JP3922907B2 - Sample stirring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はカム機構を用いた試料攪拌装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この発明に関連する従来技術としては、試料容器を立てたラックをつかんでロータへの出し入れを自動的に行うロボットハンドを備え、前記ロボットハンドは、内部にモータにより回転駆動するカムを備え、そのカムの形状は1種類の大円と1種類の小円から成っており、小円は1個のベアリングから成っていることを特徴とするハンド開閉カムが知られている(例えば、実開平5−41688号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般にカム機構は、特殊な形状の被接触面(カム輪郭)を周縁に有して回転するカムと、被接触面に接触するように付勢された従動体からなり、従動体に往復直線運動又は往復角運動を行わせるようにしている。
【0004】
しかしながら、カムと従動体との摩擦により、両者が摩耗するばかりでなく、カムの回転に大きなトルクを必要とする。また、カムの被接触面(カム輪郭)は、従動体に所定の軌跡に沿った運動を円滑に行わせるために複雑な曲線形状に加工する必要があり、その加工が容易でないという問題がある。
【0005】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、カムと従動体との摩擦を軽減すると共に所望のカム輪郭を容易に形成することが可能なカム機構を用いた試料攪拌装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、被接触面を有し回転するカムと、被接触面に接触するように付勢されカムの回転に従って運動を行う従動体とを備え、カムの被接触面が複数のベアリングにより形成されてなるカム機構を備え、カムが2つのベアリングを支持するベアリング支持部材と、ベアリング支持部材を回転可能に支持する支軸からなり、2つのベアリングが、ベアリング支持部材に支軸を中心として対称に配置されてなるハンドリング装置を用いた試料攪拌装置を提供するものである。
上記ベアリングにはラジアルベアリングが好ましく市販のボールベアリング又はロールベアリングを用いることができる。
【0007】
また、この発明は、従動体が、開閉可能に支持され、かつ、閉じる方向に付勢された2つのハンドからなり、カムが両ハンドを開閉するように配置されてもよい。
【0009】
また、この発明は、ベアリング支持部材を回転駆動するモータをさらに備えてもよい。
【0010】
さらにこの発明は別の観点から、第1および第2駆動源と、2つのハンドを開閉可能に支持する第1支持部材と、第1支持部材を回転可能に支持する第2支持部材と、第1駆動源の駆動力によって第2支持部材を第1位置から第2位置まで往復移動させる移動部材と、第2駆動源によって駆動され2つのハンドを開閉させるための開閉部材とを備え、開閉部材は各ハンドに接触して両ハンドを押し開くベアリングを有し、開閉部材は第1位置において2つのハンドを開閉し、移動部材は第2支持部材の往復運動に対応して第1支持部材を正逆回転させる試料攪拌装置を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明のカム機構の一形態を示す構成説明図である。同図に示すように、カム機構101は、被接触面(カム輪郭)102を有し回転するカム104と、従動体105とを備える。
【0012】
従動体105は、従動軸106により支持され、被接触面102に接触するように矢印A方向に付勢される。そして、従動体105は、カム104の回転に従って、矢印B方向に揺動するように配置されている。カム104は、複数のラジアルベアリングB1〜B6を搭載したベアリング支持部材107を備え、ベアリング支持部材107は支軸103に支持され図示しない駆動源により回転し、ラジアルベアリングB1〜B6が被接触面102を形成している。従って、被接触面102と従動体105の摩擦がベアリングの作用で低減されるため、カム104を小さい回転トルクで回転駆動させることができる。
【0013】
また、被接触面102の曲線形状は、ベアリングB1〜B6のベアリング支持部材107に対する配置位置を調整するだけで決定される。従って、被接触面の加工がきわめて容易になる。
なお、ラジアルベアリングB1〜B6の数,サイズは、被接触面の形状に応じて任意に選択することができる。
【0014】
図2および図3は、図1に示すカム機構を適用したハンドリング装置の構成説明図である。これらの図に示すように、ハンドリング装置111は、開閉可能に支軸112によって支持された2つのハンド113,114と、ハンド113,114を閉じる方向に付勢する付勢部材(スプリング)115と、ハンド113,114間の支軸116により支持されてハンド113,114を開閉するためのカム117を備え、カム117はハンド113,114に接触してそれらを押し開くための2つのラジアルベアリングB1,B2を有する。
【0015】
カム117は、ラジアルベアリングB1,B2を支持するベアリング支持部材118を備え、ベアリング支持部材118は支軸116を中心に図示しない駆動源によって回転するようになっている。ラジアルベアリングB1,B2は支軸116を通る直線上に支軸116を中心として対称に配置されている。
【0016】
図2に示すベアリング支持部材118が90度だけ時計方向又は反時計方向に回転すると、図3に示すようにラジアルベアリングB1,B2は、ハンド113,114をそれぞれ中心線CLから角度θだけ押し開く。さらにベアリング支持部材118が90度だけ時計方向又は反時計方向に回転すると、ハンド113,114は図2に示すように閉じられる。つまり、この動作によりハンドリングが行われる。
【0017】
図4は、図2に示すハンドリング装置の変形例を示し、図2のカム117のベアリング支持部材118をベアリング支持部材118aに置換したものである。ベアリング支持部材118aは支軸116を通る直線上に支軸116に対して非対称に配置されたラジアルベアリングB1,B2を備える。その他の構成は図2のものと同等である。従って、ベアリング支持部材118aが時計方向に90度回転すると、ハンド113,114はそれぞれ中心線CLから異なる角度θ1,θ2だけ開かれる。
【0018】
逆に反時計方向に回転すると、ハンド113,114は中心線CLからそれぞれθ2,θ1だけ開かれる。つまり、図4い示すハンドリング装置では2つのハンドの最大の開き角度を互いに異なるように設定できる。
【0019】
図6は図2に示すハンドリング装置の他の変形例を示し、図2のカム117のベアリング支持部材118をベアリング支持部材18bに置換したものである。ベアリング支持部材118bは支軸16を囲んで分散するように配置された3つのラジアルベアリングB1,B2,B3を備える。その他の構成は図2のものと同等である。
【0020】
従って、ベアリング支持部材118bが時計又は反時計方向に回転すると、3つのラジアルベアリングB1,B2,B3の内の少なくとも2つが順次ハンド113,114に接触し、ハンド113,114をそれぞれ異なるタイミングで異なる角度だけ開閉させることができる。
【0021】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図7はこの発明によるカム機構およびハンドリング装置を用いた試料撹拌装置の正面から見た斜視図であり、図8は裏面から見た斜視図である。
【0022】
図7に示すように、ベース1に支持板2が固定され、支持板2にはその上端部に第1ブラケット3とステッピングモータ8とが固定され、図8に示すように、中間部に第2ブラケット4、従動プーリ12およびステッピングモータ20が設置されている。図7に示すように、第2ブラケット4の突出端には従動プーリ7が支軸6を中心に回転できるように支持され、プーリ7はその側面に支軸6に対して対称に配置された2つのラジアルボールベアリング7a,7bを備え、カム機構を構成している。
【0023】
図7に示すように、ステッピングモータ20の出力軸20aには駆動プーリ29が固定され、タイミングベルト30がプーリ7とプーリ29との間に懸架されて、プーリ7がモータ20により駆動されるようになっている。
【0024】
図8に示すように、ステッピングモータ8の出力軸8aには駆動プーリ10が固定され、プーリ10とプーリ12との間にはタイミングベルト5が懸架されている。
【0025】
図7に示すように、支持板2の表面には、ガイドレール11が垂直方向に設けられる。ガイドレール11にはスライダ13が垂直方向に摺動可能に嵌着されている。スライダ13上にはプレート15が固定され、さらにプレート15は固定具14(図8)によってタイミングベルト5に固定されている。
つまり、プレート15は、モータ8の駆動により垂直方向に移動するようになっている。
【0026】
図7に示すように、プレート15には板状カム34が支軸16を中心に回転可能に設けられ、板状カム34にはハンド17,18がそれぞれ支軸19a,19bを中心に回転可能に設けられる。
【0027】
ハンド17と18は第1スプリング21で接続され、第1スプリング21はハンド17と18を互いに接近する方向に付勢し、付勢されたハンド17と18は突出部25と26の当接により停止している。
【0028】
プレート15に立設されたピン22と板状カム34に立設されたピン23とは第2スプリング24で接続され、第2スプリング24は板状カム34を支軸16の周りに、図7において反時計方向に付勢し、板状カム34は突出部35に当接して停止している。
【0029】
また、第1ブラケット3は、先端にラジアルベアリング28を有するカム作動片27を下向きに固定する。
プレート15は、図7に示すように水平に突出するセンサ作動片31を備え、この作動片31は支持板2に設けられたフォトインタラプタからなる上限センサ32aと、下限センサ32bを作動するようになっている。
【0030】
図8に示すようにハンド17と18の裏側上部にはベアリング7a,7bと接触するためのカム接触部17aと18aが設けられ、先端には試料容器100を抱くための弾性部材17bと18bが設けられている。
【0031】
このように構成された試料撹拌装置の動作を次に説明する。
この試料撹拌装置は待機時にはハンド17,18は図7に示す位置に保持され、プーリ7のベアリング7a,7bも図7に示すように水平に整列している。この時、ハンド17,18は先端がプーリ7より若干上側に位置する状態にある。
【0032】
そこで、図7に示すように試料容器100が図示しないラック(搬送装置)によりハンド17と18の真下まで搬送されると、ステッピングモータ8が駆動して図9に示すようにハンド17と18を最下限まで下降させる。
【0033】
下降の途中からベアリング7aと7bがカム接触部17aと18aに接触してハンド17と18が開き、最下限位置でハンド17と18は試料容器100の上部に対し接触することなく対向する。そこで、ステッピングモータ20が作動してプーリ7が回転し図10に示すようにベアリング7aと7bが垂直方向に整列すると、ハンド17と18は、第1スプリング21の付勢力により図10に示すように互いに接近して試料容器100の上部を掴む。
【0034】
次に、ステッピングモータ8が駆動してプレート15が上昇すると図11に示すように板状カム34がカム作動片27のベアリング28に当接する。
さらに、プレート15が上昇すると、図12に示すように板状カム34がカム作動片27のベアリング28に押圧され、第2スプリング24の付勢力に抗して軸16を中心に時計方向に回転し試料容器100が傾き始める。
【0035】
そして、さらにプレート15が上昇すると試料容器100が図13に示すように回転を開始し、プレート15が最上限まで上昇すると、試料容器100は図11の垂直姿勢から120度の角度まで回転する。ここで、センサ作動片31が上限センサ32aを作動させ、ステッピングモータ8が停止し、プレート15の上昇動作が停止する。
【0036】
次に、ステッピングモータ8が逆回転し、プレート15が図11に示す位置、つまり試料容器100が垂直状態に戻る位置まで低下して停止する。そして、ステッピングモータ8は、プレート15を図11の位置から図13の位置まで所定回数(例えば、10回)往復させ、試料容器100の揺動をくり返す。これによって試料容器100内の試料が十分に撹拌される。
【0037】
このようにして撹拌動作が終了すると、ステッピングモータ8は図10の位置までプレート15を下降させ試料容器をラックに再装填する。この時センサ作動片31が下限センサ32bを作動させるので、ステッピングモータ8が停止し、プレート15の下降動作も停止する。
【0038】
次に、ステッピングモータ20が作動してプーリ7を図9に示す位置まで回転させる。これによって試験容器100は、ハンド17と18から離脱する。
【0039】
以上のようにして、この試料撹拌装置は、複数の試料容器100についてラックからの取出し動作、撹拌動作およびラックへの再装填動作を連続的に行う。
【0040】
図14はこの発明の試料撹拌装置を適用した血液分析装置の平面配置図である。ラック226は、ここでは、10本の試料容器200が装着できるような試験管立て状の形状をしている。試料容器200は試料として血液を収容している。
【0041】
まず最初に、試料容器100を収容したラック226が発送部212に縦一列に並べられると、全ラック226が矢印Cで示す方向に整列しながら前進し、その後、先頭のラック226が左方の移送部210に送出される。
【0042】
移送部210の上方に血液分析装置218が配置されている。移送部200により移送されるラック226は、血液分析装置218の撹拌装置211の真下で停止する。
【0043】
そして、先頭の試料容器200の試料が試料撹拌装置211で撹拌されると、ラック226が所定距離(試料容器200の配列ピッチ)だけ移動して、撹拌の終了した試料容器から試料が吸引装置212により吸引される。
【0044】
吸引された試料は定量部213で定量され、分析部214で分析される。吸引装置212の吸引動作の間に、撹拌装置211は次の試料容器200の試料を撹拌する。ラック226は試料容器200の配列ピッチずつ間欠的に搬送され、10本分(1台のラック126に搭載した全試料容器)の試料の撹拌と吸引が終了すると、そのラック226はさらにD方向に搬送され、次のラック226の先頭の試料容器100の撹拌が開始される。
【0045】
容器10本分の試料の撹拌と吸引の終わったラック226は最終的にはラック回収部216に矢印E方向に一列に回収される。なお、血液分析装置218における試料撹拌装置211には図7に示す試料撹拌装置が適用される。
【0046】
【発明の効果】
この発明によれば、カム輪郭に沿って複数のベアリングを配置したので、カムと従動体との摩擦を軽減すると共に、所望のカム輪郭を容易に形成することが可能なカム機構と、それを用いたハンドリング装置および試料攪拌装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のカム機構を示す構成説明図である。
【図2】この発明のハンドリング装置を示す正面図である。
【図3】図2のハンドリング装置の動作説明図である。
【図4】図2のハンドリング装置の変形例を示す正面図である。
【図5】図4のハンドリング装置の動作説明図である。
【図6】図2のハンドリング装置の他の変形例の正面図である。
【図7】この発明による試料撹拌装置の正面から見た斜視図である。
【図8】図7に示す試料撹拌装置の裏面から見た斜視図である。
【図9】図7に示す装置の動作を示す斜視図である。
【図10】図7に示す装置の動作を示す斜視図である。
【図11】図7に示す装置の動作を示す斜視図である。
【図12】図7に示す装置の動作を示す斜視図である。
【図13】図7に示す装置の動作を示す斜視図である。
【図14】図7に示す試料撹拌装置を用いた血液分析装置の平面配置図である。
【符号の説明】
101 カム機構
102 被接触面
103 支軸
104 カム
105 従動体
106 従動軸
107 ベアリング支持部材
B1〜B6 ラジアルベアリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to specimen stirring apparatus using a cam Organization.
[0002]
[Prior art]
As a prior art related to the present invention, a robot hand that automatically holds a sample container in a rack by holding a rack in which a sample container is raised is provided, and the robot hand includes a cam that is rotationally driven by a motor. There is known a hand opening / closing cam characterized in that the shape of the cam is composed of one kind of large circle and one kind of small circle, and the small circle is composed of one bearing (for example, actual open flat 5) -41688).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, a cam mechanism consists of a rotating cam having a contact surface (cam contour) with a special shape at the periphery and a follower urged to contact the contact surface. Alternatively, reciprocal angular motion is performed.
[0004]
However, the friction between the cam and the follower not only wears both, but also requires a large torque to rotate the cam. Further, the contacted surface (cam contour) of the cam needs to be processed into a complicated curved shape in order to cause the driven body to smoothly move along a predetermined locus, and there is a problem that the processing is not easy. .
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, specimen stirring apparatus using a cam Organization capable of easily forming a desired cam profile while reducing the friction between the cam and follower Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a rotating cam having a contact surface and a follower that is urged to contact the contact surface and moves according to the rotation of the cam, and the contact surface of the cam is formed by a plurality of bearings. The bearing mechanism includes a bearing support member that supports two bearings and a support shaft that rotatably supports the bearing support member, and the two bearings are symmetrical with respect to the bearing support member about the support shaft. A sample agitating device using a handling device arranged in the above is provided.
The bearing is preferably a radial bearing, and a commercially available ball bearing or roll bearing can be used.
[0007]
In the present invention , the follower may be configured to include two hands that are supported so as to be openable and closable and biased in the closing direction, and the cam may be disposed so as to open and close both hands .
[0009]
Also, the present invention may further comprise a motor for rotating the bearing support member.
[0010]
Further the present invention from another aspect, the first and second drive source, a first support member for openably supporting the two hands, and a second supporting member for rotatably supporting the first support member, A moving member that reciprocates the second support member from the first position to the second position by the driving force of the first driving source, and an opening / closing member that is driven by the second driving source to open and close the two hands. The member has a bearing that contacts and pushes both hands, the opening and closing member opens and closes the two hands at the first position, and the moving member corresponds to the reciprocating motion of the second supporting member. A sample agitating device that rotates forward and backward is provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a cam mechanism according to the present invention. As shown in the figure, the
[0012]
The driven
[0013]
The curved shape of the
The number and size of the radial bearings B1 to B6 can be arbitrarily selected according to the shape of the contacted surface.
[0014]
2 and 3 are explanatory diagrams of the configuration of the handling device to which the cam mechanism shown in FIG. 1 is applied. As shown in these drawings, the
[0015]
The
[0016]
When the
[0017]
FIG. 4 shows a modification of the handling apparatus shown in FIG. 2, in which the
[0018]
On the contrary, when rotating counterclockwise, the
[0019]
FIG. 6 shows another modification of the handling apparatus shown in FIG. 2, in which the
[0020]
Therefore, when the
[0021]
The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings. This does not limit the invention.
FIG. 7 is a perspective view seen from the front of a sample stirring device using the cam mechanism and handling device according to the present invention, and FIG. 8 is a perspective view seen from the back.
[0022]
As shown in FIG. 7, the
[0023]
As shown in FIG. 7, a
[0024]
As shown in FIG. 8, a
[0025]
As shown in FIG. 7, a
That is, the
[0026]
As shown in FIG. 7, a plate-
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
Further, the first bracket 3 fixes a
As shown in FIG. 7, the
[0030]
As shown in FIG. 8,
[0031]
Next, the operation of the sample stirring apparatus configured as described above will be described.
In this sample stirring device, the
[0032]
Therefore, as shown in FIG. 7, when the
[0033]
The
[0034]
Next, when the stepping
Further, when the
[0035]
When the
[0036]
Next, the stepping
[0037]
When the stirring operation is thus completed, the stepping
[0038]
Next, the stepping
[0039]
As described above, the sample agitating device continuously performs the operation of taking out from the rack, the agitating operation, and the reloading operation to the rack for the plurality of
[0040]
FIG. 14 is a plan layout view of a blood analyzer to which the sample stirring device of the present invention is applied. Here, the
[0041]
First, when the
[0042]
A
[0043]
When the sample in the
[0044]
The sucked sample is quantified by the
[0045]
The
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the plurality of bearings are arranged along the cam contour, the cam mechanism capable of reducing the friction between the cam and the driven body and easily forming a desired cam contour, The handling device and sample stirring device used are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a cam mechanism of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the handling device of the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the handling apparatus of FIG. 2;
4 is a front view showing a modification of the handling apparatus of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the handling device of FIG. 4;
6 is a front view of another modification of the handling device of FIG.
FIG. 7 is a perspective view seen from the front of the sample stirring device according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of the sample stirring apparatus shown in FIG.
9 is a perspective view showing the operation of the apparatus shown in FIG.
10 is a perspective view showing an operation of the apparatus shown in FIG.
11 is a perspective view showing an operation of the apparatus shown in FIG. 7. FIG.
12 is a perspective view showing the operation of the apparatus shown in FIG.
13 is a perspective view showing an operation of the apparatus shown in FIG.
14 is a plan layout view of a blood analyzer using the sample stirring device shown in FIG. 7. FIG.
[Explanation of symbols]
101
Claims (4)
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