不使用时，压缩弹簧将批头11顶紧在下限位，即扭矩传递件14在限位孔111的最下端位置，在批头11与试管盖连接时，由于多个试管盖不能确保在同一平面，部分试管盖会向上挤压批头11，批头11由于压缩弹簧的设置在确保向上移动不会损伤试管盖和试管的同时，压缩弹簧还能够为批头11持续提供向下的力，确保批头11与试管盖的抵接，保障开闭盖操作的正常进行，避免了丢盖的情况，提高了工作效率；此外，弹性件13还可以为橡胶弹簧、气体弹簧等。

本领域技术人员可以理解的是，虽然上面结合图3和图4描述的是弹性件13设于顶杆12的底端与腔体的底壁之间，但这并不是限制性的，还可以顶杆12的侧壁上设置至少两个连接臂，连接臂与腔体的底壁通过弹性件13连接，或是连接臂为弹性件13，只要能够在提供批头11的竖向浮动基础上确保顶杆12不与弹性件13发生摩擦即可，均属于本发明的保护范围之内。

继续参阅图3和图4，限位孔111设于批头11的两侧；扭矩传递件14为定位销，顶杆12上设有安装孔121，安装孔121沿顶杆12的径向贯穿设置，定位销穿设于安装孔121内，定位销的两端伸出顶杆12外并分别设于两侧的限位孔111内，扭矩传递件14采用定位销为标准件，有效节约了成本，通过定位销与限位孔111的配合，在起到扭矩传递及竖向位移限制的作用基础上，还方便了批头11的快速拆装，从而在对不同规格的试管进行开闭盖时，能够快速更换相匹配的批头11，实现了适用于多种试管规格的目的；定位销的两端分别设于两侧的限位孔111内，两端同时传递扭矩，提高了扭矩传递的效果，也保障了扭矩传递的稳定性。

可能地，限位孔111为腰形孔，腰形孔的长度方向竖向设置，腰形孔的宽度与定位销的直径相匹配，使得定位销能够在腰形孔内上下移动，而不能横向移动，实现在传递扭矩的同时为批头11的上下移动提供限位。

本领域技术人员可以理解的是，虽然上面结合图3和图4描述的是，限位孔111设于批头11的两侧，但这并不是限制性的，限位孔111还可以只设置在批头11的一侧，相应地，定位销的一端伸出顶杆12外并设于限位孔111内；此外，虽然上面结合图3和图4描述的是，扭矩传递件14为定位销，但这也不是限制性的，扭矩传递件14也可以为键，还可以为其他加工件，安装于顶杆12的两侧或一侧；以上调整均不偏离本发明的原理，只要能够通过扭矩传递件14与限位孔111的配合实现扭矩的传递即可，均属于本发明的保护范围之内。

继续参阅图1和图2，驱动组件3包括第一电机座31、第二电机座32、第一电机33、第二电机34，第一电机33安装于第一电机座31上，第二电机34安装于第二电机座32上，第一电机座31和第二电机座32竖向叠放；批头组件1的数量为多个，部分批头组件1的顶杆和另一部分批头组件1的顶杆设置为两种长度规格，分别记为第一顶杆和第二顶杆，第一顶杆与第二顶杆横向交错设置，第一电机33的输出轴与第一顶杆传动连接，第二电机34的输出轴与第二顶杆传动连接，由于单个电机的体积较大，布置在一个平面上会导致与之连接的顶杆的布置密度较小，因此通过第一电机座31和第二电机座32的竖向叠放，实现了将第一电机33和第二电机34分成两层布置，有效增大了顶杆的布置密度；由于第一电机33和第二电机34的分层布置，为了使批头的底端在同一平面，因此将顶杆设置为两种长度规格。

可能地，第一电机座31安装于安装板2的上端面，第一电机33安装于第一电机座31的上端面，第二电机座32安装于第一电机座31的上侧，第二电机34安装于第二电机座32的上端面，第一电机座31和第二电机座32之间安装有过渡板35，过渡板35的下端面设置有第一安装槽，第一安装槽用于放置第一电机33；第二电机座32还可以直接安装于第一电机座31的上端面上，第一电机座31的上端面设有第二安装槽，第二安装槽用于放置第一电机33。

可选地，第一电机33和第二电机34为直流减速电机，直流减速电机具有能耗低、振动小、噪音低的特点，适合为批头11的旋转提供动力。

退盖组件4包括退盖板41、第一升降机构42，第一升降机构42安装于安装板2上，第一升降机构42用于带动退盖板41竖向移动，退盖板41上设有通孔411，批头能够在通孔411内竖向移动；第一升降机构42包括贯穿式步进电机421、导向光轴422和轴套423，贯穿式步进电机421安装于安装板2上，贯穿式步进电机421的丝杆与退盖板41螺纹连接，轴套423安装于安装板2上，导向光轴422的一端与退盖板41连接，导向光轴422的另一端穿设于轴套423内并能够在轴套423内竖向移动，在进行开闭盖操作时，贯穿式步进电机421通过转动丝杆带动退盖板41向上移动，批头穿过通孔411伸出到退盖板41下侧，与试管盖连接，在开闭盖操作结束后，贯穿式步进电机421通过转动丝杆带动退盖板41向下移动，批头回到退盖板41的通孔411内，试管盖在退盖板41的限位作用下与批头脱离，导向光轴422的设置为退盖板41的竖向移动提供了抗扭转和抗侧向载荷的作用，使退盖板41的移动更平稳、精度更高。

开盖机还包括第二升降机构5，第二升降机构5用于带动安装板2竖向移动；第二升降机构5包括第三电机、丝杠51，第三电机固定设置，丝杠51的丝杆与第三电机的输出轴传动连接，丝杠51的螺母安装于安装板2上；第二升降机构5带动安装板2竖向移动，进而带动与安装板2连接的驱动组件3、以及与驱动组件3连接的批头组件1的竖向移动，实现在进行开闭盖操作前，第三电机输出轴转动带动丝杆转动，丝杆转动带动安装板2向下移动，进而带动批头组件1靠近试管，以便进行开闭盖操作，在开闭盖操作结束后，第三电机输出轴反向转动带动丝杆反向转动，丝杆转动带动安装板2向上移动，进而带动批头组件1远离试管，以便开闭盖操作结束后进行其他工序的操作。

优选地，第三电机设置有至少两个，丝杠51的数量与第三电机的数量相同，多个丝杠51共同带动安装板2，为安装板2的竖向移动提供了抗扭转和抗侧向载荷的作用，使安装板2及批头组件1的移动更平稳、精度更高。

本领域技术人员可以理解的是，关于第一升降机构42的结构，可以通过贯穿式步进电机421带动退盖板41竖向移动，也可以使用普通旋转电机，旋转电机的输出轴通过齿轮传动或皮带传动带动丝杆转动，丝杆与退盖板41螺纹连接，进而带动退盖板41竖向移动；关于第二升降机构5的结构，可以通过第三电机与丝杠51的传动连接带动安装板2竖向移动，也可以通过气缸结构，气缸结构的缸体固定设置，气缸结构的伸缩杆与安装板2连接，带动安装板2竖向移动。以上关于第一升降机构42和第二升降机构5的结构都只是作为示例性说明，在实际应用中可以根据需要来进行调整。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述实施方式进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种批头组件，其特征在于，所述批头组件包括：

批头，所述批头上设有腔体；

顶杆，所述顶杆至少部分设于所述腔体内，且设置成能够沿所述腔体的竖向移动；

弹性件，所述弹性件与所述顶杆和所述腔体的内壁分别连接，用于提供所述批头的竖向浮动；

扭矩传递件，所述扭矩传递件用于传递所述顶杆与所述批头之间的扭矩。

2.根据权利要求1所述的批头组件，其特征在于，

所述扭矩传递件设于所述顶杆上，所述批头的侧壁上设置有限位孔，所述扭矩传递件设于所述限位孔内且仅能够沿所述限位孔的竖向移动。

3.根据权利要求2所述的批头组件，其特征在于，

所述腔体为由所述批头顶部开设的槽状结构，所述弹性件设于所述顶杆的底端与所述腔体的底壁之间。

4.根据权利要求2所述的批头组件，其特征在于，

所述限位孔设于所述批头的两侧；

所述扭矩传递件为定位销，所述顶杆上设有安装孔，所述安装孔沿所述顶杆的径向贯穿设置，所述定位销穿设于所述安装孔内，所述定位销的两端伸出所述顶杆外并分别设于两侧的所述限位孔内。

5.一种开盖机，其特征在于，所述开盖机包括如权利要求1至4中任一项所述的批头组件，所述开盖机还包括：

安装板；

驱动组件，所述驱动组件安装于所述安装板上，所述驱动组件用于带动所述顶杆转动。

6.根据权利要求5所述的开盖机，其特征在于，

所述驱动组件包括第一电机座、第二电机座、第一电机、第二电机，所述第一电机安装于所述第一电机座上，所述第二电机安装于所述第二电机座上，所述第一电机座和所述第二电机座竖向叠放；

所述批头组件的数量为多个，部分所述批头组件的顶杆和另一部分所述批头组件的顶杆设置为两种长度规格，分别记为第一顶杆和第二顶杆，所述第一顶杆与所述第二顶杆横向交错设置，所述第一电机的输出轴与所述第一顶杆传动连接，所述第二电机的输出轴与所述第二顶杆传动连接。

7.根据权利要求6所述的开盖机，其特征在于，

所述开盖机还包括退盖组件，所述退盖组件包括退盖板、第一升降机构，所述第一升降机构安装于所述安装板上，所述第一升降机构用于带动所述退盖板竖向移动，所述退盖板上设有通孔，所述批头能够在所述通孔内竖向移动。

8.根据权利要求7所述的开盖机，其特征在于，

所述第一升降机构包括贯穿式步进电机、导向光轴和轴套，所述贯穿式步进电机安装于所述安装板上，所述贯穿式步进电机的丝杆与所述退盖板螺纹连接，所述轴套安装于所述安装板上，所述导向光轴的一端与所述退盖板连接，所述导向光轴的另一端穿设于所述轴套内并能够在所述轴套内竖向移动。

9.根据权利要求5所述的开盖机，其特征在于，

所述开盖机还包括第二升降机构，所述第二升降机构用于带动所述安装板竖向移动。

10.根据权利要求9所述的开盖机，其特征在于，

所述第二升降机构包括第三电机、丝杠，所述第三电机固定设置，所述丝杠的丝杆与所述第三电机的输出轴传动连接，所述丝杠的螺母安装于所述安装板上。