CN104609348B - 一种用于样本容器的自动开盖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于样本容器的自动开盖装置，包括机架；设置于机架上用于固定并夹紧样本容器，防止样本容器旋转及沿轴向移动的夹持机构；设置在所述夹持机构上方的用于取下样本容器盖的开盖机构；设置于所述机架一侧驱动所述开盖机构升降的提升机构；还包括与所述开盖机构连接并驱动所述开盖机构夹紧并旋转样本容器盖的旋转机构；及设置在所述机架底部一侧用于回收所述开盖机构取下的样本容器盖的废盖回收机构。采用本发明可不需要采用单独采用两个驱动机构来实现样本容器盖的夹紧及旋转，仅在样本容器盖旋转机构的基础上，设置一个无动力源的开盖头，避免了高昂的成本，减少了故障点，从而提高了经济效益。

Description

一种用于样本容器的自动开盖装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域的一种开盖装置，尤其涉及的是一种用于样本容器的自动开盖装置。

背景技术

在传统的样本容器盖去除设备中，样本容器的盖或帽，在容器本体被夹持器夹持的状态下，被除盖机械臂的远端部分夹紧并被提升机构向上推动，从而自动地去除盖。但传统样本容器去除的设备功能并不完善，存在以下使用和成本问题：1、不能去除不同螺距的螺旋盖，不能适应不同规格和尺寸的样本容器。2、采用旋转样本容器的方式去除螺旋盖，结构复杂，动力源较多，存在破坏样本容器保持架夹持稳定性的风险。3、样本容器盖去除设备动力源较多，夹紧力不易控制，结构较为复杂，存在可靠性不高的风险，且成本较高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于样本容器的自动开盖装置，能简单、可靠地去除螺旋盖和样本容器塞，可自动适应不同尺寸的容器，不需要从其载体中移走容器就能去除样本容器盖的开盖装置。

本发明的技术方案如下：

一种用于样本容器的自动开盖装置，包括机架；

设置于机架上用于固定并夹紧样本容器，防止样本容器旋转及沿轴向移动的夹持机构；

设置在所述夹持机构上方的用于取下样本容器盖的开盖机构；设置于所述机架一侧驱动所述开盖机构升降的提升机构；

还包括与所述开盖机构连接并驱动所述开盖机构夹紧并旋转样本容器盖的旋转机构；及设置在所述机架底部一侧用于回收所述开盖机构取下的样本容器盖的废盖回收机构。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述开盖机构包括轴承座，设置在所述轴承座中的芯轴，以及设置在芯轴上并与芯轴具有相对转动的从动盘；其中所述芯轴的底端与一设置在所述从动盘下方的法兰连接；所述法兰下端通过第一销轴铰接有至少三个用于夹持样本容器盖的夹爪。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述夹爪的远端安装有滑动轴承，所述滑动轴承可在所述从动盘上的长圆形滑槽中滑动。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述夹爪通过转动销轴与从动盘铰接，安装于法兰上的滑动轴承可在夹爪上的滑槽内滑动。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述轴承座下方还铰接有两个制动杆，所述制动杆一端采用第二销轴固定在所述轴承座上，所述制动杆中部通过第三销轴分别铰接有用于阻止所述从动盘转动的阻尼块，制动杆的另一端设有若干个用于安装弹性元件的安装位。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述旋转机构由第二驱动马达、第二传动轮副和第二位置传感器装置组成，所述第二驱动马达通过所述第二传动轮副驱动所述开盖机构。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述第二传动轮副的第八驱动轮与所述开盖机构的芯轴连接，且所述芯轴与所述第八驱动轮随动旋转。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，设置在所述机架右侧的所述废盖回收机构，由第三驱动马达、第三传动轮副和第三位置传感器装置组成；

与所述第三驱动马达连接的第三传动轮副，包括与所述第三驱动马达连接的第九驱动轮，与所述第九驱动轮通过传动带连接的从动轮下方设有一空心轴，所述空心轴与设置在所述从动轮上方的回收溜槽连通。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述夹持机构包括相适配的夹持机械手和夹持爪副组成，所述夹持机械手和所述夹持爪副上或一侧分别设有用于检查是否存在样本容器的第一传感器和用于是否存在检测样本容器盖并判断样本容器盖类型的第二传感器。

所述的用于样本容器的自动开盖装置，其中，所述提升机构由第一传动轮副、用于驱动所述第一传动轮副的第一驱动马达、第一位置传感器装置和滑动导向副组成；

所述第一传动轮副包括与所述第一驱动马达连接的第一驱动轮，与所述第一驱动轮通过传动带连接的设置在所述机架侧壁上的第二驱动轮，与所述第二驱动轮通过传动带连接的第三驱动轮，与所述第三驱动轮连接的第四驱动轮；其中所述第二驱动轮和第三驱动轮同轴设置。

本发明所提供的用于样本容器的自动开盖装置，不需要采用单独采用两个驱动机构来实现样本容器盖的夹紧及旋转，仅在样本容器盖旋转机构的基础上，设置一个无动力源的开盖头，通过设置在从动盘上的阻尼及弹性元件实现样本容器盖的夹紧，避免了高昂的成本，简化了机械结构，减少了故障点，从而提高了经济效益，增加了企业竞争力。

附图说明

图1是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖装置轴侧图。

图2是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖装置提升机构轴侧图。

图3是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的样本容器盖旋转机构轴侧图。

图4是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的废盖回收机构轴侧图。

图5是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的样本容器夹持机构张开状态的轴侧图。

图6是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的样本容器夹持机构轴抓持状态的侧图。

图7是本发明中用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖机构示意图。

图8是图7中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖机构A-A剖视图。

图9是图8中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖机构松开状态的C向视图。

图10是图8中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖机构夹紧状态的C向视图。

图11是图7中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置较佳实施例的开盖机构B-B剖视图。

图12是图8中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置另一较佳实施例的开盖机构松开状态的C向视图。

图13是图8中本发明所述用于样本容器的自动开盖装置另一较佳实施例的开盖机构夹紧状态的C向视图。

具体实施方式

本发明提供一种用于样本容器的自动开盖装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，本发明提供的用于样本容器的自动开盖装置，包括机架60，设置于机架60上用于固定并夹紧样本容器6，防止样本容器6旋转及沿轴向移动的夹持机构1；设置在所述夹持机构1上方的用于开盖的开盖机构4；驱动所述开盖机构4升降的提升机构2；及设置在所述机架60顶部用于驱动所述开盖机构4夹紧并旋转样本容器盖的旋转机构3；设置在所述机架60底部一侧用于回收样本容器盖7的废盖回收机构5。所述开盖装置的开盖功能由夹持机构1、提升机构2、旋转机构3、开盖机构4共同完成，其中样本容器盖7的抓持与旋转仅使用一个马达驱动，即所述旋转机构3和所述开盖机构4共用一个驱动马达，结构简单，功能完备，极大的降低了制造成本；同时，由于样本容器盖7夹紧力大小由阻尼及弹性元件决定，力度大小容易控制，避免了夹紧力过大对样本容器的损伤；另外，相对于现有技术，本发明减少了一个马达的驱动和控制，降低了仪器成本和故障隐患。

具体的，请参阅图5和图6所示，所述夹持机构包括相适配的夹持机械手36和夹持爪副37组成，图5为所述夹持机构1的初始状态，所述夹持机械手36为张开状态。所述夹持机械手36和所述夹持爪副37上或一侧分别设有用于检查是否存在样本容器6的第一传感器7b和用于是否存在检测样本容器盖7并判断样本容器盖类型的第二传感器7a。如图6所示，为夹持机构1的夹紧状态，所述夹持机构1下方设有一用于放置样本容器6的容器载体38，当所述容器载体38上被放置样本容器6后，第一传感器7b检测到样本容器6存在，第二传感器7a启动并检测所述样本容器6上是否存在样本容器盖7，若检测到所述样本容器6上存在样本容器盖7则所述夹持机构1的夹持机械手36闭合并夹紧、固定所述样本容器本体，提升机构2启动。

当所述夹持机构1夹持样本容器6以后，所述提升机构2启动。如图2所示，所述提升机构2由第一传动轮副（图中未示出）、用于驱动所述第一传动轮副的第一驱动马达8、第一位置传感器装置（图中未示出）和滑动导向副（图中未示出）组成。所述第一传动轮副包括与所述第一驱动马达8连接的第一驱动轮9，与所述第一驱动轮9通过第一传动带10连接的设置在所述机架60侧壁上的第二驱动轮11，与所述第二驱动轮11连接的第三驱动轮12，与所述第三驱动轮12通过第二传动带13连接的第四驱动轮17；其中所述第二驱动轮11和第三驱动轮12同轴设置。所述滑动导向副包括用于导向所述开盖机构的第一导向轴15，本具体实施例中采用一个第一导向轴15导向所述开盖机构后侧设置的驱动滑块14竖向移动。如图3所示，所述第一位置传感器对应不同升降位置设置不同的位置传感器，本具体实施例中设置的第一位置传感器包括复位传感器35、第一开盖传感器35a和第二开盖传感器35b。

所述第一驱动马达8驱动所述传动轮辐带动所述开盖机构4沿所述滑动导向副的第一导向轴15竖直移动时，当所述开盖机构4触发复位传感器35时进行下一次的开盖动作，当所述开盖机构触发第一开盖传感器35a和第二开盖传感器35b时,所述开盖机构4分别进行对不同类型样本容器进行开盖。

进一步地，如图3所示，所述旋转机构3由第二驱动马达27、第二传动轮副（图中未示出）和第二位置传感器装置组成。所述第二驱动马达27设置在所述机架顶部下方。所述第二传动轮副包括设置在所述机架顶部平面、与所述第二驱动马达27连接的第五驱动轮19，与所述第五驱动轮19传动带22连接第六驱动轮23；及固定在所述开盖机构顶部通过传动带25相互连接第七驱动轮24和第八驱动轮26；所述第六驱动轮23与所述第七驱动轮25通过传动轴16连接。所述第二驱动马达27可带动第二传动轮副转动，第二传动轮副的第八驱动轮26的转动又可带动所述开盖机构4运转，即所述旋转机构3和所述开盖头结构4都由第二驱动马达27驱动运转，所述第二传动轮副的第八驱动轮26与所述开盖机构4的芯轴39连接，且所述芯轴39与所述第八驱动轮26随动旋转。较于现有自动开盖装置节省了用于驱动所述开盖机构4的单独驱动马达，减少了驱动马达与所述卡盖头机构4之间的驱动连接装置，简化了装置自动开盖装置的结构、和加工工艺，降低了自动开盖装置生产制造成本。另外所述旋转机构3的第五驱动轮19上还有一光栅20，在所述第五驱动轮19两侧对称设置有第二位置传感器装置，包括第一位置传感器18、和第二位置传感器21，用于检测所述旋转机构3的正转和反转。所述旋转机构3的正转和反转可使所述开盖机构4实现夹紧或松开样本容器盖。

如图7和图8所示，所述开盖机构4包括轴承座40，设置在所述轴承座40中的芯轴39，以及设置在芯轴39上并与芯轴39具有相对转动的从动盘41。具体的，所述轴承座40下方设有一从动盘41，从动盘41并通过一芯轴39与所述从动盘21连接，所述芯轴39上端凸出部分与所述旋转机构3的第八传动轮26随动旋转，所述芯轴39的中部与设置在所述轴承座40内的轴承43连接，所述芯轴39的另一端（底端）与一设置在所述从动盘41下方的法兰44连接。如图9所示，所述法兰44下端通过第一销轴45铰接有至少三个用于夹持样本容器盖的夹爪42。所述夹爪42的远端安装有滑动轴承46，所述滑动轴承46可在所述从动盘41上的长圆形滑槽47中滑动。如图11所示，所述轴承座40下方还铰接有两个制动杆50，所述制动杆50一端采用第二销轴49固定在所述轴承座40上，所述制动杆50中部通过第三销轴52分别铰接有用于阻止所述从动盘41转动的阻尼块51，制动杆50的另一端设有若干个用于安装弹性元件的安装位，本具体实施例中设有三个用于安装弹性元件的安装位。即54a安装位或54b安装位或54c安装位处均可安装有弹性元件53。弹性元件53可在不同的安装位安装，调节弹性元件53的安装位以改变弹性元件对所述制动杆50的弹力。

请返回至图7，所述从动盘41一侧还设有用于检测所述从动盘41随动旋转的随动传感器41a。请结合图9和图10所示，当芯轴39转动时，所述夹爪42随动旋转，此时制动杆50在弹性元件53的弹簧力作用下，阻尼块51压紧在从动盘41的外圆周，以一定的阻尼力阻止从动盘41转动。芯轴39由样本容器盖旋转机构3驱动，绕轴线旋转，由于阻尼块51的阻尼作用，阻止从动盘旋转，夹爪42远端的轴承46在从动盘41中的滑槽47中滑动，从而使得夹爪42的接触部分（所述接触部分为带齿的直线或圆弧的尖锐状部分）48向中心移动并夹紧样本容器盖7。在取下样本容器盖7后，夹爪42作用力在从动盘41上，一旦从动盘41的转向力足够克服阻尼块51的阻尼力时，从动盘41克服阻尼力开始同芯轴39一起旋转，从而实现了样本容器盖7夹紧并旋转的功能。

作为本发明的另一具体实施例，所述开盖机构4的结构还可采用图12和图13所示的结构，夹爪56（42）通过转动销轴55与从动盘59（41）铰接，安装于法兰44上的滑动轴承58（46）可在夹爪56（42）上的滑槽57（47）内滑动，所述滑槽为长圆形的槽孔。同样，在阻尼块的作用下，从动盘59（41）被阻止旋转，从而使得在法兰44正向旋转或反向旋转的条件下，夹爪56（42）接近或远离法兰44的中心，以到达夹紧或松开样本容器盖7的功能。同样，传感器41a检测到从动盘59（41）随动旋转时，提升机构2上升，以实现样本容器6的旋转开盖。另外随动传感器41a检测到从动盘41持续转动时，即判断为取下样本容器盖7，开盖机构4则会做上升运动，并将所述样本容器盖7放入底盖回收机构5。

如图4所示，所述废盖回收机构5设置在机架右侧，由第三驱动马达28、第三传动轮副（图中未示出）和第三位置传感器装置组成。与所述第三驱动马达28连接的第三传动轮副，包括所述第三驱动马达28连接的第九驱动轮29，与所述第九驱动轮29通过传动带30连接的从动轮29b下方设有一空心轴33，所述空心轴33与设置在所述从动轮29b上方的回收溜槽31连通。另外所述从动轮29b一侧设有第三位置传感器装置，包括第三位置传感器32和第四位置传感器32a,用于检测回收溜槽31的摆动位置。当开盖机构4取下样本容器盖7后，废盖回收机构5的第三驱动马达28通过第九驱动轮29、传动带30从动轮29驱动回收溜槽31绕空心轴33移动，用于回收废盖。所述回收溜槽31共有两个摆动位置，分别为废盖接受位及复位零点。所述第三驱动马达28驱动回收溜槽31在两个摆动位置移动，在接盖位时，废盖由开盖结构4丢弃到回收溜槽31中，废盖沿回收溜槽31进入空心轴33中，然后落入放在废盖回收机构5下方的废盖箱中回收。废盖回收成功后，回收溜槽31复位，第三位置传感器装置（32、32a）检测到回收溜槽31复位，将启动第一传感器7和第二传感器7b启动，循环下一开盖。

该开盖装置的工作原理如下：

初始状态下夹持机构1的夹持机械手36为张开状态，提升机构2驱动开盖头机构4复位在最高点（复位传感器35处），开盖头机构4中的夹爪42为松开状态，废盖回收机构5的回收溜槽31处于复位零点。

一旦夹持机构1的第一传感器7b检测到容器载体38中的样本容器6存在，并且第二传感器7a检测到样本容器盖7存在并判定容器盖的类型，此时夹持机械手37控制夹持爪副37闭合，将样本容器6固定；

此时，提升机构2驱动开盖头机构4下降到第一开盖位（35a处）或第二开盖位（35b处），旋转机构3驱动开盖头机构2的芯轴39旋转，由于阻尼块51的阻尼力阻止从动盘41旋转，夹爪42远端的轴承46在从动盘41中的长圆形的滑槽47中向外侧滑动，从而使得夹爪42的尖锐部分48向中心靠近并夹紧样本容器盖7。

随动传感器41a检测到从动盘41随动旋转时，提升机构2驱动开盖头机构4提升到复位零点，并触发复位传感器35。

一旦复位传感器35被触发，第二传感器7a检测样本容器盖7是否成功去除，一旦样本容器盖7未能成功去除，则重复开盖程序，直到去除成功或操作超时。

开盖成功后，废盖回收机构5将回收溜槽31移动到废盖接收位，此时旋转机构3的第二驱动马达27反向旋转，由于阻尼块51的阻尼力阻止从动盘41旋转，夹爪42远端的轴承46在从动盘41中的滑槽47中向内侧滑动，从而使得夹爪42的尖锐部分48远离中心并松开样本容器盖7。样本容器盖7落入回收溜槽31后，从回收溜槽31及空心轴33滑入废盖箱，同时回收溜槽31移动到复位零点。废盖计数传感器34用于检测废盖回收是否成功。废盖回收成功后，夹持机械手36张开，开启下一个开盖流程。

综上所述，本发明提供了一种从样品容器上去自动除螺旋盖和样本容器塞的简单可靠的装置，解决目前存在的加工工艺复杂、成本高、可靠性低等问题，采用新的方法解决了现有技术存在的不足，降低了制造成本和仪器的复杂程度，降低了故障隐患，增大了系统可靠性。另外还具有以下具体优点：

1、可兼容不同规格的样本容器；

2、可兼容不同规格的样本容器盖；

3、可去除橡胶盖及螺旋盖；

4、可智能判别是否具备开盖条件；

5、样本容器盖的夹紧及旋转仅采用一个动力元件，节省成本和维护费用，提高了可靠性；

6、阻尼大小可以调节，使用寿命长。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，包括机架；

设置于机架上用于固定并夹紧样本容器，防止样本容器旋转及沿轴向移动的夹持机构；

设置在所述夹持机构上方的用于取下样本容器盖的开盖机构；设置于所述机架一侧驱动所述开盖机构升降的提升机构；

还包括与所述开盖机构连接并驱动所述开盖机构夹紧并旋转样本容器盖的旋转机构；及设置在所述机架底部一侧用于回收所述开盖机构取下的样本容器盖的废盖回收机构；

所述夹持机构包括相适配的夹持机械手和夹持爪副组成，所述夹持机械手和所述夹持爪副上或一侧分别设有用于检查是否存在样本容器的第一传感器和用于检测是否存在样本容器盖并判断样本容器盖类型的第二传感器。

2.根据权利要求1所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述开盖机构包括轴承座，设置在所述轴承座中的芯轴，以及设置在芯轴上并与芯轴具有相对转动的从动盘；其中所述芯轴的底端与一设置在所述从动盘下方的法兰连接；所述法兰下端通过第一销轴铰接有至少三个用于夹持样本容器盖的夹爪。

3.根据权利要求2所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述夹爪的远端安装有滑动轴承，所述滑动轴承可在所述从动盘上的长圆形滑槽中滑动。

4.根据权利要求2所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述夹爪通过转动销轴与从动盘铰接，安装于法兰上的滑动轴承可在夹爪上的滑槽内滑动。

5.根据权利要求2所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述轴承座下方还铰接有两个制动杆，所述制动杆一端采用第二销轴固定在所述轴承座上，所述制动杆中部通过第三销轴分别铰接有用于阻止所述从动盘转动的阻尼块，所述制动杆的另一端设有若干个用于安装弹性元件的安装位。

6.根据权利要求1所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述旋转机构由第二驱动马达、第二传动轮副和第二位置传感器装置组成，所述第二驱动马达通过所述第二传动轮副驱动所述开盖机构。

7.根据权利要求6所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述第二传动轮副的第八驱动轮与所述开盖机构的芯轴连接，且所述芯轴与所述第八驱动轮随动旋转。

8.根据权利要求1所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，设置在所述机架右侧的所述废盖回收机构，由第三驱动马达、第三传动轮副和第三位置传感器装置组成；

与所述第三驱动马达连接的第三传动轮副，包括与所述第三驱动马达连接的第九驱动轮，与所述第九驱动轮通过传动带连接的从动轮下方设有一空心轴，所述空心轴与设置在所述从动轮上方的回收溜槽连通。

9.根据权利要求1所述的用于样本容器的自动开盖装置，其特征在于，所述提升机构由第一传动轮副、用于驱动所述第一传动轮副的第一驱动马达、第一位置传感器装置和滑动导向副组成；

所述第一传动轮副包括与所述第一驱动马达连接的第一驱动轮，与所述第一驱动轮通过传动带连接的设置在所述机架侧壁上的第二驱动轮，与所述第二驱动轮通过传动带连接的第三驱动轮，与所述第三驱动轮连接的第四驱动轮；其中所述第二驱动轮和第三驱动轮同轴设置。