CN204116682U - 无轴滤光轮转动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无轴滤光轮转动结构，其包括滤光轮组件、磁铁组件以及齿轮，滤光轮组件包括滤光轮、滤光片以及滤光轮内嵌磁铁，滤光轮与齿轮啮合，滤光片沿周向分布地安装在滤光轮上，并能通过滤光轮的转动而切换，滤光轮内嵌磁铁与滤光轮同心地固定于滤光轮内，且磁铁组件包括固定的磁铁支架以及安装在磁铁支架上的磁铁，在滤光轮的外周缘处抵靠支承有两个支承件，以使滤光轮以及与其同心固定连接的滤光轮内嵌磁铁相对于磁铁组件的磁铁处于偏心位置，滤光轮组件通过滤光轮由齿轮驱动转动，滤光轮内嵌磁铁受到磁铁组件的磁铁的磁性吸力。本实用新型的转动结构转动精度高，在滤光轮拆卸时无任何阻碍，不存在失效风险，操作空间大。

Description

无轴滤光轮转动结构

技术领域

本实用新型总地涉及一种滤光轮转动结构，更具体地涉及一种应用于酶标仪的基于磁铁的无轴滤光轮转动结构。

背景技术

酶标仪作为微孔板专用比色仪器，在血液检测、农业、食品安全、微生物学、制药等领域应用非常广泛。酶标仪即酶联免疫检测仪，其基本工作原理与主要结构和光电比色计相同，是一种变相的光电比色计或分光光度计，适用于样本量较大，检测通量需求较高的情况。分析原理是利用物质对不同波长光的选择吸收特性而建立起来的分析方法，根据检测物质的不同，选用特定波长的光，并将待测物质对该特定波长光的吸收程度与特定标准物质进行对比，从而计算出待测物质的精确含量。

不同波长光的切换，分为滤光片式和光栅式两种。对于滤光片式的酶标仪，都配有6位或者8位的滤光轮自动切换功能，通常标配3个或4个常用滤光片，滤光轮上的其他空位作为用户选配滤光片的安装位置。为了满足用户后续使用过程中增加或者更换滤光片的需求，滤光轮需要能够方便拆卸，并使用户能够自行更换。

另外，由于现在常用的镀膜滤光片如果长时间不使用并放置于潮湿的环境中，滤光片表面会产生霉斑，造成测试结果的不准确，这同样要求滤光轮能够很方便的拆卸，产生霉斑后可方便更换，或者在较长时间不使用时，可以将滤光轮放置在专用的防湿防潮盒内。

通常已知的可拆卸的转动机构有两种，一种是转动中心的轴可拆卸，但该结构转动中心的轴向一定要留足够大的工具操作空间，和转动轴取出的空间，并且拆卸不方便。另一种是将转动轴和转动零件设计成一体，将一体轴卡在弹性卡扣内，该结构虽然拆卸比较方便，但卡扣多次使用后很容易失效，而且转动精度不高。

实用新型内容

为了前述解决容易失效和转动精度不高等问题，在此，本实用新型提供一种无轴滤光轮转动结构，它包括滤光轮组件、磁铁组件以及齿轮，滤光轮组件包括滤光轮、滤光片以及滤光轮内嵌磁铁，滤光轮与齿轮啮合，滤光片沿周向分布地安装在滤光轮上，并能通过滤光轮的转动而切换，滤光轮内嵌磁铁与滤光轮同心地固定于滤光轮内，且磁铁组件包括固定的磁铁支架以及安装在磁铁支架上的磁铁。

在滤光轮的外周缘处抵靠支承有两个支承件，以使滤光轮以及与其同心固定连接的滤光轮内嵌磁铁相对于磁铁组件的磁铁处于偏心位置，滤光轮组件通过滤光轮由齿轮驱动转动，滤光轮内嵌磁铁受到磁铁组件的磁铁的磁性吸力。

上述转动结构转动精度高，在滤光轮拆卸时无任何阻碍，不存在失效风险，操作空间大。

较佳地，支承件中的一个实施成齿轮，而支承件中的另一个实施成安装在磁铁支架上的轴承。

有利地，磁铁组件包括内侧磁铁组件和外侧磁铁组件，内侧磁铁组件的内侧磁铁和外侧磁铁组件的外侧磁铁设置成同心且磁极相异地彼此面对，并且在两者之间留有间隔，用以安装滤光轮组件。

特别是，磁铁以过盈配合的方式安装在磁铁支架的凹槽内。

为了更稳定地转动，内侧磁铁组件的内侧磁铁和外侧磁铁组件的外侧磁铁中的一个磁铁比另一个磁铁对滤光轮内嵌磁铁的磁性吸力大，以使滤光轮组件单面贴合提供较大磁性吸力的磁铁的摩擦面。

此外，滤光轮组件还包括滤光片压板，通过使滤光片压板可移除地紧固于滤光轮来防止滤光片从滤光轮掉出。

特别可设想，将磁性吸力和间隔选择成使滤光轮组件在齿轮的驱动下平稳地转动。

特别较佳地，抵靠于滤光轮的外周缘上的两个支承件之间关于滤光轮内嵌磁铁中心的夹角为120度。

根据本实用新型的设计，由于滤光轮在拆卸过程中无任何阻碍，只需克服磁铁的磁性吸力，所以不存在失效的风险。此外，因为齿轮之间为无间隙啮合，只要控制好齿形的精度，可以满足较高的转动精度要求。

附图说明

图1示出根据本实用新型的滤光轮组件的分解立体图；

图2示出根据本实用新型的内侧磁铁组件的立体图；

图3示出根据本实用新型的外侧磁铁组件的立体图；

图4示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的组装立体图；

图5示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的示意原理图；

图6示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的俯视图；

图7示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的仰视图；

图8示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的侧视图；以及

图9示出根据本实用新型的无轴滤光轮转动结构的后视图。

具体实施方式

在以下描述中，参照构成本说明书一部分的附图，其中通过图示示出了至少一个特定实施例。应当理解的是，可构想和作出其它实施例而不背离本实用新型内容的范围或精神。因此，以下详细描述不应具有限制的意义。虽然本实用新型不限于此，但通过对下文提供的示例的讨论将获得对本实用新型内容的各个方面的清晰理解。

如图1中清楚可见，滤光轮组件6包括滤光轮内嵌磁铁3、滤光片4和滤光轮5。例如，滤光轮5可具有外啮合齿，以与驱动该滤光轮组件6的齿轮15啮合以驱动转动。当然，这不限于外啮合齿，只要能实现啮合转动即可。滤光片4在图1中示出为八片，但显然滤光片4的数目不限于八片，可以根据需要是一片或者任意多片，并且这些滤光片4可具有不同波长，以在滤光轮组件6转动过程中相对于滤光轮5的中心改变其周向位置、即自由切换。较佳地，滤光片4沿滤光轮5的圆周大致均匀间隔开。

滤光轮内嵌磁铁3能以任何合适的方式安装在滤光轮5内部、特别是布置成与滤光轮5同心，例如可将滤光轮内嵌磁铁3粘结、焊接、过盈配合在滤光轮5内。

此外，滤光轮组件6还可包括滤光片压板2，通过使设置在滤光片4外侧的滤光片压板2可移除地紧固到滤光轮5，能够将滤光片4可靠地压紧于滤光轮5上，以在滤光轮组件6的后续转动过程中防止滤光片4掉出。例如，滤光片压板2可用自攻螺钉1锁紧，如需要更换或增加滤光片4，只需松开自攻螺钉1，取下滤光片压板2即可。本实用新型结构采用的是自攻螺钉，适用于不经常更换滤光片4的情况，只能进行有限次数的拆卸。如需频繁拆卸，可采用机械螺钉并配合镶嵌螺母的结构。

如图2和3中所示，例如，磁性组件可包括内侧磁铁组件9(参见图2)以及外侧磁铁组件13(参见图3)。内侧磁铁组件9可包括内侧磁铁8，该内侧磁铁8固定到内侧磁铁支架7、例如安装在内侧磁铁支架7的凹槽内。类似地，外侧磁铁组件13可包括内侧磁铁10，该内侧磁铁10固定到内侧磁铁支架11、例如安装在内侧磁铁支架11的凹槽内。可设想，内侧磁铁组件9和外侧磁铁组件13中的一个、例如外侧磁铁组件13上安装有轴承12。

如图4中可见，用于驱动滤光轮组件6转动的齿轮15也具有外啮合齿，并且设置在例如步进电机14的轴上。该步进电机14安装在酶标仪底座16上。上述内侧磁铁组件9和外侧磁铁组件13也对称地安装在酶标仪底座16上。例如，磁铁支架7、11的磁铁安装凹槽与磁铁8、10之间需要有一定的过盈配合，使磁铁8、10安装在磁铁支架7、11后，不会轻易掉落。在磁铁支架7、11安装在酶标仪底座16上时，例如，磁铁支架7、11上端的安装螺钉会有向下的力，从而使磁固定牢固。

安装后内侧磁铁组件9的内侧磁铁8和外侧磁铁组件13外侧磁铁10在理论上是同心的。可设想将两个磁铁8、10的极性设置成相异地面对、即N级面和S级面彼此相对，并且中间留有一定的距离S，用于安装滤光轮组件6。应理解到，磁铁安装过程需注意磁极方向，应保证安装之后三个磁铁要相互吸引。如果采用仅一个磁铁组件，则仅须确保该磁铁组件的磁铁与滤光轮组件6的滤光轮内嵌磁铁3彼此极性相对地面对即可。

因此，在将滤光轮组件6放置于内侧磁铁8和外侧磁铁10之间的空隙S的过程中，由于极性相异，内侧磁铁8和外侧磁铁10会吸引滤光轮内嵌磁铁3。如无其它物体阻碍，三个磁铁会静止在同心状态。然而，尽管在此状态下滤光轮5也可转动，但该转动状态是不稳定的，齿轮15的驱动力、例如切向分力会使滤光轮组件6偏离同心状态。

根据本实用新型的构思，可在滤光轮内嵌磁铁3相对于内侧磁铁8和外侧磁铁10到达彼此同心的位置之前，为滤光轮组件6(滤光轮5)如下具体所述提供两个支承件/两个支点N，以使滤光轮组件6支承于相对于内侧磁铁8和外侧磁铁10偏心的状态，由此，滤光轮内嵌磁铁3一直受到径向拉力F(参见图5)，该径向拉力正是由与内侧磁铁8和外侧磁铁10的偏心设置而产生的磁性吸力来提供的。例如，这两个支点中的一个可以是齿轮15，另一个可以是磁性组件上的结构，例如从磁铁支架向外突出的(如图3中所示)轴承12。当然，支点也不限于这两个部件，例如也可以是磁性组件或者甚至是酶标仪底座16上任何合适的突出部。

可以理解到，较佳地这两个支承件在滤光轮5的外周缘处抵靠支承该滤光轮，但也可设想能够实现滤光轮5内的滤光轮内嵌磁铁3相对于磁铁组件的磁铁达到偏心位置(以产生磁性拉力F)的其它任何支承位置。

此外，应考虑到磁铁8、10的磁性吸力以及磁铁8、10之间的间隙S需选择合理，若力太小或间隙过大，无法克服齿轮15的驱动力，若力太大或间隙过小，会造成齿轮15转动困难。

较佳地，内侧磁铁组件9以及外侧磁铁组件13中的一个可向滤光轮内嵌磁铁3提供比两者中的另一个更大的磁性吸力，例如内侧磁铁8产生的磁性吸力可设计成大于外侧磁铁10提供的磁性吸力。这样可以使滤光轮组件6的单侧面贴合提供较大磁性吸力的磁铁组件、例如是其磁铁支架的摩擦面，可使转动更稳定。

可以理解到，由于磁性组件9、13提供的磁性吸引足够大，因此，在本实用新型中可以暂时忽略滤光轮组件6自重对转动的影响。只要拉力设计的足够大，滤光轮组件6就在齿轮15的驱动下，在该状态稳定转动。

在本实用新型中，如果仅提供单一的支点来平衡上述磁性吸力，则会使滤光轮组件6不稳定，即，单一的支点无法实现稳定的啮合转动。因为转动的过程中，齿轮15的驱动力实际上是由啮合点的切向分力提供的，切向分力会破坏仅由单个支点两个力的平衡

实际上，由与滤光轮组件6的滤光轮内嵌磁铁3偏心设置的磁性组件9、13提供的径向磁性吸力/拉力、两个支点提供的径向支承力以及齿轮15的驱动力之间平衡。为此，可根据齿轮15的驱动力方向考虑两个支点(例如是齿轮15和轴承12)相对于滤光轮组件6的滤光轮内嵌磁铁3的各种适当位置。特别是，可将两个支点相对于滤光轮内嵌磁铁3的中心(即，滤光轮5的圆心)设置成形成较佳为120度的夹角(或者100到140度)。当然，夹角并不限于此，可以是其它使各个力之间平衡的任何适当角度。

根据本实用新型的设计，由于滤光轮5在拆卸过程中无任何阻碍，只需克服磁铁8、10的磁性吸力，所以不存在失效的风险。此外，因为齿轮之间为无间隙啮合，只要控制好齿形的精度，可以满足较高的转动精度要求。

Claims (9)

1.一种无轴滤光轮转动结构，所述无轴滤光轮转动结构包括滤光轮组件(6)、磁铁组件(9,13)以及齿轮(15)，其中，所述滤光轮组件包括滤光轮(5)、滤光片(4)以及滤光轮内嵌磁铁(3)，所述滤光轮(5)与所述齿轮(15)啮合，所述滤光片(4)沿周向分布地安装在所述滤光轮(5)上，并且能通过所述滤光轮(5)的转动而切换，其中，所述滤光轮内嵌磁铁(3)与所述滤光轮(5)同心地固定于所述滤光轮(5)内，并且所述磁铁组件(9,13)包括固定的磁铁支架(7,11)以及安装在所述磁铁支架(7,11)上的磁铁(8,10)， 

其特征在于，在所述滤光轮(5)的外周缘处抵靠支承有两个支承件(12)，以使所述滤光轮(5)以及与其同心固定连接的所述滤光轮内嵌磁铁(3)相对于所述磁铁组件(9,13)的所述磁铁(8,10)处于偏心位置，所述滤光轮组件(6)通过所述滤光轮(5)由所述齿轮(15)驱动转动，所述滤光轮内嵌磁铁(3)受到所述磁铁组件(9,13)的所述磁铁(8,10)的磁性吸力(F)。 

2.如权利要求1所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述支承件中的一个实施成所述齿轮(15)。 

3.如权利要求2所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述支承件中的另一个实施成安装在所述磁铁支架上的轴承(12)。 

4.如权利要求1所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述磁铁组件(9,13)包括内侧磁铁组件(9)和外侧磁铁组件(13)，所述内侧磁铁组件(9)的内侧磁铁(8)和所述外侧磁铁组件(13)的外侧磁铁(10)设置成同心且磁极相异地彼此面对，并且在两者之间留有间隔(S)，用以安装所述滤光轮组件(6)。 

5.如权利要求1所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述磁铁(8,10)以过盈配合的方式安装在所述磁铁支架(7,11)的凹槽内。 

6.如权利要求4所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述内侧磁铁组件(9)的内侧磁铁(8)和所述外侧磁铁组件(13)的外侧磁铁(10)中的一个磁铁比另一个磁铁对所述滤光轮内嵌磁铁(3)的磁性吸力大，以使所述滤光轮组件(6)单面贴合提供较大磁性吸力的磁铁的摩擦面。 

7.如权利要求1所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，所述滤光轮组件(6)还包括滤光片压板(2)，通过使所述滤光片压板(2)可移除地紧固于所述滤光轮(5)来防止所述滤光片(4)从滤光轮掉出。 

8.如权利要求4所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，将所述磁性吸力(F)和所述间隔(S)选择成使所述滤光轮组件(6)在所述齿轮(15)的驱动下平稳地转动。 

9.如权利要求3所述的无轴滤光轮转动结构，其特征在于，抵靠于所述滤光轮(5)的外周缘上的两个支承件之间关于所述滤光轮内嵌磁铁(3)中心的夹角为120度。