CN203191387U - 抓杯装置及具有该抓杯装置的自动分析装置 - Google Patents

Abstract

一种抓杯装置，包括驱动单元和抓取单元，驱动单元驱动抓取单元移动或转动，抓取单元包括安装底板、驱动机构、凸轮、至少一第一抓取部、至少一第二抓取部、抓取部转轴和夹紧机构，驱动机构包括驱动源和驱动转轴，第一抓取部和第二抓取部安装在抓取部转轴上且可绕抓取部转轴转动，夹紧弹簧夹紧机构的两端分别挂在第一抓取部和第二抓取部上以相向夹紧第一抓取部和第二抓取部，凸轮位于第一抓取部和第二抓取部之间，凸轮安装在驱动转轴上且与驱动转轴构成滚动凸轮副，驱动机构驱动凸轮旋转，凸轮克服夹紧弹簧夹紧机构的拉力驱动第一抓取部和第二抓取部打开。该抓杯装置提高了使用寿命。另外，本实用新型还提供了一种具有该抓杯装置的自动分析装置。

Description

抓杯装置及具有该抓杯装置的自动分析装置

技术领域

本实用新型涉及医疗领域中用于生物化学分析的自动分析装置，具体涉及一种抓杯装置及具有该抓杯装置的自动分析装置。

背景技术

自动分析装置，例如，免疫分析仪，是在医疗领域中用于检测、分析生物化学物质的设备，自动分析装置上的抓杯装置用于实现反应杯、样本和一次性Tip头等耗材的空间运转。目前，市面上存在两种抓杯装置，分别是：柱塞式抓杯装置和电磁式抓杯装置。柱塞式抓杯装置通过直线式电磁铁挤压柔性手指零件，利用手指零件的弯曲变形将物体夹住，然而，手指零件受材料特性的限制使用寿命较短；另外，如中国实用新型专利，专利号为ZL200920107535.3公开了一种自动血凝仪装置的抓杯装置，该抓杯装置通过电磁铁驱动驱动辊推动左、右抓持体上的摆动臂向外摆动，使左、右抓持体张开，但因驱动辊和摆动臂之间的摩擦力较大，驱动辊易磨损，导致抓杯装置的使用寿命短。

发明内容

有鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种抓杯装置以解决现有技术的抓杯装置寿命短的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抓杯装置，包括驱动单元和抓取单元，所述驱动单元驱动所述抓取单元移动或转动，所述抓取单元包括安装底板、驱动机构、凸轮、至少一第一抓取部、至少一第二抓取部、抓取部转轴和夹紧机构，所述驱动机构安装在所述安装底板上，所述驱动机构包括驱动源和驱动转轴，所述抓取部转轴安装在所述安装底板上，所述第一抓取部和所述第二抓取部安装在抓取部转轴上且可绕所述抓取部转轴转动，所述夹紧机构的两端分别挂在所述第一抓取部和所述第二抓取部上以相向夹紧所述第一抓取部和所述第二抓取部，所述凸轮位于所述第一抓取部和所述第二抓取部之间，所述凸轮安装在所述驱动转轴上且与所述驱动转轴构成滚动凸轮副，所述驱动机构驱动所述凸轮旋转，所述凸轮克服所述夹紧机构的拉力驱动所述第一抓取部和第二抓取部打开。

所述的抓杯装置，其中，所述抓取单元还包括抓空码盘和与所述抓空码盘相配合的抓空传感器，所述第一抓取部和所述第二抓取部的其中之一安装所述抓空码盘，另一个则安装所述抓空传感器，所述抓空码盘可远离或靠近所述抓空传感器，且当所述抓取单元抓空时，所述抓空码盘触发所述抓空传感器。

所述的抓杯装置，其中，所述凸轮包括基座、偏心轮、第一轴承和第二轴承，所述基座的一端安装所述驱动机构，所述基座的另一端安装所述偏心轮，所述第一轴承和所述第二轴承安装在所述偏心轮的两侧，且所述第二轴承位于所述偏心轮和所述基座之间，所述偏心轮在所述驱动机构的驱动下抵开所述第一抓取部和所述第二抓取部。

所述的抓杯装置，其中，所述凸轮上设有两导柱，所述第一抓取部和所述第二抓取部分别设有与对应导柱相配合的凸轮槽，在所述驱动机构驱动的作用下，所述导柱沿所述凸轮槽移动以打开或闭合所述第一抓取部和所述第二抓取部。

所述的抓杯装置，其中，所述抓取单元还包括定位弹簧，所述定位弹簧一端挂在所述第一抓取部或所述第二抓取部上，所述定位弹簧的另一端挂在固定于所述安装底板的弹簧挂柱上。

所述的抓杯装置，其中，所述抓取单元还包括用于检测所述抓杯装置打开或闭合状态的凸轮检测传感器，所述凸轮检测传感器通过传感器安装板安装在所述安装底板上，所述凸轮上设有与所述凸轮检测传感器相配合的凸轮码盘，所述凸轮码盘在所述凸轮的转动下相对于所述凸轮检测传感器转动，当所述凸轮码盘接触到所述凸轮检测传感器时触发所述凸轮检测传感器。

所述的抓杯装置，其中，所述驱动源为驱动电机，所述驱动转轴安装在所述驱动电机上，所述凸轮具有一通孔，且所述驱动转轴穿入所述凸轮的通孔中以带动所述凸轮旋转。

所述的抓杯装置，其中，所述驱动机构还包括传动轮，所述驱动转轴安装在所述传动轮上，所述驱动源为驱动电机，所述驱动电机与所述传动轮相连以驱动所述传动轮转动，所述传动轮转动驱动所述驱动转轴转动，所述驱动转轴与所述凸轮相连以驱动所述凸轮转动。

所述的抓杯装置，其中，所述的传动轮为带轮或齿轮。

所述的抓杯装置，其中，所述第一抓取部包括第一安装座和安装在所述第一安装座上的第一夹持体，所述第二抓取部包括第二安装座和安装在所述第二安装座上的第二夹持体，所述第一夹持体和所述第二夹持体均为截面呈弧形的细长臂，且所述第一夹持体和所述第二夹持体相向设置以形成带开口的圆筒状腔体。

另外，本实用新型还提供了一种自动分析装置，所述自动分析装置包括上述抓杯装置。

本实用新型的抓杯装置采用滚动凸轮副来驱动第一抓取部和第二抓取部的运动，延长了抓杯装置使用寿命。

另外，本实用新型的抓杯装置通过在第一抓取部和第二抓取部之间设置一夹紧机构，使得抓杯装置在抓取反应杯时，不易脱落，同时也使得抓杯装置的抓取动作和放置动作的中心重合，提高了抓取精度。

另外，本实用新型的自动分析装置通过采用上述抓杯装置，延长了使用寿命，同时也提高了运行精度。

附图说明

图1是本实用新型抓杯装置的结构示意图。

图2是本实用新型抓取单元的结构示意图。

图3是本实用新型抓取单元的装配爆炸图。

图4是本实用新型凸轮的结构示意图。

图5a和图5b是本实用新型抓取单元处于闭合状态的结构示意图。 

图6a和图6b是本实用新型抓取单元处于中间状态的结构示意图。

图7a和图7b是本实用新型抓取单元处于打开状态的结构示意图。

图8是本实用新型凸轮的另一实施例的简化结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的抓杯装置包括驱动单元1、基座3和抓取单元2，基座3安装在驱动单元1的转轴11上，抓取单元2安装在基座3上。启动驱动单元1，转轴11旋转，转轴11带动基座3旋转，进而带动抓取单元2在一定的空间范围内移动或转动。

如图2和图3所示，抓取单元2包括安装底板21、驱动机构22、凸轮23、第一抓取部24、第二抓取部25和夹紧机构26。

安装底板21包括底平板211和侧壁212，底平板211上设有安装驱动机构22的通孔213及安装抓取部转轴201的通孔，侧壁212通过螺丝固定在基座3上使得安装底板21固定在基座3上。

驱动机构22包括驱动源221和驱动转轴222，驱动源221驱动驱动转轴222转动。其中，在本实施例中驱动源221为驱动电机。

如图4所示，凸轮23包括基座231、偏心轮232、第一轴承233和第二轴承234。基座231的正中间具有一用于安装驱动机构22的轴向贯穿孔2311，其一端安装有偏心轮232，偏心轮232的两侧分别安装第一轴承233和第二轴承234，其中，第二轴承234安装在偏心轮232和基座231之间，另外，基座231的一侧壁上安装有凸轮码盘235。合并参照图2和图3，凸轮23安装在驱动机构22的驱动转轴222上，驱动机构22与偏心轮232的轴中心相互平行，但不同轴。驱动转轴222驱动凸轮23旋转，凸轮23与驱动机构22的驱动转轴222构成滚动凸轮副，使得凸轮23与驱动机构22之间的摩擦力减小。

凸轮检测传感器202用于检测抓取单元2打开状态和闭合状态，其通过传感器安装板203安装在安装底板21上。凸轮码盘235随凸轮23转动而远离或靠近凸轮检测传感器202。当抓取单元2闭合时，凸轮检测传感器202远离凸轮码盘235，凸轮检测传感器202不会被触发，当凸轮23转动时，凸轮码盘235逐渐靠近凸轮检测传感器202，当凸轮23转过一定角度时，凸轮码盘235触发凸轮检测传感器202，凸轮检测传感器202产生一触发信号并反馈至主控制器中以记录凸轮23转过的角度。

请继续参阅图2和图3，第一抓取部24包括第一安装座242和安装在第一安装座242上的第一夹持体241，第一安装座242安装在抓取部转轴201上，并在凸轮23的驱动下绕抓取部转轴201转动。第二抓取部25包括第二安装座252和安装在第二安装座252上的第二夹持体251，第二安装座252安装在抓取部转轴201上，并在凸轮23的驱动下绕抓取部转轴201转动。其中，第一夹持体241和第二夹持体251均为截面呈弧形的细长臂且两者相向设置以形成带开口的圆筒状腔体。

夹紧机构26的一端挂在第一安装座242上，其另一端挂在第二安装座252上。在夹紧机构26的拉力下，第一夹持体241和第二夹持体252相向夹紧闭合，其中，夹紧机构26的拉力与第一夹持体241和第二夹持体252的抓取夹紧力成正比。其中，夹紧机构可为压簧、拉簧、扭簧等弹性元件。

定位弹簧27的一端挂在第一安装座242上，其另一端挂在固定于安装底板21上的弹簧挂柱271上。当抓取单元2夹紧反应杯时，第一夹持体241在定位弹簧27的拉力作用下和凸轮23接触，第二夹持体251和凸轮23不接触，此时反应杯的几何中心轴线与第一夹持体241和第二夹持体252的抓放中心重合。

下面将结合图2至图4对抓取单元2的各部件的装配状况和抓取原理进行详细说明：

驱动机构22穿过安装底板21的通孔213安装在安装底板21上，凸轮23安装在驱动机构22的驱动转轴222上，且位于第一抓取部24和第二抓取部25之间，第一抓取部24和第二抓取部25安装在抓取部转轴201上且可绕抓取部转轴201转动，其中，抓取部转轴201安装在安装底板21上，夹紧机构26一端挂在第一抓取部24上，另一端挂在第二抓取部25上，使得第一抓取部24和第二抓取部25在夹紧机构26的拉力下闭合。

驱动机构22未启动时，凸轮23不转动，第一抓取部24和第二抓取部25处于闭合状态。启动驱动电机22，驱动转轴222转动，带动凸轮23旋转，当凸轮23转过一定角度时，偏心轮231克服夹紧机构26的拉力抵开第二抓取部25和第一抓取部24，亦即第一夹持体241和第二夹持体251夹紧反应杯时，第一夹持体241在定位弹簧27的拉力作用下和凸轮23接触，第二夹持体251和凸轮23不接触，此时，反应杯的几何中心轴线与第一夹持体241和第二夹持体252的抓放中心重合，抓取单元2成功抓取反应杯。抓取成功后，驱动机构22停止运行，驱动单元1启动，驱动抓取单元2移动以将抓取的反应杯转移至预定位置，当抓取单元2移动到位时，启动驱动机构22，凸轮23转动，第一抓取部24和第二抓取部25之间的距离增大，当凸轮23又旋转过一定角度时，第一抓取部24和第二抓取部25之间的距离大于所夹持反应杯的直径大小，反应杯脱离第一抓取部24和第二抓取部25的夹持，随后，第一抓取部24和第二抓取部25在夹紧机构26的拉力作用下被拉紧，回到初始的闭合状态。

综上，抓取单元2具有三种状态：

第一种为闭合状态，即抓取单元2未抓取反应杯时的状态，如图5a和图5b所示，驱动机构22未启动时，凸轮23不转动，第一抓取部24和第二抓取部25在夹紧机构26的拉力下闭合，此时，偏心轮232处于初始状态，转角为0°；

第二种为中间状态，即抓取状态，如图6a和图6b所示，偏心轮232转过一定的角度，第一抓取部24和第二抓取部25之间的距离增大至略小于所夹持反应杯的直径大小，第一夹持体241在定位弹簧27的拉力作用下和凸轮23接触，第二夹持体251和凸轮23不接触，此时，反应杯的几何中心轴线与第一夹持体241和第二夹持体252的抓放中心重合，第一抓取部24和第二抓取部25夹紧反应杯；

第三种为打开状态，如图7a和图7b所示，偏心轮232转过90°，第一抓取部24和第二抓取部25之间的距离大于所夹持反应杯的直径大小，反应杯脱离第一抓取部24和第二抓取部25的夹持。

此外，请继续参考图2和图3，抓取单元2还设有抓空码盘204和抓空传感器205，抓空码盘204通过螺丝安装在第一安装座242上，抓空传感器205通过螺丝安装在第二安装座252上。抓空码盘204和抓空传感器205相互配合以检测抓取单元2是否成功抓取物体，即，当抓取单元2成功抓取反应杯时，即抓取单元2处于中间状态时，如图6a所示，抓空码盘204远离抓空传感器205的触发区域，抓空传感器205不会被触发；当抓取单元2没有成功抓取反应杯时，即抓取单元2处于闭合状态时，如图5a所示，第一夹持体241和第二夹持体252在夹紧机构26的拉力作用，回到零位状态，此时抓空码盘204触发抓空传感器205，抓空传感器205产生一抓空信号并反馈至控制器中。

另外，上述凸轮的形式不仅限于上述实施例的凸轮结构，还可以是其他结构，例如，如图8所示，凸轮上设有滑动或滚动的导柱42a、导柱42b，第一抓取部43和第二抓取部44分别设有与导柱42a、导柱42b相配合的凸轮槽45a、凸轮槽45b。驱动电机驱动转轴41旋转，在转轴41的带动下, 导柱42a、导柱42b分别沿凸轮槽45a、凸轮槽45b移动使得第一抓取部43和第二抓取部44绕抓取部转轴46转动，以打开或关闭第一抓取部43和第二抓取部44。

另外，本实用新型的自动分析装置包括进样部分、反应控制部分和检测部分，其中，进料部分包括上述抓杯装置。

另外，抓取单元可设置多个第一抓取部和多个第二抓取部，安装底板上也可设置多个抓取部转轴，各抓取部可绕不同的抓取部转轴转动。

另外，上述实施例中抓空码盘安装在第一抓取部上，抓空传感器安装在第二抓取部上，但并不限于此，抓空码盘和抓空传感器的安装位置可以互换，即，抓空码盘安装在第二抓取部上，抓空传感器安装在第一抓取部上。

另外，上述实施例中定位弹簧一端挂在第一抓取部上，定位弹簧的另一端挂在固定于弹簧挂柱上，但并不限于此，也可以是：定位弹簧一端挂在第二抓取部上，定位弹簧的另一端挂在固定于弹簧挂柱上。

另外，驱动机构除了上述实施例中列举的结构外，还可以使其他结构，例如，驱动机构包括驱动源、驱动转轴和传动轮，驱动转轴安装在传动轮上，驱动源驱动传动轮转动，传动轮带动驱动转轴转动，驱动转轴带动凸轮转动，其中，该传动轮可以为带轮或齿轮，该驱动源可以为电机或马达。

另外，抓取单元状态检测也可以通过检测驱动电机转过的角度来实现，也可以通过检测第一夹持体或第二夹持体转过的角度来实现。

本实用新型的抓杯装置采用滚动凸轮副来驱动第一抓取部和第二抓取部运动，延长了抓杯装置使用寿命。

另外，本实用新型的抓杯装置通过在第一抓取部和第二抓取部之间设置一夹紧机构，使得抓杯装置在抓取反应杯时，不易脱落，另外，本实用新型的抓杯装置具有校准用的中间位状态，使得抓杯装置的抓取动作和放置动作的中心重合，提高了抓取精度。

此外，本实用新型还采用凸轮检测传感器对抓取单元的状态进行检测，以便及时反馈信息给主控制器，同时，本实用新型还采用抓空传感器检测抓取单元是否抓取成功。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种抓杯装置，包括驱动单元和抓取单元，所述驱动单元驱动所述抓取单元移动或转动，其特征在于，所述抓取单元包括安装底板、驱动机构、凸轮、至少一第一抓取部、至少一第二抓取部、抓取部转轴和夹紧机构，所述驱动机构安装在所述安装底板上，所述驱动机构包括驱动源和驱动转轴，所述抓取部转轴安装在所述安装底板上，所述第一抓取部和所述第二抓取部安装在抓取部转轴上且可绕所述抓取部转轴转动，所述夹紧机构的两端分别挂在所述第一抓取部和所述第二抓取部上以相向夹紧所述第一抓取部和所述第二抓取部，所述凸轮位于所述第一抓取部和所述第二抓取部之间，所述凸轮安装在所述驱动转轴上且与所述驱动转轴构成滚动凸轮副，所述驱动机构驱动所述凸轮旋转，所述凸轮克服所述夹紧机构的拉力驱动所述第一抓取部和第二抓取部打开。

2.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述抓取单元还包括抓空码盘和与所述抓空码盘相配合的抓空传感器，所述第一抓取部和所述第二抓取部的其中之一安装所述抓空码盘，另一个则安装所述抓空传感器，所述抓空码盘可远离或靠近所述抓空传感器，且当所述抓取单元抓空时，所述抓空码盘触发所述抓空传感器。

3.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述凸轮包括基座、偏心轮、第一轴承和第二轴承，所述基座的一端安装所述驱动机构，所述基座的另一端安装所述偏心轮，所述第一轴承和所述第二轴承安装在所述偏心轮的两侧，且所述第二轴承位于所述偏心轮和所述基座之间，所述偏心轮在所述驱动机构的驱动下抵开所述第一抓取部和所述第二抓取部。

4.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述凸轮上设有两导柱，所述第一抓取部和所述第二抓取部分别设有与对应导柱相配合的凸轮槽，在所述驱动机构驱动的作用下，所述导柱沿所述凸轮槽移动以打开或闭合所述第一抓取部和所述第二抓取部。

5.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述抓取单元还包括定位弹簧，所述定位弹簧一端挂在所述第一抓取部或所述第二抓取部上，所述定位弹簧的另一端挂在固定于所述安装底板的弹簧挂柱上。

6.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述抓取单元还包括用于检测所述抓杯装置打开或闭合状态的凸轮检测传感器，所述凸轮检测传感器通过传感器安装板安装在所述安装底板上，所述凸轮上设有与所述凸轮检测传感器相配合的凸轮码盘，所述凸轮码盘在所述凸轮的转动下相对于所述凸轮检测传感器转动并可触发所述凸轮检测传感器。

7.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述驱动源为驱动电机，所述驱动转轴安装在所述驱动电机上，所述凸轮具有一通孔，且所述驱动转轴穿入所述凸轮的通孔中以带动所述凸轮旋转。

8.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述驱动机构还包括传动轮，所述驱动转轴安装在所述传动轮上，所述驱动源为驱动电机，所述驱动电机与所述传动轮相连以驱动所述传动轮转动，所述传动轮驱动所述驱动转轴转动，所述驱动转轴与所述凸轮相连以驱动所述凸轮转动。

9.如权利要求8所述的抓杯装置，其特征在于，所述的传动轮为带轮或齿轮。

10.如权利要求1所述的抓杯装置，其特征在于，所述第一抓取部包括第一安装座和安装在所述第一安装座上的第一夹持体，所述第二抓取部包括第二安装座和安装在所述第二安装座上的第二夹持体，所述第一夹持体和所述第二夹持体均为截面呈弧形的细长臂，且所述第一夹持体和所述第二夹持体相向设置以形成带开口的圆筒状腔体。

11.一种自动分析装置，其特征在于，所述自动分析装置包括如权利要求1至10任一项所述的抓杯装置。

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