CN217126883U - 一种多通道开盖器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道开盖器，所述机架上可垂直移动地设置有起子头模组、可水平移动地设置有托盘；所述起子头模组包括多个旋盖电机，所述旋盖电机通过连接一个或多个扭力限制机构以驱动所述扭力限制机构旋转，每个所述扭力限制机构均连接一个起子头；还包括一退盖机构，所述退盖机构包括固定设置在所述起子头模组上的退盖驱动装置，以及由所述退盖驱动装置驱动的上下移动的退盖板。本实用新型的有益效果是：实现了大批量快速稳定的开启或关闭整盒的试管管帽。

Description

一种多通道开盖器

技术领域

本实用新型涉及试验器材领域，尤其涉及一种一次开闭多个容器管帽的器械。

背景技术

生物样本检测，化合物分析，分子检测等实验中，通常需要对大量保存样品的容器进行开关盖处理。通常这些盛放样品的容器体积小巧，手工操作十分不便。因此能批量同时完成多个产品管帽开闭的开盖器作为辅助工具的作用就显得十分重要。发明人此前曾研发手持式的开盖器《一种手持式螺旋盖管启盖器》专利号CN207845100U，在其中提出了一种同时可以开启8个管帽的开盖器方案。此方案虽一定程度上提高了开盖效率，但需要人工手持，仍不满足大规模处理样品的需要。而发明人此前获得的另一项发明《一种螺旋盖管开盖合盖器》CN104118835B，虽可以满足同时开闭96个管帽的大规模样品需要，但仍需手动控制起子头模组的上下，开闭。在实际使用中，手动操作的稳定性不好，很容易导致开盖失败。

本发明就是针对上述两项发明创造的不足之处，进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动的、能开启、关闭不同高度试管管帽的多通道开盖器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多通道开盖器，其包括机架，所述机架上设置有起子头模组和托盘，以及驱动所述起子头模组垂直移动的第一驱动装置和驱动所述托盘水平移动的第二驱动装置；所述起子头模组包括多个旋盖电机，所述旋盖电机通过连接一个或多个扭力限制机构以驱动所述扭力限制机构旋转，每个所述扭力限制机构均连接一个起子头；还包括一退盖机构，所述退盖机构包括固定设置在所述起子头模组上的退盖驱动装置，以及由所述退盖驱动装置驱动可相对起子头相对的上下移动的退盖板。

优选的，所述第一驱动装置为垂直设置在所述机架上的丝杠导轨及驱动该丝杠导轨的驱动电机，所述第二驱动装置为水平设置在所述机架上的丝杠导轨及驱动该丝杠导轨的驱动电机；其中，所述起子头模组及退盖机构设置在垂直方向的丝杠导轨上，所述托盘设置在水平方向的丝杠导轨上。

优选的，所述退盖驱动装置为一个或多个推拉电磁铁、所述退盖板水平设置并与所述推拉电磁铁伸出端连接，所述退盖板上有多个供所述起子头穿过的通孔退盖机构。不工作时，推拉电磁铁缩回，退盖板位于管帽的上方，与管帽不接触。工作时，推拉电磁铁推出，推动退盖板下行，将套在起子头上的管帽顶出。

优选的，所述托盘上可更换地设置有适配器，所述适配器上设置有盛放试管的试管架；不同的所述适配器具有不同的高度，以匹配不同高度的试管，使得试管上的管帽位于预先设定的同一高度上。所述适配器有多种规格，每种规格都有一个高度，这样就可以与不同高度的试管配合，来使试管管帽位于预先设定的同一高度上，方便起子头开盖或合盖。

优选的，所述适配器上部设有凸出的边缘，用于限制所述试管架的位置；所述托盘上设有定位凹槽，所述适配器下部有与所述定位凹槽形相配的定位块；所述托盘上设置有吸附块；所述适配器上还设置一与所述吸附块通过磁力相互吸引的磁性压块，籍此以将所述适配器吸附于托盘之上，所述磁性压块和吸附块中至少一个为永磁体。

起子头模组安装于垂直轨道上，可垂直运动；其上多个旋盖电机通过齿轮组驱动一个或多个扭力限制机构旋转。扭力限制机构包括由弹簧压紧的两对偏齿，偏齿一侧为斜面，一侧垂直，两偏齿的斜面相互接触。当斜面受力超过弹簧的压力时，偏齿产生相对滑动，实现扭力限制的功能。

还包括一控制所述驱动电机及旋盖电机旋转、以及所述退盖机构运动的控制模块。控制模块可以控制垂直和水平方向的丝杠导轨运动、起子头模组内的旋盖电机旋转、退盖机构运动。这些机构通过合适的程序相互配合完成开关盖动作。控制模块可以预置程序，使垂直丝杠导轨，水平丝杠导轨和电机旋转电磁退盖等协调配合，完成开关盖动作。

还包括一与所述控制模块连接的、用以输入指令的触摸屏。

在托盘运动的路径上安装有光电传感器，光电传感器可以扫描预先设定的高度上是否有阻挡。因此可以检测试管上是否有管帽，避免误操作对设备或试验样品造成的损坏。

所述机架上还设置两个位于所述托盘下方以支撑所述托盘的滚轮。

本实用新型的有益效果是：利用电机驱动丝杠带动起子头模组上下移动，以及盛放托盘的托盘伸出、收入，使起子头更加精准的插入管帽，并旋开或关闭管帽。本发明还可以通过更换不同高度的适配器来适应不同高度的试管，扩大了本发明的适用范围。通过磁性压块和吸附块来快速固定适配器，使得其更换和安装非常方便；通过退盖机构实现自动去除起子头上的管帽。

附图说明

图1为本实用新型某一实施例的立体结构示意图。

图2为本实用新型某一实施例的正视结构示意图；

图3为本实用新型某一实施例的侧视结构示意图；

图4是起子头模组和退盖机构的正视结构示意图；

图5是扭力限制器的结构示意图；

图6是采用了不同规格的适配器的正视结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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。

如图1至图6所示，本实用新型的一种多通道开盖器包括机架10。机架10上设置一可上下移动的起子头模组11，起子头模组11包括若干个可旋转的起子头12(见图2)以及驱动起子头12旋转的旋盖电机14。起子头模组下方设置一托盘16，托盘16上可更换地设置一适配器19。适配器19上设置有多个用以放置多个试管18的试管架17，适配器19具有多个不同高度的规格(如图2和图6所示)，以适应不同规格的试管，通过选择合适的适配器19来确保全部试管18的管帽高度均位于预设高度。该预设高度也即起子头12下降后，进行开盖和合盖的合适高度。

如图4所示，本发明还提供一种退盖机构，该退盖机构包括设置在固定在起子头模组上的推拉电磁铁3，以及退盖板4，退盖板4与推拉电磁铁3的伸出端连接。退盖板4上设置有若干个供起子头穿过的通孔(未图示)，通孔的直径大于起子头，小于管帽。其工作原理是，推拉电磁铁3不工作时，退盖板4处于升起的位置，位于管帽上方。当推拉电磁铁3工作时，其伸出，推动退盖板4下降，将套在起子头上的管帽顶下使其与起子头脱离。推拉电磁铁3的结构和工作原理为业界所熟知，所以未详细描述。

如图2所示，本实用新型实施例中，设计了如下用以固定适配器的结构：托盘16上设置有4个定位凹槽及吸附块22，适配器19上对应定位凹槽设置有4个定位柱5(或称定位块)，定位柱5插入到定位凹槽中，以实现适配器的定位。适配器19上部有高起的边缘，下部有磁性压块20。其中磁性压块20和吸附块22中至少一个为永磁体，另一个为永磁体或铁。磁性压块20和吸附块22的磁力吸附作用，正好将适配器19固定住。适配器19上部有高起的边缘用以给试管架17限位。上述结构仅是一种方便快速固定适配器的方案，本发明不限于上述固定方案。

在机架10上还水平设置一对用以检测试管上是否有管帽的光电传感器6。光电传感器6的高度恰好位于管帽高度，两个光电传感器6的连线恰好垂直托盘16的行程上，这样就可以在托盘16进出时，检测其上的试管是否有管帽，从而提高设备的安全性，避免因为意外遗留的管帽给设备造成危害。光电传感器6的选型及设置均为业界的基本技能，因而未详细表示和限定。

如图3所示，机架10上水平设置有丝杠导轨，其包括水平丝杠26和导轨24，驱动电机28带动水平丝杠26旋转，使连接在导轨24上的托盘16沿水平方向移动，即托盘16伸出或收回。当其出来时方便放置试管，其进去则可自动化进行开盖和合盖作业。机架10上还设置两个位于托盘16下方以支撑托盘16的滚轮46，以使得其伸出或收回都非常平稳。机架10上在垂直方向上也设有1个由驱动电机32驱动的丝杠导轨7，起子头模组及退盖机构设置在该丝杠导轨7上，通过驱动电机32带动起子头模组及退盖机构在垂直方向上上下移动。该丝杠导轨7的设计和使用均为业界所熟知，因而未详细图示。籍此结构，起子头模组及退盖机构可上下移动，以实现起子头向下试管的管帽接触，从而通过旋转开盖的作业，或者将原设置在起子头上的管帽向下移动与试管接触，通过旋转实现合盖作业。管帽上端面上设置有横截面为多边形的孔，起子头与其形相配，籍此以带动管帽旋转，此结构已为本人所另外申请的前案所公开，因此未做详细图示。本发明实施例中，第一驱动装置和第二驱动装置均为电机，即驱动电机7、28，其配合丝杠来驱动，其实其也可以根据需要改为气缸，同样可以实现相同的目的，但是电机的使用具有稳定性高，精度高的优点。

如图4所示，顶板30上设置有若干个扭力限制器34，扭力限制器34一端连接旋盖电机通过齿轮传动结构(未图示)传动输出的轴，另一端连接起子头12。齿轮传动结构通常是由若干个齿轮组成的齿轮组，其通过齿轮传动的方式，将旋盖电机的动力输送到一个或多个扭力限制器34上，其具体的实现方式是业界所熟知的技术，合理选用即可。扭力限制器34结构有很多种，本发明提供一种实现方式：扭力限制器34使用弹簧44压紧两个偏齿结构：受电机输出轴带动的偏齿40，和起子头12的根部的偏齿42，闭盖工作时，偏齿40与偏齿42的斜齿面相互咬合，一旦扭力过大，斜齿面相互滑动释放过大扭力。开盖时，偏齿40与偏齿42的直尺面相互咬合，此时无论多大的力也不会滑动，确保管帽能打开。此结构在本人在先专利CN104118835B更为清楚地揭示。

本发明还包括一与控制模块连接的、用以输入指令的触摸屏(未图示)，其配合控制模块可以虚拟出多个按钮，实现托盘伸出、托盘收入、开盖、合盖等作业，还可以设置转速、上升下降的速度等，实现功能多样化。

本发明的设备是如此工作的:

一、开盖时，

第一步，操作者触碰触摸屏上的托盘伸出指令的按钮，或通过上位机发送相同指令，令托盘伸出。

第二步，在托盘上装上适配特定试管的适配器，然后在适配器上放上相应的试管，使管帽位置处于预设高度。

第三步，触碰触摸屏上的开盖指令按钮，或通过上位机发送相同指令，在接受这个指令后，控制模块按照预设程序完成一系列开盖动作：

1，托盘缩回。

2，固定在机架上特定高度的传感器(光电检测模组)检测试管的管帽是否存在，如果未检测到试管管帽，则系统报错。

3，如检测到管帽，托盘缩回到特定位置后，起子头模组开始下降到预设高度。在这个预设高度上，起子头恰好可以插入管帽内对应的形状中。然后控制模块给旋盖电机14发送指令，旋盖电机14旋转将管帽打开，并通过垂直滑轨将起子头模组提升到一定的高度，使管帽与试管彻底分离。

4，托盘携带去除管帽的试管伸出，完成开盖动作。操作者或上位机将去除管帽的试管取走。

托盘这时可以保持伸出状态，或由操作者或上位机发出指令缩回还原到初始位置。

二、关盖时，

第一步，以托盘处于初始位置为例，操作者触碰触摸屏上的托盘伸出指令的按钮，或通过上位机发送相同指令，令托盘伸出。

第二步，将需要安装管帽的试管放在适配器上。

第三步，触碰触摸屏上的关盖指令按钮，或通过上位机发送相同指令，在接受这个指令后，控制模块按照预设程序完成一系列关盖动作：

1，托盘缩回。

2，固定在开盖器框架上特定高度的传感器检测试管的管帽是否存在，如果检测到试管管帽，则系统报错。

3，如未检测到管帽，托盘缩回到特定位置后，起子头模组开始下降到预设高度。在这个预设高度上，起子头上携带的管帽恰好可以插入试管口。然后控制模块给旋盖电机14发送指令，旋盖电机14旋转将管帽旋紧，并多旋转几圈。带有扭力限制器34的起子头在管帽旋紧到位后可以卸掉旋盖电机14施加的扭力，从而保证所有的管帽都恰当地旋紧。

4，起子头上升一点高度,然后控制模块发出指令，启动退盖机构工作，推动退盖板下行，将旋好管帽的试管从起子头上顶出退下。

5、控制托盘伸出。

本发明通过不同高度的适配器与不同高度的试管结合，使管帽位于预先设定的特定高度，从而简化了控制系统的设计难度。使得本发明可以适配不同高度的试管，并有效完成管帽开闭。由于使用中存在管帽悬于开盖器中的情况，为了避免冲突，加装传感器，提供了一种校正程序的机制。上述发明针对此前的两种发明，实现了高通量，高可靠性和更高程度的自动化。尽管控制模块(如：PLC)不算是特别先进的控制技术，但成本低廉，可靠性高，便于产品的批量化生产。控制模块的工作过程的实现是业界的常用手段，本领域普通技术人员可根据需要进行设计和编程；且其本身非本实用新型的创新点所在。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多通道开盖器，其包括机架，其特征在于：所述机架上设置有起子头模组和托盘，以及驱动所述起子头模组垂直移动的第一驱动装置和驱动所述托盘水平移动的第二驱动装置；所述起子头模组包括多个旋盖电机，所述旋盖电机通过连接一个或多个扭力限制机构以驱动所述扭力限制机构旋转，每个所述扭力限制机构均连接一个起子头；还包括一退盖机构，所述退盖机构包括固定设置在所述起子头模组上的退盖驱动装置，以及由所述退盖驱动装置驱动的可相对起子头相对上下移动的退盖板。

2.根据权利要求1所述的多通道开盖器，其特征在于：所述第一驱动装置为垂直设置在所述机架上的丝杠导轨及驱动该丝杠导轨的驱动电机，所述第二驱动装置为水平设置在所述机架上的丝杠导轨及驱动该丝杠导轨的驱动电机；其中，所述起子头模组及退盖机构设置在垂直方向的丝杠导轨上，所述托盘设置在水平方向的丝杠导轨上。

3.根据权利要求1所述的多通道开盖器，其特征在于：所述退盖驱动装置为一个或多个推拉电磁铁、所述退盖板水平设置并与所述推拉电磁铁伸出端连接，所述退盖板上有多个供所述起子头穿过的通孔。

4.根据权利要求3所述的多通道开盖器，其特征在于：所述退盖板的通孔直径大于所述起子头，小于管帽。

5.根据权利要求1所述的多通道开盖器，其特征在于：所述托盘上可更换地设置有适配器，不同的所述适配器具有不同的高度，以匹配不同高度的试管，使得试管上的管帽位于预先设定的同一高度上。

6.根据权利要求5所述的多通道开盖器，其特征在于：所述适配器上部设有凸出的边缘，用于限制试管架的位置；所述托盘上设有定位凹槽，所述适配器下部有与所述定位凹槽形相配的定位块；所述托盘上设置有吸附块；所述适配器上还设置一与所述吸附块通过磁力相互吸引的磁性压块，籍此以将所述适配器吸附于所述托盘之上，所述磁性压块和吸附块中至少一个为永磁体。

7.根据权利要求1所述的多通道开盖器，其特征在于：所述旋盖电机通过齿轮组驱动一个或多个所述扭力限制机构旋转。

8.根据权利要求7所述的多通道开盖器，其特征在于：所述扭力限制机构包括由弹簧压紧的两对相互啮合的偏齿，所述偏齿一侧为斜面，一侧垂直。

9.根据权利要求2所述的多通道开盖器，其特征在于：还包括一控制所述驱动电机及旋盖电机旋转、以及所述退盖机构运动的控制模块。

10.根据权利要求9所述的多通道开盖器，其特征在于：还包括一与所述控制模块连接的、用以输入指令的触摸屏；所述机架上还水平设置一对用以检测试管上是否有管帽的光电传感器；所述机架上还设置两个位于所述托盘下方以支撑所述托盘的滚轮。

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