CN211292271U - 试管液体样本混匀机构及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及试管液体样本混匀机构和装置,包括机械手固定座，通过转轴与机械手固定座转动连接的试管夹固定座，试管夹固定座上连接用于夹取试管的试管夹和用于导向的滚轮，滚轮放置于垂直导向槽的导向轨道内，所述导向轨道包括至少一垂直段和一斜坡段；所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道内相对运动；滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹垂直升降；滚轮在导向轨道斜坡段运动，引导试管夹固定座及试管夹在垂直移动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。试管液体样本混匀机构和装置能够模拟人工混匀试管样本的操作，通过机构实现试管样本自动混匀的功能。

Description

试管液体样本混匀机构及装置

技术领域

本实用新型属于医用诊断类物品技术领域，涉及试管液体样本混匀机构及试管液体样本混匀装置和试管液体样本混匀方法。

背景技术

在临床样本分析过程中，通常需要混匀预先装在试管中的样本。例如血液在试管中静置一段时间后，全血样本的血清和血浆会在试管中分层。当用血细胞分析仪分析试管中的全血样本时，需要将已经分层的血清、血浆混匀。目前混匀试管内的样本的方式包括手动混匀和机械混匀。

采用人工手动混匀，不仅效率低、混合效果差，而且无法实现分析仪的全自动化。需要人工混匀的半自动化分析就不能批量地分析临床样本。

目前有多种机械混匀方式实现样本混匀。震动混匀方式采用震动器让放在其上的试管同步产生震动，从而实现试管内的样本混匀。震动混匀需要严格控制震动速度，若震动速度低则无法保证血液的充分混匀，若震动速度过快，会破坏血细胞。还有模拟人工来回颠倒方式混匀试管内样本的机械结构。例如中国专利CN201188074采用三个动力源(Z向直线电机、X向直线电机、旋转电机)，旋转电机及同步带传动机构安装于第二安装座，驱动转轴和试管夹做旋转运动；X向直线电机安装于第一安装座，驱动第二安装座及其上零部件做X向直线运动；Z向直线电机驱动第一安装座及其上零部件做Z向直线运动。完成试管夹水平运动、垂直运动、旋转运动。又例如，中国专利CN104502178B采用三个动力源(步进电机)，Y向电机及同步带传动机构安装于Y向摆动混匀机构支架，驱动试管夹和转轴做旋转运动，Y向摆动混匀支架安装于水平运动板上一直线导轨上，可自由上下移动；X向电机及同步带传动机构安装于U形主支架，驱动水平运动板做X向直线运动；Z向电机及同步带传动机构安装于U形主支架，通过拖杆带动Y向摆动混匀机构支架做Z向直线运动。完成试管夹水平运动、垂直运动、旋转运动。这些混匀机构需要至少三个动力源(电机)配合，并需要采用复杂的旋转运动机构。

实用新型内容

本实用新型首先提供了一种试管液体样本混匀机构，该试管液体样本混匀机构使试管的旋转运动是由垂直运动的其中一段直线移动来驱动，将直线运动转换成旋转运动，无需专门的动力来实现试管样本自动混匀的功能。

具体来说，本实用新型提供的一种试管液体样本混匀机构，包括机械手固定座，通过转轴与机械手固定座转动连接的试管夹固定座，试管夹固定座上连接用于夹取试管的试管夹和用于导向的滚轮，滚轮放置于垂直导向槽的导向轨道内，所述导向轨道包括至少一垂直段和一斜坡段；所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道内相对运动；滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹垂直升降；滚轮在导向轨道斜坡段运动，引导试管夹固定座及试管夹在垂直移动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

当滚轮在导向轨道的垂直段运动时，试管夹固定座垂直运动，用于带动试管垂直运动，使试管被抓取和转移；当滚轮在导向轨道的斜坡段运动时，试管夹固定座除了垂直运动，还同时绕转轴进行偏转运动，带动试管夹以及位于试管夹上的试管实现大于位于90度的翻转，从而实现试管中样本混匀的功能。

一些实施方式中，滚轮位于导向轨道垂直段时，试管夹固定座的上端面与机械手固定座的下端面接触贴合，滚轮与导向轨道一侧面接触，限制试管夹固定座绕转轴偏转。

一些实施方式中，所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹只做垂直运动，不会产生偏转运动。

具体的，滚轮处于导向轨道的垂直段位置时，试管夹固定座的上端面A与机械手固定座的下端面B接触贴合，滚轮与导向轨道一侧面C接触，形成机械限位；限制试管夹固定座绕转轴偏转。从而，机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道垂直段运动时，试管夹固定座因为被限制位置，只能随机械手固定座一起做垂直运动，不会产生偏转运动。

一些实施方式中，所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道斜坡段运动，滚轮轴线在Y轴方向产生偏移，引导试管夹固定座及试管夹在垂直运动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。滚轮处于导向轨道的斜坡段位置时，滚轮轴线在Y轴方向产生偏移，试管夹固定座的上端面与机械手固定座的下端面相互脱离，不再形成机械限位，同时，滚轮引导试管夹固定座及试管夹在垂直运动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

一些优选的实施方式中，所述试管夹固定座及试管夹绕转轴的预设最大偏转角度小于或等于极限偏转角度；所述极限偏转角度为滚轮位于导向轨道垂直段时，在试管夹固定座及试管夹绕转轴旋转的YZ平面上，滚轮同转轴的轴心连线与导向轨道斜坡段法线形成夹角a的角度。

一些优选的实施方式中，为了满足试管内样本的充分混匀，所述预设最大偏摆角度为大于90度或大于120度。也即，极限偏转角度a大于90度或大于120度。

一些优选的实施方式中，转轴上安装有扭簧，扭簧的两端分别与机械手固定座和试管夹固定座相连接，扭簧能够对处于偏转状态的试管夹固定座提供复位作用力。试管夹固定座回位运动时，在扭簧的弹力和试管夹固定座的重力双重作用下，完成偏转复位动作。

另一方面，本实用新型还提供一种试管液体样本混匀装置，该装置的试管夹的旋转运动是由垂直运动的其中一段直线移动来驱动，实现直线运动转换成旋转运动，无需专门的动力来实现试管样本自动混匀的功能，从而通过两个动力源(步进电机)和直线运动机构，实现试管夹的三个动作，即水平运动、垂直运动、旋转运动；大大节约了成本。并且试管夹水平运动和垂直运动的联接是通过水平导向槽与位于水平导向槽内的承载滚轮配合的方式完成力与运动的传递，两个动力源和直线运动机构均固定于混匀支架上，不会跟随作水平或垂直移动，减少了产品的能耗。

具体的，本实用新型提供的一种试管液体样本混匀装置，包括混匀支架，还包括试管液体样本混匀机构所述试管液体样本混匀机构包括机械手固定座，通过转轴与机械手固定座转动连接的试管夹固定座，试管夹固定座上连接用于夹取试管的试管夹和用于导向的滚轮，滚轮放置于垂直导向槽的导向轨道内，所述导向轨道包括至少一垂直段和一斜坡段；混匀支架上设置水平运动机构和垂直运动机构，试管液体样本混匀机构通过运动支架分别与水平运动机构和垂直运动机构连接；所述水平运动机构驱动试管液体样本混匀机构沿X轴方向水平移动；所述垂直运动机构驱动机械手固定座相对垂直导向槽沿Z轴方向垂直移动。

一些实施方式中，水平运动机构包括步进电机、水平同步带及水平同步带传动机构和连接在混匀支架上的水平直线导向副，水平同步带和水平直线导向副均与运动支架连接，带动运动支架沿水平直线导向副作水平直线运动。

一些实施方式中，垂直运动机构包括另一步进电机、垂直同步带及垂直同步带传动机构、连接在混匀支架上的垂直直线导向副和水平导向槽，垂直同步带和垂直直线导向副均与水平导向槽连接，带动水平导向槽沿垂直直线导向副作垂直直线运动。

一些实施方式中，运动支架上设有另一垂直直线导向副，机械手固定座与另一垂直直线导向副连接；机械手固定座上设置承载滚轮，承载滚轮位于水平导向槽内；水平导向槽带动承载滚轮及机械手固定座沿另一垂直直线导向副作垂直直线运动。

一些实施方式中，所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道内相对运动；滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹垂直升降；滚轮在导向轨道斜坡段运动，引导试管夹固定座及试管夹在垂直升降过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

一些实施方式中，滚轮位于导向轨道垂直段时，试管夹固定座的上端面与机械手固定座的下端面接触贴合，滚轮与导向轨道一侧面接触，限制试管夹固定座绕转轴偏转。

一些优选的实施方式中，所述机械手固定座垂直升降，带动滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹只做垂直升降，不会产生偏转运动。

一些优选的实施方式中，所述机械手固定座垂直升降，带动滚轮在导向轨道斜坡段运动，滚轮轴线在Y轴方向产生偏移，引导试管夹固定座及试管夹在垂直升降过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

一些优选的实施方式中，所述试管夹固定座及试管夹绕转轴的预设最大偏转角度小于或等于极限偏转角度，所述极限偏转角度为滚轮位于导向轨道垂直段时，在试管夹固定座及试管夹绕转轴旋转的YZ平面上，滚轮同转轴的轴心连线与导向轨道斜坡段法线形成夹角a的角度。

一些优选的实施方式中，预设最大偏摆角度为大于90度或大于120度。

一些优选的实施方式中，所述转轴上安装有扭簧，扭簧的两端分别与所述机械手固定座和所述试管夹固定座相连接，扭簧能够对处于偏转状态的试管夹固定座及试管夹提供复位作用力。

本实用新型还提供一种试管样本混匀的方法，首先提供试管样本混匀装置，包括混匀支架，还包括试管液体样本混匀机构、运动支架、水平运动机构和垂直运动机构；所述试管液体样本混匀机构包括机械手固定座，通过转轴与机械手固定座转动连接的试管夹固定座，试管夹固定座上连接用于夹取试管的试管夹和用于导向的滚轮，滚轮放置于垂直导向槽的导向轨道内，所述导向轨道包括至少一垂直段和一斜坡段；水平运动机构包括步进电机、水平同步带及水平同步带传动机构和连接在混匀支架上的水平直线导向副，水平同步带和水平直线导向副均与运动支架连接；垂直运动机构包括另一步进电机、垂直同步带及垂直同步带传动机构、连接在混匀支架上的垂直直线导向副和水平导向槽，垂直同步带和垂直直线导向副均与水平导向槽连接；运动支架上设有另一垂直直线导向副，机械手固定座与另一垂直直线导向副连接；其中，包括以下步骤：

(1)将试管样本混匀装置的试管液体样本混匀机构处于初始位；

(2)步进电机驱动水平同步带传动机构，使运动支架沿水平直线导向副作水平直线运动，带动连接在运动支架上的试管液体样本混匀机构水平进给，直至试管夹到达试管架处，让试管夹夹取试管；

(3)另一步进电机驱动垂直同步带传动机构，带动水平导向槽沿直线导向副作垂直上升运动，水平导向槽承载和引导机械手固定座沿着另一直线导向副作垂直上升运动，使与机械手固定座连接的试管夹固定座及试管夹垂直抬升，直至试管脱离试管架；

(4)另一步进电机继续驱动垂直同步带传动机构，使机械手固定座继续抬升，使与机械手固定座连接的试管夹固定座及试管夹继续抬升，直至滚轮到达导向轨道的斜坡段顶部；在这一抬升过程中，试管夹固定座及试管夹以及试管在垂直移动的过程中，同时绕转轴产生偏转运动；

(5)另一步进电机驱动垂直同步带传动机构，带动水平导向槽沿直线导向副作垂直下降运动，水平导向槽承载和引导机械手固定座沿着另一直线导向副作垂下降运动，使机械手固定座下降，带动滚轮在导向轨道的斜坡段向下运动，至导向轨道的垂直段和斜坡段连接处；在这一下降过程中，试管夹固定座及试管夹以及试管在在垂直下降的同时，绕转轴产生偏转运动；

(6)重复步骤4、5，完成试管内样本的充分混匀；

(7)另一步进电机驱动垂直同步带传动机构，带动水平导向槽沿直线导向副作垂直下降运动，水平导向槽承载和引导机械手固定座沿着另一直线导向副作垂下降运动，使机械手固定座下降，使试管夹下移至试管架处；让试管放回试管架；

(8)步进电机驱动水平同步带传动机构，使运动支架沿水平直线导向副作水平直线运动，带动连接在运动支架上的试管液体样本混匀机构水平退回至初始位。

一些实施方式中，机械手固定座上设置承载滚轮，承载滚轮位于水平导向槽内；水平导向槽通过承载滚轮承载和引导机械手固定座沿着另一直线导向副作垂下降运动。

有益效果

本实用新型中，试管液体样本混匀机构能够模拟人工混匀试管样本的操作，通过机构实现试管样本自动混匀的功能。试管夹的旋转运动是由垂直运动的其中一段直线移动来驱动，实现直线运动转换成旋转运动。

本实用新型的试管液体样本混匀装置，只有两个动力源(步进电机)和直线运动机构，实现试管夹的三个动作，即水平运动、垂直运动、旋转运动，降低成本。试管夹水平运动和垂直运动的联接是通过导向槽与承载滚轮配合的方式完成力与运动的传递，两个动力源和直线运动机构均固定于混匀支架，不会跟随作水平或垂直移动，也大大降低了产品的实用能耗。

本实用新型的试管液体样本混匀方法，通过机械结构来模拟人工混匀试管样本的操作，通过机构实现试管样本自动混匀的功能。提高工作效率，降低人力成本。

附图说明

图1为试管样本混匀装置的示意图。

图2为试管样本混匀装置的侧视图(垂直运动部分示意)。

图3为混匀机构示意图。

图4为混匀机构垂直升降示意图。

图5为试管夹固定座偏转运动示意图。

图6为试管夹固定座极限偏转角度设计示意图。

图7为试管样本混匀装置的初始位置示意图。

图8为试管样本混匀装置的试管夹夹取试管或回放试管的示意图。

图9为试管样本混匀装置垂直移动的示意图。

图10为试管混匀下位的示意图。

图11为试管混匀上位的示意图。

具体实施方式

在以下的详细描述中，图例附带的参考文字是这里的一个部分，它以举例说明本实用新型可能实行的特定具体方案的方式来说明。我们并不排除本实用新型还可以实行其它的具体方案和在不违背本实用新型的使用范围的情况下改变本实用新型的结构。

本实用新型试管液体样本混匀机构，如图3-6所示，包括有试管夹固定座12、机械手固定座6和垂直导向槽14，其中，试管夹固定座12和机械手固定座6通过转轴16连接，试管夹固定座12和机械手固定座6可以相对转轴16转动。并且，试管夹固定座12上连接用于夹取试管的试管夹18和用于导向的滚轮17，该滚轮17位于垂直导向槽14的导向轨道19内，滚轮17可以在导向轨道19内相对运动。优选的，导向轨道19包括垂直段191和斜坡段192，垂直段191和斜坡段192平滑过渡连接。

如图3-5所示，试管夹固定座12的上端面A与机械手固定座6的下端面B接触贴合，当机械手固定座6和试管夹固定座12上下垂直运动和左右水平运动时，试管夹固定座12的上端面A与机械手固定座6的下端面B一直贴合，限制试管夹固定座12的位置。此外，滚轮17与导向轨道19一侧面C接触，限制滚轮17的位置，将滚轮17限定在导向轨道19的一侧面C处。因此，与滚轮17固定连接的试管夹固定座12被机械手固定座6的下端面B和滚轮17位于导向轨道一侧面C而形成机械限位，限制试管夹固定座12绕转轴16偏转。机械手固定座6垂直升降，带动滚轮17在导向轨道19垂直段191运动，引导试管夹固定座12及试管夹18只做垂直升降，不会产生偏转运动。

当机械手固定座6垂直移动时，带动滚轮17运动，因滚轮17位于导向轨道19内，因此，滚轮17只在导向轨道19内运动。当滚轮17处于导向轨道的垂直段191位置时，滚轮17在导向轨道19内垂直运动，与之连接的的试管夹固定座12因机械手固定座下端面B和滚轮被导向轨道的侧面C限制，也只做垂直移动，不会产生偏转运动。而滚轮17运动到导向轨道的斜坡段192时，滚轮17轴线在Y轴方向产生偏移，滚轮17运动方向发生变化，与滚轮固定连接的试管夹固定座在滚轮的偏移带动下，上端面A偏离机械手固定座6的下端面B，试管夹固定座脱离了机械限位，开始绕转轴16转动，产生偏转运动。因此，与滚轮17固定连接的试管夹固定座12在垂直移动的过程中，同时绕转轴产生偏转运动。

当试管夹上夹取有试管13时，试管夹固定座运动时，固定连接的试管夹和试管也随试管夹固定座运动做同样的运动。

本实用新型中，机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道斜坡段运动，滚轮轴线在Y轴方向产生偏移，引导试管夹固定座及试管夹在垂直升降过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。滚轮轴线在Y轴方向偏移存在一极限偏移量，即试管夹固定座及试管夹绕转轴偏转存在一极限偏转角度。试管夹固定座及试管夹未偏转时，即滚轮位于导向轨道垂直段时，绕转轴旋转YZ平面上，滚轮同转轴的轴心连线与导向轨道斜坡段法线形成夹角a，如图6所示。该夹角a的角度，即试管夹固定座及试管夹绕转轴极限偏转角度，所述试管夹固定座及试管夹绕转轴的预设最大偏转角度小于极限偏转角度。

一些具体的实施例中，为了保证试管的液体样本能够充分混匀，试管尽量偏摆的幅度大一些。具体的，试管的偏摆角度大于90度。或者，试管的偏摆角度大于120度。因此，在本实用新型的试管液体样本混匀机构的结构设计中，试管夹预设的最大偏转角度在小于或等于极限偏转角度a的情况下，设为大于90度，或者大于120度。

一些实施例中，转轴16上安装一扭簧20，扭簧的两端分别与机械手固定座和试管夹固定座相连接，扭簧能够对处于偏转状态的试管夹固定座提供复位作用力。。试管夹固定座12及试管夹18和试管13从混匀上位向混匀下位或试管放回位运动时，在扭簧20的弹力和试管夹固定座12、试管夹18、试管13的重力双重作用下，完成偏转复位动作。

本实用新型提供的试管液体样本混匀装置，除了包括试管液体样本混匀机构，还包括驱动试管液体样本混匀机构做水平运动的水平运动机构和驱动机械手固定座相对垂直导向槽做垂直运动的垂直运动机构。具体设计方案说明请结合图1-11。

试管样本混匀装置具有混匀支架，水平运动机构、垂直运动机构以及试管液体样本混匀机构通过运动支架4均与水平运动机构和垂直运动机构以及混匀支架直接或间接连接。

混匀支架1上设有水平直线导向副5，水平运动机构包括步进电机2、水平同步带3及水平同步带传动机构和，运动支架4同时与水平同步带以及水平直线导向副5连接。设置在混匀支架上的步进电机2驱动水平同步带传动机构，，使水平同步带3水平运动，带动运动支架4沿水平直线导向副5作水平直线运动。如图1所示。

混匀支架1上设有垂直直线导向副15，垂直运动机构包括另一步进电机8、垂直同步带9及垂直同步带传动机构和水平导向槽10，水平导向槽10同时与垂直同步带9以及垂直直线导向副15连接。设置在混匀支架1上的另一步进电机8驱动垂直同步带传动机构，使垂直同步带2垂直运动，带动与之连接的水平导向槽沿垂直直线导向副15作垂直直线运动。如图1、图2所示。

在运动支架4上设有另一垂直直线导向副7，机械手固定座12与另一垂直直线导向副7连接；在机械手固定座6上设置承载滚轮11，该承载滚轮11位于水平导向槽10内。机械手固定座6在水平导向槽和承载滚轮的带动下，可沿另一垂直线导向副7作垂直自由滑动。承载滚轮11可承受一定径向载荷，用于支撑机械手固定座6。当试管液体样本混匀装置水平移动运动支架4时，水平导向槽10在垂直方向上承载滚轮11，并引导机械手固定座6作水平运动。试管液体样本混匀装置垂直移动水平导向槽10时，水平导向槽10通过承载滚轮11承载和引导机械手固定座6沿着另一垂直直线导向副7作垂直运动。如图1、图2所示。

试管夹固定座12与机械手固定座6通过一转轴16连接，试管夹固定座12可绕转轴16做偏转运动。试管夹固定座12上设置一试管夹18，实现对试管13的夹取功能。试管夹固定座12上设置一可承受一定径向载荷的滚轮17，滚轮17放置于设置在支架4上的垂直导向槽14的导向轨道19内。如图1、图3所示。

当机械手固定座6在水平运动机构带动下进行水平直线运动时，机械手固定座6带动试管夹固定座12及试管夹18做水平进给运动，夹取试管13的过程中，试管夹固定座12的上端面A与机械手固定座6的下端面B接触贴合，滚轮17与导向轨道19一侧面C接触，形成机械限位。试管夹固定座12及试管夹18只做水平进给运动，不会产生偏转运动。如图3-5所示。

当机械手固定座6在垂直运动机构带动下进行垂直直线运动时，机械手固定座6带动试管夹固定座12及试管夹18和试管13垂直移动的过程中，当试管夹固定座12上的滚轮17处于导向轨道19的垂直段191的位置时，试管夹固定座12的上端面A与机械手固定座6的下端面B接触贴合，滚轮17与导向轨道19一侧面C接触，形成机械限位。在机械限位的作用下，试管夹固定座12及试管夹18和试管13只做垂直移动，不会产生偏转运动。如图4所示。机械手固定座6带动试管夹固定座12及试管夹18和试管13垂直移动的过程中，当试管夹固定座12上的滚轮17处于导向轨道19的斜坡段192的位置时，滚轮17轴线在Y轴方向产生偏移，试管夹固定座12的上端面A在滚轮的带动下，与机械手固定座6的下端面B分离，试管夹固定座12的限位关系消除，从而使试管夹固定座12随着滚轮运动，即试管夹固定座12及试管夹18和试管13在垂直移动的过程，同时绕转轴16产生偏转运动。如图5所示。在偏转的过程中，位于试管中的液体样本被偏摆进行混匀。

为了满足试管13内样本的充分混匀，试管夹固定座12及试管夹18和试管13的最大偏转角度需大于90度，一个实施例中选取的最大偏摆角度为120度。

下面就本实用新型的试管样本混匀装置进行试管中样本混匀进行详细的描述。

1.将试管样本混匀装置的试管液体样本混匀机构处于初始位；如图7所示；此时，试管夹18与放置待混匀试管13的试管架邻近；

2.步进电机2驱动水平同步带传动机构，使运动支架4沿水平直线导向副5作水平直线运动，带动连接在运动支架4上的试管液体样本混匀机构水平进给，直至试管夹18到达试管架处，让试管夹18夹取试管13；如图8所示；

3.另一步进电机8驱动垂直同步带传动机构，带动水平导向槽10沿直线导向副15作垂直上升运动，水平导向槽10通过承载滚轮11承载和引导机械手固定座6沿着另一直线导向副7作垂直上升运动，使与机械手固定座6连接的试管夹固定座12及试管夹18垂直抬升，直至试管13脱离试管架；如图9所示；

4.另一步进电机8继续驱动垂直同步带传动机构，使机械手固定座6继续抬升，使与机械手固定座6连接的试管夹固定座12及试管夹18继续抬升，直至滚轮17到达导向轨道的斜坡段192顶部(混匀上位)；如图11所示；在这一抬升过程中，试管夹固定座12及试管夹18以及试管13在垂直移动的过程中，同时绕转轴16产生偏转运动；

5.另一步进电机8驱动垂直同步带传动机构，带动水平导向槽10沿直线导向副15作垂直下降运动，水平导向槽10通过承载滚轮11承载和引导机械手固定座6沿着另一直线导向副7作垂下降运动，使机械手固定座6下降，带动滚轮17在导向轨道的斜坡段192向下运动，至导向轨道的垂直段191和斜坡段192连接处(混匀下位)；如图10所示；在这一下降过程中，试管夹固定座12及试管夹18以及试管13在在垂直下降的同时，绕转轴16产生偏转运动；

6.重复步骤4、5共8-15次(即，使试管在混匀上位和混匀下位之间运动8-15次)，完成试管内样本的充分混匀；

7.另一步进电机8驱动垂直同步带传动机构,，带动水平导向槽10沿直线导向副15作垂直下降运动，水平导向槽10通过承载滚轮11承载和引导机械手固定座6沿着另一直线导向副7作垂下降运动，使机械手固定座6下降，带动试管夹固定座12及试管夹18下移至试管架处；让试管13放回试管架；如图8所示；

8.步进电机2驱动水平同步带传动机构，使运动支架4沿水平直线导向副5作水平直线运动，带动连接在运动支架4上的试管液体样本混匀机构水平退回至初始位，如图7所示。

Claims (11)

1.一种试管液体样本混匀机构,其特征在于,包括机械手固定座，通过转轴与机械手固定座转动连接的试管夹固定座，试管夹固定座上连接用于夹取试管的试管夹和用于导向的滚轮，滚轮放置于垂直导向槽的导向轨道内，所述导向轨道包括至少一垂直段和一斜坡段；所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道内相对运动；滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹垂直升降；滚轮在导向轨道斜坡段运动，引导试管夹固定座及试管夹在垂直移动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

2.根据权利要求1所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，滚轮位于导向轨道垂直段时，试管夹固定座的上端面与机械手固定座的下端面接触贴合，滚轮与导向轨道一侧面接触，限制试管夹固定座绕转轴偏转。

3.根据权利要求1所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道垂直段运动，引导试管夹固定座及试管夹只做垂直运动，不会产生偏转运动。

4.根据权利要求1所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，所述机械手固定座垂直移动，带动滚轮在导向轨道斜坡段运动，滚轮轴线在Y轴方向产生偏移，引导试管夹固定座及试管夹在垂直运动过程中，同时绕转轴在预设最大偏转角度范围内做偏转运动。

5.根据权利要求4所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，所述试管夹固定座及试管夹绕转轴的预设最大偏转角度小于或等于极限偏转角度，所述极限偏转角度为滚轮位于导向轨道垂直段时，在试管夹固定座及试管夹绕转轴旋转的YZ平面上，滚轮同转轴的轴心连线与导向轨道斜坡段法线形成夹角a的角度。

6.根据权利要求5所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，所述预设最大偏摆角度为大于90度或大于120度。

7.根据权利要求1所述的试管液体样本混匀机构，其特征在于，所述转轴上安装有扭簧，扭簧的两端分别与所述机械手固定座和所述试管夹固定座相连接，扭簧能够对处于偏转状态的试管夹固定座及试管夹提供复位作用力。

8.一种试管液体样本混匀装置，包括混匀支架，其特征在于，包括具有权利要求1～7之一所述的试管液体样本混匀机构，混匀支架上设置水平运动机构和垂直运动机构，试管液体样本混匀机构通过运动支架分别与水平运动机构和垂直运动机构连接；所述水平运动机构驱动试管液体样本混匀机构沿X轴方向水平移动；所述垂直运动机构驱动机械手固定座相对垂直导向槽沿Z轴方向垂直移动。

9.根据权利要求8所述的试管液体样本混匀装置，其特征在于，垂直运动机构包括另一步进电机、垂直同步带及垂直同步带传动机构、连接在混匀支架上的垂直直线导向副和水平导向槽，垂直同步带和垂直直线导向副均与水平导向槽连接，带动水平导向槽沿垂直直线导向副作垂直直线运动。

10.根据权利要求9所述的试管液体样本混匀装置，其特征在于，运动支架上设有另一垂直直线导向副，机械手固定座与另一垂直直线导向副连接；机械手固定座上设置承载滚轮，承载滚轮位于水平导向槽内；水平导向槽带动承载滚轮及机械手固定座沿另一垂直直线导向副作垂直直线运动。

11.根据权利要求8所述的试管液体样本混匀装置，其特征在于，水平运动机构包括步进电机、水平同步带及水平同步带传动机构和连接在混匀支架上的水平直线导向副，水平同步带和水平直线导向副均与运动支架连接，带动运动支架沿水平直线导向副作水平直线运动。

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