CN219291675U - 自定位的离心机驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自定位的离心机驱动机构，包括：定位法兰座，其用于与离心机的转轴驱动连接以带动离心机的转轴绕Z轴旋转，所述定位法兰座的表面开设有两个驱动槽，两个驱动槽与定位法兰座的中线轴线的距离不相等；以及驱动装置，其包括电机、与所述电机的输出轴驱动连接旋转套连接在所述旋转套底部的定位座以及可沿Z轴滑动设置在所述定位座上的两个定位销，所述两个定位销用于分别顶入两个驱动槽内以通过所述旋转套带动所述定位法兰座绕Z轴旋转。本实用新型的自定位的离心机驱动机构能够实现对离心机的自动定位，使得离心机离心前上样、离心后取样的自动化成为了可能，有助于提高检测设备效率。

Description

自定位的离心机驱动机构

技术领域

本实用新型涉及体外诊断设备领域，特别涉及一种自定位的离心机驱动机构。

背景技术

离心机是利用了旋转的物体由于惯性，会远离其的旋转中心的特点，达到分离液体与固体或液体与液体组成的混合物的目的的设备。离心机不仅大量应用于化工、食品、船舶等领域，在生物医药领域也有着广泛的应用。离心机在生物医药行业主要应用于血液分离、DNA研究/免疫血液学实验、检验研究等。对医学、生物化学等领域在血清、血浆和免疫领域研究起到关键作用。各级医院、各地血站、医学院校和医疗检验机构大规模使用具有离心功能的实验、检验设备。随着医疗需求的日益提升，检验、实验数量迅速扩大，以往由操作人员处理各设备衔接环节的工作模式难以应对大数量的检验实验需求。检验实验设备亟待由现有的各环节自动化、环节间人工衔接升级为各环节自动化，且环节间自动化衔接。对于离心机设备，这就要求离心机具备定位的功能，以便样品放入、取出离心机。

具体的，例如血液样品的自动化离心处理。自动化离心处理流水线一般包括样品储存区、样品传输机构、样品配平机构、样品转运机械臂、离心机。具体到离心机，需要解决3个问题：1)离心机能够自动开盖，这项功能已经有成熟的产品(如赛默飞Cryofuge 16)。2)离心机停转后，转子的角度是随机的，而且转子能够轻易的被拨动。机械臂放样品的时候，不仅要求样品仓的位置是确定的，而且要求转子必须固定不转动。3)样品在离心之前都要经过配平，以确保放在离心机转子对称位置的样品重量是一致的，否则离心机不能正常工作。机械臂放入第1个样品后，离心机转子要自动旋转180°，再放入第2个样品。因此，离心机转子必须要有自动定位的功能，才能应用于自动化离心处理流水线。

伺服电机、步进电机等具有闭环控制功能的电机通常体积较小，如果用于驱动大容量离心机，则相当于“小马拉大车”，会导致离心机启动停止都非常困难，无法有效实现准确定位。而大容量离心机转子的转动惯量极大，一般使用交流异步电机驱动，但这一类电机没有闭环控制功能，所以无法依靠电机实现离心机转子定位。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自定位的离心机驱动机构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自定位的离心机驱动机构，包括：

定位法兰座，其用于与离心机的转轴驱动连接以带动离心机的转轴绕Z轴旋转，所述定位法兰座的表面开设有两个驱动槽，两个驱动槽与定位法兰座的中线轴线的距离不相等；

以及驱动装置，其包括电机、与所述电机的输出轴驱动连接旋转套连接在所述旋转套底部的定位座以及可沿Z轴滑动设置在所述定位座上的两个定位销，所述两个定位销用于分别顶入两个驱动槽内以通过所述旋转套带动所述定位法兰座绕Z轴旋转。

优选的是，所述旋转套还包括用于安装所述电机的电机座，所述电机座的底面设置有槽型光耦，所述旋转套上连接有与所述槽型光耦配合的环形光耦挡片，所述环形光耦挡片上开设有定位凹槽，所述环形光耦挡片的上沿伸入所述槽型光耦的凹槽内。

优选的是，所述电机座呈L型，所述电机设置在所述电机座的底板上，所述电机座的竖板上开设由腰型安装孔。

优选的是，所述定位座上开设有两个用于安装所述定位销的上下贯通所述定位座的阶梯孔，所述定位座由上至下包括小孔段和大孔段。

优选的是，所述定位销包括可活动插设在所述阶梯孔内的销轴、连接在所述销轴底部且底端伸出所述大孔段的销头、形成于所述销轴外壁上的限位凸环、套设在所述销轴上且处于大孔段的上部内壁和限位凸环之间的弹簧以及连接在所述销轴顶部的限位挡片。

优选的是，所述限位挡片的直径大于所述小孔段的内径。

优选的是，所述销轴的顶部开设有固定螺纹孔，所述限位挡片呈环形状，通过连接在所述固定螺纹孔内的固定螺钉固定在所述销轴顶部。

优选的是，所述定位法兰座的内部开设有用于与离心机的转轴驱动连接的方形驱动孔。

优选的是，所述旋转套的上部开设有L型槽使得所述旋转套的顶部被分割形成一个半圆固定抱环和一个半圆弹性抱环，所述半圆弹性抱环的一端与半圆固定抱环连接，另一端为弹性活动端；

所述半圆弹性抱环的弹性活动端通过第一螺钉与所述半圆固定抱环连接。

优选的是，所述半圆固定抱环上至少开设有一个水平螺纹孔，所述水平螺纹孔内配合插设有第二螺钉，所述第二螺钉的内端顶压所述电机的输出轴。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的自定位的离心机驱动机构能够实现对离心机的自动定位，使得离心机离心前上样、离心后取样的自动化成为了可能，有助于提高检测设备效率；

本实用新型利用两个定位销在Z轴旋转套筒上的非对称安装(如此轻微的非对称质量分布不会导致离心机不平衡)，使得旋转套和定位法兰座具有唯一确定的相对位置，而定位销卡入定位法兰座可通过电机缓慢旋转实现，当定位销到达设计位置时，弹簧会将定位销压入法兰座的驱动槽内，配合槽型光耦和环形光耦挡片，可实现离心机的定位；其中，设计定位销和法兰座配合定位结构，简化了离心机定位设备，避免了现在复制装置在离心机工作过程中被损坏造成的损失和影响；

本实用新型能够采用大减速比的电机(例如一些实施例中，减速比为1:47)有效的放大了电机的旋转力矩和定位力矩，能缓慢转动离心机的转轴，使其缓启、缓停，从而实现离心机转子的低速旋转和定位。

附图说明

图1为本实用新型的自定位的离心机驱动机构的结构示意图；

图2为本实用新型的自定位的离心机驱动机构的剖视图；

图3为本实用新型的旋转套的结构示意图；

图4为本实用新型的自定位的离心机驱动机构应用于离心机的正视图；

图5为本实用新型的自定位的离心机驱动机构应用于离心机的另一个视角的示意图。

附图标记说明：

1—定位法兰座；10—驱动槽；11—方形驱动孔；

2—驱动装置；20—电机；21—旋转套；22—定位座；23—定位销；24—电机座；25—槽型光耦；26—环形光耦挡片；200—输出轴；210—L型槽；211—半圆固定抱环；212—半圆弹性抱环；213—紧固螺纹孔；214—水平螺纹孔；220—阶梯孔；221—小孔段；222—大孔段；230—销轴；231—销头；232—限位凸环；233—弹簧；234—限位挡片；235—固定螺纹孔；236—固定螺钉；240—底板；241—竖板；242—腰型安装孔；260—定位凹槽；

100—自定位的离心机驱动机构；200—机械臂；300—离心机。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

参照图1-3，本实施例提供的一种自定位的离心机驱动机构，包括：

定位法兰座1，其用于与离心机300的转轴驱动连接以带动离心机300的转轴绕Z轴旋转，定位法兰座1的表面开设有两个驱动槽10，两个驱动槽10与定位法兰座1的中线轴线的距离不相等；

以及驱动装置2，其包括电机20、与电机20的输出轴200驱动连接旋转套21连接在旋转套21底部的定位座22以及可沿Z轴滑动设置在定位座22上的两个定位销23，两个定位销23用于分别顶入两个驱动槽10内以通过旋转套21带动定位法兰座1绕Z轴旋转。

其中，旋转套21还包括用于安装电机20的电机座24，电机座24的底面设置有槽型光耦25，旋转套21上连接有与槽型光耦25配合的环形光耦挡片26，环形光耦挡片26上开设有定位凹槽260，环形光耦挡片26的上沿伸入槽型光耦25的凹槽内。环形光耦挡片26与槽型光耦25配合用以对电机20旋转圈数进行计数，具体的，环形光耦挡片26随旋转套21旋转过程中，定位凹槽260通过槽型光耦25时，槽型光耦25可识别到信号，将第一次收到信号作为开始旋转的标志，再一次收到信号时，即可确认电机20转动了1圈，以此类推，可获得电机20转过的圈数。当然，也可在环形光耦挡片26上设置更多的定位凹槽260，这样即可实现电机20更小转动角度的定位，例如设置2个定位凹槽260，那每接受一次信号说明旋转了180°。

电机座24呈L型，电机20设置在电机座24的底板240上，电机座24的竖板241上开设由腰型安装孔242。通过竖板241可将整个驱动装置2安装在其他机构上，例如机械臂200上。

本实施例中，定位座22上开设有两个用于安装定位销23的上下贯通定位座22的阶梯孔220，定位座22由上至下包括小孔段221和大孔段222。

定位销23包括可活动插设在阶梯孔220内的销轴230、连接在销轴230底部且底端伸出大孔段222的销头231、形成于销轴230外壁上的限位凸环232、套设在销轴230上且处于大孔段222的上部内壁和限位凸环232之间的弹簧233以及连接在销轴230顶部的限位挡片234。限位挡片234的直径大于小孔段221的内径。

销轴230的顶部开设有固定螺纹孔235，限位挡片234呈环形状，通过连接在螺纹孔235内的固定螺钉236固定在销轴230顶部。

弹簧233向下顶压限位挡片234，使定位销23具有向下移动的趋势，当定位座22旋转至定位座22到达驱动槽10时，定位销23会自动顶入驱动槽10内。由于两个驱动槽10与定位法兰座1的中线轴线的距离不相等，所以在定位座22旋转一圈的过程中，只存在一个位置使得两个定位销23会同时顶入两个驱动槽10内。

定位法兰座1的内部开设有用于与离心机300的转轴驱动连接的方形驱动孔11。

本实施例中，旋转套21的上部开设有L型槽210使得旋转套21的顶部被分割形成一个半圆固定抱环211和一个半圆弹性抱环212，半圆弹性抱环212的一端与半圆固定抱环211连接，另一端为弹性活动端；半圆弹性抱环和半圆固定抱环211的端面开设有紧固螺纹孔213，半圆弹性抱环212的弹性活动端通过插入紧固螺纹孔213内的第一螺钉(图中未示出)与半圆固定抱环211连接。半圆固定抱环211上至少开设有一个水平螺纹孔214，水平螺纹孔214内配合插设有第二螺钉(图中未示出)，第二螺钉的内端顶压电机20的输出轴200。通过第一螺钉使半圆弹性抱环212的弹性活动端靠近半圆固定抱环211从而抱紧电机20的输出轴200，通过第二螺钉顶压输出轴200的外壁从而防止旋转套21径向的窜动，最终实现旋转套21与电机20的输出轴200的连接。

以下结合一种具体的应用场景对本实用新型的定位原理进行说明：

参照图4-5，工作前，该自定位的离心机驱动机构100的驱动装置2固定在机械臂200上，该自定位的离心机驱动机构100的定位法兰座1则是驱动连接在下方的离心机300的转轴上；

工作时，通过机械臂200将驱动装置2移动到离心机300上方的定位法兰座1正上方，然后向下移动到指定位置，假设此时两个定位销23未对准两个驱动槽10，则两个定位销23会被压入到阶梯孔220内；然后电机20带动定位座22旋转1圈，则在旋转1圈后，两个定位销23必然会顶入到两个驱动槽10内，此时定位座22与定位法兰座1相对位置保持固定，定位座22与环形光耦挡片26相对位置保持固定(定位座22与环形光耦挡片26均连接在旋转套21上)，所以环形光耦挡片26与定位法兰座1的位置保持固定，通过槽型光耦25能够对环形光耦挡片26进行定位，从而即可对定位法兰座1进行定位，定位法兰座1此时与离心机300的转轴是相对固定的，所以最终即可对离心机300的转轴实现定位(即定位座22的初始位置是固定的，通过定位销23与定位法兰座1的配合使得定位法兰座1也能以一个固定的初始位置工作，即定位销23插入驱动槽10时定位法兰座1的位置为其初始位置)。

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。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种自定位的离心机驱动机构，其特征在于，包括：

定位法兰座，其用于与离心机的转轴驱动连接以带动离心机的转轴绕Z轴旋转，所述定位法兰座的表面开设有两个驱动槽，两个驱动槽与定位法兰座的中线轴线的距离不相等；

以及驱动装置，其包括电机、与所述电机的输出轴驱动连接旋转套连接在所述旋转套底部的定位座以及可沿Z轴滑动设置在所述定位座上的两个定位销，所述两个定位销用于分别顶入两个驱动槽内以通过所述旋转套带动所述定位法兰座绕Z轴旋转。

2.根据权利要求1所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述旋转套还包括用于安装所述电机的电机座，所述电机座的底面设置有槽型光耦，所述旋转套上连接有与所述槽型光耦配合的环形光耦挡片，所述环形光耦挡片上开设有定位凹槽，所述环形光耦挡片的上沿伸入所述槽型光耦的凹槽内。

3.根据权利要求2所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述电机座呈L型，所述电机设置在所述电机座的底板上，所述电机座的竖板上开设由腰型安装孔。

4.根据权利要求1所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述定位座上开设有两个用于安装所述定位销的上下贯通所述定位座的阶梯孔，所述定位座由上至下包括小孔段和大孔段。

5.根据权利要求4所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述定位销包括可活动插设在所述阶梯孔内的销轴、连接在所述销轴底部且底端伸出所述大孔段的销头、形成于所述销轴外壁上的限位凸环、套设在所述销轴上且处于大孔段的上部内壁和限位凸环之间的弹簧以及连接在所述销轴顶部的限位挡片。

6.根据权利要求5所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述限位挡片的直径大于所述小孔段的内径。

7.根据权利要求6所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述销轴的顶部开设有固定螺纹孔，所述限位挡片呈环形状，通过连接在所述固定螺纹孔内的固定螺钉固定在所述销轴顶部。

8.根据权利要求7所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述定位法兰座的内部开设有用于与离心机的转轴驱动连接的方形驱动孔。

9.根据权利要求1所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述旋转套的上部开设有L型槽使得所述旋转套的顶部被分割形成一个半圆固定抱环和一个半圆弹性抱环，所述半圆弹性抱环的一端与半圆固定抱环连接，另一端为弹性活动端；

所述半圆弹性抱环的弹性活动端通过第一螺钉与所述半圆固定抱环连接。

10.根据权利要求9所述的自定位的离心机驱动机构，其特征在于，所述半圆固定抱环上至少开设有一个水平螺纹孔，所述水平螺纹孔内配合插设有第二螺钉，所述第二螺钉的内端顶压所述电机的输出轴。

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