CN220408724U - 一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种化学发光免疫分析仪，具体涉及一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，包括机械臂框架、水平运动机构、升降运动机构、抓取开闭机构、花键组件和控制机构；机械臂框架安装于全自动化学发光免疫分析仪上；水平运动机构安装于机械臂框架上；花键组件通过轴承座水平安装于机械臂框架上；升降运动机构安装于水平运动机构上；抓取开闭机构安装于升降运动机构上，并通过同步带压块连接于第三同步带上；控制机构分别与第一驱动电机、第二驱动电机和抓取开闭机构电气连接。与现有技术相比，本实用新型解决抓杯机构无法良好的实现直线转运的功能，实现了全自动高效的实现反应杯在多种部件间的抓取、升降、水平移动和放置。

Description

一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统

技术领域

本实用新型涉及一种化学发光免疫分析仪，具体涉及一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统。

背景技术

化学发光经过近30年发展已成为临床主要诊断技术之一，特别是全自动化学发光免疫分析仪，已逐步成为化学发光产品主要发展方向，随着技术的发展和分析需求的增加，越来越追求仪器的测试速度，一种用于高速全自动化学发光免疫分析仪的抓杯机构的使用变得更为重要。

现有的全自动化学发光免疫分析仪抓杯机构存在效率低、工位少、无法适用复杂环境等问题。如中国专利CN202120717767.1提出了一种用于全自动化学发光免疫分析仪的抓杯机械臂，包括Z向移动机构、旋转移动机构、抓取开闭机构和花键组件，Z向移动机构和旋转移动机构通过花键组件连接在一起，花键组件包括花键轴和花键螺母，花键螺母套设在花键轴上，Z向移动机构驱动花键轴向Z向运动，旋转移动机构驱动花键轴做旋转运动，抓取开闭机构安装在花键轴上，随着花键轴一起运动。该机械臂虽然能够转动以及在Z向上移动，但是对于方形或条状的反应杯的转运需求无法满足，因此需要提出一种新型的用于高速全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，以解决现有技术中的抓杯机构无法良好的实现直线转运的功能，实现了全自动高效的实现反应杯在多种部件间的抓取、升降、水平移动和放置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，包括机械臂框架、水平运动机构、升降运动机构、抓取开闭机构、花键组件和控制机构；

所述的机械臂框架安装于全自动化学发光免疫分析仪上；

所述的水平运动机构包括第一驱动电机、第一驱动轮、第一从动轮、第一同步带和第一导轨；所述的第一驱动电机安装于机械臂框架上，所述的第一驱动轮安装于第一驱动电机的输出端，并通过第一同步带与安装于机械臂框架上的第一从动轮相连；所述的第一导轨水平安装于机械臂框架上；

所述的花键组件通过轴承座水平安装于机械臂框架上；

所述的升降运动机构包括第二驱动电机、第二驱动轮、第二从动轮、第二同步带、第三从动轮、第四从动轮、第三同步带、第二导轨和升降基板；所述的第二导轨竖直安装于升降基板侧边，所述的升降基板滑动安装于第一导轨上，并通过同步带压块连接于第一同步带上；所述的第二驱动电机安装于机械臂框架上，所述的第二驱动轮安装于第二驱动电机的输出端，并通过第二同步带与第二从动轮相连，所述的第二从动轮和第三从动轮分别键连接于花键组件上，所述的第三从动轮通过第三同步带与第四从动轮相连，所述的第四从动轮安装于升降基板的侧边；

所述的抓取开闭机构滑动安装于第二导轨上，并通过同步带压块连接于第三同步带上；

所述的控制机构分别与第一驱动电机、第二驱动电机和抓取开闭机构电气连接。

作为进一步的改进，所述的机械臂框架包括横梁、支撑板和固定座；所述的固定座安装于全自动化学发光免疫分析仪上，所述的支撑板设有一对，分别固定于固定座两侧，所述的横梁固定于支撑板上；所述的水平运动机构和升降运动机构分别安装于横梁上。

作为进一步的改进，所述的机械臂框架还包括支撑柱，所述的支撑柱连接于两块支撑板之间。

固定座用于安装在整机上，支撑板用于匹配机构工作高度及固定横梁，支撑柱用于加固整个机构的刚性，横梁用于固定运动机构。

作为进一步的改进，所述的第一驱动电机通过第一电机安装板固定于横梁上，所述的第二驱动电机通过第二电机安装板固定于横梁上，通过电机安装板的安装腰孔可调节对应位置的同步带的松紧。

作为进一步的改进，所述的水平运动机构还包括安装于横梁上的惰轮，所述的惰轮设置于第一驱动轮与第一从动轮之间，第一驱动轮、惰轮与第一从动轮通过第一同步带依次相连。惰轮的设置使同步带的布置路线可根据设计要求进行调整，同时不会影响同步带的正常运行。

作为进一步的改进，所述的花键组件包括花键轴和花键螺母；所述的花键轴安装于轴承座上，所述的花键螺母键连接于花键轴上。

作为进一步的改进，所述的第二从动轮键连接于花键轴上，所述的第三从动轮键连接于花键螺母上。

作为进一步的改进，所述的机械臂框架于第一导轨的两端分别设置有水平限位螺钉，所述的升降基板于第二导轨的两端分别设置有竖直限位螺钉。水平限位螺钉和竖直限位螺钉分别限位升降运动机构的水平移动和抓取开闭机构的竖直运动。

作为进一步的改进，所述的升降运动机构上安装有水平触发片，所述的机械臂框架上于水平触发片的同一水平面上设置有水平光耦，所述的水平光耦与控制机构电气连接；所述的抓取开闭机构上安装有升降触发片，所述的升降基板上于升降触发片的同一竖直面上设置有升降光耦，所述的升降光耦与控制机构电气连接。通过触发片与光耦的设置，可使升降运动机构和抓取开闭机构在移动至轨道终点时自动复位至原点，具体为：在触发片移动至光耦处会遮挡光耦的光信号，光耦将该信号反馈至控制机构，控制机构便会发出指令以控制驱动电机运转使升降运动机构/抓取开闭机构复位。

作为进一步的改进，所述的控制机构包括控制器，优选采用PLC控制器，所述的控制器分别与第一驱动电机、第二驱动电机和抓取开闭机构电气连接。

作为进一步的改进，所述的直线抓杯系统还包括拖链，所述的拖链安装于机械臂框架上，电气连接使用的电气线路由拖链内穿过。

作为进一步的改进，所述的抓取开闭机构为电磁抓杯机构。电磁抓杯机构可参考CN202120717767.1中，主要由电磁线圈、光耦、抓手手指、压簧和框架等零件组成。线圈未通电时，手指受到压簧的力而夹紧反应杯；线圈通电时产生磁力，对压簧上端的铁芯产生吸力，迫使手指张开，从而夹取反应杯，通过光耦可判断左手指件和右手指件的闭合、抓杯及张开三个状态。

本实用新型的工作原理为：

第一驱动电机驱动第一驱动轮旋转，通过第一同步带带动第一从动轮旋转，第一同步带绕第一驱动轮与第一从动轮运行，带动升降基板沿第一导轨发生水平运动；第二驱动电机驱动第二驱动轮旋转，通过第二同步带带动第二从动轮旋转，第二从动轮又进一步通过花键组件带动第三从动轮发生旋转，第三从动轮通过第三同步带带动第四从动轮旋转，第三同步带绕第三从动轮与第四从动轮运行，带动抓取开闭机构沿第二导轨发生竖直运动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构具有创新性、新颖性和高效性，作为高速全自动化学发光免疫分析仪关键核心部分之一，能够全自动高效的实现反应杯在多种部件间的抓取、升降、水平移动、放置。

本实用新型结构紧凑、新颖，制作方便，成本低，且易于布置，适于工业化生产与使用。

本方案适用于体外诊断医疗仪器设备生产与使用，有较为广阔的应用前景和较大的应用价值。

附图说明

图1为直线抓杯系统初始状态的结构示意图；

图2为直线抓杯系统调节高度后的结构示意图；

图3为直线抓杯系统中花键组件的结构示意图；

图中：1-机械臂框架；101-横梁；102-支撑板；103-支撑柱；104-固定座；2-水平运动机构；201-第一驱动电机；202-第一驱动轮；203-第一从动轮；204-惰轮；205-第一同步带；206-第一导轨；207-轴承座；208-水平触发片；209-水平光耦；210-水平限位螺钉；211-第一电机安装板；3-升降运动机构；301-第二驱动电机；302-第二驱动轮；303-第二从动轮；304-第二同步带；305-第三从动轮；306-第四从动轮；307-第三同步带；308-第二导轨；309-升降基板；310-升降触发片；311-升降光耦；312-第二电机安装板；4-抓取开闭机构；5-花键组件；501-花键轴；502-花键螺母；6-升降拖链；7-水平拖链。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，如图1-3所示，包括机械臂框架1、水平运动机构2、升降运动机构3、抓取开闭机构4、花键组件5和控制机构；

所述的机械臂框架1安装于全自动化学发光免疫分析仪上；

所述的水平运动机构2包括第一驱动电机201、第一驱动轮202、第一从动轮203、第一同步带205和第一导轨206；所述的第一驱动电机201安装于机械臂框架1上，所述的第一驱动轮202安装于第一驱动电机201的输出端，并通过第一同步带205与安装于机械臂框架1上的第一从动轮203相连；所述的第一导轨206水平安装于机械臂框架1上；

所述的花键组件5通过轴承座207水平安装于机械臂框架1上；

所述的升降运动机构3包括第二驱动电机301、第二驱动轮302、第二从动轮303、第二同步带304、第三从动轮305、第四从动轮306、第三同步带307、第二导轨308和升降基板309；所述的第二导轨308竖直安装于升降基板309侧边，所述的升降基板309滑动安装于第一导轨206上，并通过同步带压块连接于第一同步带205上；所述的第二驱动电机301安装于机械臂框架1上，所述的第二驱动轮302安装于第二驱动电机301的输出端，并通过第二同步带304与第二从动轮303相连，所述的第二从动轮303和第三从动轮305分别键连接于花键组件5上，所述的第三从动轮305通过第三同步带307与第四从动轮306相连，所述的第四从动轮306安装于升降基板309的侧边；

所述的抓取开闭机构4滑动安装于第二导轨308上，并通过同步带压块连接于第三同步带307上；

所述的控制机构分别与第一驱动电机201、第二驱动电机301和抓取开闭机构4电气连接。

更具体地，本实施例中：

如图1所示，一种用于高速全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯机械臂系统，包括机械臂框架1，水平运动机构2，升降运动机构3，抓取开闭机构4，花键组件5。

具体的，如图2所示，机械臂框架1主要由横梁101、支撑板102、支撑柱103、固定座104等部分组成。横梁101用于安装固定水平运动机构2，升降运动机构3，抓取开闭机构4，花键组件5；支撑板102用于匹配机构工作高度及固定横梁101；由于整个机械臂系统的重心较高，防止工作过程中出现晃动情况，使用支撑柱103加固刚性；直线抓杯机械臂通过固定座104安装在全自动化学发光免疫分析仪的整机上。

具体的，如图2所示，水平运动机构2包括第一驱动电机201、第一驱动轮202、第一从动轮203、惰轮204、第一同步带205和第一导轨206。第一驱动电机201通过第一电机安装板211安装在横梁101外侧的中下部，可通过腰孔调节第一同步带205的松紧，其输出端向所述横梁101的内侧延伸，为水平运动提供动力；第一驱动轮202安装在第一驱动电机201的输出端上，带动整个水平运动机构2运转；第一从动轮203安装在横梁101内侧的两端，惰轮204安装在横梁101内侧的中间，第一同步带205套设在第一从动轮203和第一驱动轮202上，第一导轨206安装在横梁101的内侧，在第一导轨206的左右两端各安装有一个水平限位螺钉210，对第一导轨206及升降运动机构3进行水平限位，防止安装过程出现脱轨的情况；轴承座207安装在横梁101内侧的两端，花键组件5通过轴承座207固定在横梁101上，花键螺母502通过键连接嵌套于升降运动机构3；第一同步带205通过同步带压块(图中未体现)与升降运动机构3连接，通过第一驱动电机201的驱动，使升降运动机构3进行水平运动；在升降运动机构3上还安装有水平触发片208，在横梁101上还安装有与水平触发片208配套的水平光耦209，水平触发片208与水平光耦209位于同一水平面上，使在升降运动机构3滑动至第一导轨206的末端时，水平触发片208阻挡水平光耦209的光信号，通过反馈信号至控制机构促使升降运动机构3的水平运动可复位至原点；第一驱动电机201和传感器(水平光耦209)的线路通过横梁101背后设置的水平拖链7限位。

具体的，如图2所示，升降运动机构3包括第二驱动电机301、第二驱动轮302、第二从动轮303、第三从动轮305、第四从动轮306、第二同步带304、第三同步带307和第二导轨308，第二驱动电机301安装在横梁101右外侧的第二电机安装板312上，通过腰孔可调节第二同步带304松紧；第二驱动电机301输出端向外侧延伸，第二驱动轮302安装在第二驱动电机301的输出端上，第二从动轮303安装在横梁101的右侧，第二同步带304套设在第二从动轮303和第二驱动轮302上，并且第二从动轮303还套设在花键轴501上形成键连接，第三从动轮305通过键连接套设在花键螺母502上，第四从动轮306通过安装板(图中未体现)安装在升降基板309的外侧，第三同步带307套设在第二从动轮305和第三从动轮306上，第二导轨308安装在升降基板309的内侧，在第二导轨308的上下两端各安装有一个竖直限位螺钉(图中未体现)，对第二导轨308及抓取开闭机构4进行升降限位，防止安装过程出现脱轨的情况；第三同步带307通过同步带压块(图中未体现)与抓取开闭机构4连接，通过第二驱动电机301驱动，使抓取开闭机构4进行升降运动，在抓取开闭机构4上还安装有升降触发片310，在升降基板309上还安装有升降光耦311，升降触发片310与升降光耦311位于同一竖直面上，使在抓取开闭机构4滑动至第二导轨308的末端时，升降触发片310阻挡升降光耦311的光信号，通过反馈信号至控制机构促使抓取开闭模块4的升降运动可复位至原点；第二驱动电机301和传感器(升降光耦311)的线路通过固定于升降基板309侧边的升降拖链6限位。

具体的，如图1所示，抓取开闭机构4主要由电磁线圈、光耦、抓手手指(包括左手指件和右手指件)、压簧、框架等零件组成，具体可参见CN202120717767.1中的抓取开闭机构4，本实施例采用的抓取开闭机构4与CN202120717767.1中一致。在电磁线圈未通电时，抓手手指受到压簧的力而夹紧；电磁线圈通电时产生磁力，对压簧上端的铁芯产生吸力，迫使左手指件和右手指件张开，从而可夹取反应杯，通过光耦可判断左手指件和右手指件的闭合、抓杯及张开三个状态。

该系统使用时，第一驱动电机201驱动第一驱动轮202旋转，通过第一同步带205带动第一从动轮203旋转，第一同步带205绕第一驱动轮201与第一从动轮203运行，带动升降基板309沿第一导轨206发生水平运动；第二驱动电机301驱动第二驱动轮302旋转，通过第二同步带304带动第二从动轮303旋转，第二从动轮303又进一步通过花键轴501和花键螺母502带动第三从动轮305发生旋转，第三从动轮305通过第三同步带307带动第四从动轮306旋转，第三同步带307绕第三从动轮305与第四从动轮306运行，带动抓取开闭机构4沿第二导轨308发生竖直运动。

本实施例中的控制机构可选用PLC控制器，分别与第一驱动电机201和第二驱动电机301的开关相电气连接，以控制启停；并与水平光耦209和升降光耦311通过I/O接口相连，以接收数据。水平光耦209和升降光耦311中所使用的光耦无特殊需求，可直接采用市售的产品。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，包括机械臂框架(1)、水平运动机构(2)、升降运动机构(3)、抓取开闭机构(4)、花键组件(5)和控制机构；

所述的机械臂框架(1)安装于全自动化学发光免疫分析仪上；

所述的水平运动机构(2)包括第一驱动电机(201)、第一驱动轮(202)、第一从动轮(203)、第一同步带(205)和第一导轨(206)；所述的第一驱动电机(201)安装于机械臂框架(1)上，所述的第一驱动轮(202)安装于第一驱动电机(201)的输出端，并通过第一同步带(205)与安装于机械臂框架(1)上的第一从动轮(203)相连；所述的第一导轨(206)水平安装于机械臂框架(1)上；

所述的花键组件(5)通过轴承座(207)水平安装于机械臂框架(1)上；

所述的升降运动机构(3)包括第二驱动电机(301)、第二驱动轮(302)、第二从动轮(303)、第二同步带(304)、第三从动轮(305)、第四从动轮(306)、第三同步带(307)、第二导轨(308)和升降基板(309)；所述的第二导轨(308)竖直安装于升降基板(309)侧边，所述的升降基板(309)滑动安装于第一导轨(206)上，并通过同步带压块连接于第一同步带(205)上；所述的第二驱动电机(301)安装于机械臂框架(1)上，所述的第二驱动轮(302)安装于第二驱动电机(301)的输出端，并通过第二同步带(304)与第二从动轮(303)相连，所述的第二从动轮(303)和第三从动轮(305)分别键连接于花键组件(5)上，所述的第三从动轮(305)通过第三同步带(307)与第四从动轮(306)相连，所述的第四从动轮(306)安装于升降基板(309)的侧边；

所述的抓取开闭机构(4)滑动安装于第二导轨(308)上，并通过同步带压块连接于第三同步带(307)上；

所述的控制机构分别与第一驱动电机(201)、第二驱动电机(301)和抓取开闭机构(4)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的机械臂框架(1)包括横梁(101)、支撑板(102)和固定座(104)；所述的固定座(104)安装于全自动化学发光免疫分析仪上，所述的支撑板(102)设有一对，分别固定于固定座(104)两侧，所述的横梁(101)固定于支撑板(102)上；所述的水平运动机构(2)和升降运动机构(3)分别安装于横梁(101)上。

3.根据权利要求2所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的机械臂框架(1)还包括支撑柱(103)，所述的支撑柱(103)连接于两块支撑板(102)之间。

4.根据权利要求2所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的水平运动机构(2)还包括安装于横梁(101)上的惰轮(204)，所述的惰轮(204)设置于第一驱动轮(202)与第一从动轮(203)之间，第一驱动轮(202)、惰轮(204)与第一从动轮(203)通过第一同步带(205)依次相连。

5.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的花键组件(5)包括花键轴(501)和花键螺母(502)；所述的花键轴(501)安装于轴承座(207)上，所述的花键螺母(502)键连接于花键轴(501)上。

6.根据权利要求5所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的第二从动轮(303)键连接于花键轴(501)上，所述的第三从动轮(305)键连接于花键螺母(502)上。

7.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的机械臂框架(1)于第一导轨(206)的两端分别设置有水平限位螺钉(210)，所述的升降基板(309)于第二导轨(308)的两端分别设置有竖直限位螺钉。

8.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的升降运动机构(3)上安装有水平触发片(208)，所述的机械臂框架(1)上于水平触发片(208)的同一水平面上设置有水平光耦(209)，所述的水平光耦(209)与控制机构电气连接；所述的抓取开闭机构(4)上安装有升降触发片(310)，所述的升降基板(309)上于升降触发片(310)的同一竖直面上设置有升降光耦(311)，所述的升降光耦(311)与控制机构电气连接。

9.根据权利要求8所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的直线抓杯系统还包括拖链，所述的拖链安装于机械臂框架(1)上，电气连接使用的电气线路由拖链内穿过。

10.根据权利要求1所述的一种全自动化学发光免疫分析仪的直线抓杯系统，其特征在于，所述的抓取开闭机构(4)为电磁抓杯机构。