CN202078972U - 一种全自动离心装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动离心装置。该全自动离心装置包括容纳试管的吊篮，使设有吊篮的转子旋转的离心装置电机以及角度转动定位装置。该角度转动定位装置包括：控制离心装置电机转动的控制器，监测离心装置电机的转速并将该转速发送给所述控制器的编码器，能与转子接触并进一步配合到所述转子中而使该转子停止转动的锁定件，以及驱动所述锁定件与所述转子接触、配合或者脱离配合的锁定件驱动装置。

Description

一种全自动离心装置

技术领域

本实用新型涉及一种全自动离心装置。

背景技术

在现代医学检验实验室中，采用全自动化系统检验流水线来完成医学检验。全自动化系统检验流水线由临床实验室信息系统、标本运输系统、标本前处理系统、分析系统和分析后处理输出系统组成。

标本前处理系统包括样本分类和条码识别，自动装载和样本离心，样本质地识别、提示，样本管脱盖，样本再分注及标记。其中，自动离心模块用来实现标本的在线自动离心功能，这就要求该系统中的离心装置能够配合机械手的操作来实现过程的自动化。

现有通用的离心装置采用交流或者直流电机来驱动离心装置转子转动，既不能测定速度，也不能让转子按照用户的需求停止在指定位置。另外，通用离心装置没有固定转子吊篮角度的装置。最后，现有的通用离心装置的上盖可以在气泵作用下自动弹开，但没有装置去拉动上盖自动关闭，必须靠人手去关闭。

本实用新型的目的之一是通过控制离心装置转子精确地按照对称均分圆周的角度转动，来实现使被指定的转子吊篮可以正好停在空间某点下方。

本实用新型的另一个目的是通过固定离心装置的吊篮，有效地防止由于外力作用在转子吊篮上面而导致吊篮偏移原位的风险。

本实用新型的另一目的是实现离心装置上盖的自动闭合，使得离心装置上盖可以在程序控制下，在需要将离心试管放入离心装置时自动打开，而在将离心试管放入离心装置的吊篮之后关闭，并且可以在离心完毕、需要取出离心试管的时候自动打开，而在离心试管被取出离心装置之后自动闭合。

本实用新型的另一目的是通过安装在电机上的编码器来测定电机转速并反馈给离心装置控制器，离心装置转子的转动速度可以被测量。

实用新型内容

本实用新型提供了一种全自动离心装置，该全自动离心装置包括容纳试管的吊篮，使设有吊篮的转子旋转的离心装置电机以及角度转动定位装置。该角度转动定位装置包括：控制离心装置电机转动的控制器，监测离心装置电机的转速并将该转速发送给控制器的编码器，能与转子接触并进一步配合到转子中而使该转子停止转动的锁定件，以及驱动锁定件与转子接触、配合或者脱离配合的锁定件驱动装置。

在电机以低速低转矩状态运动时，锁定件驱动装置驱动锁定件与转子接触及最终配合。

转子上可设有与锁定件配合的锁止部。

锁定件驱动装置可包括用于驱动锁定件进行上下往复运动的驱动器，用来固定驱动器的定位支撑架，在驱动器上方的定位盘，固定在定位盘上的定位底座以及安装在定位底座内的伸缩装置，该伸缩装置能够与锁定件配合，从而驱动锁定件做伸缩运动。

转子的锁止部可为定位孔，锁定件可为与该定位孔匹配的定位栓。

编码器可利用电机在单位时间内产生的脉冲数来测量电机的转速。

锁定件驱动装置中的伸缩装置可为弹簧。

本实用新型还涉及一种包括用于固定吊篮的垂直位置的垂直定位装置的全自动离心装置，该垂直定位装置包括：用于在吊篮的下方侧边处固定吊篮的箝位夹具；用于在吊篮的上方侧边固定吊篮的机械手夹具；用于驱动箝位夹具上下往复运动的箝位夹具驱动器；和用于驱动机械手夹具上下往复运动的机械手夹具驱动器。

当吊篮在重力作用下自然下垂时，箝位夹具驱动器驱动箝位夹具上升到预定高度，箝位夹具夹紧吊篮的下方侧边，并且机械手夹具驱动器驱动机械手夹具下降到预定位置，机械手夹具夹紧吊篮的上方侧边，从而实现对吊篮的夹紧。

箝位夹具、箝位夹具驱动器、机械手夹具、机械手夹具驱动器中的至少一个包括气缸。

箝位夹具驱动器的轴插在箝位支撑架上，而箝位夹具固定在箝位支撑架上。

本实用新型还涉及一种包括离心装置门自动开合装置的全自动离心装置，该离心装置门自动开合装置包括：布置在离心装置上盖槽中的滑块；由滑块支撑的门档；设置在滑块上以有助于门档的运动的滚轮；和用来驱动门档做往复式直线运动的门驱动器，其中，门档的一边固定在门驱动器的轴上；其中，当离心装置电机停止转动时，控制器驱动门驱动器在需要打开离心装置门时带动门档向打开位置运动，而在需要闭合离心装置门时带动门档向闭合位置运动。

离心装置门自动开合装置可包括两个门档和分别用于驱动这两个门档的两个门驱动器，其中，在需要打开门时，两个门驱动器分别驱动两个门档远离彼此运动，在需要闭合门时，两个门驱动器分别驱动这两个门档朝向彼此运动。

通过上述自动离心装置，可以配合机械手实现对标本的在线自动离心，实现离心装置转子精确定位、离心装置上盖自动开合以及避免离心装置吊篮移位等功能。

附图说明

下面参照附图来更加具体地描述本实用新型的特定实施例。应当理解，这些图仅描绘了本实用新型的典型的实施例，因此仅应被视为示例性的而非限制性的。在所有图中，同样的附图标记表示同样的部件；其中，

图1是根据本实用新型的示例性实施例所述的全自动离心装置的正视图；

图2示出了本实用新型的角度转动定位装置的一种示例性实施例；

图3是图2中所示的角度转动定位装置的定位栓的透视图；

图4是全自动离心装置的离心装置转子的透视图；

图5是利用图2中所示的角度转动定位装置进行操作的示例性流程；

图6是本实用新型的垂直定位装置的一种示例性实施例的透视图；

图7A是示出了图6中的垂直定位装置的夹具与吊篮的相互作用的透视图；

图7B是示出了箝位夹具夹紧吊篮的下方侧边的状态的示意图；

图7C是示出了机械手夹具夹紧吊篮的上方侧边的状态的示意图；

图8是利用图6到图7C中所示的垂直定位装置进行操作的示例性流程；

图9是包括根据本实用新型所述的离心装置门自动开合装置的一种示例性全自动离心装置；

图10A和10B分别是从不同角度显示了图9所示的离心装置门自动开合装置的透视图；

图11是利用图9到图10B中所示的离心装置门自动开合装置进行操作的示例性流程；

图12是全自动离心装置的吊篮在转子上的布置位置的示意图。

具体实施方式

首先，应当注意，若本申请中出现“一个”、“一种”等用语，这些用语意在包括复数个所指对象，而绝非仅将其限定为单数；另外，除非特别说明，对用语“第一”、“第二”等的任何引用都不表示任何顺序或重要性，而是仅用来彼此区分元件。

以下以转子的吊篮数量为4个的情况来描述角度转动定位装置的一个实施例。应当理解，转子的数量可以多于或者少于4个。

如图12所示，转子具有4个吊篮L，机械手的位置固定在点P，分别对应于4个吊篮L的ABCD4个点依次按顺序走到P点的下方，由于转动是有秩序的，所以可以分辨什么时候是A点，B点，C点或D点。

对应于4个吊篮L，以下以4等分圆周角的情况来描述转动定位装置，同样，应当理解，圆周角可对应于吊篮的数量而等分为多于或者少于4个部分。

如图4所示，全自动离心装置包括离心装置转子1E，离心装置转子1E上有4个同样的锁止部1G均分在同一个以离心装置转子中心点为圆心的圆周上。在该实施例中，锁止部为定位孔。定位孔可以是通孔，也可以是盲孔。离心装置电机1C上通过轴联器接有编码器1B，编码器1B可以随着电机转速的不同而在单位时间内产生不同的脉冲，因此可以有效地测定离心装置电机1C的转速。如图1所示。离心装置转子1E的下方有定位支撑架3A，定位支撑架3A固定(例如通过紧固件，如螺栓)有4个驱动器，例如气缸3B，驱动器的轴上方为定位盘3C，定位盘3C包括通过紧固件(例如螺丝)来固定的定位底座3E，定位底座3E内部有伸缩装置，例如弹簧3F，以及锁定件，例如定位栓3D，见图3。在伸缩装置为弹簧3F的情况下，弹簧3F串接在定位栓3D的底部，定位栓3D中部半径大于弹簧3F半径。在下压定位栓3D时，弹簧3F会对定位栓3D产生向上的弹力。如图2所示。定位支撑架、驱动器、定位盘、定位底座以及伸缩装置一起构成了用来驱动定位栓做上下往复及伸缩运动的定位栓驱动装置；当然，本领域技术人员了解，该装置仅仅是锁定件驱动装置的一种实例，锁定件驱动装置还可包括能够驱动锁定件(例如定位栓)作伸缩运动而与转子接触或者脱离接触、与转子的锁止部(例如定位孔)配合或者脱离配合的任何装置。

现在参看图5来描述角度转动定位装置的作用方式。在操作中，编码器1B安装在离心装置电机1C上，通过脉冲发出速度可以监测离心装置电机1C的转速，并且发送到控制器R上。事先在控制器R的程序内设定一个值，使得编码器1B测量的电机1C转速值低于该值的时候，控制器R开始控制电机1C以系统事先测定的安全的低速低转矩状态运动。

此时，锁定件驱动装置驱动定位栓3D达到顶住离心装置转子1E的位置，例如，安装在定位支撑架3A上的4个气缸3B向上升而使得定位栓3D达到该位置。由于离心装置转子1E对定位栓3D有压力的作用，此时锁定件驱动装置的伸缩装置对定位栓3D提供向上抵靠离心装置转子1E的作用力。例如，在伸缩装置为弹簧3F的情况下，弹簧3F压在底座3E上，并且对定位栓3D有一个向上的作用力。转子1E上的定位孔1G随着转子1E转动，当转动到定位孔1G正对着定位栓3D的位置的时候，在伸缩装置(例如弹簧3F)的作用下，定位栓3D受压而顶入定位孔1G的孔位，与定位孔进入配合。从而，定位栓3D对离心装置转子1E产生一个阻力，阻止离心装置转子1E继续转动。

此时，当编码器1B检测到电机速度为零的时候，控制器R断开离心装置电机1E的电源，停止对离心装置电机1E的转动控制。

在离心装置电机1E停止状态下，要定位下一个90度角时，首先，驱动器(例如气缸3B)带动定位栓3D下行到使得定位栓3D能够脱离定位孔1G的位置。此时控制器R控制电机1C做安全的低速低转矩运动，在下一个90度定位空位走到位之前，控制器R控制驱动器向上驱动定位栓到达步骤<4>的位置。此后重复如上所述关于使定位栓与离心装置转子配合而固定离心装置转子的动作。图5中阐述了该机构的动作步骤。

本领域技术人员将了解，在本实用新型的其它实施例中，控制器可为可采用任何适当的方式来控制离心装置转子的转动的任何机构。除了相匹配的定位孔与定位栓之外，转子中的锁止部和与其相配合的锁定件可相应地分别为能够相互配合来进行锁定的任何相互匹配的机构，例如棘轮棘爪以及各种型式的卡扣配合件等。

此外，除了断开离心装置电机的电源之外，控制器对离心装置电机的转动的控制可以按照任何其它合适的方式来实现，例如采用合适的离合机构等。另外，除了利用脉冲发出速度之外，编码器可以采用任何其它合适的方式来监测离心装置电机的转速，这样的编码器都在本实用新型的保护范围之内。除了利用轴联器之外，只要能实现监测电机转速，编码器可通过任何其它方式与离心装置电机联接，例如通过任何合适的有线或者无线联接。另外，在该装置中，可采用本领域技术人员所熟知的任何紧固件来实现相关元件的固定，例如螺钉、螺栓、铆钉、压配件、卡口配合件、摩擦配合件等；在特定情况下，还可通过焊接或者粘接等方式来实现固定。

通过利用该角度转动定位装置，当电机以系统事先测定的安全的低速低转矩运行的时候，外界对电机施加适当的外部阻力可以停止电机转动，并且不影响电机寿命。因此，控制器控制电机以事先测定的安全的低速低转矩运转的时候，通过定位栓卡住定位孔构成的定位配合可以有效地锁住电机，从而实现电机转子可以定位在以定位孔为基准的设定位置。

图6和7A-7C中示例性地示出了垂直定位装置的结构。在本实用新型涉及的离心装置中，吊篮1D的底部和侧边部位有供夹具夹紧的区域。见图1。在该实施例中，箝位夹具实现为箝位抓紧气缸2B。箝位夹具驱动器实现为例如图6中所示出的箝位升降气缸2A。在一个实施例中，箝位升降气缸2A的轴插在箝位支撑架上，箝位抓紧气缸2B固定在该箝位支撑架上(例如通过紧固件，如螺钉)上，从而箝位升降气缸2A可以顶着箝位抓紧气缸2B上下往复运动。见图6。在该实施例中，机械手夹具实现为机械手紧固气缸2C，机械手夹具驱动器实现为机械手升降气缸2D。在一个实施例中，机械手夹具可固定在机械手的手臂上(例如通过紧固件，如螺丝)，机械手紧固气缸2C用紧固件(例如螺丝)安装夹具可以内外运动夹紧吊篮。见图7A到7C。当然，如果需要，机械手夹具也可不固定在机械手上而直接由机械手夹具驱动器驱动做上下往复运动。

现在参看图8来描述垂直定位装置的作用方式。在操作中，转子1E停止后，吊篮1D在重力的作用下自然下垂。箝位升降气缸2A顶着箝位夹具(例如箝位抓紧气缸2B)上升到控制器R预先设定的高度。然后箝位夹具夹紧吊篮的下方侧边。机械手夹具在机械手夹具驱动器，例如机械手升降气缸2D的作用下下降到控制器预先设定的位置。此时，机械手紧固气缸2C夹紧吊篮1D的上方侧边。吊篮1D受到箝位夹具和机械手夹具在上下两侧的夹持力，可以经受一定的外力运动而不产生移位。见图7A-7C。

本领域技术人员将理解，以上实施例中所描述的以及附图中所示出的箝位升降气缸2A、箝位抓紧气缸2B、机械手紧固气缸2C以及机械手升降气缸2D分别仅仅是箝位夹具驱动器、箝位夹具、机械手夹具、以及机械手夹具驱动器的非限制性的实施例。除了气缸之外，各个驱动器可为能够驱动相应的构件做上下往复运动的任何合适的驱动器，例如液压缸、蜗轮蜗杆、齿轮齿条、链式传动机构、丝杠传动等等。同样，除了气缸之外，各个夹具可为本领域已知的任何可实现夹持功能的其它机构。

同样，在该垂直定位装置中，可采用本领域技术人员所熟知的任何紧固件来进行固定，例如螺钉、螺栓、铆钉、压配件、卡口配合件、摩擦配合件等等；还可用其它方式进行固定，例如焊接、粘接等等。

利用上述垂直定位装置，通过箝位夹具和机械手实现了对离心装置转子吊篮的夹紧，防止了该吊篮顺着卡槽晃动。从而实现了在转子静止下来的时候使吊篮垂直并且能够抵抗一定的外力而不产生移位的技术效果。

图9和10A、10B中示意性地描绘了离心装置门自动开合装置的一个实施例。在离心装置1A上盖1F上开有槽，槽上设置有滑块4D，滑块上设有滚轮4C，滑块4D支撑两块平行的门档4B。见图10A、10B。两块门档4B各有一边通过螺母固定在门气缸4A的轴上，因此，气缸4A可以带动门档4B做往复式的直线运动。见图9。门档4B下方安装的滚轮4C有助于门档4B的往复运动。见图10A、10B。

除了气缸4A之外，任何可以驱动门进行往复运动的机构都在本实用新型的保护范围内，包括但不限于齿轮齿条、蜗轮蜗杆、链传动、丝杠传动、合适的电磁驱动器等等。另外，除了两块平行的门档之外，离心装置门还可实现为其它形式，例如，在尺寸合适的情况下，离心装置门可实现为单个可往复运动的门档，等等。

如图11所示，在操作中，编码器1B可以检测到电机1C的转速，并且把电机1C的转速数值传送到控制器R。当控制器R收到编码器1B传送的电机1C转速数值为零的时候，表明此时离心装置电机1C停止转动。控制器R命令驱动气缸4A按照直线方向运动，带动离心装置上盖门档4B的运动。此时，若离心装置上盖1F的门档4B打开，离心装置转子1E不会有因为转动碰撞到外物的风险。控制器R驱动门气缸4A，当需要放置离心试管到离心装置1A里边的时候，驱动门气缸4A往外侧运动，带动打开上盖门档4B；离心试管放置入离心装置1A内到位以后，驱动门气缸4A向中部运动，带动关闭上盖门档4B。当需要从离心装置1A取出离心试管的时候，驱动气缸4A往外侧运动，带动上盖门档4B打开；离心试管完全被取出离心装置1A以后，驱动气缸4A向中部运动，带动上盖门档4B闭上。见图11。通过利用该离心装置门自动开合装置，能够按照控制器的程序命令打开或者关闭上盖门档。

通过利用本实用新型中的各种装置，可实现：能够通过定位栓、锁止部控制离心装置转子精确地按对称均分圆周的角度转动之后停止；能够在离心装置转子静止的时候通过夹具抓紧离心装置吊篮；能够控制离心装置的上盖自动开合。

虽然本文中对本实用新型的示例性实施例进行了描述，但是本领域技术人员将理解，可在所描述的实施例中进行各种变化、省略和/或添加，并且可用所描述的实施例中的元件的等效物来代替它们，而不偏离本实用新型的精神和范围。本实用新型的保护范围仅由所附的权利要求书限定。而且，在解释说明书和权利要求时，所有的用语都应该以与上下文相一致的、尽可能宽的方式来解释。特别地，用语“包括”应该解释为以非排除的方式引用元件、构件或步骤，表明可以存在或使用所引用的元件、构件或步骤，或者可以与没有明确地提到的其它元件、构件或步骤相结合。

Claims (10)

1.一种全自动离心装置，包括容纳试管的吊篮和使设有吊篮的转子旋转的离心装置电机，其特征在于，所述全自动离心装置还包括角度转动定位装置，该角度转动定位装置包括：

控制离心装置电机转动的控制器，

监测离心装置电机的转速并将该转速发送给所述控制器的编码器，

能与所述转子接触并进一步配合到所述转子中而使该转子停止转动的锁定件，以及

驱动所述锁定件与所述转子接触、配合或者脱离配合的锁定件驱动装置。

2.根据权利要求1所述的全自动离心装置，其特征在于，所述锁定件驱动装置在所述电机以低速低转矩状态运动时驱动所述锁定件与转子接触及最终配合。

3.根据权利要求1或2所述的全自动离心装置，其特征在于，所述转子上设有与所述锁定件配合的锁止部。

4.根据权利要求1或2所述的全自动离心装置，其特征在于，所述锁定件驱动装置包括用于驱动所述锁定件进行上下往复运动的驱动器，用来固定驱动器的定位支撑架，在驱动器上方的定位盘，固定在定位盘上的定位底座以及安装在定位底座内的伸缩装置，该伸缩装置能够与锁定件配合，从而驱动锁定件做伸缩运动。

5.根据权利要求1或2所述的全自动离心装置，其特征在于，所述编码器利用电机在单位时间内产生的脉冲数来测量所述电机的转速。

6.根据权利要求1或2所述的全自动离心装置，其特征在于，所述全自动离心装置还包括用于固定所述吊篮垂直的垂直定位装置，该垂直定位装置包括：

用于在所述吊篮的下方侧边处固定所述吊篮的箝位夹具；

用于在所述吊篮的上方侧边处固定所述吊篮的机械手夹具；

用于驱动所述箝位夹具上下往复运动的箝位夹具驱动器；和

用于驱动所述机械手夹具上下往复运动的机械手夹具驱动器。

7.根据权利要求6所述的全自动离心装置，其特征在于，所述箝位夹具、箝位夹具驱动器、机械手夹具、机械手夹具驱动器中的至少一个包括气缸。

8.根据权利要求6所述的全自动离心装置，其特征在于，所述箝位夹具驱动器的轴插在箝位支撑架上，而所述箝位夹具固定在所述箝位支撑架上。

9.根据权利要求1或2所述的全自动离心装置，其特征在于，所述全自动离心装置还包括离心装置门自动开合装置，该离心装置门自动开合装置包括：

布置在离心装置上盖槽中的滑块；

由所述滑块支撑的门档；

设置在所述滑块上以有助于所述门档的运动的滚轮；和

用来驱动所述门档做往复式直线运动的门驱动器，其中，所述门档的一边固定在所述门驱动器的轴上。

10.根据权利要求9所述的全自动离心装置，其特征在于，所述离心装置门自动开合装置包括两个门档和分别用于驱动所述两个门档的两个门驱动器，其中，在需要打开所述门时，所述门驱动器分别驱动所述两个门档远离彼此运动，在需要闭合所述门时，所述门驱动器分别驱动所述两个门档朝向彼此运动。

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