杯盖自动开合装置的制作方法

1.本实用新型涉及体外检测领域，尤其是涉及一种杯盖自动开合装置。


背景技术：

2.随着整个检验医学技术的提升，微生物学检验在体外检测领域得到了广泛应用，常用于检测病毒、细菌、支原体、衣原体和真菌等。病原微生物送检是感染控制的基础，微生物学检验前对正确取样，将样本盛装在样品杯内，在进行样本前处理时需要开盖取样和合盖，由于微生物检测需要分次添加试剂，因而每个样品杯至少需要开、合两次或者更多，操作繁琐，检测效率低；同时由于待检样本较多，人工旋拧合盖时特别容易出现杯盖混淆，导致样本交叉污染，进而导致检测结果不准确，进一步导致医生作出错误诊断。
3.有鉴于此，市场上出现了大型开盖机，这种大型开盖机可对试剂管进行批量处理，即每次同时打开多个盖子。但是这种开盖机在开盖时往往存在个别试剂管的盖子没有打开的情况，且开盖机仅具有开盖作用，无法满足自动合盖需求；另外，这种开盖机的体积往往较大，占用空间较大，无法与体外诊断设备配套使用。因而，如何设计一种占用空间小，能够兼顾开合盖作业的开合装置是行业亟待解决的重要问题。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种杯盖自动开合装置，不仅能够实现开盖，还能够实现合盖，结构紧凑，可与临床上的体外诊断设备嵌合使用。
5.为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：
6.本实用新型所述的杯盖自动开合装置，包括杯体夹紧机构，在所述杯体夹紧机构的上方设置有由升降机构驱动的杯盖旋拧机构，所述杯盖旋拧机构包括由第一动力源驱动的夹持组件，所述夹持组件的转轴上设置有杯盖夹紧件。
7.在本实用新型的优选实施方式中，所述杯体夹紧机构包括由第二动力源驱动的传动组件和设置在所述传动组件上的杯体夹紧组件，用于夹紧杯体。
8.在本实用新型的优选实施方式中，所述传动组件为一对相互啮合的传动齿轮，其中一个所述传动齿轮与所述第二动力源传动连接；所述杯体夹紧组件包括两个结构相同并对称设置的夹持单元，每个传动齿轮上设置有一个夹持单元，两个夹持单元对称设置。两个驱动齿轮背向转动，实现两个夹持单元的张开；两个驱动齿轮相向转动，实现两个夹持单元的闭合，结构巧妙。
9.在本实用新型的优选实施方式中，所述夹持单元包括固连在所述传动齿轮或所述传动齿轮的安装轴上的开合臂，在所述开合臂的另一端部垂直设置有一夹头，所述夹头的弧形夹持面上设置有第二防滑齿，防止杯盖打滑，提高开合盖成功率。
10.在本实用新型的优选实施方式中，所述升降机构包括直线动力源和导向组件，所述杯盖旋拧机构的第一安装架与所述直线动力源传动连接并沿着所述导向组件上下滑动，导向组件为第一安装架进行导向，提高了杯盖旋拧机构的精度。
11.在本实用新型的优选实施方式中，所述直线动力源为第一丝杆步进电机，电机驱动的丝杆，链条传动机构或带传动机构。更优选地，直线动力源为第一丝杆步进电机或又电机驱动的丝杆，节约安装空间。
12.在本实用新型的优选实施方式中，所述第一动力源为具有减速比的减速传动机构，所述转轴与所述减速传动机构传动连接。
13.在本实用新型的优选实施方式中，所述杯盖夹紧件具有一用于卡紧杯盖的卡紧槽。更优选地，所述杯盖夹紧件为固连在所述转轴上的旋转抓手，所述旋转抓手具有所述夹紧槽，旋转抓手的内侧面设置有第一防滑齿。
14.在本实用新型的优选实施方式中，所述杯盖旋拧机构还具有用于检测杯体到位信息的到位传感器，用于检测所述杯盖夹紧件位置的第一原始位传感器。到位传感器和第一原始位传感器可以是光电式，也可以是此时
15.在本实用新型的优选实施方式中，所述夹持单元包括固连在所述传动齿轮或所述传动齿轮的安装轴上的开合臂，在所述开合臂的另一端部垂直设置有一夹头，所述夹头的弧形夹持面上设置有第二防滑齿。
16.在本实用新型的优选实施方式中，本实用新型的杯盖自动开合装置还包括样品杯退样机构，其包括设置在所述杯盖旋拧机构上的第三动力源和由所述第三动力源驱动升降的按压件。在合盖完成后，可为杯盖脱离旋转抓手提供一个动力，确保能够将杯盖成功从旋转抓手内推出，进而实现样品杯的退样。
17.本实用新型优点在于结构紧凑，操作简单方便，不仅能够将杯盖从样品杯上旋拧下来，还能将杯盖旋拧在样品杯上，实现了样品杯的自动开合盖，提高了工作效率；同时在旋拧杯盖时，杯盖卡装在夹紧槽内，夹紧槽内的第一防滑齿能够增加杯盖和旋转抓手之间的摩擦力，即利用机械结构实现了杯盖的夹紧，无需借助外部机构（如电机），使杯盖旋拧机构更加紧凑，减少设备体积。同时本实用新型的样品杯退样机构在合盖完成后，可为杯盖脱离旋转抓手提供一个动力，确保能够将杯盖成功从旋转抓手内推出，进而实现样品杯的退样。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
19.图2是本实用新型所述杯盖旋拧机构的结构示意图。
20.图3是杯盖旋拧机构的剖视结构示意图。
21.图4是图3中b部的放大结构示意图。
22.图5是杯盖旋拧机构的后视轴测图。
23.图6是图5中a部的放大结构示意图。
24.图7是本发明所述杯盖夹紧件的结构示意图。
25.图8是本实用新型所述升降机构的示意图。
26.图9是本实用新型所述杯体夹紧机构的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前
提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
28.需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变；
29.在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；
30.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可是电连接；可是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。
31.如图1所示，本实用新型所述的杯盖自动开合装置，包括杯体夹紧机构，杯体夹紧机构的上方设置有由升降机构驱动的杯盖旋拧机构。其中：
32.如图1所示，杯盖旋拧机构包括一第一安装架101，第一安装架101为由上盖板、下盖板和两侧板固连而成的框架式结构；一第一动力源，设置在第一安装架101上；以及一夹持组件，其具有一转动设置在第一安装架101上的转轴102和一固连在转轴102下部的杯盖夹紧件，杯盖夹紧件具有一与杯盖配合的夹紧槽，杯盖可卡装在夹紧槽内，通过旋转夹紧槽实现杯盖的打开和合盖。
33.如图1-3和图5所示，第一动力源为具有一定减速比的齿轮传动机构（当然也可以是具有减速比的链条传动机构，带传动机构，电机驱动的减速机等减速传动机构），能够增加扭矩，提高开合盖成功率。具体地，齿轮传动机构包括安装在第一安装架101内部的第一电机103、由第一电机103驱动的第二齿轮104、以及与第二齿轮104啮合的第一齿轮105，转轴102固连在第一齿轮105上，且转轴102通过轴承分别与第一安装架101的上盖板、下盖板转动配合；
34.如图3-4所示，与感应杆106对应处的上盖板上架设有一到位传感器108（为光电式传感器，当然也可以是感应开关、磁式感应器等）；转轴102为空心结构，转轴102内活动穿设有感应杆106，感应杆106下部设置有防止感应杆106脱出的限位块107，限位块107位于夹紧槽内，限位块107通过螺栓与感应杆106连接，拆装简单方便；与感应杆106对应处的上盖板上架设有一到位传感器108，当样本杯到位后向上顶升限位块107，限位块107受力带动感应杆106同步上升，感应杆106触发到位传感器108，到位传感器108将检测到的样品杯到位信号传输至控制系统，控制系统可根据该信号向第一电机103和后述的第一丝杆步进电机302发出相应的控制指令。
35.如图2和图5-7所示，杯盖夹紧件包括套装在转轴102上的安装套（安装套通过紧固螺栓与转轴102连接）和与杯盖配合的旋转抓手109，且限位块107也是通过螺栓与感应杆106连接，能够实现杯盖夹紧件的快速拆装，便于更换不同型号的旋转抓手109，以满足不同型号样品杯的开合需求，适用范围广；
36.旋转抓手109的内腔为夹紧槽，旋转抓手109的内侧面设置有第一防滑齿109.1，第一防滑齿109.1为尖齿，可直接扎破杯盖外表面，增加杯盖和旋转抓手109的摩擦力，防止打
滑，提高开盖成功率；
37.旋转抓手109的侧壁上开设有一对安装槽109.2，每个安装槽109.2内设置有弹性件（即弹片110），弹片110下部的折弯部延伸至夹紧槽内，对卡装到位的杯盖进一步固定，确保杯盖的卡固效果，防止杯盖脱落，提高开合盖成功率。
38.如图2所示，第一安装架101的一侧架设有第一原始位传感器111（为光电式，当然也可以是磁式或反射式），第二齿轮104上设置有用于触发第一原始位传感器111的第一感应片112，第一原始位传感器111可用于检测第二齿轮104的初始位置，进一步确定转轴102和旋转抓手109的初始位置。
39.如图1、图9所示，杯体夹紧机构包括一第二安装架201，架设在旋转抓手109的下方；一第二动力源，设置在第二安装架201上，第二动力源具有一主齿轮202；一传动组件，具有一对设置在第二安装架201上的传动齿轮203，两传动齿轮203相互啮合，且其中一个传动齿轮203与主齿轮202啮合；以及一杯体夹紧组件，具有两个结构相同的夹持单元，每个传动齿轮203上设置有一个夹持单元。当两个传动齿轮203相向运动时，两个夹持单元闭合，实现样品杯杯体的夹持；当两个传动齿轮背向转动时，两个夹持单元张开，以便于取放样品杯。
40.如图9所示，第二动力源包括设置在第二安装架201上的第二电机，第二电机的电机轴向上延伸出第二安装架201，且电机轴的上部套装有主齿轮202；两个传动齿轮203分别通过安装轴转动设置在第二安装架201上（安装轴通过轴承与第二安装架201转动配合）；每个传动齿轮203上均设置有一个夹持单元，夹持单元包括固连在安装轴上的开合臂204（当然，开合臂还可以直接固定在传动齿轮203上），在开合臂204的另一端部垂直设置有一夹头205。在安装时，两个夹持单元对称设置，使得两个夹头205相对布设；两个传动齿轮203能够相向转动和背向转动，实现两个开合臂204的张开和闭合，进而实现杯体的松开和夹紧。
41.在实际加工时，开合臂204和夹头205为一体式结构，当然开合臂204和夹头205也可以是分体式结构，每个夹头205的弧形夹持面上设置有第二防滑齿，增加夹头205与杯体的摩擦力，避免打滑。
42.如图1所示，升降机构包括一第三安装架301，一设置在第三安装架301上的直线动力源和设置在第三安装架301上的导向组件，第一安装架101与直线动力源传动连接并沿着导向组件上下滑动。
43.如图1、图5和图8所示，直线动力源为设置在第三安装架301上的第一丝杆步进电机302（也可以是电机驱动的丝杆，还可以是同步带传动机构等直线传动机构），第一安装架101背面设置有与第一丝杆步进电机302的丝杆配合的升降座303，升降座303上的螺纹座与第一丝杆步进电机302的丝杆螺纹连接，第一丝杆步进电机302可通过升降座303带动杯盖旋拧机构上升和下降，进而实现旋转抓手109的上升和下降，为实现杯盖的开、合打下基础；
44.导向组件包括一对设置在第三安装架301上的第一导轨304（竖向设置），第一安装架101的背面设置有一对滑块305，滑块305分别卡装在与其对应的第一导轨304上并沿着第一导轨304上升和下降，有效保证杯盖旋拧机构的运动轨迹。
45.如图5和图8所示，第一安装架101的一侧壁上设置有第二感应片306，第三安装架301的上部设置有安装板307，安装板307上设置有第二原始位传感器（为光电式，当然也可以是磁式或反射式），当杯盖旋拧机构上升至初始高度时，第二感应片306触发第二原始位传感器，第二原始位传感器将检测到的杯盖旋拧机构位于初始高度的信息传输至控制系
统，为后述的开盖动作打下基础。
46.如图1-3所示，本实用新型所述的杯盖自动开合装置还包括样品杯退样机构，样品杯退样机构包括设置在第一安装架101上的第三动力源和由第三动力源驱动升降的按压件，按压件一端部卡装在感应杆106上部。
47.如图1-3所示，第三动力源为固连在第一安装架101内的第二丝杆步进电机401，第二丝杆步进电机401的丝杆与第一安装架101转动配合，按压件为固连在第二丝杆步进电机401的丝杆上的螺母座上的压板402，压板402水平向感应杆106方向延伸，且压板402的端部开设有便于卡装感应杆106的通槽403，且感应杆106的上部设置有与压板402配合的凸台。在合盖完成后，第二丝杆步进电机401带动压板402向下移动，压板402按压在感应杆106的凸台上，继而带动感应杆106下降，使感应杆106下部的限位块107向下按压杯盖，进而将样品杯（带盖）向下推出，实现样品杯的退样。
48.如图2-3所述，第二丝杆步进电机401的螺母座上设置一竖直向下的升降板404，升降板404的下部设置有第三感应片405，第一安装架101的下盖板上设置有压板到位传感器406，当升降板404带动第三感应片405同步下降至压板到位传感器406位置处时，第三感应片405触发压板到位传感器406，第二丝杆步进电机401停止动作。同时为确保升降板404的运动轨迹，第一安装架的后侧板上竖向设置有第二导轨407，升降板404上对应设置有与第二导轨407配套的滑块，使升降板404能够沿着第二导轨407上下移动。
49.本实用新型的工作过程如下：
50.当需要打开样品杯的杯盖时，将样品杯放在开合盖工位，第二电机通过主齿轮202带动两个传动齿轮203相向转动，使两个夹头205闭合，进而夹紧样品杯的杯体，实现样品杯的固定；第一丝杆步进电机302工作，使杯盖旋拧机构向下移动，旋转抓手109同步下降，旋转抓手109在第一丝杆步进电机302的推动下使套装在杯盖上，旋转抓手109内部的第一防滑齿109.1（为尖齿）扎入样品杯杯盖；旋转抓手109继续向下移动，当杯盖通过限位块107向上顶升感应杆106而触发到位传感器108时，表明杯盖卡装到位，两个弹片110对杯盖下表面进行限位，防止杯盖脱落；第一电机103通过第一齿轮105和第二齿轮104带动转轴102旋转，旋转抓手109随着转轴102同步转动，同时第一丝杆步进电机302反方向旋转使杯盖旋拧机构整体上升，旋转抓手109边旋转边上升，确保在旋拧过程中杯盖脱离杯体，实现开盖作业。
51.当需要合盖时，第一丝杆步进电机302带动杯盖旋拧机构整体下降，当旋转抓手109下降至预设高度时，启动第一电机103，第一电机103通过第一齿轮105和第二齿轮104带动旋转抓手109旋转，旋转抓手109一边转动一边下降，将杯盖旋拧在杯体上，当旋转抓手109下降至预设高度时第一丝杆步进电机302和第一电机103停止工作，完成合盖作业；
52.合盖完成后，第二丝杆步进电机401带动压板402下降，压板402在下降过程中通过凸台和感应杆106将力传递给限位块107，使杯盖从旋转抓手109内脱出，完成样品杯的退样。当退样完成后，第二电机转动使两个传动齿轮203背向转动，两个开合臂204张开，以便于将样品杯取走并放置下一个样品杯。
53.需要强调的是，上述实施例仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改、替换和改进等等，这些修改和改进都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因而，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。