CN218036872U - 三维运动机械臂和样本分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及样本分析技术领域，具体涉及三维运动机械臂和应用该三维运动机械臂的样本分析仪，其中，三维运动机械臂包括架体、机械臂、连接板和弹性件。机械臂活动穿设于架体，连接板与机械臂固定连接，并随机械臂相对于架体移动，弹性件的两端分别连接架体和连接板。本实用新型技术方案通过设置弹性件，对机械臂在断电故障时的下落起到缓冲作用，且在机械臂上升时减小启动力矩，对机械臂的整体结构起到保护作用。

Description

三维运动机械臂和样本分析仪

技术领域

本实用新型涉及样本分析技术领域，特别涉及一种三维运动机械臂和应用该三维运动机械臂的样本分析仪。

背景技术

三维精密运动机械臂能够同时实现机械臂的旋转、升降运动，是生化分析仪器关键部件之一，其可替代手工操作进行自动加样、取样、移液等动作，实现分析仪器自动化。目前机械臂通过升降电机实现纵向运动，在电机断电或发生其他系统故障时，机械臂因重力作用会垂直下落，从而对机械臂造成损坏，且会使机械臂上连接的采样针与其他设备发生碰撞。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种三维运动机械臂，旨在改进机械臂的结构，降低机械臂因断电导致试剂针和机械臂发生损坏的几率。

为实现上述目的，本实用新型提出的三维运动机械臂，包括：

架体；

机械臂，所述机械臂活动穿设于所述架体；

连接板，所述连接板与所述机械臂固定连接，并随机械臂相对于所述架体移动；以及

弹性件，所述弹性件的两端分别连接所述架体和所述连接板。

可选地，所述架体的一端设有固定销，所述弹性件通过所述固定销连接于所述架体。

可选地，所述连接板靠近所述弹性件的一端设有支架，所述弹性件连接所述支架。

可选地，所述三维运动机械臂还包括导向结构，所述导向结构的两端连接所述架体，所述导向结构滑动穿设于所述连接板，并与所述机械臂间隔设置。

可选地，所述导向结构包括导向杆和第一直线轴承，所述导向杆的两端连接所述架体；

所述连接板设有滑动孔，所述导向杆穿设于所述滑动孔；

所述第一直线轴承安装于所述滑动孔，并与所述导向杆滑动连接。

可选地，所述机械臂连接有采样机构，所述采样机构用于吸样；

和/或，所述机械臂为滚珠花键轴；

和/或，所述弹性件为拉伸弹簧。

可选地，所述架体背离所述采样机构的一端设有自润滑轴承，所述机械臂与所述自润滑轴承滑动连接。

可选地，所述三维运动机械臂还包括：

升降机构，所述升降机构设于所述架体，并与所述机械臂连接，所述升降机构驱动所述机械臂相对所述架体运动；和

旋转机构，所述旋转机构设于所述架体上，并与所述升降机构间隔设置，所述旋转机构与所述机械臂连接，以驱动所述机械臂旋转。

本实用新型还提出一种样本分析仪，其包括如上所述的三维运动机械臂。

本实用新型技术方案通过设置架体和穿设于架体的机械臂，方便控制机械臂相对于架体运动。在机械臂上固定连接有随机械臂相对于架体运动的连接板，以使架体和连接板之间可以设置具有缓冲作用的弹性件。本实用新型通过设置弹性件连接架体和连接板，使机械臂下降时，弹性件对机械臂起到缓冲作用，保护机械臂在断电等故障时不受损坏；在机械臂上升时，弹性件提供向上的拉力，减小启动力矩，对机械臂整体结构起到保护作用。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型样本分析仪一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	样本分析仪	30	机械臂
1	三维运动机械臂	40	升降机构
				10	架体	50	旋转机构
11	固定销	60	连接板
				13	自润滑轴承	61	支架
20	导向结构	70	弹性件
				21	导向杆	2	采样机构
23	第一直线轴承

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前机械臂通过升降电机实现纵向运动，在电机断电或发生其他系统故障时，机械臂因重力作用会垂直下落，从而对机械臂造成损坏，且会使机械臂上连接的采样针与其他设备发生碰撞。

为解决上述问题，本实用新型提出一种三维运动机械臂。

结合参阅图1和图2，在本实用新型的一实施例中，该三维运动机械臂1包括架体10、机械臂30、连接板60和弹性件70。机械臂30活动穿设于架体10，连接板60与机械臂30固定连接，并随机械臂30相对于架体10移动，弹性件70的两端分别连接架体10和连接板60。

本实用新型技术方案通过设置架体10和穿设于架体10的机械臂30，方便控制机械臂30相对于架体10运动。在机械臂30上固定连接有随机械臂30相对于架体10运动的连接板60，以使架体10和连接板60之间可以设置具有缓冲作用的弹性件70。本实用新型通过设置弹性件70连接架体10和连接板60，使机械臂30下降时，弹性件70对机械臂30起到缓冲作用，保护机械臂30在断电等故障时不受损坏；在机械臂30上升时，弹性件70提供向上的拉力，减小启动力矩，对机械臂30整体结构起到保护作用。

参阅图2，在本实用新型的一实施例中，架体10的一端设有固定销11，弹性件70通过固定销11连接于架体10。

弹性件70可以为拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端可以设置半圆形结构的挂钩，在架体10连接弹性件70的一端设置开设有通孔的固定销11，拉伸弹簧可以通过半圆形挂钩穿过通孔，与固定销11连接。拉伸弹簧的另一端也可以设置半圆形结构的挂钩，通过挂钩与连接板60上的支架61连接，使弹性件70可以连接架体10和连接板60，在连接板60向下运动时通过弹性件70对机械臂30的下降起到缓冲作用，防止机械臂30发生损坏，同时避免与机械臂30连接的采样机构2与其他设备发生碰撞导致损坏。

拉伸弹簧可以与支架61通过螺纹孔固定连接，使结构更稳定，防止弹性件70从支架61上脱落。在其他实施例中，拉伸弹簧也可以通过其他结构连接架体10和连接板60，在此不作出限制。

参阅图2，在本实用新型的一实施例中，连接板60靠近弹性件70的一端设有支架61，弹性件70连接支架61。

支架61的材质可以为金属材料，支架61可以与连接板60为一体成型设置，加强结构的稳固性，支架61也可以通过螺钉结构与连接板60连接，方便支架61的装配与拆卸，同时方便调整支架61与连接板60的相对位置，在其他实施例中，支架61也可以通过其他结构与连接板60连接，在此不作出限制。

参阅图2，在本实用新型的一实施例中，三维运动机械臂1还包括导向结构20，导向结构20的两端连接架体10，导向结构20滑动穿设于连接板60，并与机械臂30间隔设置。

三维运动机械臂1，顾名思义，机械臂30可以同时沿轴向方向升降运动和旋转。设置导向结构20，在连接板60上增加一个导向，使机械臂30在旋转的过程中不会带动连接板60进行旋转导致弹性件70发生偏移甚至损坏。导向结构20包括导向杆21和第一直线轴承23，导向杆21的两端连接架体10。连接板60设有滑动孔，导向杆21穿设于滑动孔，第一直线轴承23通过法兰结构安装于滑动孔，并可以随连接板60沿导向杆21轴向做升降运动。

参阅图2，在本实用新型的一实施例中，导向结构20包括导向杆21和第一直线轴承23，导向杆21的两端连接架体10；连接板60设有滑动孔，导向杆21穿设于滑动孔；第一直线轴承23安装于滑动孔，并与导向杆21滑动连接。

参阅图1，在本实用新型的一实施例中，机械臂30连接有采样机构2，采样机构2用于吸样；和/或，机械臂30为滚珠花键轴；和/或，弹性件70为拉伸弹簧。

机械臂30可以为滚珠花键轴结构，滚珠花键轴上加工有花键槽，与滚珠花键母滑动精密配合，确保旋转运动时两者保持运动一致，并同时旋转。而在纵向运动时，滚珠花键轴可以在滚珠花键母内自由滑动，这样就可以同时达到升降和旋转的效果。

参阅图1，在本实用新型的一实施例中，架体10背离采样机构2的一端设有自润滑轴承13，机械臂30与自润滑轴承13滑动连接。

自润滑轴承13安装在架体10底部，其材质可以为自润滑性材料，自润滑轴承13的外圈与架体10精密配合，使自润滑轴承13与架体10的连接稳定。自润滑轴承13和机械臂30滑动连接，机械臂30穿过自润滑轴承13，并且在机械臂30升降运动的过程中始终不脱离自润滑轴承13，从而保证与滚珠花键母形成长距离导向，且在滚珠花键轴纵向运动时其导向距离不变，通过设置自润滑轴承13保证机械臂30的升降运动导向距离固定，更好地保护机械臂30的运行。

在一实施例中，可以在架体10底部设置第二直线轴承，第二直线轴承为内设滚珠的结构，第二直线轴承与机械臂30之间为滚动连接，降低了第二直线轴承与机械臂30的摩擦力，使滚珠花键轴升降运动时更加顺畅，同时机械臂30在升降运动时也始终不脱离直线轴承，保证了机械臂30的长距离导向和导向距离固定。进一步地，可以将滚珠花键轴与直线轴承配合的部分的花键槽设置为圆柱结构，避免机械臂30在转动时产生异响，优化机械臂30的整体结构，提升用户的体验。

参阅图1，在本实用新型的一实施例中，架体10背离采样机构2的一端设有第二直线轴承，机械臂30与第二直线轴承滚动连接。

参阅图1，在本实用新型的一实施例中，三维运动机械臂1还包括升降机构40和旋转机构50，升降机构40设于架体10，并与机械臂30连接，升降机构40驱动机械臂30相对架体10运动；旋转机构50设于架体10上，并与升降机构40间隔设置，旋转机构50与机械臂30连接，以驱动机械臂30旋转。

升降机构40包括升降电机、升降主动轮、升降从动轮和升降同步带；旋转机构50包括旋转电机、旋转主动轮、旋转从动轮和旋转同步带。旋转电机通过螺钉安装在架体10上，给机械臂30的旋转提供动力。旋转主动轮通过紧定螺钉安装在旋转电机的输出轴上，通过旋转同步带连接旋转从动轮，旋转从动轮内部加工有内孔和键槽，外部加工为齿形结构，内孔的精度高、粗糙度低，能够与机械臂30的滚珠花键母精密配合，滚珠花键母上带有平键，通过平键与旋转从动轮的键槽配合，将扭矩传递至机械臂30的滚珠花键轴，带动其旋转。升降电机通过螺钉安装在架体10上，给滚珠花键轴的升降提供动力。升降主动轮通过紧定螺钉安装在旋转电机输出轴上，通过升降同步带连接旋转从动轮。机械臂30的滚珠花键轴通过与旋转从动轮和升降同步带的共同作用，实现三维运动机械臂1的升降运动和旋转。

本实用新型还提出一种样本分析仪100，该样本分析仪100包括采样机构2和三维运动机械臂1，该三维运动机械臂1的具体结构参照上述实施例，由于本样本分析仪100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，采样机构2与机械臂30连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三维运动机械臂，应用于样本分析仪，其特征在于，所述三维运动机械臂包括：

架体；

机械臂，所述机械臂活动穿设于所述架体；

连接板，所述连接板与所述机械臂固定连接，并随机械臂相对于所述架体移动；以及

弹性件，所述弹性件的两端分别连接所述架体和所述连接板。

2.如权利要求1所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述架体的一端设有固定销，所述弹性件通过所述固定销连接于所述架体。

3.如权利要求2所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述连接板靠近所述弹性件的一端设有支架，所述弹性件连接所述支架。

4.如权利要求1所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述三维运动机械臂还包括导向结构，所述导向结构的两端连接所述架体，所述导向结构滑动穿设于所述连接板，并与所述机械臂间隔设置。

5.如权利要求4所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述导向结构包括导向杆和第一直线轴承，所述导向杆的两端连接所述架体；

所述连接板设有滑动孔，所述导向杆穿设于所述滑动孔；

所述第一直线轴承安装于所述滑动孔，并与所述导向杆滑动连接。

6.如权利要求1所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述机械臂连接有采样机构，所述采样机构用于吸样；

和/或，所述机械臂为滚珠花键轴；

和/或，所述弹性件为拉伸弹簧。

7.如权利要求6所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述架体背离所述采样机构的一端设有自润滑轴承，所述机械臂与所述自润滑轴承滑动连接。

8.如权利要求6所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述架体背离所述采样机构的一端设有第二直线轴承，所述机械臂与所述第二直线轴承滚动连接。

9.如权利要求1所述的三维运动机械臂，其特征在于，所述三维运动机械臂还包括：

升降机构，所述升降机构设于所述架体，并与所述机械臂连接，所述升降机构驱动所述机械臂相对所述架体运动；和

旋转机构，所述旋转机构设于所述架体上，并与所述升降机构间隔设置，所述旋转机构与所述机械臂连接，以驱动所述机械臂旋转。

10.一种样本分析仪，其特征在于，包括采样机构和如权利要求1至9中任一所述的三维运动机械臂，所述采样机构与所述三维运动机械臂的机械臂连接。

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