CN211514570U - 转臂移液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转臂移液装置，包括：固定座；花键轴，花键轴可转动的安装于固定座；轴套组件，轴套组件套设于花键轴且能够沿花键轴的轴向滑动；悬臂，悬臂固定连接于轴套组件；移液针，移液针连接于悬臂的一端；驱动装置，驱动装置包括旋转电机和升降电机，旋转电机用于驱动花键轴旋转，升降电机用于驱动轴套组件沿花键轴的轴向滑动。本装置能够有效缩短运动时间且运动平稳，提高传动精度，降低故障率，提高最终实验的准确度。

Description

转臂移液装置

技术领域

本实用新型属于自动检测设备领域，更具体地，涉及一种转臂移液装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，健康成为了近几年人们最关注的焦点，越来越多的人选择定期去医院做健康检查。随着科学技术的普及，医疗设备由原来的手动检测、半自动检测，逐渐升级到自动化检测，现阶段自动化检测设备普遍存在的问题有检测时间长、测试结果不准确等问题。

现有医疗设备移液装置运动原理1：采样针在移液装置的带动下横向运动到达取移液针处，然后纵向运动取移液针，再横向运动到取样本处取样本，最后注液。这样的移液装置由上下两部分组成，运动过程繁琐需消耗大量时间，并且行程长，在运动过程中容易出错影响实验结果。

医疗设备移液装置运动原理2：在现有医疗设备中，移液转臂机构也有通过上下和旋转运动来实现对试剂或样本的转移，但是这些机构存在的问题或者不足为：管路随着移液臂上下或旋转运动时容易造成折弯或者磨损，会引起漏液或吸液不准的情况，最终导致实验结果有偏差或者不准确；当转臂进行旋转运动时因结构不合理会造成主轴晃动，位置不准确，或者因速度过快造成液体甩落等情况。

因此期待研发一种转臂移液装置，能够有效缩短运动时间且运动平稳，提高传动精度，降低故障率，提高最终实验的准确度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转臂移液装置，缩短移液行程，效缩短运动时间，提高传动精度，降低故障率，提高最终实验的准确度。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种转臂移液装置，包括：

固定座；

花键轴，所述花键轴可转动的安装于所述固定座；

轴套组件，所述轴套组件套设于所述花键轴上且能够沿所述花键轴的轴向滑动；

悬臂，所述悬臂固定连接于所述轴套组件；

移液针，所述移液针连接于所述悬臂的一端；

驱动装置，所述驱动装置包括旋转电机和升降电机，所述旋转电机用于驱动所述花键轴旋转，所述升降电机用于驱动所述轴套组件沿所述花键轴的轴向滑动。

优选地，还包括上调心轴承和下调心轴承，所述固定座内部设有轴孔，所述轴孔的轴线沿竖直方向设置，所述上调心轴承和下调心轴承分别设置于所述轴孔的顶端和底端，所述花键轴插设于所述上调心轴承和下调心轴承中。

优选地，所述花键轴上固定安装有第一同步轮，所述旋转电机通过第一同步带与所述第一同步轮传动连接，以带动所述花键轴转动，进而带动所述移液针绕所述花键轴的轴线旋转。

优选地，还包括旋转归零光耦，所述旋转归零光耦设于所述第一同步轮的上表面，且通过电气控制系统连接于所述旋转电机，用于标记所述第一同步轮的零点坐标。

优选地，所述轴套组件包括从下至上依次套设于所述花键轴的轴承、下固定套、轴套和上固定套，所述下固定套通过所述轴承可转动的安装于所述固定座，所述上固定套连接于所述悬臂的另一端。

优选地，所述驱动装置还包括第二同步轮和第二同步带，所述轴套固定连接于所述第二同步带，所述升降电机通过所述第二同步带与所述第二同步轮传动连接，所述升降电机带动所述第二同步轮旋转进而带动所述轴套沿所述花键轴的轴向运动，所述第二同步带上设有配重块。

优选地，还包括升降归零光耦，所述升降归零光耦设于所述第二同步轮朝向所述轴套的端面，且通过电气控制系统连接于所述升降电机，用于标记所述移液针的高度零点坐标。

优选地，所述移液针通过液路管连接于储液装置，所述液路管的外部套设有弹簧保护套。

优选地，所述固定座上设有一对导向轮，所述液路管穿过所述一对导向轮之间的间隙。

优选地，还包括保护罩，所述保护罩罩设于所述花键轴。

本实用新型的有益效果在于：利用花键轴和轴套组件分别带动移液针旋转和升降，能够有效缩短运动时间，提高传动精度，降低故障率，提高最终实验的准确度。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的转臂移液装置的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的转臂移液装置方法的内部结构示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的转臂移液装置装置的侧视图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的转臂移液装置装置的立体图。

附图标记说明

1、花键轴；2、轴套；3、下固定套；4、轴承；5、保护罩；6、第一同步轮；7、弹簧保护套；8、配重块；9、下调心轴承；10、固定座；11、上调心轴承；12、储液装置；13、旋转归零光耦；14、第二同步轮；15、上固定套；16、移液针；17、第一同步带；18、导向轮；19、旋转电机；20、升降电机；21、第二同步带；22、升降归零光耦。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

根据本实用新型的转臂移液装置，包括：

固定座；

花键轴，花键轴可转动的安装于固定座；

轴套组件，轴套组件套设于花键轴且能够沿花键轴的轴向滑动；

悬臂，悬臂固定连接于轴套组件；

移液针，移液针连接于悬臂的一端；

驱动装置，驱动装置包括旋转电机和升降电机，旋转电机用于驱动花键轴旋转，升降电机用于驱动轴套组件沿花键轴的轴向滑动。

具体地，转臂移液装置采用一体式结构，用花键轴的转动代替现有移液装置的横向运动，用轴套的上下运动替代现有移液装置的纵向运动，使装置的运作流程为取TIP、旋转运动、取样本、注液，旋转运动行程短，精度高，能大大缩短检测时间，并且降低在运动过程中出现故障的风险。

作为优选方案，还包括上调心轴承和下调心轴承，固定座内部设有轴孔，轴孔的轴线沿竖直方向设置，上调心轴承和下调心轴承分别设置于轴孔的顶端和底端，花键轴插设于上调心轴承和下调心轴承中。

具体地，花键轴通过上调心轴承和下调心轴承固定在固定座内部的轴孔中，能够保证花键轴的稳定性，保证轴套组件在上下运动过程中的稳定性和精度，能够使花键轴在旋转运动时保证更高的同轴性、精准性、可靠行与稳定性，同时需要特别指明的是花键轴在整个运动过程中只产生旋转运动而不产生上下运动。

作为优选方案，花键轴上固定安装有第一同步轮，旋转电机通过第一同步带与第一同步轮传动连接，以带动花键轴转动，进而带动移液针绕花键轴的轴线旋转。

具体地，旋转电机通过第一同步带带动第一同步轮转动，则花键轴随第一同步轮转动，以完成移液针的旋转运动。

作为优选方案，还包括旋转归零光耦，旋转归零光耦设于第一同步轮的上表面，且通过电气控制系统连接于旋转电机，用于标记第一同步轮的零点坐标。

具体地，移液针在旋转运动前要先找到旋转行程上的归零原点，完成归零动作以确定坐标，以便进行精准控制并实时反馈运动位置，使运动更加精准。

作为优选方案，轴套组件包括从下至上依次套设于花键轴的轴承、下固定套、轴套和上固定套，下固定套通过轴承可转动的安装于固定座，上固定套连接于悬臂的另一端。

具体地，先将下固定套套设于花键轴，再将轴套套设于花键轴且位于下固定套内，轴套的上部用上固定套压紧，以防止产生间隙，能够消除安装误差以及提高密封性，防止粉尘进入花键轴内部影响运动精度，从而降低了维护成本；

下固定套通过轴承可转动的安装于固定座可以实现花键轴的旋转运动与轴套的升降运动脱离，不相互影响。

作为优选方案，驱动装置还包括第二同步轮和第二同步带，轴套固定连接于第二同步带，升降电机通过第二同步带与第二同步轮传动连接，升降电机带动第二同步轮旋转进而带动轴套沿花键轴的轴向运动，第二同步带上设有配重块。

具体地，升降电机通过第二同步带带动第二同步轮转动，进而带动轴套沿花键轴的轴向运动，使移液针升起或下降以完成取样动作。

在第二同步带上增加配重块，能够防止移液针因自重自动向下运动，造成损坏。

作为优选方案，还包括升降归零光耦，升降归零光耦设于第二同步轮朝向轴套的端面，且通过电气控制系统连接于升降电机，用于标记移液针的高度零点坐标。

具体地，移液针在升降运动前要先找到升降行程上的归零原点，完成归零动作以确定坐标，以便进行精准控制并实时反馈运动位置，使运动更加精准。

作为优选方案，移液针通过液路管连接于储液装置，液路管的外部套设有弹簧保护套。

具体地，在液路管外层增加弹簧保护套能够防止管路的折弯或磨损，提高液路管的使用寿命。

作为优选方案，固定座上设有一对导向轮，液路管穿过一对导向轮之间的间隙。

具体地，增设导向轮能够防止液路管在运动过程中与其他零部件发生碰撞造成机器故障。

作为优选方案，还包括保护罩，保护罩罩设于花键轴。

实施例

图1示出了根据本实施例的转臂移液装置的结构示意图；图2示出了根据本实施例的转臂移液装置方法的内部结构示意图；图3示出了根据本实施例的转臂移液装置装置的侧视图；图4示出了根据本实施例的转臂移液装置装置的立体图。

如图1至图4所示，该转臂移液装置，包括：

固定座10内部设有轴孔，轴孔的轴线沿竖直方向设置，上调心轴承11和下调心轴承9分别设置于轴孔的顶端和底端，花键轴1插设于上调心轴承11和下调心轴承9中，轴承4、下固定套3、轴套2和上固定套15从下至上依次套设于花键轴1且能够沿花键轴1的轴向滑动，下固定套3通过轴承4可转动的安装于固定座10；悬臂固定连接于上固定套15，移液针16连接于悬臂的一端，液路管的一端连接于移液针16，另一端穿过一对导向轮18之间的间隙连接于储液装置12，液路管的外部套设有弹簧保护套7；花键轴1上固定安装有第一同步轮6，旋转电机19通过第一同步带17与第一同步轮6传动连接，以带动花键轴1转动，进而带动移液针16绕花键轴1的轴线旋转；轴套2固定连接于第二同步带21，升降电机20通过第二同步带21与第二同步轮14传动连接，升降电机20带动第二同步轮14旋转进而带动轴套2沿花键轴1的轴向运动，第二同步带21上设有配重块8，旋转归零光耦13设于第一同步轮6的上表面，且通过电气控制系统连接于旋转电机19，用于标记第一同步轮6的零点坐标，升降归零光耦22设于第二同步轮14朝向轴套2的端面，且通过电气控制系统连接于升降电机20，用于标记移液针16的高度零点坐标，保护罩5罩设于花键轴1。

其中，花键轴1材料为40Cr表面淬火及发黑处理，上固定套15、下固定套3材料6061-T6表面本色氧化处理，旋转电机19选用0.8度4.2A的步进电机带编码器，升降电机20选用0.8度4.2A的步进电机，光耦选用5V微型光耦。

具体运动流程为：

(1)旋转电机通过第一同步带带动第一同步轮旋转运动到旋转归零光耦处；

(2)升降电机通过第二同步带带动使移液针移动到升降归零光耦处；

(3)旋转电机带动花键轴使移液针运动到取TIP位；

(4)升降电机通过第二同步带带动轴套使移液针向下运动取TIP；

(5)旋转电机带动花键轴使移液针运动到取样位置，升降电机向下运动取样本；

(6)旋转电机运动到注液位置完成注液。

旋转电机通过第一同步带带动第一同步轮转动，进而带动花键轴旋转，以完成移液针绕花键轴的轴线的旋转运动；升降电机通过第二同步带带动第二同步轮转动，进而带动轴套沿花键轴的轴向运动，以完成移液针沿花键轴的轴线的升降运动，完成取样动作。

本实用新型在花键轴的固定方式上选用上、中、下三段式轴承固定法，最上部轴承用来固定下固定套，可以实现花键轴的旋转运动与轴套的升降运动脱离不相互影响；下部两个轴承为调心轴承，上调心轴承与花键轴的台阶面接触，下调节轴承通过螺母与花键轴拉紧固定，这样的上下排布方式能够使花键轴在旋转运动时保证更高的同轴性、精准性、可靠行与稳定性，同时需要特别指明的是花键轴在整个运动过程中只产生旋转运动而不产生上下运动，这样的结构更够使整个机构在运动时更加的稳定。

轴套的固定方式采用上固定套和下固定套压紧轴套的方式，这样的优势在于能够消除安装误差以及提高密封性，防止粉尘进入花键轴内部影响运动精度，从而降低了维护成本。

液路管外层增加弹簧保护套，防止管路的折弯或磨损，增加弹簧导向轮对弹簧保护套进行限位，防止弹簧管在运动过程中与其他零部件发生碰撞造成机器故障。

在第二同步带上增加配重块，防止移液针因自重自动向下运动造成损坏。

该转臂移液装置采用行程短、精度高的花键轴和轴套组件配合，代原有的横向、上下运动方式，能够有效缩短运动时间，提高传动精度，降低故障率，提高最终实验的准确度。

本实用新型提供了一种在医疗设备中使用的移液转臂装置，但不仅限于使用在医疗设备中，也不仅限于说明书和实施方式中所描述的。故凡依本实用新型技术方案范围所述的构造、特征及原理所作的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

针对技术方案里提到的轴套的固定方式可以是上下压紧式或键和键槽配合的固定方式。花键轴和花键的配合可以是滚珠配合或采用齿形花键。电机的型号不局限于普通电机、步进电机、伺服电机或带编码器与否。花键轴的固定方式可以是单个轴承的固定或多个轴承的固定，或轴承同在下，或轴承同在上，或轴承在一上一下安装。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种转臂移液装置，其特征在于，包括：

固定座；

花键轴，所述花键轴可转动的安装于所述固定座；

轴套组件，所述轴套组件套设于所述花键轴且能够沿所述花键轴的轴向滑动；

悬臂，所述悬臂固定连接于所述轴套组件；

移液针，所述移液针连接于所述悬臂的一端；

驱动装置，所述驱动装置包括旋转电机和升降电机，所述旋转电机用于驱动所述花键轴旋转，所述升降电机用于驱动所述轴套组件沿所述花键轴的轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的转臂移液装置，其特征在于，还包括上调心轴承和下调心轴承，所述固定座内部设有轴孔，所述轴孔的轴线沿竖直方向设置，所述上调心轴承和下调心轴承分别设置于所述轴孔的顶端和底端，所述花键轴插设于所述上调心轴承和下调心轴承中。

3.根据权利要求1所述的转臂移液装置，其特征在于，所述花键轴上固定安装有第一同步轮，所述旋转电机通过第一同步带与所述第一同步轮传动连接，以带动所述花键轴转动，进而带动所述移液针绕所述花键轴的轴线旋转。

4.根据权利要求3所述的转臂移液装置，其特征在于，还包括旋转归零光耦，所述旋转归零光耦设于所述第一同步轮的上表面，且通过电气控制系统连接于所述旋转电机，用于标记所述第一同步轮的零点坐标。

5.根据权利要求1所述的转臂移液装置，其特征在于，所述轴套组件包括从下至上依次套设于所述花键轴的轴承、下固定套、轴套和上固定套，所述下固定套通过所述轴承可转动的安装于所述固定座，所述上固定套连接于所述悬臂的另一端。

6.根据权利要求5所述的转臂移液装置，其特征在于，所述驱动装置还包括第二同步轮和第二同步带，所述轴套固定连接于所述第二同步带，所述升降电机通过所述第二同步带与所述第二同步轮传动连接，所述升降电机带动所述第二同步轮旋转进而带动所述轴套沿所述花键轴的轴向运动，所述第二同步带上设有配重块。

7.根据权利要求6所述的转臂移液装置，其特征在于，还包括升降归零光耦，所述升降归零光耦设于所述第二同步轮朝向所述轴套的端面，且通过电气控制系统连接于所述升降电机，用于标记所述移液针的高度零点坐标。

8.根据权利要求1所述的转臂移液装置，其特征在于，所述移液针通过液路管连接于储液装置，所述液路管的外部套设有弹簧保护套。

9.根据权利要求8所述的转臂移液装置，其特征在于，所述固定座上设有一对导向轮，所述液路管穿过所述一对导向轮之间的间隙。

10.根据权利要求1所述的转臂移液装置，其特征在于，还包括保护罩，所述保护罩罩设于所述花键轴。

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