CN217296316U - 一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪，所述的反应杯检测抓取装置包括安装架、抓取单元、驱动单元与检测单元，所述的驱动单元固定于所述的安装架，所述的抓取单元包括第一夹爪与第二夹爪，所述的驱动单元包括曲柄块，所述曲柄块的两端分别连接第一夹爪与第二夹爪，所述曲柄块的转动推动所述第一夹爪与第二夹爪开合，所述的检测单元包括第一检测组件与第二检测组件，所述的第一检测组件用于检测第一夹爪与第二夹爪的开合，所述的第二检测组件用于检测反应杯。本实用新型能够实时准确检测抓杯位，以及抓杯过程中杯子的有无，高精度、高效率、结构紧凑且成本低。

Description

一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪

技术领域

本实用新型属于医疗技术领域，涉及样本杯、试剂瓶或反应杯抓取，尤其涉及一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪。

背景技术

体外诊断类的自动化医疗器械均需要多个抓杯机构来实现反应杯(包括样本杯、试剂瓶等)抓取和放置。随着IVD(In Vitro Diagnostic Products)行业的快速发展，体外诊断分析仪趋向于高通量和高效率，也就意味着测试样本用到的一次性反应杯批量更大，所以抓杯机构在运行过程中要更加准确可靠和高效。

目前，反应杯抓取机构常用的驱动方式有：电磁铁驱动(受启动频率限制且运动精度较差，对反应杯夹紧力不易控制)；负压气动驱动(会接触到反应杯杯口，存在交叉污染的风险，且结构较为复杂、体积较大)；电机驱动(电机运动精度相对易控制，市面上好的成品电动夹爪，不仅需要额外安装夹头来匹配特有的反应杯结构，而且价格昂贵)。

然而，多数反应杯抓取机构缺少检测装置(包括是否抓空检测、是否转移过程脱落检测以及仪器其他部件是否存在故障导致抓杯位没有杯子放置等)，导致抓杯机构效能的降低。CN214669123U中公开的一种带检测机构的反应杯抓取装置中，利用夹爪在抓杯后将顶杆顶起触发传感器来检测是否抓空，顶杆与反应杯口直接接触，极易造成交叉污染。CU106041982A中公开的一种反应杯抓取新型机械手中存在同样的问题，且采用两个对射传感器是否在同一高度的原理检测，结构更为复杂。CN204595005U公开的一种抓取装置底板、驱动部件和抓手，抓手包括左抓手和右抓手，驱动部件通过打开部件作用于左抓手和右抓手，无法实现抓杯的自定位。

多数抓杯机构的打开或闭合用到弹簧或拉簧，会使两个机械抓手运动不同步，从而会在抓取反应杯时造成反应杯的倾斜或晃动。容量只有几百微升的反应杯结构尺寸较小，需要机械夹头有与之匹配的特质，实现抓杯时的自定位，防止转移过程杯子的晃动或脱落。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪，通过设置不同检测单元，能够实时准确检测抓杯位，以及抓杯过程中杯子的有无，高精度、高效率地实现抓杯和移杯，结构紧凑且成本低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种反应杯检测抓取装置，所述的反应杯检测抓取装置包括安装架、抓取单元、驱动单元与检测单元，所述的驱动单元固定于所述的安装架，所述的抓取单元包括第一夹爪与第二夹爪，所述的驱动单元包括曲柄块，所述曲柄块的两端分别连接第一夹爪与第二夹爪，所述曲柄块的转动推动所述第一夹爪与第二夹爪开合，所述的第一夹爪与第二夹爪用于夹取反应杯，所述的检测单元包括第一检测组件与第二检测组件，所述的第一检测组件用于检测第一夹爪与第二夹爪的开合，所述的第二检测组件用于检测反应杯。

本实用新型中的一种反应杯检测抓取装置，结构紧凑、体积小；通过设置检测单元，能够实时准确检测抓杯位，以及抓杯过程中杯子的有无，避免了接触反应杯而造成交叉污染；与现有的凸轮弹片传动结构相比运动更加精确，降低了抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险，提高了工作效率。

需要说明的是，本实用新型对于所要抓取的反应杯不作具体要求或特殊限定，示例性地可以为样本杯、试剂瓶或反应用的反应杯，当然可以理解的是现有技术中已公开或新技术中未公开的其他形式的反应杯同样可以采用本实用新型中抓取装置进行抓取。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的驱动单元包括第一连接块、第二连接块、第一转轴与第二转轴，所述第一连接块的一端连接曲柄块，另一端转动连接所述的第一转轴，所述第一转轴远离第一连接块的一端固定连接所述的第一夹爪，所述第二连接块的一端连接曲柄块，另一端转动连接所述的第二转轴，所述第二转轴远离第二连接块的一端固定连接所述的第二夹爪。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的驱动单元包括电机，所述的电机用于驱动所述曲柄块进行转动，所述的电机固定于所述安装架的表面。

需要说明的是，本实用新型中曲柄块的两端分别对接第一夹爪和第二夹爪，利用电机驱动曲柄块旋转，并带动第一夹爪和第二夹爪同步相互靠近或相互远离，驱动第一夹爪和第二夹爪的张开或闭合，实现反应杯的抓取。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的驱动单元还包括导向机构，所述的导向机构包括导轨、第一滑块与第二滑块，所述的导轨固定于所述安装架的表面，所述的第一滑块与第二滑块分别滑动连接所述导轨。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的第一滑块与第二滑块分别固定连接所述第一夹爪与第二夹爪远离反应杯的一端，所述曲柄块的转动推动所述第一夹爪与第二夹爪在导轨的表面移动。

需要说明的是，本实用新型中通过电机调节曲柄块的旋转角度，准确转换为第一夹爪与第二夹爪在导轨表面的水平位移，实现第一夹爪和第二夹爪的开闭。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的第一检测组件包括第一传感器、第二传感器、第一光耦挡片与第二光耦挡片，所述的第一光耦挡片固定连接所述的第一夹爪，所述的第二光耦挡片固定连接所述的第二夹爪，所述第一夹爪的移动驱动第一光耦挡片触发第一传感器，所述第二夹爪的移动驱动第二光耦挡片触发第二传感器，所述第一传感器与第二传感器分别设置于所述第一夹爪与第二夹爪相互远离的一侧，所述的第一传感器与第二传感器固定于所述安装架的表面。

需要说明的是，本实用新型中的第一传感器与第二传感器分别位于第一夹爪与第二夹爪的两侧，并固定于安装架的表面；当第一夹爪与第二夹爪张开时，第一光耦挡片随着第一夹爪的移动触发第一传感器；当第一夹爪与第二夹爪闭合时，第二光耦挡片随着第二夹爪的移动触发第二传感器；第一传感器与第二传感器的位置可调，能够实时检测抓杯位置，便于调整第一夹爪与第二夹爪张开的准确位置。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的第二检测组件包括第三传感器，所述的第三传感器设置于所述第二夹爪远离曲柄块的一端，所述第一夹爪与第二夹爪向相互靠近的方向移动，所述的第三传感器位于反应杯的上方，所述第二夹爪上设置有支撑座，所述的第三传感器固定于所述支撑座内。

需要说明的是，本实用新型中第三传感器随着第二夹爪进行移动和抓取，能够实现检测抓杯过程中反应杯的有无，是否在转移过程中发生脱落，同时避免接触反应杯而造成交叉污染。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述的反应杯检测抓取装置还包括控制器，所述的控制器分别电性连接所述的驱动单元与检测单元，所述的检测单元检测第一夹爪与第二夹爪的抓取信号，并反馈至控制器，所述的控制器控制驱动单元调节曲柄块的转动。

需要说明的是，本实用新型中所述的控制器分别独立地电性连接所述的电机、第一传感器、第二传感器与第三传感器。第一夹爪与第二夹爪的移动分别触发第一传感器与第二传感器，随后第一传感器与第二传感器将触发信号反馈至控制器，控制器再反馈控制电机调整曲柄块的转动角度，进而实现第一夹爪与第二夹爪的开合，以及张开程度。第三传感器用于检测第一夹爪与第二夹爪是否夹空，并将信息反馈至控制器中，控制器再反馈控制电机的运转，进行重新抓取。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述第一夹爪与第二夹爪靠近反应杯的一端分别设置有限位凸起，所述的限位凸起用于固定反应杯，所述限位凸起靠近反应杯的一侧表面为平滑斜面结构。

需要说明的是，本实用新型中设置限位凸起与反应杯接触固定，通过特定匹配的结构特征，可实现爪杯时反应杯姿态的自适应，降低了因反应杯位置存在微小偏差而造成抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险。

示例性地，采用本实用新型提供的反应杯检测抓取装置进行检测抓取的方法包括：

转动曲柄块并带动第一夹爪与第二夹爪向相互远离或相互靠近的方向进行移动，所述第一夹爪与第二夹爪的移动触发第一检测组件进行检测，根据检测到的信息，第二检测组件检测反应杯的抓取情况，抓取过程中第一夹爪与第二夹爪的限位凸起分别由反应杯的两侧夹紧固定。

其中，所述的检测具体包括：

(1)利用电机驱动曲柄块转动至第一位置，并带动第一夹爪与第二夹爪在导轨表面向相互远离的方向移动，所述第一夹爪的移动驱动第一光耦挡片触发第一传感器。

(2)利用电机驱动曲柄块转动至第二位置，并带动第一夹爪与第二夹爪在导轨表面向相互靠近的方向移动，所述第二夹爪的移动驱动第二光耦挡片触发第二传感器。

(3)在第一夹爪与第二夹爪向相互靠近的方向移动的过程中，第三传感器检测是否成功抓取反应杯。

本实用新型在检测抓取过程中能够精准检测到反应杯的抓取位置，高效率地实现抓杯和移杯，可以检测抓取过程中反应杯的有无，是否在转移过程中发生脱落，降低了抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险。

第二方面，本实用新型提供了一种化学发光分析仪，所述的化学发光分析仪包括第一方面所述的反应杯检测抓取装置。

本实用新型提供的化学发光分析仪可通过在机械臂上设置检测抓取装置，实现反应杯的抓取与移动，检测抓取装置的安装架的上面和后面均有安装位置，可匹配仪器中直线运动和旋转运动的机械臂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种反应杯检测抓取装置及化学发光分析仪，与现有的同步带传动结构相比结构更加紧凑，整体体积较小；与现有的凸轮弹片传动结构相比运动更加精确；通过设置检测单元，能够实时准确检测抓杯位，以及抓杯过程中杯子的有无，避免了接触反应杯而造成交叉污染，降低了抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的反应杯检测抓取装置的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的反应杯检测抓取装置的驱动单元的结构示意图。

其中，1-安装架；2-电机；3-曲柄块；4-第一夹爪；5-第二夹爪；6-第一转轴；7-第二转轴；8-第一连接块；9-第二连接块；10-第一光耦挡片；11-第二光耦挡片；12-第一传感器；13-第二传感器；14-导轨；15-第三传感器；16-反应杯；17-支撑座；18-限位凸起；19-第一滑块；20-第二滑块。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种反应杯检测抓取装置，如图1所示，所述的反应杯检测抓取装置包括安装架1、抓取单元、驱动单元与检测单元，所述的驱动单元固定于所述的安装架1，所述的抓取单元包括第一夹爪4与第二夹爪5，所述的驱动单元包括曲柄块3，所述曲柄块3的两端分别连接第一夹爪4与第二夹爪5，所述曲柄块3的转动推动所述第一夹爪4与第二夹爪5开合，所述的第一夹爪4与第二夹爪5用于夹取反应杯6，所述的检测单元包括第一检测组件与第二检测组件，所述的第一检测组件用于检测第一夹爪4与第二夹爪5的开合，所述的第二检测组件用于检测反应杯6。

本实用新型所能够抓取的反应杯6可以为样本杯、试剂瓶或反应用的反应杯6。

进一步地，如图2所示，所述的驱动单元包括第一连接块8、第二连接块9、第一转轴6与第二转轴7，所述第一连接块8的一端连接曲柄块3，另一端转动连接所述的第一转轴6，所述第一转轴6远离第一连接块8的一端固定连接所述的第一夹爪4，所述第二连接块9的一端连接曲柄块3，另一端转动连接所述的第二转轴7，所述第二转轴7远离第二连接块9的一端固定连接所述的第二夹爪5。

进一步地，所述的驱动单元包括电机2，所述的电机2用于驱动所述曲柄块3进行转动，所述的电机2固定于所述安装架1的表面。本实用新型中曲柄块3的两端分别对接第一夹爪4和第二夹爪5，利用电机2驱动曲柄块3旋转，并带动第一夹爪4和第二夹爪5相互靠近或相互远离，驱动第一夹爪4和第二夹爪5的张开或闭合，实现反应杯6的抓取。

进一步地，所述的驱动单元还包括导向机构，所述的导向机构包括导轨14、第一滑块19与第二滑块20，所述的导轨14固定于所述安装架1表面，所述的第一滑块19与第二滑块20分别滑动连接所述导轨14。

进一步地，所述的第一滑块19与第二滑块20分别固定连接所述第一夹爪4与第二夹爪5远离反应杯6的一端，所述曲柄块3的转动推动所述第一夹爪4与第二夹爪5在导轨14的表面移动。本实用新型通过调节电机2驱动曲柄块3的旋转角度，准确转换为第一夹爪4与第二夹爪5在导轨14表面的水平位移，实现第一夹爪4和第二夹爪5的开闭。

进一步地，所述的第一检测组件包括第一传感器12、第二传感器13、第一光耦挡片10与第二光耦挡片11，所述的第一光耦挡片10固定连接所述的第一夹爪4，所述的第二光耦挡片11固定连接所述的第二夹爪5，所述第一夹爪4的移动驱动第一光耦挡片10触发第一传感器12，所述第二夹爪5的移动驱动第二光耦挡片11触发第二传感器13，所述第一传感器12与第二传感器13分别设置于所述第一夹爪4与第二夹爪5相互远离的一侧。所述的第一传感器12与第二传感器13固定于所述安装架1的表面。

当第一夹爪4与第二夹爪5张开时，第一光耦挡片10随着第一夹爪4的移动触发第一传感器12；当第一夹爪4与第二夹爪5闭合时，第二光耦挡片11随着第二夹爪5的移动触发第二传感器13；第一传感器12与第二传感器13的位置可调，能够实时检测抓杯位置，便于调整第一夹爪4与第二夹爪5张开的准确位置。

进一步地，所述的第二检测组件包括第三传感器15，所述的第三传感器15设置于所述第二夹爪5远离曲柄块3的一端，所述第一夹爪4与第二夹爪5向相互靠近的方向移动，所述的第三传感器15位于反应杯6的上方。如图2所示，所述第二夹爪5上设置有支撑座17，所述的第三传感器15固定于所述支撑座17内。第三传感器15随着第二夹爪5进行移动和抓取，能够实现检测抓杯过程中反应杯6的有无，同时避免接触反应杯6而造成交叉污染。

进一步地，所述的反应杯检测抓取装置还包括控制器，所述的控制器分别电性连接所述的驱动单元与检测单元，所述的检测单元检测第一夹爪4与第二夹爪5的抓取信号，并反馈至控制器，所述的控制器控制驱动单元调节曲柄块3的转动。

所述的控制器分别独立地电性连接所述的电机2、第一传感器12、第二传感器13与第三传感器15。本实用新型中第一夹爪4与第二夹爪5的移动分别触发第一传感器12与第二传感器13，随后第一传感器12与第二传感器13将触发信号反馈至控制器，控制器再反馈控制电机2调整曲柄块3的转动角度，进而实现第一夹爪4与第二夹爪5的开合，以及张开程度。第三传感器15用于检测第一夹爪4与第二夹爪5是否夹空，并将信息反馈至控制器中，控制器再反馈控制电机2的运转，进行重新抓取。

进一步地，所述第一夹爪4与第二夹爪5靠近反应杯6的一端分别设置有限位凸起18，所述的限位凸起18用于固定反应杯6。所述限位凸起18靠近反应杯6的一侧表面为平滑斜面结构。本实用新型中通过特定匹配的结构特征，可实现爪杯时反应杯6姿态的自适应，降低了因反应杯6位置存在微小偏差而造成抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险。

示例性地，采用本实用新型提供的反应杯检测抓取装置进行检测抓取的方法包括：

转动曲柄块3并带动第一夹爪4与第二夹爪5向相互远离或相互靠近的方向进行移动，所述第一夹爪4与第二夹爪5的移动触发第一检测组件进行检测，根据检测到的信息，第二检测组件检测反应杯6的抓取情况。

所述的检测包括：利用电机2驱动曲柄块3转动至第一位置，并带动第一夹爪4与第二夹爪5在导轨14表面向相互远离的方向移动，所述第一夹爪4的移动驱动第一光耦挡片10触发第一传感器12。

所述的检测包括：利用电机2驱动曲柄块3转动至第二位置，并带动第一夹爪4与第二夹爪5在导轨14表面向相互靠近的方向移动，所述第二夹爪5的移动驱动第二光耦挡片11触发第二传感器13。

所述的检测还包括：在第一夹爪4与第二夹爪5向相互靠近的方向移动的过程中，第三传感器15检测是否成功抓取反应杯6。

所述的抓取包括：所述第一夹爪4与第二夹爪5的限位凸起18分别由反应杯6的两侧夹紧固定。

本实用新型能够精准检测到反应杯6的抓取位置，高效率地实现抓杯和移杯，可以检测抓取过程中反应杯6的有无，降低了抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险。

在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种化学发光分析仪，所述的化学发光分析仪包括一个具体实施方式中所述的反应杯检测抓取装置。

其中，化学发光分析仪可通过在机械臂上设置检测抓取装置，实现反应杯6的抓取与移动，检测抓取装置的安装架1的上面和后面均有安装位置，可匹配仪器中直线运动和旋转运动的机械臂。

本实用新型提供的反应杯检测抓取装置与现有的同步带传动结构相比结构更加紧凑，整体体积较小；与现有的凸轮弹片传动结构相比运动更加精确；通过设置检测单元，能够实时准确检测抓杯位，以及抓杯过程中杯子的有无，避免了接触反应杯6而造成交叉污染，降低了抓取失败或抓取后杯子发生倾斜的风险，提高了工作效率。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的反应杯检测抓取装置包括安装架、抓取单元、驱动单元与检测单元，所述的驱动单元固定于所述的安装架，所述的抓取单元包括第一夹爪与第二夹爪，所述的驱动单元包括曲柄块，所述曲柄块的两端分别连接第一夹爪与第二夹爪，所述曲柄块的转动推动所述第一夹爪与第二夹爪开合，所述的第一夹爪与第二夹爪用于夹取反应杯，所述的检测单元包括第一检测组件与第二检测组件，所述的第一检测组件用于检测第一夹爪与第二夹爪的开合，所述的第二检测组件用于检测反应杯。

2.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的驱动单元包括第一连接块、第二连接块、第一转轴与第二转轴，所述第一连接块的一端连接曲柄块，另一端转动连接所述的第一转轴，所述第一转轴远离第一连接块的一端固定连接所述的第一夹爪，所述第二连接块的一端连接曲柄块，另一端转动连接所述的第二转轴，所述第二转轴远离第二连接块的一端固定连接所述的第二夹爪。

3.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的驱动单元包括电机，所述的电机用于驱动所述曲柄块进行转动，所述的电机固定于所述安装架的表面。

4.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的驱动单元还包括导向机构，所述的导向机构包括导轨、第一滑块与第二滑块，所述的导轨固定于所述安装架的表面，所述的第一滑块与第二滑块分别滑动连接所述导轨。

5.根据权利要求4所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的第一滑块与第二滑块分别固定连接所述第一夹爪与第二夹爪远离反应杯的一端，所述曲柄块的转动推动所述第一夹爪与第二夹爪在导轨的表面移动。

6.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的第一检测组件包括第一传感器、第二传感器、第一光耦挡片与第二光耦挡片，所述的第一光耦挡片固定连接所述的第一夹爪，所述的第二光耦挡片固定连接所述的第二夹爪，所述第一夹爪的移动驱动第一光耦挡片触发第一传感器，所述第二夹爪的移动驱动第二光耦挡片触发第二传感器，所述第一传感器与第二传感器分别设置于所述第一夹爪与第二夹爪相互远离的一侧，所述的第一传感器与第二传感器固定于所述安装架的表面。

7.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的第二检测组件包括第三传感器，所述的第三传感器设置于所述第二夹爪远离曲柄块的一端，所述第一夹爪与第二夹爪向相互靠近的方向移动，所述的第三传感器位于反应杯的上方，所述第二夹爪上设置有支撑座，所述的第三传感器固定于所述支撑座内。

8.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述的反应杯检测抓取装置还包括控制器，所述的控制器分别电性连接所述的驱动单元与检测单元，所述的检测单元检测第一夹爪与第二夹爪的抓取信号，并反馈至控制器，所述的控制器控制驱动单元调节曲柄块的转动。

9.根据权利要求1所述的反应杯检测抓取装置，其特征在于，所述第一夹爪与第二夹爪靠近反应杯的一端分别设置有限位凸起，所述的限位凸起用于固定反应杯，所述限位凸起靠近反应杯的一侧表面为平滑斜面结构。

10.一种化学发光分析仪，其特征在于，所述的化学发光分析仪包括权利要求1-9任一项所述的反应杯检测抓取装置。

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