CN214825822U - 液氮罐转盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液氮罐转盘驱动装置，设置在液氮罐的转盘输出轴端部，包括驱动机构；传动机构，传动机构包括传动轴和球头连接件，球头连接件设置于传动轴的端部，通过球头连接件连接传动机构、驱动机构和检测组件；检测组件包括安装环和感应单元，球头连接件设置在安装环的端部，感应单元设置在安装环的另一端部，安装环用以带动感应单元和转盘输出轴转动，感应单元用于输出转盘的位置信号；密封箱，驱动机构、传动机构和检测组件设置在密封箱之中。通过将驱动机构等部件设置在密封箱中，通过密封箱形成保温层，有效地防止了驱动机构等部件的结霜结冻；同时能够极大地节省安装空间，保证密封箱的密封和保温效果，从而提升液氮罐开启的灵敏度。

Description

液氮罐转盘驱动装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种液氮罐转盘驱动装置。

背景技术

目前生物样本存储越来越多的用到自动化液氮罐，常规自动化液氮罐内部设有转盘，转盘分成多个扇区，采用外部安装驱动装置连接转盘输出轴以驱动转盘旋转，从而使目标扇区转至液氮罐扇形出口处，进而便于样本的存取操作。通常情况下，自动化液氮罐的转盘输出轴设置于液氮罐体外部，驱动电机与转盘输出轴连接，以驱动转盘输出轴转动，从而带动转盘旋转。

通常情况下液氮罐内部处于深低温状态，由于液氮罐转盘输出轴导冷严重，长时间使用后会导致转盘输出轴处严重结霜，或使驱动电机工作环境温度超出其正常使用范围，影响驱动电机驱动转盘输出轴的转动；同时，驱动电机与转盘输出轴之间通过传动结构进行连接，传动结构直接设置在液氮罐外部，由于没有做任何密封防护措施，长期使用后会导致传动结构结霜、结冰，严重时导致传动结构卡滞，无法打开液氮罐；此外，由于液氮罐转盘的工作环境超出常规传感器的温度使用范围，导致无法检测液氮罐上转盘的旋转位置，进而无法精准开启液氮罐。

实用新型内容

基于此，有必要针对在深低温环境下易结霜、结冰而导致无法正常转动和检测液氮罐转盘的问题，提供一种液氮罐转盘驱动装置。

一种液氮罐转盘驱动装置，设置在液氮罐的转盘输出轴端部，包括驱动机构；传动机构，所述传动机构包括传动轴和球头连接件，所述球头连接件设置于所述传动轴的端部，通过所述球头连接件连接所述传动机构、所述驱动机构和检测组件；所述检测组件包括安装环和感应单元，所述球头连接件设置在所述安装环的端部，所述感应单元设置在所述安装环的另一端部，所述安装环用以带动所述感应单元和所述转盘输出轴转动，所述感应单元用于输出转盘的位置信号；密封箱，所述驱动机构、所述传动机构和所述检测组件设置在所述密封箱之中。

进一步地，所述球头连接件包括相对设置的两个导向槽，所述传动轴和所述安装环的端部分别设置卡接件，所述卡接件卡接于所述导向槽之中。

进一步地，所述两个导向槽呈正交方向设置。

进一步地，所述卡接件呈半圆形结构，所述导向槽呈圆弧形结构，所述卡接件与所述导向槽相切设置。

进一步地，所述传动轴与所述安装环的端部具有弧面凹槽，所述球头连接件嵌入所述弧面凹槽之中。

进一步地，所述感应单元还包括触发器和感应开关，所述触发器呈阵列方式设置在所述安装环的周向，所述触发器用以触发所述感应开关闭合或断开，所述感应开关闭合或断开以输送所述位置信号。

进一步地，所述传动机构还包括传动齿轮组，所述传动齿轮组连接所述驱动机构和所述传动轴。

进一步地，所述传动轴与所述传动齿轮组之间设置所述球头连接件。

进一步地，所述密封箱包括第一密封腔和第二密封腔，所述驱动机构设置在所述第一密封腔之中，所述检测组件设置在所述第二密封腔之中，所述传动机构穿过所述第二密封腔连接所述驱动机构和所述检测组件。

进一步地，还包括控制器，所述控制器用于接收所述位置信号以控制所述驱动机构停止转动。

本申请所提供的液氮罐转盘驱动装置，通过将驱动机构、传动机构和检测组件等部件设置在密封箱中，并通过传动机构上的传动轴将驱动机构引入到远离液氮罐的位置，通过密封箱在液氮罐的转盘输出轴外部形成保温层，降低了液氮的渗出耗损，并有效地防止了传动机构、检测组件以及驱动机构等部件的结霜结冻，进而导致液氮罐无法开启的情形发生；另一方面，本申请所提供的技术方案，采用传动轴和球头连接件的方式传递动力，避免了传动轴和转盘输出轴因安装或加工不同轴而无法准确连接的情形发生，同时能够极大地节省安装空间，保证密封箱的密封和保温效果，从而提升控制液氮罐开启的灵敏度。

附图说明

图1为本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的主视图；

图2为本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的驱动机构、传动机构和检测组件的装配立体图；

图3为本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的传动轴与安装环连接局部爆炸图。

其中，10为液氮罐、11为转盘输出轴；20为驱动机构；30为传动机构；31为传动齿轮组、311为主动轮、312为从动轮、313为从动轮固定轴；32为球头连接件、321和322为导向槽；33为传动轴、331为卡接件、332弧面凹槽；40为检测组件；41为安装环、42为感应单元，421为触发器、422为感应开关；50为密封箱、51为第一密封腔、52为第二密封腔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

由于液氮罐内部是-100℃以下的深低温环境，液氮罐转盘输出轴在长时间使用后其自身温度也超出了驱动电机的正常使用温度环境，因此，本方案的工作原理是，将液氮罐转盘驱动装置的整体放置于密闭的空间内，且使驱动机构和传动机构仅可能远离液氮罐，在没有外界扰流的情况下，冷气自然下沉，低温通过空气对流向驱动机构处传导效率极低，因此当传动机构足够长时，驱动机构所处温度就会接近室温，从而避免了整个装置结霜、结冰而无法运转的情形发生。

图1示出了本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的主视图，图2示出了本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的驱动机构、传动机构和检测组件的装配立体图，图3示出了本申请一种实施例的液氮罐转盘驱动装置的传动轴与安装环连接局部爆炸图，结合图1-图3所示，本申请所提供的液氮罐转盘驱动装置，设置在液氮罐10的转盘输出轴11的端部，包括驱动机构20、传动机构30、检测组件40、密封箱50和控制器(未图示)，其中，传动机构30包括传动齿轮组31、球头连接件32和传动轴33；检测组件40包括安装环41和感应单元42，密封箱50包括第一密封腔51和第二密封腔52。密封箱50与液氮罐10连接，液氮罐10的转盘输出轴11设置于密封箱50中，驱动机构20、传动机构30、检测组件40以及控制器同样设置于密封箱50中，通过密封箱50形成一个保温层。驱动机构20与传动机构30连接，检测组件40连接传动机构和转盘输出轴11，通过驱动机构20驱动传动机构30，并通过传动机构30带动检测组件40，进而带动转盘输出轴11转动。

进一步地，为了节省密封箱50的空间，同时保证密封箱50的密封和保温效果，可选地一种实施方式，第一密封腔51和第二密封腔52垂直设置，驱动机构20设置在第一密封腔51之中，检测组件40设置在第二密封腔52之中，检测组件40的安装环41与转盘输出轴11连接，传动机构30穿过第二密封腔52连接驱动机构20和检测组件40。进一步地，为了便于安装和检修本申请所提供的液氮罐转盘驱动装置，第二密封腔52靠近转盘输出轴11处设置有保温密封板521。可选地，第二密封腔52呈细长条状，通过第二密封腔52将驱动机构20设置在尽可能远离低温区的位置，并通过加长的传动机构30与转盘输出轴11进行连接，从而使密封箱50具有较好的保温效果，保证了驱动机构20和传动机构30处于正常的工作环境中。

进一步地，驱动机构20包括但不限于驱动电机；传动机构30包括传动齿轮组31、球头连接件32和传动轴33，传动齿轮组31包括主动轮311和从动轮312，主动轮311与驱动机构20的输出端连接，从动轮312与主动轮311啮合，通过驱动机构20驱动主动轮311转动，进而带动从动轮312转动。从动轮312套接在从动轮固定轴313上，从动轮固定轴313连接传动轴33，传动轴33连接安装环41，安装环41连接转盘输出轴11，当从动轮312转动时，能够带动转盘输出轴11转动，从而转动转盘以开启液氮罐10。

可选地，传动齿轮组31为呈90度交错的伞齿轮传动组件，配合呈垂直状的第一密封腔51和第二密封腔51，能够顺利将动力传递到转盘输出轴11上，同时极大地降低整个装置的占用空间。

可选地，传动轴33的两端设置球头连接件32，球头连接件32用以传递动力，通过球头连接件32与从动轮固定轴313和安装环41连接，从而将来自驱动机构20的动力传递到转盘输出轴11上。由于本申请所提供的驱动机构20和传动齿轮组31安装在密封箱50的顶部，由于密封箱50的加工误差和装配误差导致传动轴33与转盘输出轴11存在空间上的错位，常规的膜片式联轴器在径向和轴向两个方向的偏差值远不能满足当前结构的使用；而采用万向节连接从动轮固定轴313、传动轴33和安装环41并传递动力，虽然万向节能够承受更大的角度偏差，两个单节万向节可以合成双节万向节，实现不同的轴传动，但是由于万向节的外形尺寸偏大，会导致安装空间过大而大大降低密封箱的保温性能。

可选地，球头连接件32包括两个导向槽321和322，导向槽321和322分别设置在球头连接件32的周向，且两个导向槽321和322彼此呈正交方向，传动轴33的两个端部分别设置卡接件331，卡接件331呈半圆形，卡接件331能够插入到导向槽321和322之中，并与导向槽321和322相切。为了保证球头连接件32与转动轴33的端部之间的固定关系，转动轴33的端部设有弧面凹槽332，球头连接件32能够嵌入在弧面凹槽332之中，并与卡接件331配合连接。

与之对应的，从动轮固定轴313和安装环41具有与传动轴33相同的结构，从而便于球状连接件32的固定和连接。球头连接件使得传动轴和转盘输出轴之间实现了万向调节的作用，同时通过半圆形卡接件连接，不仅能够传递可靠的扭矩，而且使得传动轴能根据球头连接件进行偏差补偿，实现了在狭长空间下的动力的传递。

进一步地，为了便于检测转盘的转动位置，同时适用于低温环境中，本申请所提供的检测组件40，其上的安装环41与转盘输出轴11连接，通过安装环41带动转盘输出轴11转动，同时，检测组件40上的感应单元42设置在安装环41上，感应单元42与安装环41同步转动，从而精准地检测转盘转动的位置。具体而言，感应单元42包括触发器421和感应开关422，感应开关422固定在第二密封腔52之中，可选地，感应开关422为干式舌簧管，触发器421呈阵列方式设置在安装环51的周向，触发器421为磁铁。

由于干式舌簧管是一种有触点的无源电子开关元件，具有结构简单，体积小便于控制等优点,其外壳一般是一根密封的玻璃管,管中装有两个铁质的弹性簧片电板,还灌有惰性气体。平时,玻璃管中的两个由特殊材料制成的簧片是分开的，当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场磁力线的作用下,管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触,簧片就会吸合在一起,使结点所接的电路连通；外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路也就断开了。因此,将多个具有磁性的触发器421以阵列形式设置在安装环51的周向，且每个触发器421对应转盘的一个扇区所对应的位置，当安装环51转动以带动触发器421转动时，触发器421靠近或远离干式舌簧管422，使其闭合或者断开，从而接通或者断开电路。

一种实施方式，感应单元42接通后输出转盘的位置信号到控制器中，控制器控制驱动机构20停止转动，从而开启液氮罐10。

另一种实施方式，感应单元42断开口输出转盘的位置信号到控制器中，控制器控制驱动机构停止转动，从而开启液氮罐10。本领域的技术人员可以根据实际需要设定合适的控制路径，从而实现液氮罐转盘上各个扇区的开启和转换。

本申请所提供的液氮罐转盘驱动装置，通过将驱动机构、传动机构和检测组件等部件设置在密封箱中，并通过传动机构上的传动轴将驱动机构引入到远离液氮罐的位置，通过密封箱在液氮罐的转盘输出轴外部形成保温层，降低了液氮的渗出耗损，并有效地防止了传动机构、检测组件以及驱动机构等部件的结霜结冻，进而导致液氮罐无法开启的情形发生；另一方面，本申请所提供的技术方案，采用传动轴和球头连接件的方式传递动力，避免了传动轴和转盘输出轴因安装或加工不同轴而无法准确连接的情形发生，同时能够极大地节省安装空间，保证密封箱的密封和保温效果，从而提升控制液氮罐开启的灵敏度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液氮罐转盘驱动装置，设置在液氮罐的转盘输出轴端部，其特征在于，包括：

驱动机构；

传动机构，所述传动机构包括传动轴和球头连接件，所述球头连接件设置于所述传动轴的端部，通过所述球头连接件连接所述传动机构、所述驱动机构和检测组件；

所述检测组件包括安装环和感应单元，所述球头连接件设置在所述安装环的端部，所述感应单元设置在所述安装环的另一端部，所述安装环用以带动所述感应单元和所述转盘输出轴转动，所述感应单元用于输出转盘的位置信号；

密封箱，所述驱动机构、所述传动机构和所述检测组件设置在所述密封箱之中。

2.根据权利要求1所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述球头连接件包括相对设置的两个导向槽，所述传动轴和所述安装环的端部分别设置卡接件，所述卡接件卡接于所述导向槽之中。

3.根据权利要求2所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述两个导向槽呈正交方向设置。

4.根据权利要求2所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述卡接件呈半圆形结构，所述导向槽呈圆弧形结构，所述卡接件与所述导向槽相切设置。

5.根据权利要求2所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述传动轴与所述安装环的端部具有弧面凹槽，所述球头连接件嵌入所述弧面凹槽之中。

6.根据权利要求1所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述感应单元还包括触发器和感应开关，所述触发器呈阵列方式设置在所述安装环的周向，所述触发器用以触发所述感应开关闭合或断开，所述感应开关闭合或断开以输送所述位置信号。

7.根据权利要求1所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述传动机构还包括传动齿轮组，所述传动齿轮组连接所述驱动机构和所述传动轴。

8.根据权利要求7所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述传动轴与所述传动齿轮组之间设置所述球头连接件。

9.根据权利要求1所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，所述密封箱包括第一密封腔和第二密封腔，所述驱动机构设置在所述第一密封腔之中，所述检测组件设置在所述第二密封腔之中，所述传动机构穿过所述第二密封腔连接所述驱动机构和所述检测组件。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的液氮罐转盘驱动装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于接收所述位置信号以控制所述驱动机构停止转动。

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