自动混匀装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于试管等容器的自动混匀装置。

背景技术：

在医疗机械、生物化学等设备上，通常需要对试管内的生物、化学液体进行采样，由于在大多数情况下，液体中存在有关物质的沉淀，这可能导致当对试管内的液体进行采样时，采样针堵塞或采样结果失真。

目前市场中常见的相关设备上，针对试管中有关物质的沉淀所研发的混匀装置，采用例如振荡、转动等方法的混匀装置，其装置和采用的原理过于简单，混匀效果不佳并且混匀效果不稳定，因而当对混匀后的试管内的液体采样时，存在采样结果不可靠、效果差等问题。

技术实现要素：

鉴于以上情况而做出了本实用新型，并且本实用新型的目的是提供一种自动混匀装置，其在进行试管内液体采样时，能够自动实现模拟人手摇匀的动作，并且通过例如二次混匀等的加强混匀动作，能够实现的优良的混匀效果，从而解决采样过程中的采样针可能堵塞以及采样失真的问题。

本实用新型提供了一种自动混匀装置，包括：夹爪，该夹爪能够在竖直方向上夹紧试管；第一驱动模块，该第一驱动模块能够驱动所述夹爪在竖直方向上移动；第二驱动模块，该第二驱动模块能够驱动所述夹爪在伸缩方向上移动，所述伸缩方向是与竖直方向和多个所述试管的排列方向均正交的方向；第三驱动模块，在所述夹爪夹紧所述试管并使所述试管远离保持所述多个试管的试管架的状态下，该第三驱动模块能够驱动所述夹爪绕着沿所述伸缩方向延伸的旋转轴旋转；和移位机构，该移位机构能够在所述夹爪与所述试管脱离的状态下，使得所述试管架在所述多个试管的所述排列方向上移动。

进一步地，所述夹爪具有能够在所述试管的所述试管帽的下缘处与所述试管的外周卡接的下板部和能够从上方压抵所述试管的试管帽的上板部，使得所述试管的所述试管帽能够夹在所述上板部与所述下板部之间，从而在所述竖直方向上夹紧所述试管。

进一步地，所述上板部与所述下板部在远离所述试管的一侧处通过第一连接部而互相连接。

进一步地，所述夹爪能够同时夹紧两个以上的所述试管。

进一步地，所述夹爪的所述下板部具有在所述多个试管的所述排列方向上并排设置的多个切口部，所述多个切口部中的每个切口部分别同时与单个所述试管的外周配合。

进一步地，所述上板部与所述试管帽抵接的所述部分设置有弹性件，使得当所述上板部与所述下板部夹紧所述试管的所述试管帽时，所述弹性件处于压缩状态。

进一步地，所述弹性件为弹簧片。

进一步地，所述弹簧片从靠近所述试管的一侧向远离所述试管的一侧逐渐远离所述上板部地延伸。

进一步地，所述夹爪以先逆时针旋转180°而后顺时针旋转180°为一个摇匀周期，并且重复进行一个或多个摇匀周期的旋转。

进一步地，所述移位机构使得所述试管架在所述多个试管的所述排列方向上移动一个试管位。

以下结合本实用新型的附图及优选实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细地描述，本实用新型的有益效果将进一步明确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，但其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于初始位置的状态下的立体图；

图2是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待伸缩位置的状态下的立体图；

图3是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于夹紧位置的状态下的立体图；

图4是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待摇匀位置的状态下的立体图；

图5是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待摇匀位置的状态下的从前侧观看时的视图，并且示意性地示出了处于松开状态的夹爪的比照视图；

图6是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于摇匀翻转位置的状态下的立体图；

图7是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置完成试管摇匀操作的状态下的立体图；

图8是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待摇匀位置的状态下的从后侧观看时的视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分优选实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的自动混匀装置1包括：夹爪16，该夹爪能够在竖直方向上夹紧试管31；第一驱动模块11，该第一驱动模块11能够驱动所述夹爪16在竖直方向上移动；第二驱动模块12，该第二驱动模块12能够驱动所述夹爪16在伸缩方向上移动，所述伸缩方向是与竖直方向和多个所述试管31的排列方向均正交的方向；第三驱动模块13，在所述夹爪16夹紧所述试管31并使所述试管31远离保持所述多个试管31的试管架的状态下，该第三驱动模块13能够驱动所述夹爪绕着沿所述伸缩方向延伸的旋转轴旋转；和移位机构，该移位机构在所述夹爪16与所述试管31脱离的状态下，使得所述试管架30在所述多个试管31的所述排列方向上移动。

进一步地，所述夹爪16具有能够在试管31的试管帽311的下缘处与所述试管31的外周卡接的下板部161和能够从上方压抵所述试管的试管帽311的上板部162，使得所述试管31的所述试管帽311能够夹在所述上板部162与所述下板部161之间，从而在所述竖直方向上夹紧试管31。

进一步地，所述上板部162与所述下板部161在远离所述试管的一侧处通过第一连接部165而互相连接。

进一步地，所述夹爪16能够同时夹紧两个以上的试管31。

进一步地，所述夹爪16的下板部161具有在所述多个试管31的所述排列方向上并排设置的多个切口部166，所述多个切口部166中的每个切口部分别同时与单个所述试管的外周配合。

进一步地，所述上板部162的与所述试管帽311抵接的部位设置有弹性件164，使得当所述上板部162与所述下板部161夹紧所述试管31的所述试管帽311时，所述弹性件164处于压缩状态。

进一步地，所述弹性件164为弹簧片。

进一步地，所述弹簧片164从靠近所述试管31的一侧向远离所述试管的一侧逐渐远离所述上板部地延伸。

进一步地，所述夹爪16以先逆时针旋转180°而后顺时针旋转180°为一个摇匀周期，并且重复进行一个或多个摇匀周期的旋转。

进一步地，所述移位机构使得所述试管架30在所述多个试管31的所述排列方向上移动一个试管位。

下面首先结合图1-7描述根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置1的具体构造。

图1是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于初始位置的状态下的立体图，图2是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待伸缩位置的状态下的立体图，图3是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于夹紧位置的状态下的立体图，图4是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待摇匀位置的状态下的立体图，图5是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于待摇匀位置的状态下的侧视图，图6是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置位于摇匀翻转位置的状态下的立体图，图7是根据本实用新型一优选实施例的自动混匀装置完成试管摇匀操作的状态下的立体图。

在各附图中，将上下方向定义为竖直方向(即，铅锤方向)上的上方和下方，将试管的排列方向定义为前后方向，并且将试管架的前进方向定义为前侧，与前侧相反的一侧定义为后侧，并且将与竖直方向和前后方向(试管的排列方向)均正交的方向定义为左右方向(即，伸缩方向)。

如图1-4所示，根据本实用新型的自动混匀装置1具有设置在操作平台20上的升降模块11、伸缩模块12、摇匀模块13、传感器14、导轨15、夹爪16和移位机构(未示出)。下面将具体描述该自动混匀装置1的各部分。

升降模块11包括升降电机111和上下传动机构112。通过利用例如控制器等控制该升降电机111运行，通过例如作为齿轮齿条传动机构的上下传动机构112(参见图8)，驱动夹爪16在上下方向上沿着导轨15移动，例如，可以使得夹爪16能够在上下方向上位于与试管帽311齐平的待伸缩位置(如图2所示)处。

伸缩模块12包括伸缩电机121，该伸缩电机121是例如丝杠直线电机。通过利用例如控制器等控制该伸缩电机121运行，从而驱动夹爪16在远离或靠近试管的左右方向上(伸缩方向上)沿着导轨15移动，例如，可以使得夹爪16能够处于夹紧试管31的夹紧位置(如图3所示)或从试管脱离的缩回位置(如图7所示)处。

摇匀模块13包括旋转电机131，通过利用例如控制器等控制该旋转电机131运行，使得在夹爪16夹紧试管31并使试管31远离试管架的状态下，驱动夹爪16，使夹爪16能够绕着该旋转电机131的旋转轴旋转，所述旋转轴沿着左右方向(伸缩方向)延伸。

根据预先设置的旋转模式控制旋转电机131的旋转。例如，可以控制为使得旋转电机131(夹爪16)先逆时针旋转180°，而后顺时针旋转180°，并以上述动作为一个摇匀周期，重复该周期以预定次数，例如3次。

通过上述摇匀模式的设定，能够实现接近人手的摇匀动作，从而多频大幅度摇晃至试管倒置，增强了混匀效果，从而能够防止采样过程中的采样针堵塞，并且能够防止采样失真。

本实用新型不对上述摇匀方式(旋转电机131的旋转模式)进行特别限制，可以根据试管内溶液的种类、质量等试验需求和摇匀效果需求而进行适当地设定。

本实用新型的自动混匀装置1具有多个传感器14，优选地，如图3-4所示，设置有两个光电传感器14(1)和14(2)，利用该传感器14，能够确定夹爪16所在的位置，从而利用例如控制器根据夹爪16的当前位置控制相应电机(111、121、131)转动。

如图5所示，根据本实用新型的夹爪16具有下板部161、上板部162、第一连接部165、第二连接部163和弹性件164。

下板部161形成为平板状，夹爪16利用与下板部161垂直且连续的平板状部分与旋转电机131的输出轴连接，例如，如图2所示，通过螺栓螺母结构连接，使得夹爪16能够绕着旋转电机131的旋转轴(输出轴)与旋转电机131同步地旋转。下板部161设置有在前后方向上并排设置的多个切口部166，使得多个切口部166中的每个切口部均能够分别与单个试管的外周配合，从而使得夹爪16能够同时夹紧多个试管。优选地，下板部161设置有两个切口部166(参见图2)。

切口部166的远离试管的一侧(左侧)形成为与试管的外周匹配的圆弧状部分，该圆弧状部分的内周与试管的外周紧密配合，并且切口部166的靠近试管的一侧(右侧)形成为与圆弧状部分连续的直线状延伸的直部，从而切口部166在靠近试管的一侧(右侧)开口。利用切口部166的上述结构，试管能够经过切口部的直部而进入圆弧状部分，从而使试管的外周与切口部166的圆弧状部分的内周紧密配合。

上板部162形成为大致台阶状，并且在远离试管的一侧(左侧)通过第一连接部165与下板部161连接，该第一连接部165可以形成为螺栓螺母结构，使得螺栓穿过形成在上板部162和下板部161中的通孔而将上板部与下板部连接，并且不限于此。上板部162从远离试管的一侧(左侧)向靠近试管的一侧(右侧)呈上升的阶梯状，该上板部162的将与试管帽311抵接的部位形成为平板状，从而使得上板部162在靠近试管的一侧与下板部161隔开预定距离地平行地延伸，所述预定距离使得上板部162与下板部161能够夹紧试管31的试管帽。具体地，如图5所示，上板部162从上方压抵试管31的试管帽311，并且下板部161的切口部的圆弧状部分在试管帽311的下缘处与试管31的外周紧密接触，从而试管的试管帽能够夹在上板部162与下板部161之间，即，夹爪16能够在上下方向上夹紧试管31的试管帽311从而夹紧试管31。

此外，为了提高夹爪的夹紧效果，如图5所示，上板部162的与试管帽311抵接的部位处设置有弹性件164，该弹性件164可以通过第二连接部163与上板部162连接，该第二连接部163可以是例如螺栓螺母结构，其贯通形成在上板部162和弹性件164上的通孔，从而将上板部162与弹性件164连接，并且不对该连接方式特别限制，例如，弹性件164可以粘合到上板部162的与试管帽311抵接的部位处。

优选地，弹性件164是如图5所示的弹簧片。在本实施例中，第二连接部163形成在上板部16中的靠近试管31的一侧(右侧)的部位，从而弹性件164形成为从靠近试管的一侧(右侧)向远离试管的一侧(左侧)逐渐远离上板部地(向下)延伸。如此，当夹爪16逐渐靠近试管并使得试管31逐渐进入夹爪16的上板部与下板部之间时，试管31的试管帽311的上表面开始与弹性件164接触，并且随着试管的进一步进入，试管帽311的上表面在弹性件164的下表面上(向左)平顺地滑动，使得弹性件164变形逐渐增大，以产生逐渐增大的弹性力，直至下板部161的圆弧状部与试管的外周紧密配合，弹性件164维持该压缩状态。

另一方面，当夹爪16与试管脱离时，由于弹性件164的上述结构，试管的试管帽311的上表面在弹性件164的下表面上与前文所述的滑动方向相反地(向右)平顺地滑动，使得弹性件164的变形逐渐恢复，直至试管与夹爪完全脱离，弹性件164恢复为自由状态(松开状态)。

由于上板部162设置有上述弹性件164，因此前文所述的上板部162与下板部161之间的预定距离被设定为实现下文所述的效果：当夹爪16处于未夹持试管31的松开状态时，如图5中的“松开状态”所示，弹性片164处于未压缩的自由状态，当夹爪16处于夹紧试管31的夹紧状态时，如图5中的“夹紧状态”所示，弹性片处于压缩状态，并对试管的试管帽311施加向下的力以抵着下板部161挤压试管帽，从而试管31的试管帽311在上下方向上被夹爪16的上板部162和下板部161夹紧；并且当夹爪16与试管脱离时，该预定距离能够保证试管能够顺滑地脱出。

此外，本实用新型中的上板部162与下板部161之间的距离不限于固定值，而可以设定为可变值。即，例如，可以在上板部与下板部之间设置例如垫片等，通过调整垫片的数量或厚度等调整上板部与下板部之间的距离，以获得保证夹爪能够夹紧试管并且夹爪松脱试管的滑动过程顺滑这样的最佳距离，从而适应于夹紧各种不同类型和尺寸的试管的试管帽。上述调整上板部162与下板部161之间的距离的结构不受特别限制，还可以采用其它常见的结构，以调整上板部与下板部之间的距离。

通过上述夹爪16的结构的设置，使得夹爪16能够在不破坏试管的同时可靠地夹紧试管。并且即使当夹爪旋转180°时(试管倒置时)，也能够保证夹爪16对试管的夹紧状态，而防止试管从夹爪脱出(甩出)。

此外，根据本实用新型的自动混匀装置1还具有移位机构(未示出)。如图1-2所示，在操作平台20的右侧靠近边缘的部位处，设置有沿前后方向延伸的凹槽21，沿着前后方向将排列为一行的多个(例如，10个)试管31保持的试管架30被放置在该凹槽21内，该凹槽21能够限制试管架30的在左右方向(伸缩方向)上的移位。在本实用新型中，不特别限制凹槽21的形状，只要其能够限制试管架在伸缩方向上的移位即可。

凹槽21的底部设置有移位机构，该移位机构可以是例如同步带传动结构，并且试管架设置在该同步带传动机构上从而随着同步带传动机构移动。在所述夹爪与所述试管脱离的状态下，该移位机构进行传动，使得试管架能够在前后方向上沿着凹槽21移动，优选的，从后侧向前侧移动。并且优选地，在初始状态下，该移位机构使得试管架上的位于最前侧的第一支试管与夹爪16在前后方向上对齐，并且在夹爪完成前一次的摇匀操作之后且在进行下一次摇匀操作之前，在夹爪与试管脱离的状态下，使试管架在前后方向上移动一个试管位，从而使每个试管均能够与夹爪16对齐从而被夹爪16夹起。

具体地，在本实用新型的实施例中，由于夹爪16设置有两个切口部166，因此对试管位置进行如下定义：与夹爪16的两个切口部166中的位于后侧的一个切口部相对应的位置称为“一次混匀位”，与夹爪16的两个切口部166中的位于前侧的一个切口部相对应的位置称为“二次混匀位”，在前后方向上位于夹爪16后方的位置称为“等待位”，在前后方向上位于夹爪16前方的位置称为“已操作位”。

在本实施例中，由于夹爪16设置有两个切口部166(参见图2)，因此，每次夹爪16能够同时夹起2个试管，则在该实施例中，通过利用移位机构使试管架在前后方向上每次移动一个试管位，如此，每个试管均能够被夹爪16夹起两次。

下文将利用具体实例详细描述利用本实用新型的自动混匀装置1进行试管摇匀操作的具体过程。

首先，自动混匀装置1开机自复位，其各部分处于初始位置处(如图1所示)。待操作的试管31全部置于试管架30内，利用移位机构使试管架30在前后方向上移动，使得位于前后方向上的最前侧的第一支试管处于待操作的“一次混匀位”，其余试管处于“等待位”，即，首次摇匀仅对第一支试管进行操作。

然后，升降模块11运行，使得夹爪16在上下方向上沿导轨15向下移动，直至移动到在上下方向上位于与试管帽311齐平的待伸缩位置(如图2所示)处。

然后，伸缩模块12运行，使得夹爪16在左右方向上(伸缩方向上)向右侧(靠近试管地)沿导轨移动，直至夹爪16处于夹紧试管31的试管帽311的夹紧位置(参见图3)，在该夹紧位置处，夹爪16在上下方向上夹紧试管31，使得试管31的试管帽311被夹紧在夹爪16的上板部162与下板部161之间。

然后，升降模块11运行，使得夹爪16在上下方向上沿导轨15向上移动，直至被夹爪16夹紧的试管(第一支试管)上升一定高度至完全脱离试管架，以给夹爪和试管的旋转留出充足空间(参见图4-5所示)。

然后，摇匀模块13运行，利用旋转电机131驱动夹爪旋转(参见图6所示)。可以设置为使得夹爪先逆时针旋转180°，而后顺时针旋转180°，并以上述动作为一个摇匀周期，重复该周期以预定次数，例如3次，如前文所述。此过程即摇匀过程，摇匀速度可以根据需要进行设置，以满足要求的摇匀效果。同时利用弹簧片压紧试管帽，使得试管被被夹爪16牢固地夹紧，从而摇匀离心力无法将试管甩出。

然后，升降模块11运行，使得夹爪16在上下方向上沿导轨15向下移动，直至试管(第一支试管)返回到试管架内。然后，伸缩模块12运行，使得夹爪16在左右方向上向左侧(远离试管)沿导轨移动，直至夹爪16与试管脱离(参见图7所示)。

在上述夹爪16夹紧试管(第一支试管)31、抬升试管、下降试管和松脱试管的过程中，夹爪16受到左右方向和上下方向上的阻力，同时试管在被夹爪夹紧和松脱的过程中也受到来自夹爪的伸缩方向上的力的作用。为此，在本实施例中，在水平方向和上下方向上设置有导轨15，使得夹爪16能够在各驱动力的作用下沿着导轨15行进，从而克服上述行进过程中的各种阻力而稳定运行。此外，在本实施例中，在试管被夹紧和松脱的过程中，由于保持试管31的试管架30在伸缩方向上被凹槽21限位，因此试管架30在伸缩方向上被凹槽21牢固地保持，从而被试管架保持的试管能够克服夹爪对其施加的力而不在伸缩方向上产生任何位置偏移。由于上述结构的设置，使得自动混匀装置1整体结构稳定可靠，运行平稳顺滑。

然后，移位机构使试管架在前后方向上向前移动一个试管位，从而在前后方向上位于最前侧的第一支试管在被摇匀一次后，从“一次混匀位”移动至“二次混匀位”，并且在前后方向上位于前侧数第二位置处的第二支试管从“等待位”移动至“一次混匀位”，以使得夹爪16能够同时夹紧并摇匀第一支试管和第二支试管。

然后，重复前文所述的动作，直到最后一支试管从“二次混匀位”移动至“已操作位”，自动混匀装置1的各部分回复到初始位。经过上述一系列操作，自动实现对所有试管的二次摇匀。

利用根据本实用新型的自动混匀装置1，能够实现如前文所述的对试管的二次摇匀，从而提高了摇匀效率并且增强了混匀效果，使得能够防止采样过程中的采样针堵塞，并且能够防止采样失真。

此外，本实用新型不限于此，例如，夹爪16所具有的并排设置的切口部166的数量不限于2个，还可以为3个以上。当夹爪16具有n(n≥3)个切口部时，夹爪能够同时夹紧n个试管，并且利用移位机构，能够将每个试管均摇匀n次。从而，进一步提高了摇匀效率并且增强了混匀效果，从而能够进一步防止采样过程中的采样针堵塞和防止采样失真。

此外，在上述实施例中，移位机构被设置为使得试管架在前后方向上移动，然而本实用新型不限于此，只要能够实现试管与夹爪的相对移动即可，例如，还可以设置为使得该移位机构能够驱动夹爪在前后方向上移动，从而实现与上述实施例相同的技术效果。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。