CN201368811Y - 采样针驱动机构 - Google Patents

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韩慧麟
苗宗仁
陈胤良
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Abstract

本实用新型公开了一种采样针驱动机构。实用新型由竖支架、机架、第一、二步进电机、挡光片和第一、二组光电传感器以及齿轮组成。通过光电传感器进行定位，并对采样针驱动机构进行相应改进，从而，能够对采样针采样位置进行准确定位，并且成本低，结构紧凑，易于达到重复性好的技术要求。

Description

采样针驱动机构
(一)技术领域
本实用新型涉及一种采样针驱动机构，具体地，涉及一种实现驱动采样针沿竖直方向和水平方向运动的驱动机构。
(二)背景技术
在医学检测领域中，需要采样针完成样本的采集，一般情况下，所述采样针需要专门的驱动机构来完成上述样本采集过程。中国国家知识产权局第2006200543189号实用新型专利对所述采样针驱动机构的技术现状作了比较详尽的描述，并示出了现在采样针驱动机构的两种基本结构形式，即“垂直运动+水平直线运动”的传动机构和“垂直运动+水平偏转”的传动机构。不过有一点，这两种结构形式的采样针传动机构并非谁是谁的改进，而是现在并存的两种传动机构，各有优缺点，本实用新型则涉及一种“垂直运动+水平直线运动”的采样针传动机构。
医疗行业样本的采集有赖于采样针的准确定位，并且很多情况下由于采样要完成数次，必须保证每次采样定位一致，也就是这个领域所讲的采样重复性指标。就目前来看，为了达到上述技术指标的要求所采用的技术手段都集中在上述驱动机构的动力和传动机构部分。其中，目前所采用的技术手段之一是采用新型的原动构件，即用易于精确控制的步进电机代替普通电机，传动部分则采用传动稳定、精确的机构中成本相对较低的同步带传动机构。上述“垂直运动+水平直线运动”的传动机构和“垂直运动+水平偏转”的传动机构都在这方面做了有益的探索，不过上述措施由于同步带自身存在一定的传动误差，仅仅依靠控制步进电机步数并不能获得较理想的定位准确度。
因此，目前出现了一些辅助采样针准确定位的技术手段。公知的方案是在采样针传动机构上设置传感器，用于作相应位置的准确定位。但目前传感器的设置都基于现有机械结构基础，即在传动机构运动构件的起始点设置例如形位开关、磁感应开关，结构简单，易于设置，不用设置附加的机械结构。不过，行位开关是一种机械触发的传感器，使用次数较多时里面的金属弹片就会发生变形，定位准确性差。而磁感应开关则是一种和检测件没有机械接触的传感器，但其容易受到其他磁性材料的影响，可能会引起误动作，并且一旦有脏东西覆盖，会使其灵敏性变差，不利于采样针的准确定位。
(三)发明内容
因此，本实用新型针对目前的采样针驱动机构难以对采样针采样位置准确定位的缺陷，提供了一种能够对采样针采样位置进行准确定位，并且成本低，结构紧凑的采样针驱动机构，从而易于达到重复性好的技术要求。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型采样针驱动机构，包括：
竖支架，设有可沿其竖直导向杆上下运动的作为采样针载体的竖直拖板和竖向设置的用于驱动该竖直拖板的第一同步带传动机构；
机架，设有可沿其水平导向杆左右运动的作为所述竖支架载体的水平拖板和水平设置的用于驱动该水平拖板的第二同步带传动机构；
第一步进电机，固定在机架一端，其输出轴连接有一贯穿第一同步带传动机构下带轮的传动杆，所述下带轮滑套在该传动杆上，并周向限位；
第二步进电机，固定在机架上，其输出轴设有所述第二同步带传动机构的主动轮；其特征在于其进一步包括：
挡光片，水平的设置在所述水平拖板上；
第一组光电传感器，用于检测上述挡光片运行极限位置，进而控制所述第二步进电机停；
齿轮，其原动件为所述第一步进电机，并在所述竖直拖板工进行程中转动小于一周，且齿轮辐板在对应转过圆心角的半径上各设有一通孔；以及
第二组光电传感器，用于检测所述通孔极限位置，进而控制所述第一步进电机停。
上述采样针驱动机构，所述传动杆为多棱体传动杆。优选地，所述传动杆为正四棱体传动杆。
所述齿轮与所述第一步进电机输出轴上的齿轮啮合，其传动比满足上述齿轮转动与竖直拖板运行关系。
所述第一步进电机和第二步进电机位于所述机架同端，对应两输出轴轴线垂直的设置。
上述采样针驱动机构，所述挡光片位于所述传动杆上方，所述第一组光电传感器位于所述第二步进电机相对的机架侧板上。
基于本实用新型技术方案的采样针驱动机构，采用光电传感器作为采样准确定位的辅助元件，以对采样位置精确控制，附加地，对相应机械结构作了一定改进。在这里利用光电传感器灵敏度高的优点，对采样针采样位置进行准确定位，以实现重复采样一致性高的技术指标。
为了获得上述光电传感器功用的实现，在机械结构上增加一挡光片和一带有感光孔的齿轮，这里的感光孔即所述的通孔。考虑到现有机架在相应于第一步进电机径向有足够的安装空间，且挡光片安装在水平拖板上，在该水平拖板运行路径上也有足够的空间可以安装，另外由于其外侧就是机架的一个面板，利于光电传感器的安装，其整体尺寸没有因为增加采样准确定位的辅助元件而增大，结构相对比较紧凑。另一方面，利用齿轮传动机构传动精度高，且传动比易于控制的特点，所说的用于体现第一步进电机转动角度的齿轮能够通过其传动特性获得精度较高；自然，由于本方案中，光电传感器用于采集所述齿轮转动参数，所以，第一步进电机的输出轴与该齿轮间的传动比相对较大，也就是该齿轮的尺寸相对比较大，不过好处是，便于在面积较大的齿轮辐板上设置所说的上述感光孔，可选择性强。
(四)附图说明
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步的阐述，其中：
图1为本实用新型具体实施方式的一种结构示意图。
图中：1、带轮，2、上基座，3、竖直拖板，4、竖支架，5、竖直导向板，6、光电传感器，7、挡光片，8、光电传感器，9、通孔，10、齿轮，11、光电传感器，12、固定板，13、第一步进电机，14、第二步进电机，15、水平导向杆，16、传动杆，17、水平拖板，18、带轮座，19、机架，20、同步带，21、采样针。
(五)具体实施方式
参照说明附图1，本实施例采样针驱动机构，包括：
竖支架4，设有可沿其竖直导向杆5上下运动的作为采样针21载体的竖直拖板3和竖向设置的用于驱动该竖直拖板的第一同步带传动机构20；
机架19，设有可沿其水平导向杆15左右运动的作为所述竖支架载体的水平拖板17和水平设置的用于驱动该水平拖板的第二同步带传动机构；
第一步进电机13，固定在机架一端，其输出轴连接有一贯穿第一同步带传动机构下带轮的传动杆16，所述下带轮滑套在该传动杆上，并周向限位；
第二步进电机14，固定在机架上，其输出轴设有所述第二同步带传动机构的主动轮；其特征在于其进一步包括：
挡光片7，水平的设置在所述水平拖板上；
第一组光电传感器，用于检测上述挡光片运行极限位置，进而控制所述第二步进电机停；
齿轮10，其原动件为所述第一步进电机，并在所述竖直拖板工进行程中转动小于一周，且齿轮辐板在对应转过圆心角的半径上各设有一通孔9；以及
第二组光电传感器，用于检测所述通孔极限位置，进而控制所述第一步进电机停。
在挡光片侧机架上沿其运行路线的起始点位置光电传感器6和光电传感器8构成第一组光电传感器，所说的光电传感器采用带有U形口的自身对射型光电传感器，所说的挡光片运行轨迹穿过上述U型口。相应地，第二组传感器针对齿轮回转的特点，在其径向想对的机架上设置光电传感器11，该光电传感器可以设置两个，也可以在两所说的通孔间设置一个。
所述传动杆为多棱体传动杆，在水平拖板运行过程中，该传动杆还能起到导向作用，而多棱体结构使其本身即具有周向限位作用，从而可以通过其驱动相应带轮。当然，这里传动杆并不限于多棱体结构，比如圆柱形结构再加一条形突台结构或者具有椭圆形截面的结构仍然可以实现上述技术预期，这里侧重于采用多棱体结构在于其便于加工。
进一步地，所述传动杆为正四棱体传动杆，以节约加工成本。
所述齿轮与所述第一步进电机输出轴上的齿轮啮合，其传动比满足上述齿轮转动与竖直拖板运行关系，相对地，第一步进电机输出轴上的齿轮可以做得比较小，以减小所述具有通孔的齿轮结构尺寸。
为便于布线和采样针的使用，所述第一步进电机和第二步进电机位于所述机架同端，对应两输出轴轴线垂直的设置。便于采样针的使用体现在设置步进电机的一端结构尺寸大，容易造成操作不便，因此，把两步进电机设于同端，可在机架另一端实现采样操作。
为了进一步使该采样机构的结构更紧凑，所述挡光片位于所述传动杆上方，所述第一组光电传感器位于所述第二步进电机相对的机架侧板上。

Claims (6)

1.一种采样针驱动机构，包括：
竖支架(4)，设有可沿其竖直导向杆(5)上下运动的作为采样针(21)载体的竖直拖板(3)和竖向设置的用于驱动该竖直拖板的第一同步带传动机构(20)；
机架(19)，设有可沿其水平导向杆(15)左右运动的作为所述竖支架载体的水平拖板(17)和水平设置的用于驱动该水平拖板的第二同步带传动机构；
第一步进电机(13)，固定在机架一端，其输出轴连接有一贯穿第一同步带传动机构下带轮的传动杆(16)，所述下带轮滑套在该传动杆上，并周向限位；
第二步进电机(14)，固定在机架上，其输出轴设有所述第二同步带传动机构的主动轮；其特征在于其进一步包括：
挡光片(7)，水平的设置在所述水平拖板上；
第一组光电传感器，用于检测上述挡光片运行极限位置，进而控制所述第二步进电机停；
齿轮(10)，其原动件为所述第一步进电机，并在所述竖直拖板工进行程中转动小于一周，且齿轮辐板在对应转过圆心角的半径上各设有一通孔(9)；以及
第二组光电传感器，用于检测所述通孔极限位置，进而控制所述第一步进电机停。
2.根据权利要求1所述的采样针驱动机构，其特征在于：所述传动杆为多棱体传动杆。
3.根据权利要求2所述的采样针驱动机构，其特征在于：所述传动杆为正四棱体传动杆。
4.根据权利要求1所述的采样针驱动机构，其特征在于：所述齿轮与所述第一步进电机输出轴上的齿轮啮合，其传动比满足上述齿轮转动与竖直拖板运行关系。
5.根据权利要求1所述的采样针驱动机构，其特征在于：所述第一步进电机和第二步进电机位于所述机架同端，对应两输出轴轴线垂直的设置。
6.根据权利要求5所述的采样针驱动机构，其特征在于：所述挡光片位于所述传动杆上方，所述第一组光电传感器位于所述第二步进电机相对的机架侧板上。
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