CN212483609U - 取样针的控制装置及自动进样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了取样针的控制装置及自动进样系统，所述取样针的控制装置包括取样针；固定单元连接弹性件；弹性件连接所述取样针，当所述取样针相对所述固定单元移动时，所述弹性件具有形变量；当取样针相对所述固定单元的移动位移达到阈值时触发单元发出触发信号，所述阈值与所述形变量对应。本实用新型具有取样针保护效果好、使用寿命长等优点。

Description

取样针的控制装置及自动进样系统

技术领域

本实用新型涉及化学分析，特别涉及取样针的控制装置及自动进样系统。

背景技术

在生化分析中，通常用到自动进样装置，在工作过程中，取样针在驱动下三维移动，具体移动方式为：采用齿带传动，其中X轴部件采用光轴和滑块结合的方式承载Y轴部件运动，齿带负责传输动力；Y轴部件采用结构件和齿带配合的方式承载Z轴部件运动；Z轴部件采用结构件和齿带配合的方式承载取液针的升降。同时，在抽取或注入液体时，取样针进入管内，且必须进入管内接近底端的部分才开始抽取或注入液体。这种工作方式具有诸多不足，如：

1.采用齿带传动时，由于齿带多采用橡胶或者聚氨酯等材料制成，材料本身伸缩性比较大，再加上齿带与齿轮啮合的间隙是无法避免的，导致累计误差较大，传动精度低，在不牺牲精度的情况下，必须减少运行的行程，也就减少了样品盘的数量；

2.取液针遇到障碍物时没有自保护措施，会折弯甚至折断。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种取样针的控制装置，取样针具有自保护功能，相应地延长了取样针的使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

取样针的控制装置，所述取样针的控制装置包括取样针；所述取样针的控制装置还包括：

固定单元，所述固定单元连接弹性件；

弹性件，所述弹性件连接所述取样针，当所述取样针相对所述固定单元移动时，所述弹性件具有形变量；

触发单元，当取样针相对所述固定单元的移动位移达到阈值时所述触发单元发出触发信号，所述阈值与所述形变量对应。

根据上述的取样针的控制装置，为了进一步实现传动精度高以提高样品盘数量的发明目的，驱动单元中，电机驱动螺杆正转和反转；触发单元的输出端连接所述电机，控制电机的停止运行；所述螺杆带动所述固定单元在导轨上正向和反向移动，在直接驱动固定单元的移动中，避免了使用自身伸缩性大的齿带，改用传动精度高的螺杆。

本实用新型的目的还在于提供了应用上述控制装置的自动进样系统，所述自动进样系统包括支架；所述自动进样系统还包括：

上述的取样针的控制装置；

导轨，固定单元设置在所述导轨上；

驱动单元，所述驱动单元驱动所述固定单元在所述导轨上移动。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.取样针具有自保护功能；

创造性地提出了取样针相对固定单元移动的方案，使得当取样针顶着障碍物如管时，在弹性件的作用下，取样针与固定单元具有相对位移，且位移达到阈值后，触发单元输出触发信号，从而停止固定单元的移动，有效地防止了取样针和障碍物间的过度挤压，保护了取样针，相应地提高了取样针的使用寿命，也即具有了自保护功能；

2.传动精度高，移动误差小；

在直接驱动固定单元移动时放弃了伸缩性大的齿带，改用传动精度高的螺杆，电机和螺杆间采用联轴器或齿带，此时的齿带长度远小于现有技术中的长度，伸缩量小，带来的误差小，提高了运行的行程，相应地增加了样品盘的数量。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例的自动进样系统的结构简图；

图2是根据本实用新型实施例的取样针的控制装置的另一结构简图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例的自动进样系统的结构简图，如图1 所示，所述自动进样系统包括：

支架11，所述支架11承载导轨12和驱动单元31；

导轨12，所述固定单元21设置在所述导轨上；

驱动单元31，所述驱动单元31驱动所述固定单元21在所述导轨12上移动；

图2示意性地给出了本实用新型实施例的取样针的控制装置的结构简图，如图2所示，所述取样针的控制装置包括：

取样针41，如单层针或双层针，所述取样针是本领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；

固定单元21，所述固定单元连接弹性件；如，固定单元具有适于放入弹性件的通孔或槽，弹性件的一端固定在固定单元上；

弹性件22，如弹簧，所述弹性件连接所述取样针，当所述取样针相对所述固定单元移动时，所述弹性件具有形变量，如被拉长或压缩；

触发单元(未示出)，当取样针相对所述固定单元的移动位移达到阈值时所述触发单元发出触发信号，所述阈值与所述形变量对应，如阈值是最大的容许形变量，形变量对应于取样针的相对位移。

为了防止取样针与外界的过度挤压(受力过大)而弯曲或断裂，进一步地，所述触发信号包括固定单元的停止移动。

为了准确地发出触发信号，进一步地，所述触发单元包括测距部件或压力传感器，所述测距部件用于检测所述取样针相对所述固定单元的移动位移，或者检测所述形变量；所述压力传感器检测相对固定单元移动的取样针施加的压力，当压力超过限定值(该限定值与弹性件的最大形变量具有对应关系，形变量与取样针的相对位移对应)时，发出触发信号；所述测距部件设置在所述取样针或弹性件或者固定单元上。

为了准确地在相对位移达到阈值时发出触发信号，进一步地，所述触发单元包括：

光源和探测器，所述探测器接收所述光源发出的光；

当取样针或随着取样针移动的移动部件相对固定单元的移动位移达到阈值时，取样针或移动部件阻挡所述光源和探测器之间的光路中光的传输。

为了方便地移动，且和取样针同步移动，进一步地，所述移动部件23设置在导轨上，并与所述取样针41连接。

为了将取样针设置在固定单元上，且使取样针沿着直线运动，进一步地，具有适于所述取样针穿过的导向通孔24或导向槽，所述通孔或槽的中心轴线与所述取样针的中心轴线重合。

为了使取样针保持直线运动，进一步地，支架11上具有导向架13，导向架 13具有取样针41穿过的导向通孔。

为了精准地控制固定单元的移动，进一步地，所述驱动单元包括：

电机31，所述电机31驱动螺杆33正转和反转；所述触发单元的输出端连接所述电机；

螺杆33，所述螺杆33带动所述固定单元21在导轨12上正向和反向移动。

实施例2：

根据本实用新型实施例1的自动进样系统的应用例。

在该应用例中，如图1-2所示，取样针41采用内层和外层组成的双层针；固定单元21设置在滚珠导轨12上，螺杆33连接并带动固定单元21在导轨12 上正向和反向移动，所述电机31通过同步齿带32驱动螺杆33正转和反转；电机31的输入端连接触发单元，根据接收到的触发信号控制电机工作，固定单元停止并反向运动；固定单元21具有适于放入弹性件的第一通孔，弹性件22采用弹簧，一端连接在固定单元21上，另一端连接取样针41：当取样针与外界物接触时停止运动，但固定单元21继续运动，弹簧具有形变量，该形变量等于取样针相对固定单元的移动位移；所述取样针41穿过所述第一通孔，并穿过导向通孔24以及导向架13上的导向通孔，导向通孔的中心轴线和取样针的中心轴线重合，且两者直径相同，导向通孔的内径小于第一通孔的内径；所述固定单元上具有柱形导轨，延伸方向和取样针的中心轴线平行，移动部件23具有挡片以及适于柱形导轨穿过的通孔，取样针的上部与所述移动部件固定连接，使得移动部件和取样针同步运动；

触发单元采用光源和探测器的组合，设置在固定单元上且与固定单元保持相对静止，所述探测器接收所述光源发出的光；当随着取样针移动的移动部件相对固定单元的移动位移达到阈值时，移动部件的挡片阻挡所述光源和探测器之间的光路中光的传输，探测器接收到的信号为零，探测器发出触发信号，控制电机停止转动，然后反转，固定单元停止移动，后反向移动。

上述取样针的控制装置的工作方式为：

电机用同步齿带驱动螺杆正向转动，从而驱动固定单元带动取样针及移动部件正向移动，此时固定单元和取样针、移动部件间无相对运动，弹簧无形变量；

当取样针的端部接触障碍物后，取样针和移动部件停止移动，但固定单元和触发单元继续正向移动，弹簧具有形变量，如变长；

随着固定单元的进一步正向移动，弹簧的形变量变大，取样针和障碍物间的压力变大；当相对固定单元移动的移动部件的挡片处于光源和探测器之间的光路时，探测器接收不到光，表明此时取样针相对固定单元的移动位移(也即弹簧形变量)达到阈值，探测器向电机发出触发信号；

电机根据接收到的触发信号停止转动，后驱动固定单元反向移动，从而避免了取样针多度挤压而变形、断裂，实现了自保护功能。

实施例3：

根据本实用新型实施例1的自动进样系统的应用例，与实施例2不同的是：

1.不再使用移动部件；

2.利用联轴器连接电机和螺杆；

3.在取样针的端部设置挡片；当取样针和固定单元间的相对位移达到阈值时，挡片处于光源和探测器之间的光路上，探测器发出触发信号。

实施例4：

根据本实用新型实施例1的自动进样系统的应用例，与实施例2不同的是：

1.不再使用移动部件；

2.触发单元采用压力传感器，设置取样针上方的固定单元上，与固定单元保持相对静止；

随着取样针和固定单元间的相对移动，取样针与压力传感器间的距离逐渐变小，之后接触压力传感器；随着取样针和固定单元间相对位移的变大，压力传感器输出的压力值变大，压力值达阈值(与最大相对位移对应)时输出触发信号。

实施例5：

根据本实用新型实施例1的自动进样系统的应用例，与实施例2不同的是：

1.不再使用移动部件；

2.触发单元采用测距仪，设置固定单元上，与固定单元保持相对静止；取样针上具有挡片，测距仪检测固定单元和挡片之间的距离；

随着取样针和固定单元间的相对移动，取样针与固定单元(测距仪)间的距离逐渐变大；随着取样针和固定单元间相对位移的变大，测距仪输出的距离值变大，距离值达阈值(与最大相对位移对应)时测距仪输出触发信号。

实施例6：

根据本实用新型实施例1的自动进样系统的应用例，与实施例2不同的是：

1.不再使用移动部件；

2.触发单元采用测距仪，设置在弹簧上；

随着取样针和固定单元间的相对移动，弹簧的形变量逐渐变大，测距仪输出的测距仪和固定单元间的距离值变大；距离值达阈值(与最大相对位移对应) 时测距仪输出触发信号；

3.为了区别不同的试管托盘，在试管托盘下侧具有另设的触发单元，如接触开关，当样品托盘接触开关时，触发接触开关转换电信号，利用电信号和试管托盘间的对应关系获得样品托盘的类型。

上述实施例仅是示例性地给出了采用通孔限制取样针的位置，当然还可以是槽，这种替换是属于本领域技术人员容易想到的，无需付出创造性劳动。

Claims (10)

1.取样针的控制装置，所述取样针的控制装置包括取样针；其特征在于：所述取样针的控制装置还包括：

固定单元，所述固定单元连接弹性件；

弹性件，所述弹性件连接所述取样针，当所述取样针相对所述固定单元移动时，所述弹性件具有形变量；

触发单元，当取样针相对所述固定单元的移动位移达到阈值时所述触发单元发出触发信号，所述阈值与所述形变量对应。

2.根据权利要求1所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述触发信号包括固定单元的停止移动。

3.根据权利要求1所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述阈值与所述形变量的对应关系为：所述位移等于所述形变量。

4.根据权利要求1所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述触发单元包括测距部件或压力传感器，所述测距部件用于检测所述取样针相对所述固定单元的移动位移，或者检测所述形变量；所述压力传感器检测相对固定单元移动的取样针施加的压力。

5.根据权利要求4所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述测距部件设置在所述取样针或弹性件或者固定单元上。

6.根据权利要求1所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述触发单元包括：

光源和探测器，所述探测器接收所述光源发出的光；

当取样针或随着取样针移动的移动部件相对固定单元的移动位移达到阈值时，取样针或移动部件阻挡所述光源和探测器之间的光路中光的传输。

7.根据权利要求6所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述移动部件设置在导轨上，并与所述取样针连接。

8.根据权利要求1所述的取样针的控制装置，其特征在于：所述取样针的控制装置还包括：

具有适于所述取样针穿过的导向通孔或导向槽，所述导向通孔或导向槽的中心轴线与所述取样针的中心轴线重合。

9.自动进样系统，所述自动进样系统包括支架；其特征在于：所述自动进样系统还包括：

权利要求1-8任一所述的取样针的控制装置；

导轨，固定单元设置在所述导轨上；

驱动单元，所述驱动单元驱动所述固定单元在所述导轨上移动。

10.根据权利要求9所述的自动进样系统，其特征在于：所述驱动单元包括：

电机，所述电机驱动螺杆正转和反转；触发单元的输出端连接所述电机；

螺杆，所述螺杆带动所述固定单元在导轨上正向和反向移动。

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