CN87104015A - 拔试管塞的自动装置 - Google Patents

Abstract

一个插有m行，n排试管的试管架由一个送入装置运入主机体，在主机体中，由试管架移送装置移送时，用取出装置将试管架中的试管取出来。接着试管被运送机构运送。用一个拔出装置将每一个运送过来的带管塞的试管与管塞分开，即把试管和管塞夹住然后将管塞拔出，管塞拔出后，试管被运送机构继续移送。接着由插入装置将试管一排一排地插到由移送装置运送过来的空试管架中。预定排数的试管插入这个试管架中以后，便由运出装置将试管架从上述主机体中运出去。

Description

本发明是关于将管塞从试管中拔出来的自动装置，试管中装有所试验用的液体如血样之类。

为了化验装在带塞子的试管中的液体，如血样，看看血液中是否有杆菌或者鉴别一下是哪种杆菌，就需要将试管上的管塞，比如橡皮塞拔出来，把液体分成几部分，分别送到不同的分析化验设备上去进行不同项目的化验。对于这些分析化验设备已经有人进行了研究。已经发展出应用现代技术的分析化验设备并且已在实际中加以使用。但是，对于一些所谓“准备工作”，如拔试管塞之类的工作仍然靠手工劳动，就象在大医院里所看到的那样。由工人拿着装有血样的试管一个一个地将管拔出来。目前还没有一种能够自动地将管塞从试管中拔出的装置。

用人工拔出管塞的时候，如果操作不当就会在从试管中拔出管塞的时候，液体从试管中溅出来，这样就会溅到操作人员的手上，滴到地上。人工操作的时候还会出现试管落地破碎的情况。如果一旦发生了上述这些情况，就会恶化操作间的卫生条件。另外，用人工拔管塞的效率也低。当有一大批试管需要在某一个短时间内打开的话，就得有很多人参加这项工作。如果没有充足的劳动力，那么这种拔管塞的工作就得需要很长的时间。

因此，本发明的目的就是要提供一种自动拔管塞的装置，这种装置可以将管塞从试管中平稳地拔出而不会出现液体从试管中溅出的现象，从而也就不会溅到操作人员手上，滴到地上或者试管落地破碎的情况，这样就可以保持操作间的卫生条件，同时也就可以在一个短时间内将大量的管塞从试管中拔出来。

为了达到上述的目的，在本发明中采取了以下的措施。有一个带孔的试管架，带管塞的试管都插在这些孔中，排列成m行和n排。装满试管的试管架由一个试管架移送装置运到主机体中。当试管架正在向主机体中运送的时候，有一个试管取出装置将带管塞的试管一排一排地从试管架中取出。从试管架中取出的试管按照规定的顺序由主机体中设置的试管运送机构一个接一个地向前移送。在主机体中设置的一个管塞拔出装置将管塞与试管分开并将其从试管中拔出来。敞口的试管由试管运送机构继续向前运送。一定排数的敞口试管被运送到一个空的试管架那里，这个试管架是由试管架移送装置移动到试管运送机构的位置上。当所有这些试管都已插到试管架的孔中以后，就由试管架移送装置把这个试管架从主机体中移出。

上面所讲的这种拔管塞的自动装置可以自动而可靠地将管塞从试管中拔出，不会出现液体从试管中溅出将操作人员的手弄脏或者滴到地上的情况，也不会发生试管落到地上的问题，从而可以保持操作间里的卫生条件，此外，这种拔管塞装置可以在短时间内将大量试管的管塞拔出来。换句话说，本发明的自动拔管塞装置具有一些优点，并且是过去不曾为人们所知道的。

图1至图18所示是本发明的装置的一个实施例：

图1所示是本装置的透视图;

图2所示是试管运送机构的运输机的透视示意图;

图3是图2所示试管运送机构的运输机的侧视图;即从图2的左侧看去的视图;

图4所示试管移送套筒的透视图，这个套筒呈空心圆筒形状，用于试管运送机构上;

图5是试管移送套筒的侧视图;

图6所示是试管移送套筒的顶视图;

图7所示是插有试管的试管移送套筒的透视图;

图8所示是试管移送套筒装在试管运送机构中的侧视图，套筒中还插有一个试管;

图9和图10所示分别是挡杆装置的透视图和顶视图，挡杆装置用来在试管运送机构中将试管移送套筒停下来;

图11所示是本装置所用的管塞拔出装置的正视图;

图12至图14所示分别是管塞拔出装置的拔出杆的顶视图，底视图和侧视图;

图15所示是管塞拔出装置所用夹具的顶视图，这个夹具用来将管塞夹住;

图16至图18所示是管塞拔出装置的侧视图，说明这个装置是如何将管塞从试管中拔出来的。

下面参看图1，标号1表示试管架送入装置，标号2表示试管架移送装置，标号3表示试管架运出装置。在图1中，标号4表示试管取出装置，标号5表示试管运送机构用来运送试管，标号6表示管塞拔出装置，而标号7表示试管插入装置。标号8所示是试管，而标号9表示试管架。标号10为主机体。在机体中设有一个程序控制器，这个控制器在图上未示，是日本Izumi    Denki公司制造的“FA-1J”型程序控制器（以下简称控制器）用来对1-7项设备进行程序控制。

试管架运入装置1用来移送试管架9，试管架中插有试管8，排列成m行，n排，试管架被移送到主机体10中。（在这个实施例中，试管排列成5行，共10排）。试管架运入装置1包括一个皮带运输机11，被传动在箭头A的方向移动，在皮带运输机11的两侧装有导板12a和12b，这两块导板相互平行。在导板12a和12b上分别安装有位置探测器如光敏元件13a，13b，用来探测试管架9是否已经进入主机体10中。

试管架移送装置2包括皮带运输机21用来将进入机体10中的试管架9沿箭头B的方向移送，这个方向与箭头A所示方向相垂直，在这个皮带运输机21的两侧装有导板22a和22b，这两块导板相互平行。在导板22a和22b上分别安装有位置探测器，如光敏元件23a，23b，用来在移送装置2的运送过程中探测试管架9的位置，这些探测器在试管架9到达后给出信号，通过这些信号可以使皮带运输机21停止和开动。这个皮带运输机21也可以用几个运输机来代替，这几个运输机一个接一个布置起来。在这种情况下，最好是使运输机尽量靠近试管插入装置7，并且在必要的时候可以在反方向运转。

试管架运出装置3用来将试管架9从机体10中运出去。试管架运出装置包括皮带运输机31，被传动在箭头C的方向运转，这个方向与箭头B所示方向相垂直，而与箭头A所示方向相平行，在皮带运输机31的两侧装有导板32a和32b，这两块导板相平行。在导板32a和32b上分别安装有位置探测器，如光敏元件33a，33b，用来探测试管架9是否已经从装置中运出去。

试管取去装置4是用来将试管8从试管架9中取出来，试管架9是由试管架移送装置2移送到指定的位置上并且在这个位置上停下来，试管成排地从试管架中取出（即同时取出5个试管），试管取出装置4包括一个传动装置（图上未示），它的长臂41可以上下动作，也可在传动装置传动下在水平方向动作，在长臂41的下端装有气动的夹具43，夹具43具有五个C形卡爪42，当压缩空气操纵时这些卡爪可以打开和闭合。

试管运送机构5包括试管移送通道51，这个通道的形状大体上象个方框结构，同时该通道还有一段51a以便改变试管的移送顺序。试管移送通道51架设在试管架移送装置2中间部分的上方，其位置是考虑不会妨碍试管架9的通过。试管移送通道51的结构是考虑使试管移送套筒52能够独立地在通道51中移动。后面将要说明，每一个试管移送套筒52可以在试管移送通道51中使试管8能够稳定地移送。在试管移送通道51的侧壁上装有一些位置探测器（比如光敏元件）及用于控制套筒52的气缸，位置探测器用来探测试管移送套筒52的位置。当试管8移动到指定的位置以后，就会由控制器（图上未示）操纵气缸来使套筒停止或者移动。这样，试管运送机构5便可以独立地成组地移送试管，每一组试管由五个试管8组成，这些试管是用试管取出装置4从试管架9中取出的。

管塞拔出装置6可以单独地用于每一个试管8和试管上的管塞8a，将试管8与管塞8a分开，从而从试管8中将管塞8a拔出来，这一点将在后面详细介绍。

试管插入装置7用来把已经拔掉管塞8a的试管8插到试管架中，即一排一排地插入试管架9′的孔中，试管是由运送机构5运送的。试管插入装置7包括一个传动装置（图上未示），长臂71可以上下动作并且在传转装置的传动下在水平方向动作，在长臂71的下端装有一个气动夹具73。夹具73具有五个C形卡爪72，当压缩空气操纵时这些卡爪可以打开和闭合。

现在参照图2和图3详细地说明试管运送机构5的试管移送通道51。如这些附图所示，试管移送通道51包括两个互相平行的金属板制做的侧板54和55，两个侧板之间相距一个预定的距离，并且用一个平板56将侧板54和55的下端连接起来，侧板54和55的上端有平伸的导向边缘54a和55a，这两个导向边缘在水平方向相对着。在侧板54和55的下端向外各伸出一个支撑边缘54b和55b，这两个支撑边缘在水平方向朝相反方向伸出。在侧板54和55上切有开口57（图2和图3上只画了一个）。在这些开口中安装着位置探测器53a，53b，53c…（比如光敏元件），用来探测试管移送套筒52的位置，在开口中还安装用来停止套筒52的气缸。试管移送通道51还包括皮带运输机58，皮带从平板56上面绕过，而平板是用来将两个侧板54和55连在一起。皮带运输机58由传动装置59如电机来进行传动。

导向边缘54a和55a的伸出量W，导向边缘54a，55a端面之间的距离s以及导向边缘与皮带运输机58上表面之间的距离H都要按照试管移送套筒52的尺寸和形状来进行确定。

现在参照图4至图6来说明试管移送套筒52的结构。如图所示，每一个试管移送套筒52有两个圆环状凹槽52a和52b，并在其中心线方向有一个圆孔52c，这个圆孔52c是用来插试管的。在圆孔52c的底部有一个小孔52d，圆环状凹槽52a的宽度G1要比导向边缘54a和55a稍稍大一点。试管移送套管52凹槽部分的直径D要比导向边缘54a和55b之间距离S稍小一点。圆环状凹槽52b的宽度G2要比挡杆50a的直径稍稍大一些，有关挡杆装置的情况将在后面详细介绍。插试管的圆孔52c的直径d要比试管8的直径稍微大一些，底部圆孔52d的直径要比试管的直径小得多。圆环状凹槽52a和52b的深度V是按照挡杆50a后退位置来确定。圆环状凹槽52b可以比圆环状凹槽52a稍稍深一些。

下面参照图7至图10来说明插在每一个试管移送套筒52的圆孔52c中的试管8是如何在试管运送机构5中运送的。插有试管8的套筒52（如图7所示）是按照图8所示的样子装在试管移送通道51中的。此时，控制套筒52运动的气缸50处于其后退的位置上，因此，挡杆50a处于完全退回的位置上。由于皮带运输机58是传动的，因此试管移送套筒52将向前移动，同时由通道51的导向边缘54a和55a进行导向。由于导向边缘54a和55a都嵌入套筒52的圆环状凹槽52a中，因此套筒52能够平稳地向前移动，没有倾倒的可能。当气缸50由控制器起动的时候，挡杆50a便会在套筒52在通道51中运送的过程中伸到相邻两个套筒52的间隙之中，更确切地说是伸到这些套筒52的圆环状凹槽52a之间，如图10所示，从而将所有处于挡杆50a上游方向的套筒52都停下来，既使相邻两个套筒52互相靠在一起，挡杆50a仍然可以伸到这两个套筒52的圆环状凹槽52a的间隙中而不会将相邻两个套筒52分开。

管塞拔出装置6将参照图11至图15进行详细说明。在图11中，标号60所示是一个U形的固定框架，在固定框架60上安装有两个气缸61a和61b用来将试管夹住，这两个气缸在同一个中心线上。气缸61a和61b各有一个驱动杆。在气缸61a和61b的驱动杆端头分别安装着试管夹持器62a和62b。在试管夹持器62a和62b上分别装有弹性垫63a和63b。

在图11中，标号64a和64b表示一对拔出管塞用的气缸，形成一个双行程气缸，标号65a和65b表示一对拔出管塞用的气缸，形成一个双行程气缸。双行程气缸的上端由一个支撑机构（图上未示）来支承，必要时它可以由控制器来移动。上面的两个气缸64a和64b同时被驱动将框架66向上拉。下面的两个气缸65a和65b交替地被驱动将框架66向上拉。这些双行程气缸各装有一个驱动的拉杆。驱动拉杆的下端都通过接头67a和67b与活动框架66相连接。用来夹持管塞的两个气缸68a和68b都安装在活动框架66的侧板上，两个气缸在同一个中心线上。气缸68a和68b各装有一个驱动的拉杆。管塞夹紧器69a和69b分别安装在气缸68a和68b驱动拉杆的端部。管塞夹持器69a和69b可以前后移动，并且由导辊70a和70b进行导向，同时也由导槽73a和73b来导向，如图12和图13所示。图上标号77表示一个螺旋弹簧安装在活动框架66的下面，并且是在框架的中央部分。这个弹簧将试管8上盖的橡皮管塞8a向下推，这样可以有助于使尖针插入管塞8a中去，这一点将在后面说明。图上标号72a和72b表示安装在管塞夹持器69a和69b旁边的阻挡器，这些阻挡器的用途是在管塞夹持器69a和69b向回退的时候把从试管8中拔出的橡皮管塞8a挡住，从而使管塞脱离开。

管塞夹持器69a和69b具有半圆形的凹面，如图13及图15所示。这些半圆形凹面是在支撑板75a和75b的相对的一侧做出的。在夹持器69a上装有两根尖针74a和74a′，这两根尖针从夹持器69a的凹面中伸出，同样，在夹持器69上也装有两根尖针74b和74b′，这两根尖针从夹持器69b的凹面中伸出。因此，一共有四根尖针。在上述半圆形凹面上都分别装有弹性垫76a和76b。

如图15所示，当管塞夹持器69a和69b靠拢并相互接触的时候，尖针74a和74a′以及尖针74b和74b′就会插入管塞8a中去，同时弹性垫76a和76b靠到管塞8a的圆周上并将其紧紧地夹住。

现在参照图11至图15以及图16至图18来说明管塞拔出装置6的操作过程。当用来夹持试管8的气缸61a和61b动作的时候，试管夹持器62a和62b就会将试管8夹住。此时，试管8的圆周被夹持在弹性垫63a和63b之间。所以，这里没有冲击作用到试管8上，试管8也没有被压破的危险。

随后，管塞拔出用的气缸64a和65a以及管塞拔出用的气缸64b和65b都下降，从而使驱动杆78a和78b向下移动。这样的结果是整个框架向下移动。当这个框架移动到规定位置时，螺旋弹簧77便压在管塞8a的顶部，如图16所示。接着，夹持器69a和69b将管塞8a夹住。于是，尖针74a和74a′以及尖针74b和74b′插入管塞8a之中。

在这以后，下面的管塞拔出气缸65a和65b开始动作，从而使驱动杆78a和78b交替地在箭头a、b、c和d所示方向上下动作，如图17所示，这样就可以使管塞拔出用框架作摆动。因此使管塞8a很容易被拔出来。当管塞8a拔出一个距离h₁以后，气缸65a和65b即完成了管塞拔出操作，此时，在管塞8a上切的缺口8b已经移到了稍稍高于试管开口端的位置，这个缺口是为了让空气进入试管8而准备的。这样，空气开始从缺口8b进入试管8中，从而使试管8中的压力等于大气压力，接着，上面的管塞拔出气缸64a和64b同时向上动作，将管塞8a从试管8中拔出去。由于试管内外的压力已经平衡，因此作用在管塞8a上的力矩已经大大减小，从而就不会有液体从试管8中溅出的危险。

管塞拔出装置的结构在上面已经讲了，现在说明一下它是操作过程。

首先，当装有试管的试管架9已经装到试管架送入装置1上以后，控制器便开始工作，由送入装置1将试管架9移到主机体10中。在主机体10中，试管架9由试管架移送装置2的皮带运输机21运送到试管取出装置4那里，然后控制器改变皮带运输机21的操作方式，使皮带运输机21开始断续性地移送试管架9，每一次使其移动一个相邻两排试管的间距。与此同时，试管取出装置4开始动作，从试管架9中同时取出一排五根试管8，接着将这些试管插入试管移送套筒52中。插有试管8的套筒52由试管运送机构5向前移送。试管移送套筒52的排列次序在从通道51的第一段移送到伸出段51a的时候是相反的次序，接着，套筒52从伸出段51a移动进入通道51的第二段，通道的第二段与第一段是相互垂直的。因此，试管8的排列次序相反。试管移送套筒52一个接一个被移送到管塞拔出装置6那里。管塞拔出装置6将管塞8a从试管8中拔出。管塞8a收集到一起，再进行下一步处理。仍然插在试管移送套筒52中的敞口试管8被移送到试管插入装置7中。这个插入装置7停在那里直到一排五个试管到达为止。当有五个试管到达那里以后，这个插入装置7便开始操作，将这五个试管移送到空的试管架9′中，这个试管架9′已经处于试管架移送装置2的位置上。

空的试管架9′在操作开始时通过皮带运输机的传动反向而从试管架运出装置3那里移送过去。如果在试管8正在通道51中运送的过程中，已由试管取出装置4将试管8取出的试管架9可以从取出装置4那里移动到规定的位置上，那么这个试管架9就可以用来代替试管架9′。

由于空的试管架9′也是断续性地移动，每一次移动一段两排相邻试管的间距，因此它与试管插入装置7是同步移动的。所以，试管8是一排一排地移送到试管架9′那里的。由于通道伸出段51a的缘故，试管8已经在相反的次序排列，因此试管在试管架9′中的排列次序也和前面已排列的次序一样。

在所有的试管8已经被移送到试管9′中以后，这个试管架即由试管架移送装置2运送到试管架运出装置3那里，接着主机体10中运送出去。试管已被取出的试管移送套筒52再由试管运送机构5返回到试管取出装置4那里。

按照上面所讲的操作程序，每一个插在试管架圆孔中的试管8的管塞8a都可以自动地被拔出来。因此只需要从试管架运出装置3运出来的试管架上取试管8就行了。

按照本发明的自动拔管塞装置可以自动地将装有液体如血样的试管的管塞拔出来。因此，用这种装置可以使拔管塞的人工操作实现全部自动化，这种工作在大医院也是必需的。如果将本发明的装置投放市场，人们可以买去使用以代替烦人的人工操作。另外，从卫生条件方面来说，这种装置也是非常有用的。因此，可以说这种装置可以得到广泛的应用。

Claims (5)

1、一种用来将盛有血样等类液体并用管塞塞住的试管的管塞自动拔出的装置，其特征在于包括下列部件：

一个试管架送入装置用来将试管架送到主机体中，在试管架中装有一些试管排列成m行，n行；

一个试管架移送装置用来将试架沿着主机体中的路线运送试管架；

一个试管取出装置用来将试管从上述试管架中取出，即在试管架由上述试管架移送装置运送的过程中，将试管一排一排地从试管架中取出；

一个试管运送机构用来在试管被上述试管取出装置一排一排地取出以来，按照预定的次序将试管一个个地移送过去；

一个管塞拔出装置用来把由上述试管运送机构移送的每一个试管上的管塞从试管中拔出来，也就是将试管和管塞夹住然后将管塞从试管中拔出来；

一个试管插入装置用来将试管一排一排地插到一个空的试管架中，这个试管架由上述的试管架移送装置进行移送，而试管是在拔出了管塞以后由上述试管运送机构运送来的；

一个试管架运出装置用来将上述的试管架从上述的机体中运出去，也就是在已经有一定排数的试管插入这个试管架以后，把它运出去。

2、根据权利要求1的拔试管塞自动装置，其特征在于上述试管架移送装置是继续地运送上述的试管架，每一次移送一个预定的距离，即当上述试管架处于上述试管取出装置或者处于上述试管插入装置的位置上时进行断续地移送。

3、根据权利要求1的拔试管塞自动装置，其特征在于上述试管运送机构包括具有导向边缘的试管移送通道，该通道适于运送圆柱形试管套筒，套筒上有圆环状凹槽，而上述导向边缘就伸到这个凹槽之中。

4、根据权利要求1的拔试管塞自动装置，其特征在于上述管塞拔出装置具有两个气缸可以交替地拉动管塞拔出框架的两端在这个框架上装有一对管塞夹持器。

5、根据权利要求4的拔试管塞自动装置，其特征在于每一个上述的管塞夹持器是一个半圆形的部件，相互对着，在每一个夹持器上装有两根尖针用来插入管塞。

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