CN212658726U - 一种高速穿刺采样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速穿刺采样系统，包括横向运动组件、纵向运动组件、采样组件和电机控制器，横向运动的横向电机和支撑柱连接，横向丝杆和横向电机连接，纵向运动组件的纵向支撑座通过横向螺母和横向丝杆螺纹连接，使得横向电机可以驱动纵向支撑座移动；纵向电机和纵向支撑座连接，纵向丝杆和电机连接，导轨和纵向支撑座连接，并位于纵向丝杆的一侧；采样组件的采样臂通过纵向螺母和纵向丝杆螺纹连接，并和导轨滑动连接，使得纵向电机可以控制采样臂上下移动，从而控制采样臂上的采样针进行采样，相比以前结构零件数量大幅减少，结构简单，便于维护。

Description

一种高速穿刺采样系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种高速穿刺采样系统。

背景技术

目前在医疗器械检测领域，随着自动化程度越来越高，对采样速度及稳定性也要求越来越高，因此集成到仪器里面的吸取液体样本的运动机构也越来越复杂，并且体积庞大，对运动采样装置，一般大多数采用导杆加丝杆电机，丝杆滑动件的两端会有两个方向相反相对主轴的径向力，当丝杆输出的力越大，径向力也越大，使得丝杆上的滑动件相对丝杆主轴产生一定角度的倾斜，容易让轴承和导杆受力不均匀，容易磨损，损坏。这种采样装置缺点如下：零部件较多，装配工艺复杂，故障点多，维修不方便，导杆和轴承容易在高速高频率使用中磨损，导致导向性不好，偏移。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速穿刺采样系统，旨在解决现有设备结构复杂使故障率上升、装备容易磨损导致使用成本上升的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高速穿刺采样系统，包括横向运动组件、纵向运动组件、采样组件和电机控制器，所述横向运动组件包括支撑柱、横向电机和横向丝杆，所述横向电机与所述支撑柱固定连接，所述横向电机的转轴穿过所述支撑柱，所述横向丝杆与所述横向电机的转轴固定连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向运动组件包括纵向支撑座、横向螺母、导轨、纵向丝杆和纵向电机，所述横向螺母与所述横向丝杆螺纹连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向支撑座与所述横向螺母固定连接，所述横向螺母穿过所述纵向支撑座，所述纵向电机与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述纵向丝杆与所述纵向电机的转轴固定连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述导轨与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向丝杆的一侧，所述采样组件包括采样臂、采样针和纵向螺母，所述纵向螺母与所述纵向丝杆螺纹连接，所述纵向丝杆穿过所述纵向螺母，所述采样臂与所述纵向螺母固定连接，并位于所述纵向螺母的一侧，且与所述导轨滑动连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述采样针与所述采样臂固定连接，并位于所述采样臂远离所述纵向螺母的一侧，所述电机控制器与所述横向电机和所述纵向电机电连接，并位于所述支撑柱的一侧。

其中，所述横向运动组件还包括多个横向导杆，多个所述横向导杆与所述支撑柱固定连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向支撑座穿过所述横向导杆。

其中，所述横向运动组件还包括光耦和横向光耦挡片，所述光耦与所述支撑柱固定连接，并位于所述支撑柱靠近所述纵向电机的一侧，所述横向光耦挡片与所述采样臂固定连接，并位于所述采样臂远离所述采样针的一侧。

其中，所述纵向运动组件还包括纵向光耦挡片，所述纵向光耦挡片与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座靠近所述纵向电机的一侧。

其中，所述纵向运动组件还包括两个复合轴承，两个所述复合轴承与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座与所述横向导杆之间。

其中，所述导轨具有多个定位孔，所述定位孔位于所述采样针与所述纵向螺母之间。

其中，所述纵向运动组件还包括法兰轴承，所述法兰轴承与所述固定座固定连接，并位于所述固定座靠近所述纵向丝杆的一侧，所述纵向丝杆与所述法兰轴承转动连接。

其中，所述纵向运动组件还包括固定座和清洗套，所述固定座与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座远离所述纵向电机的一侧，所述清洗套与所述固定座固定连接，并与所述采样针在同一轴线上。

本实用新型的一种高速穿刺采样系统，所述横向电机与所述支撑柱固定连接，所述横向丝杆与所述横向电机的转轴固定连接，所述支撑柱用于支撑整个装置，所述横向电机转动可以驱动所述横向丝杆转动；所述横向螺母与所述横向丝杆螺纹连接，所述纵向支撑座与所述横向螺母固定连接使得所述横向电机转动可以在丝杆原理作用下带动所述纵向支撑座移动；所述纵向电机与所述纵向支撑座固定连接，所述纵向丝杆与所述纵向电机的转轴固定连接使得所述纵向电机可以带动所述纵向丝杆转动，所述导轨与所述纵向支撑座固定连接，所述纵向螺母与所述纵向丝杆螺纹连接，所述采样臂与所述纵向螺母固定连接，使得所述纵向电机可以带动所述采样臂上下移动，同时通过所述导轨确保所述采样臂移动的精度；所述电机控制器与所述横向电机和所述纵向电机电连接，通过所述电机控制器控制所述横向电机和所述纵向电机驱动所述采样臂移动，采用导轨替代传统的导杆结构，减少所述纵向丝杆旋转产生的径向力的磨损，导轨的精度和强度要优于导杆结构，从而可以更加高速地进行采样，同时零件数量大幅减少，结构简单，便于维护，从而解决现有设备结构复杂使故障率上升、装备容易磨损导致使用成本上升的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型的一种高速穿刺采样系统的左侧结构图；

图2是本实用新型的一种高速穿刺采样系统的右侧结构图；

图3是本实用新型的采样组件的结构图；

图4是本实用新型的纵向运动组件的结构图；

图5是本实用新型的一种高速穿刺采样系统的电机驱动流程图。

1-横向运动组件、2-纵向运动组件、3-采样组件、4-电机控制器、11-支撑柱、 12-横向电机、13-横向丝杆、14-横向导杆、15-光耦、16-横向光耦挡片、21-纵向支撑座、22-横向螺母、23-导轨、24-纵向丝杆、25-纵向电机、26-纵向光耦挡片、27-法兰轴承、28-复合轴承、29-固定座、30-清洗套、31-采样臂、32-纵向螺母、33-采样针、35-压板、231-定位孔、311-采样臂本体、312-安装座。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种高速穿刺采样系统，包括：

横向运动组件1、纵向运动组件2、采样组件3和电机控制器4，所述横向运动组件1包括支撑柱11、横向电机12和横向丝杆13，所述横向电机12与所述支撑柱11固定连接，所述横向电机12的转轴穿过所述支撑柱11，所述横向丝杆13与所述横向电机12的转轴固定连接，并位于所述支撑柱11的一侧，所述纵向运动组件2包括纵向支撑座21、横向螺母22、导轨23、纵向丝杆24和纵向电机25，所述横向螺母22与所述横向丝杆13螺纹连接，并位于所述支撑柱11的一侧，所述纵向支撑座21与所述横向螺母22固定连接，所述横向螺母 22穿过所述纵向支撑座21，所述纵向电机25与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向支撑座21的一侧，所述纵向丝杆24与所述纵向电机25的转轴固定连接，并位于所述纵向支撑座21的一侧，所述导轨23与所述纵向支撑座 21固定连接，并位于所述纵向丝杆24的一侧，所述采样组件3包括采样臂31、采样针33和纵向螺母32，所述纵向螺母32与所述纵向丝杆24螺纹连接，所述纵向丝杆24穿过所述纵向螺母32，所述采样臂31与所述纵向螺母32固定连接，并位于所述纵向螺母32的一侧，且与所述导轨23滑动连接，并位于所述纵向支撑座21的一侧，所述采样针33与所述采样臂31固定连接，并位于所述采样臂31远离所述纵向螺母32的一侧，所述电机控制器4与所述横向电机12和所述纵向电机25电连接，并位于所述支撑柱11的一侧。

在本实施方式中，所述横向运动组件1包括支撑柱11、横向电机12和横向丝杆13，所述横向电机12与所述支撑柱11固定连接，所述横向电机12的转轴穿过所述支撑柱11，所述横向丝杆13与所述横向电机12的转轴固定连接，并位于所述支撑柱11的一侧，所述支撑柱11用于支撑整个装置，所述横向电机 12转动可以驱动所述横向丝杆13转动；所述纵向运动组件2包括纵向支撑座21、横向螺母22、导轨23、纵向丝杆24和纵向电机25，所述横向螺母22与所述横向丝杆13螺纹连接，并位于所述支撑柱11的一侧，所述纵向支撑座21与所述横向螺母22固定连接，所述横向螺母22穿过所述纵向支撑座21，使得所述横向电机12转动可以在丝杆原理作用下带动所述纵向支撑座21移动；所述纵向电机25与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向支撑座21的一侧，所述纵向丝杆24与所述纵向电机25的转轴固定连接，并位于所述纵向支撑座 21的一侧，使得所述纵向电机25可以带动所述纵向丝杆24转动，所述导轨23 与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向丝杆24的一侧，所述采样组件3包括采样臂31、纵向螺母32、采样针33和纵向螺母32，所述纵向螺母32 与所述纵向丝杆24螺纹连接，所述纵向丝杆24穿过所述纵向螺母32，所述采样臂31与所述纵向螺母32固定连接，并位于所述纵向螺母32的一侧，且与所述导轨23滑动连接，并位于所述纵向支撑座21的一侧，使得所述纵向电机25 可以带动所述采样臂31上下移动，同时通过所述导轨23确保所述采样臂31移动的精度，所述采样针33与所述采样臂31固定连接，并位于所述采样臂31远离所述纵向螺母32的一侧，所述采样针33用于对样本进行采样；所述电机控制器4与所述横向电机12和所述纵向电机25电连接，并位于所述支撑柱11的一侧。通过所述电机控制器4控制所述横向电机12和所述纵向电机25驱动所述采样臂31移动，采用导轨23替代传统的导杆结构，减少所述纵向丝杆24旋转产生的径向力的磨损，导轨23的精度和强度要优于导杆结构，从而可以更加高速地进行采样，同时零件数量大幅减少，结构简单，便于维护，从而解决现有设备结构复杂使故障率上升、装备容易磨损导致使用成本上升的问题。

进一步的，所述横向运动组件1还包括多个横向导杆14，多个所述横向导杆14与所述支撑柱11固定连接，并位于所述支撑柱11的一侧，所述纵向支撑座21穿过所述横向导杆14。

在本实施方式中，多个所述横向导杆14用于支撑所述纵向支撑座21在横向的移动，避免纵向支撑座21左右倾斜，从而可以提高运动精度。

进一步的，所述横向运动组件1还包括光耦15和横向光耦挡片16，所述光耦15与所述支撑柱11固定连接，并位于所述支撑柱11靠近所述纵向电机25 的一侧，所述横向光耦挡片16与所述采样臂31固定连接，并位于所述采样臂 31远离所述采样针33的一侧。

在本实施方式中，所述光耦15可以检测所述横向光耦挡片16的位置，从而可以检测所述采样臂31的位置，使得所述纵向电机25可以根据所述光耦15 信号自动控制所述采样臂31，提高自动化程度。

进一步的，所述纵向运动组件2还包括纵向光耦挡片26，所述纵向光耦挡片26与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向支撑座21靠近所述纵向电机25的一侧。

在本实施方式中，通过所述光耦15可以检测所述纵向光耦挡片26的位置，从而可以检测所述纵向支撑座21的位置，使得所述横向电机12可以根据所述光耦15信号自动控制所述纵向支撑座21，提高自动化程度。

进一步的，所述导轨23具有多个定位孔231，所述定位孔231位于所述采样针33与所述纵向螺母32之间。

在本实施方式中，所述定位孔231用于采用螺钉调整所述采样臂31和所述导轨23之间的平行度，使得安装可以更加地精准，从而提高运转效率。

进一步的，所述纵向运动组件2还包括法兰轴承27，所述法兰轴承27与所述固定座29固定连接，并位于所述固定座29靠近所述纵向丝杆24的一侧，所述纵向丝杆24与所述法兰轴承27转动连接。

在本实施方式中，仅仅由于所述纵向电机25支撑所述纵向丝杆24会引起所述纵向丝杆24在运行过程中晃动使移动精度降低，因此增加所述法兰轴承27，可以支撑所述纵向丝杆24，从而避免所述纵向丝杆24晃动。

进一步的，请参阅图4，所述纵向运动组件2还包括两个复合轴承28，两个所述复合轴承28与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向支撑座21 与所述横向导杆14之间。

在本实施方式中，增加所述复合轴承28在所述纵向支撑座21与所述横向导杆14之间，使得可以减少所述纵向支撑座21和所述横向导杆14的摩擦，使得所述纵向支撑座21移动可以更加容易，准确。

进一步的，所述纵向运动组件2还包括固定座29和清洗套30，所述固定座 29与所述纵向支撑座21固定连接，并位于所述纵向支撑座21远离所述纵向电机25的一侧，所述清洗套30与所述固定座29固定连接，并与所述采样针33 在同一轴线上。

在本实施方式中，在所述采样针33的正下方设置所述清洗套30，可以在使用完采样针33后由所述纵向电机25驱动到所述清洗套30内进行清洗，从而可以防止采样针33被污染。

进一步的，所述采样组件3还包括压板35，所述压板35与所述采样臂31 固定连接，并位于靠近所述采样针33的一侧。

在本实施方式中，通过所述压板35可以紧固所述采样针33的位置，避免所述采样针33移动。

进一步的，所述采样臂31包括采样臂本体311和安装座312，所述安装座 312与所述采样臂本体311可拆卸连接，并位于所述采样臂本体311远离所述采样针33的一侧，所述纵向螺母32与所述安装座312固定连接。

在本实施方式中，所述导轨23和所述纵向丝杆24都是精密且刚性较高的零件，由于装配和加工上的误差，安装此两个零件很难做到平行，在运行用于连接此两个零件的所述采样臂31上下运行时候，很容易出现卡死现象，传统需要花费较多时间进行精密校正安装，因此在所述采样臂本体311中设计一个安装座312，预留一定间隙配合，可以松开所述安装座312滑动调整位置然后再紧固而保证安装精度，同时对采样丝杆电机运行时候有补偿误差，运行更为平顺，对安装要求降低难度，适应性更强。

本实用新型的工作原理及使用流程：请参阅图1、图2和图5，本实用新型安装好过后，电机驱动算法在初始时刻，判断所述纵向电机25和所述横向电机 12是否处于初始位置，从而确定驱动电流的大小和是否触发电机加速的命令；当电机运行时配置的驱动电流大于静止时的驱动电流，当电机处于非光耦状态和非运行状态时电机加速命令有效。电机运行之后根据定时器触发命令，从而使得速度累加器和位置累加器进行累加，当速度累加器溢出之后对位置累加器进行累加、当位置累加器溢出即可得到传给驱动芯片的时钟脉冲信号、从而使得电机获得驱动力进行加速。通过不同时刻配置不同电机的触发信号，可以使得多个电机同时运行，各个电机的运行互不影响。

在运行使用时，所述横向电机12接收到命令转动所述横向丝杆13，驱动所述纵向支撑座21前进到达指定位置；所述纵向电机25接收到命令驱动所述纵向丝杆24旋转，使所述采样臂本体311下降，进而带动所述采样针33进行下降以对样本进行穿刺，所述采样针33上端对接液路和阀，对样本进行吸取一定样本后，所述纵向电机25反转，驱动所述采样臂本体311上升，所述纵向光耦挡片26挡住所述光耦15以停止上升，由所述横向电机12反转，从而拉动所述纵向支撑座21后退，直到所述横向光耦挡片16挡住所述光耦15，所述横向电机12停止运行，从而完成采样过程。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

包括横向运动组件、纵向运动组件、采样组件和电机控制器，所述横向运动组件包括支撑柱、横向电机和横向丝杆，所述横向电机与所述支撑柱固定连接，所述横向电机的转轴穿过所述支撑柱，所述横向丝杆与所述横向电机的转轴固定连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向运动组件包括纵向支撑座、横向螺母、导轨、纵向丝杆和纵向电机，所述横向螺母与所述横向丝杆螺纹连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向支撑座与所述横向螺母固定连接，所述横向螺母穿过所述纵向支撑座，所述纵向电机与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述纵向丝杆与所述纵向电机的转轴固定连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述导轨与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向丝杆的一侧，所述采样组件包括采样臂、采样针和纵向螺母，所述纵向螺母与所述纵向丝杆螺纹连接，所述纵向丝杆穿过所述纵向螺母，所述采样臂与所述纵向螺母固定连接，并位于所述纵向螺母的一侧，且与所述导轨滑动连接，并位于所述纵向支撑座的一侧，所述采样针与所述采样臂固定连接，并位于所述采样臂远离所述纵向螺母的一侧，所述电机控制器与所述横向电机和所述纵向电机电连接，并位于所述支撑柱的一侧。

2.如权利要求1所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述横向运动组件还包括多个横向导杆，多个所述横向导杆与所述支撑柱固定连接，并位于所述支撑柱的一侧，所述纵向支撑座穿过所述横向导杆。

3.如权利要求2所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述横向运动组件还包括光耦和横向光耦挡片，所述光耦与所述支撑柱固定连接，并位于所述支撑柱靠近所述纵向电机的一侧，所述横向光耦挡片与所述采样臂固定连接，并位于所述采样臂远离所述采样针的一侧。

4.如权利要求3所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述纵向运动组件还包括纵向光耦挡片，所述纵向光耦挡片与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座靠近所述纵向电机的一侧。

5.如权利要求4所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述纵向运动组件还包括两个复合轴承，两个所述复合轴承与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座与所述横向导杆之间。

6.如权利要求1所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述导轨具有多个定位孔，所述定位孔位于所述采样针与所述纵向螺母之间。

7.如权利要求6所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，所述纵向运动组件还包括固定座和清洗套，所述固定座与所述纵向支撑座固定连接，并位于所述纵向支撑座远离所述纵向电机的一侧，所述清洗套与所述固定座固定连接，并与所述采样针在同一轴线上。

8.如权利要求7所述的一种高速穿刺采样系统，其特征在于，

所述纵向运动组件还包括法兰轴承，所述法兰轴承与所述固定座固定连接，并位于所述固定座靠近所述纵向丝杆的一侧，所述纵向丝杆与所述法兰轴承转动连接。

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