CN208161853U - 离心装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了离心装置，包括旋转法兰、旋转驱动机构和多个用于放置离心管的离心烧杯，旋转法兰上设置有多个用于固定离心烧杯的夹头，旋转驱动机构的输出轴传动连接旋转法兰并能带动旋转法兰同轴转动；还包括角度检测机构，用于检测旋转法兰或旋转驱动机构的旋转角度。根据本实用新型提供的离心装置，能够准确定位离心管，便于用机器人操作该离心装置。

Description

离心装置

技术领域

本实用新型涉及离心技术领域，尤其涉及离心装置。

背景技术

离心装置又称离心机，离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

离心装置在医学领域已有较多应用，例如用于分离细胞、核酸或者从溶液中分离出某种特定微生物或者化学物质。现有的在医学上应用的离心装置存在以下缺陷：(1)对于离心装置中能够安置多个离心管的情形，由于现有的离心装置只能控制转速、时间等参数，当离心作业结束后，多个离心管中每个离心管的准确位置难以确定，使得在引入机器人操作离心装置时存在该特定离心管位置难以确定的现象；(2)需要手动打开离心装置的盖子，自动化程度低；(3)为了固定离心管需要设计复杂的结构，成本高，容易破坏离心管。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了离心装置。

具体地，其技术方案如下：

一种离心装置，包括旋转法兰、旋转驱动机构和多个用于放置离心管的离心烧杯，所述旋转法兰上设置有多个用于固定所述离心烧杯的夹头，所述旋转驱动机构的输出轴传动连接所述旋转法兰并能带动所述旋转法兰同轴转动；

还包括角度检测机构，用于检测所述旋转法兰或所述旋转驱动机构的旋转角度。

在一些优选的实施方式中，所述离心烧杯的侧壁外表面包括一大直径段和一小直径段，所述大直径段上形成有多个从所述大直径段与所述小直径段的交界处开始延伸的限位槽；

所述夹头上设置有与所述限位槽匹配的限位凸起，用于在所述离心烧杯位于所述夹头内时，所述限位凸起伸入所述限位槽内进而固定所述离心烧杯。

在一些优选的实施方式中，所述旋转法兰包括内环和从所述内环的外表面沿远离所述内环的旋转轴线方向伸出的多个横架，每相邻的两个所述横架形成一个所述夹头，所述限位凸起形成在所述横架面向所述离心烧杯的一侧。

在一些优选的实施方式中，所述横架为Y字型结构，包括一个主腿和两个支腿，所述主腿连接所述内环，所述限位凸起设置在所述支腿上，所述支腿之间设置有加强筋。

在一些优选的实施方式中，还包括壳体组件，所述旋转法兰和所述旋转驱动机构设置在所述壳体组件内，所述壳体组件的上端设置有开口，所述旋转法兰上的各所述离心烧杯均位于所述开口内。

在一些优选的实施方式中，还包括位移检测机构，用于检测所述旋转法兰或所述旋转驱动机构上预设的点位相对于所述位移检测机构的位移。

在一些优选的实施方式中，所述旋转驱动机构包括伺服电机和电机安装架，所述伺服电机安装在所述电机安装架上，所述电机安装架设置在所述壳体组件内，所述角度检测机构由所述伺服电机内的编码器构成。

在一些优选的实施方式中，所述电机安装架和所述壳体组件之间设置有减震支撑机构，所述电机安装架通过所述减震支撑机构而连接所述壳体组件。

在一些优选的实施方式中，所述离心装置还包括用于启闭所述开口的上盖，所述上盖被配置为能够上下转动地设置在所述壳体组件上；

所述壳体组件外设置有伸缩机构，所述伸缩机构的动子与所述上盖铰接，所述伸缩机构的定子与所述壳体组件铰接。

在一些优选的实施方式中，所述伸缩机构包括直线电机，所述直线电机的动子与所述上盖铰接，所述直线电机的定子与所述壳体组件铰接。

本实用新型至少具有以下有益效果：

1)根据本实用新型提供的离心装置，其具有角度检测机构，能够根据离心作业结束后获得的实际值和离心作业前的初始值之间的差值以及旋转法兰或旋转驱动机构的结够尺寸确定离心作业结束后离心管的位置，便于机器人取出该特定的离心管。

2)本实用新型中先利用夹头固定离心烧杯，再利用离心烧杯放置离心管，能够适应多种规格的离心管，离心烧杯外部限位槽和夹头上限位凸起的设计，简化了定位结构。进一步地，旋转法兰包括内环和从内环的外表面沿远离内环的旋转轴线方向伸出的多个横架，每相邻的两个横架形成一个夹头，凸起形成在横架面向离心烧杯的一侧，节省了材料成本并降低了质量，同样转速下，功耗大大降低。更进一步，横架为Y字型结构，包括一个主腿和两个支腿，主腿连接所述内环，凸起设置在支腿上，使得材料成本和功耗得到更进一步优化。

3)本实用新型中，壳体组件外设置有伸缩机构，伸缩机构的动子端与上盖铰接，伸缩机构的定子端于壳体组件铰接，通过该伸缩机构，能够在离心作业前后自动启闭离心装置的上盖，自动化程度高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例中离心装置的斜视图；

图2是本实用新型实施例中离心装置的爆炸图；

图3是本实用新型实施例中离心装置隐藏壳体组件的爆炸图；

图4是本实用新型实施例中离心装置的伸缩机构区域的爆炸图；

图5是本实用新型实施例中离心烧杯的示意图；

图6是本实用新型实施例中旋转法兰的斜视图。

主要元件符号说明：

100-离心装置；101-第一铰接座；102-第二铰接座；103-第一保护罩；104-支撑板；105-支撑柱；106-合页；107-密封条；108-脚座；109-驱动器；110-壳体组件；111-侧壁；112-底板；113-上壳；120-上盖；130-第二保护罩；150-伸缩机构；151-动子；152-定子；160-减震支撑机构；170-旋转驱动机构；171-伺服电机；172-电机安装架；180-旋转法兰；181-内环；182-横架；1821-主腿；1822-支腿；183-限位凸起；190-离心烧杯；191-限位槽；192-大直径段；193-小直径段；200-离心管。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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实用新型的限制。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

本实施例提供了离心装置100和在离心装置100中定位离心管200的方法。

请一并参阅图1-图3，离心装置100包括旋转法兰180、旋转驱动机构170、壳体组件110和多个用于放置离心管的离心烧杯190，旋转法兰180和旋转驱动机构170设置在壳体组件110内。在本实施例中，旋转法兰180上设置有多个用于固定离心烧杯190的夹头。在本实施例中，离心装置100还包括角度检测机构，角度检测机构用于检测旋转法兰180或旋转驱动机构170的旋转角度。可选地，离心装置100还包括位移检测机构，位移检测机构用于检测旋转法兰180或旋转驱动机构170上预设的点位相对于位移检测机构的位移。

根据本实施例提供的离心装置100，由于其具有角度检测机构和/或位移检测机构，能够根据离心作业结束后获得的实际值和离心作业前的初始值之间的差值以及旋转法兰180或旋转驱动机构170的结够尺寸确定离心作业结束后离心管200的位置，便于机器人取出该特定的离心管200。

具体地，本实施中的壳体组件110是外形收敛而在内部形成容纳腔的壳体或者壳体的组合。作为一种优选的壳体组件110，如图2所示，壳体组件110包括上壳113、侧壁111和底板112，侧壁111的上下两端开口，侧壁111的上端的开口安装有上壳113，上壳113的中部也设置有开口，上壳113的中部的开口能够用于放置或者取出离心管200。底板112安装在侧壁111的下端的开口，并封闭该下端的开口。在本实施例中，上壳113和底板112通过螺栓或铆钉等紧固件安装在侧壁111的下端的开口，或者上壳113和底板112一体成型在侧壁111的上下端的开口。优选地，侧壁111的其中一侧的外表面设置有侧方开口(图中未示出)，该侧方开口安装有端子板(图中未示出)，端子板上设置有若干个接线端口(图中未示出)，用于连接电源缆线和通信缆线。优选地，底板112的底部设置有多个脚座108。优选地，上壳113、侧壁111和底板112之间的结合部位设置有密封条107。

优选地，如图2、图3和图5所示，离心烧杯190的侧壁外表面包括一大直径段192和一小直径段193。其中，大直径段192上形成有多个从大直径段192与小直径段193的交界处开始延伸的限位槽191。

进一步地，如图6所示，夹头上设置有与限位槽191匹配的限位凸起183，用于在离心烧杯190位于夹头内时，限位凸起183伸入限位槽191内进而固定离心烧杯190。具体地，当离心烧杯190从上往下进入夹头时，限位凸起183从下往上进入限位槽191，当移动到极限位置时，限位凸起183与限位槽191的槽壁抵接，因而离心烧杯190被固定。本实施例中先利用夹头固定离心烧杯190，再利用离心烧杯190放置离心管200，能够适应多种规格的离心管200，离心烧杯190外部限位槽191和夹头上限位凸起183的设计，简化了定位结构。

作为一种优选的旋转法兰180，旋转法兰180包括内环181和从内环181的外表面沿远离内环181的旋转轴线方向伸出的多个横架182，每相邻的两个横架182形成一个夹头，限位凸起183形成在横架182面向离心烧杯190的一侧。横架182结构的设计，节省了材料成本并降低了质量，同样转速下，功耗大大降低。

进一步优选，横架182为Y字型结构，包括一个主腿1821和两个支腿1822，主腿1821连接内环181，限位凸起183设置在支腿1822上。优选地，支腿1822之间设置有加强筋。Y字型结构的横架182使得材料成本和功耗得到更进一步优化。

在本实施例中，旋转驱动机构170的输出轴传动连接旋转法兰180并能带动旋转法兰180同轴转动。优选地，旋转法兰180的内环181的中心设置有尺寸与旋转驱动机构170的输出轴相匹配的轴孔，旋转驱动机构170的输出轴套设在轴孔中，二者通过键与键槽的匹配实现传动链接。

在本实施例中，旋转驱动机构170的作用是带动旋转法兰180高速旋转。作为一种优选的旋转驱动机构170，旋转驱动机构170包括伺服电机171和电机安装架172，伺服电机171安装在电机安装架172上，电机安装架172设置在壳体组件110内。优选地，伺服电机171的驱动器109安装在底板上112。

当旋转驱动机构170包括伺服电机171时，由于伺服电机171本身带有能够进行角度检测的编码器，本实施例中的角度检测机构优选由伺服电机171内的编码器构成。

优选地，位移检测机构设置在电机安装架172上，预设的点位位于伺服电机171的输出轴上。当伺服电机171转动时，其输出轴上该预设的点位便会循环转动，位移检测机构能够检测预设的点位与位移检测机构之间的距离。

需要说明的是，以伺服电机171作为旋转驱动机构170的动力来源仅是一种优选，旋转驱动机构170的动力来源也可以是普通异步电机，当旋转普通异步电机时，角度检测机构为设置在电机外部的角度传感器或者外设在电机输出轴上的编码器。

优选地，离心装置100还包括第一保护罩103，旋转法兰180安装在第一保护罩103上，第一保护罩103与壳体组件110固定连接，具体地，第一保护罩103与侧壁111固定连接。

优选地，离心装置100还包括用于启闭开口的上盖120，上盖120被配置为能够上下转动地设置在壳体组件110上。作为二者之间的一种优选的转动设置方式，上盖120和壳体组件110之间设置有若干个(优选两个)合页106，通过合页106实现二者之间的相对转动。

优选地，壳体组件110外设置有伸缩机构150，伸缩机构150的动子151与上盖120铰接，伸缩机构150的定子152于壳体组件110铰接。本实施例中，由于壳体组件110内设置有伸缩机构150，伸缩机构150的动子151与上盖120铰接，伸缩机构150的定子152于壳体组件110铰接，通过该伸缩机构150，能够在离心作业前后自动启闭离心装置100的上盖120，自动化程度高。

作为伸缩机构150的一种优选的设置方式，其设置在侧壁的一侧外表面上。具体地，如图1、图2和图4所示，侧壁的一侧外表面固定有第一铰接座101，上盖120上相对应的一个外表面上则设置有第二铰接座102。伸缩机构150的动子151的端部和伸缩机构150的定子152的端部都设置用于穿设转轴的轴孔，转轴又同时穿设在第一铰接座101或第二铰接座102上的相应的孔内。

优选地，离心装置100还包括第二保护罩130，第二保护罩130固定在侧壁上，且将伸缩机构150至于第二保护罩130的容纳空间内。

作为一种优选的伸缩机构150，本实施例中的伸缩机构150为直线电机，直线电机的动子151与第二铰接座102铰接，直线电机的定子152与第一铰接座101铰接。

优选地，电机安装架172和壳体组件110之间设置有减震支撑机构160，电机安装架172通过减震支撑机构160而连接壳体组件110。作为一种优选的减震支撑机构160，其由支撑在电机安装架172下方的多个弹性柱构成，弹性柱内部设置有弹簧、导向柱等结构，弹性支撑柱105的下方支撑在支撑板104上，支撑板104的下方连接有多个支撑柱105，该支撑柱105固定在底板112上。优选地，支撑柱105为刚性结构。

在本实施例中，在离心装置100中定位离心管200的具体方法是：使用本实施例提供的离心装置100，在将离心管200放入旋转法兰180上其中一个离心烧杯190内时，记录角度检测机构和/或位移检测机构的初始值，在离心作业结束后，记录角度检测机构和位移检测机构的实际值，根据实际值和初始值之间的差值以及旋转法兰180或旋转驱动机构170的结够尺寸确定离心作业结束后离心管200的位置。

其中，旋转法兰180或旋转驱动机构170的结够尺寸包括旋转法兰180或旋转驱动机构170的输出轴的形状、安装槽131距离旋转法兰180的旋转轴线的距离等参数，由于这些参数是预先确定的，其具体算法所属技术领域的技术人员可根据已有几何知识推出，本实施例中不再进一步叙述。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种离心装置，其特征在于，包括旋转法兰、旋转驱动机构和多个用于放置离心管的离心烧杯，所述旋转法兰上设置有多个用于固定所述离心烧杯的夹头，所述旋转驱动机构的输出轴传动连接所述旋转法兰并能带动所述旋转法兰同轴转动；

还包括角度检测机构，用于检测所述旋转法兰或所述旋转驱动机构的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的离心装置，其特征在于，所述离心烧杯的侧壁外表面包括一大直径段和一小直径段，所述大直径段上形成有多个从所述大直径段与所述小直径段的交界处开始延伸的限位槽；

所述夹头上设置有与所述限位槽匹配的限位凸起，用于在所述离心烧杯位于所述夹头内时，所述限位凸起伸入所述限位槽内进而固定所述离心烧杯。

3.根据权利要求2所述的离心装置，其特征在于，所述旋转法兰包括内环和从所述内环的外表面沿远离所述内环的旋转轴线方向伸出的多个横架，每相邻的两个所述横架形成一个所述夹头，所述限位凸起形成在所述横架面向所述离心烧杯的一侧。

4.根据权利要求3所述的离心装置，其特征在于，所述横架为Y字型结构，包括一个主腿和两个支腿，所述主腿连接所述内环，所述限位凸起设置在所述支腿上，所述支腿之间设置有加强筋。

5.根据权利要求1所述的离心装置，其特征在于，还包括壳体组件，所述旋转法兰和所述旋转驱动机构设置在所述壳体组件内，所述壳体组件的上端设置有开口，所述旋转法兰上的各所述离心烧杯均位于所述开口内。

6.根据权利要求1所述的离心装置，其特征在于，还包括位移检测机构，用于检测所述旋转法兰或所述旋转驱动机构上预设的点位相对于所述位移检测机构的位移。

7.根据权利要求5所述的离心装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括伺服电机和电机安装架，所述伺服电机安装在所述电机安装架上，所述电机安装架设置在所述壳体组件内，所述角度检测机构由所述伺服电机内的编码器构成。

8.根据权利要求7所述的离心装置，其特征在于，所述电机安装架和所述壳体组件之间设置有减震支撑机构，所述电机安装架通过所述减震支撑机构而连接所述壳体组件。

9.根据权利要求5所述的离心装置，其特征在于，所述离心装置还包括用于启闭所述开口的上盖，所述上盖被配置为能够上下转动地设置在所述壳体组件上；

所述壳体组件外设置有伸缩机构，所述伸缩机构的动子与所述上盖铰接，所述伸缩机构的定子与所述壳体组件铰接。

10.根据权利要求9所述的离心装置，其特征在于，所述伸缩机构包括直线电机，所述直线电机的动子与所述上盖铰接，所述直线电机的定子与所述壳体组件铰接。