用于免疫分析仪的反应杯抓放装置的制作方法

本发明涉及体外诊断医疗器械领域，特别涉及一种用于免疫分析仪的反应杯抓放装置。

背景技术：

免疫分析仪(以下简称“仪器”)在测试样本时，通常需要使用专门的一次性反应杯(以下简称“反应杯”)。在自动化仪器中，反应杯通常是批量供应，并由专门的机构抓取、转移、放置。

仪器所用的反应杯一般是专门设计的。反应杯的容量在几百微升至几毫升之间，外形尺寸较小。反应杯通常具有一定的特殊结构，以保证能在仪器中稳定可靠的地放置，且便于机构抓放。平稳、快捷地抓放反应杯，是确保仪器运行可靠、快速的关键要素。同时，必须避免反应杯抓放机构与样本接触，进而造成交叉污染。

目前，反应杯抓放装置通常是有动力的，例如专利：“用于样本分析仪的反应杯抓手及样本分析设备(201810764632)”使用电磁铁驱动；专利：“一种稳定抓放反应杯的机械手装置(201320598164)”和专利：“反应杯抓取装置(201821005125)”使用电机驱动；专利：“负压式反应管抓取装置和样本分析仪(201520567608)”使用气压驱动。也有一些仪器不使用抓放装置，而是使用相对复杂且庞大的反应杯分配机构将反应杯直接放置到指定位置，例如专利：“反应杯导向装置(201810904429)”。

带有动力的抓放装置需要严格控制夹紧力，对控制系统的要求较高。使用气压驱动的抓放装置会和反应杯口接触，存在交叉污染的风险。反应杯分配机构适用于大型的高通量仪器，但结构过于复杂，可能会出现卡死的故障。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于免疫分析仪的反应杯抓放装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于免疫分析仪的反应杯抓放装置，包括：反应杯、用于抓取所述反应杯的夹爪机构以及用于带动所述夹爪机构运动的二维平移机构；

所述夹爪机构包括安装座、设置在所述安装座上的夹爪以及挡块；

所述夹爪包括两个对称且可转动设置在所述安装座上的的半夹爪，所述两个半夹爪的第一端中间形成用于夹持反应杯的夹持腔，所述两个半夹爪的第二端之间连接有压缩弹簧；所述挡块上开设有限位槽，所述两个半夹爪的第二端设置在所述限位槽内。

优选的是，所述半夹爪的第一端设置有夹持臂，所述夹持臂的内侧设置有弧形夹持槽，所述两个半夹爪的夹持部闭合时，两个所述夹持臂内侧的弧形夹持槽形成所述夹持腔。

优选的是，所述夹持臂的的入口处设置有引导斜面。

优选的是，所述半夹爪的第二端的内侧设置有倾斜面；

所述半夹爪的第二端的内侧的倾斜面上开设有用于设置所述压缩弹簧的盲孔。

优选的是，所述半夹爪的下表面开设有凹槽，所述半夹爪的上表面开设有贯通至所述凹槽的转轴孔；

所述安装座上开设有两安装孔；所述转轴孔内由下至上插设有伸入所述安装孔的转轴；

所述转轴的上端伸出所述安装孔的外周开设有环形卡槽，所述环形卡槽上设置有卡簧；所述转轴的下端容纳在所述凹槽内。

优选的是，所述反应杯包括杯头和连接在所述杯头下部的杯体，所述杯头和杯体的上部均设置有凸缘，两个所述凸缘之间形成有圆柱形的夹持部。

优选的是，所述半夹爪的第二端的上表面设置有导向柱，所述限位槽的上部内壁上开设有供所述2个半夹爪的2个导向柱分别配合插入的2个弧形导向槽；

所述弧形导向槽的设置轨迹与所述半夹爪转动时所述导向柱运动的轨迹一致。

优选的是，所述导向柱包括与所述半夹爪的上表面连接的柱体部以及连接于所述柱体部上的球体部，所述球体部可滑动设置在所述弧形导向槽内。

优选的是，所述半夹爪的第二端的外侧和所述挡块上的限位槽的内部侧壁之间连接有缓冲弹簧。

优选的是，所述弧形导向槽的内壁上设置有聚四氟乙烯层；所述弧形夹持槽的内壁上设置有软胶层。

本发明的有益效果是：

1)本发明的夹爪机构利用弹簧装置实现反应杯抓取和夹持，结构紧凑小巧，无驱动装置，不需要专门的控制系统；与二维运动机构配合使用后，只需要控制二维机构即可，控制简单。

2)本发明通过调整压缩弹簧的劲度系数可改变夹紧力，能保证夹持过程冲击小。

3)本发明的夹爪从反应杯侧边夹持，不插入反应杯，不接触杯口，避免样本间交叉污染。

4)本发明结构简单，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的用于免疫分析仪的反应杯抓放装置的结构示意图；

图2为本发明的夹爪机构的结构示意图；

图3为本发明的夹爪机构的背部视角的结构示意图；

图4为本发明的夹爪机构的底部视角的结构示意图；

图5为本发明的一种实施例中的半夹爪的结构示意图；

图6为本发明的转轴的结构示意图；

图7为本发明的转轴与夹爪机构配合的结构示意图；

图8为本发明的反应杯的结构示意图；

图9为本发明的另一种实施例中的半夹爪的结构示意图；

图10为本发明的一种实施例中的挡块的结构示意图；

图11为本发明的一种实施例中的半夹爪与挡块配合的结构示意图。

附图标记说明：

1—夹爪机构；10—安装座；11—夹爪；12—挡块；13—夹持腔；14—压缩弹簧；15—转轴；16—导向柱；17—缓冲弹簧；100—安装孔；110—半夹爪；111—夹持臂；112—弧形夹持槽；113—引导斜面；114—倾斜面；115—盲孔；116—凹槽；117—转轴孔；118—弹簧槽；120—限位槽；121—弧形导向槽；150—环形卡槽；151—卡簧；160—柱体部；161—球体部；

2—二维平移机构；20—x轴电机丝杆机构；21—z轴电机丝杆机构；22—安装板；23—z轴导轨；24—z轴电机；25—z轴滑块；

3—反应杯；30—杯头；31—杯体；32—凸缘；33—夹持部；34—凸起。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-8所示，本实施例的一种用于免疫分析仪的反应杯抓放装置，包括：反应杯3、用于抓取反应杯3的夹爪机构1以及用于带动夹爪机构1运动的二维平移机构2；

夹爪机构1包括安装座10、设置在安装座10上的夹爪11以及挡块12；

夹爪11包括两个对称且可转动设置在安装座10上的的半夹爪110，两个半夹爪110的第一端中间形成用于夹持反应杯3的夹持腔13，两个半夹爪110的第二端之间连接有压缩弹簧14；

挡块12上开设有限位槽120，两个半夹爪110的第二端设置在限位槽120内。

本发明可主要应用于免疫分析仪中，进行反应杯3的抓放，以将反应杯3运输至指定的作业位置。二维平移机构2可采用电机丝杆机构或皮带轮驱动机构等，用于带动夹爪机构1进行二维运动，夹爪机构1无动力装置，借助与压缩弹簧14和二维平移机构2的驱动实现对反应本的抓取和放置。

本实施例中，参照图2-7，半夹爪110的第一端设置有夹持臂111，夹持臂111的内侧设置有弧形夹持槽112，两个半夹爪110的夹持部33闭合时，两个夹持臂111内侧的弧形夹持槽112形成夹持腔13。夹持臂111的的入口处设置有引导斜面113，引导反应杯3进入夹持腔13。半夹爪110的第二端的内侧设置有倾斜面114，从而使两个半夹爪110的第二端中间形成v形槽，使两个半夹爪110能够转动，实现闭合与开启。半夹爪110的第二端的内侧的倾斜面114上开设有用于设置压缩弹簧14的盲孔115，压缩弹簧14装入后会被压缩，产生反力。半夹爪110的下表面开设有凹槽116，半夹爪110的上表面开设有贯通至凹槽116的转轴孔117；安装座10上开设有两安装孔100；转轴孔117内由下至上插设有伸入安装孔100的转轴15；转轴15的上端伸出安装孔100的外周开设有环形卡槽150，环形卡槽150上设置有卡簧151；转轴15的下端容纳在凹槽116内。确保夹爪11下表面平整，避免在运动时与其他机构碰撞。

转轴15由下至上穿过转轴孔117插入安装孔100内，卡簧151套设在环形卡槽150上，且处于安装座10的上表面，限制转轴15的轴向运动，从而使半夹爪110可转动连接在安装座10上。

其中，参照图8，反应杯3包括杯头30和连接在杯头30下部的杯体31，杯头30和杯体31的上部均设置有凸缘32，两个凸缘32之间形成有圆柱形的夹持部33。更进一步的实施例中，杯体31侧壁为平面。反应杯3内的样本与试剂完成反应后，仪器的测量探头可以紧贴反应杯3侧壁测量，不会因贴合不严密导致反应杯3内的发光信号损失。杯体31上部有4处凸起34，用于反应杯3在仪器中定位。反应杯3口为长方形，可以同时插入2根吸液针，且吸液针不会与杯壁接触、刮蹭。同时插入2根吸液针，能够保证反应杯3在一个工位完成液体抽吸和加注两个工作，有效提高仪器效率。

夹爪机构1抓放反应杯3的过程为：二维平移机构2带动夹爪机构1水平运动靠近反应杯3，夹爪11接触到反应杯3时，夹爪11入口处的引导斜面113会先与反应杯3的圆柱形夹持部33相切，夹持部33对两个半夹爪110产生挤压，克服压缩弹簧14的弹力，是半夹爪110逐渐被反应杯3推开；当反应杯3夹持部33和夹爪11内部的圆弧重合时(夹持部33进入夹持腔13)，反应杯3被夹持到位。之后，二维机构按照仪器的需求将反应杯3转移到指定位置。反应杯3在指定位置固定好后，二维机构带动夹爪机构1按照上述夹持过程的反方向运动，夹持部33的挤压使夹爪11打开，使反应杯3从夹爪11中自动脱出。

夹爪机构1本身无动力装置，依靠二维平移机构2使夹爪机构1与反应杯3之间的相对运动实现抓取和放置。两个半夹爪110在压缩弹簧14的作用下，第二端(尾部)外张，使第一端(前部)内收，以通过第一端加紧反应杯3。在压缩弹簧14的作用下，尾部会出现过度张开的现象，且夹爪11会左右摆动。为了避免这种情况，在安装座10上设置了挡块12，挡块12上设置限位槽120，两个半夹爪110的第二端卡设其中，能进行一定范围的转动，但位置受限，不会过度张开。通过调整压缩弹簧14劲度系数可改变夹紧力，保证夹持过程冲击小。

其中，夹爪11入口处的厚度小于反应杯3夹持部33分的高度。夹持反应杯3时，具有一定的冗余，避免因为夹爪11运动高度偏差导致影响夹爪11进入夹持部33。

本实施例中，二维平移机构2采用两种电机丝杆机构，参照图1，包括x轴电机丝杆机构20和z轴电机丝杆机构21。两组驱动机构结构类似，以z轴电机丝杆机构21为例说明。z轴电机丝杆机构21包括设置在x轴电机丝杆机构20上的安装板22、固接在安装板22上的z轴导轨23、固接在安装板22上的z轴电机24、与z轴电机24驱动连接的丝杆(图中未示出)以及可滑动设置在z轴导轨23上且与丝杆螺纹配合的z轴滑块25。夹爪机构1连接在z轴滑块25上，x轴电机丝杆机构20带动z轴电机丝杆机构21整体沿x轴水平运动，z轴电机24通过丝杆带动z轴滑块25沿z轴方向上下运动，从而实现夹爪机构1在x、z轴方向的二维运动。x轴电机丝杆机构20也包括电机、丝杆、滑块，安装板22设置在滑块上，电机通过丝杆带动滑块沿x轴移动，从而带动安装板22上的z轴电机丝杆机构21沿x轴运动。

在一种进一步优选的实施例中，参照图9-11，半夹爪110的第二端的上表面设置有导向柱16，限位槽120的上部内壁上开设有供2个半夹爪110的2个导向柱16分别配合插入的2个弧形导向槽121；弧形导向槽121的设置轨迹与半夹爪110转动时导向柱16运动的轨迹一致。导向柱16包括与半夹爪110的上表面连接的柱体部160以及连接于柱体部160上的球体部161，球体部161可滑动设置在弧形导向槽121内。半夹爪110的第二端的外侧和挡块12上的限位槽120的内部侧壁之间连接有缓冲弹簧17，半夹爪110的第二端的外侧设置有弹簧槽118，缓冲弹簧17的一端固接在弹簧槽118内。缓冲弹簧17的弹力小于压缩弹簧14，其缓冲作用。

长期使用后，半夹爪110受压缩弹簧14或外力转动时，两个半夹爪110可能由于受力不均或是转轴15松动，导致两个半夹爪110的转动轨迹不对称(如一边外扩大，一边外扩小，使夹持腔13变形，且其中线偏移，影响与反应杯3中线的对准)，会使两个半夹爪110出现晃动或是左右摆动，影响对反应的抓取牢固度。本实施例中通过设置弧形导向槽121和导向柱16解决了上述问题。两个半夹爪110受力转动使，导向柱16限制在弧形导向槽121内滑动，从而限制了两个半夹爪110的转动轨迹，使两个半夹爪110的转动轨迹对称，能大大减小半夹爪110的晃动或是左右摆动，保证对反应杯3的夹持效果。另外，例如反应杯3从夹爪11中脱离时，在压缩弹簧14的弹力作用下，两个半夹爪110的后端由压紧收缩变为扩张，两个半夹爪110的第二端外壁容易与限位槽120的内侧壁出现碰撞，容易损坏，且会产生机构的晃动和噪音，通过设置缓冲弹簧17，能减小夹持过程的冲击力，能避免此时半夹爪110与限位槽120的内侧壁的刚性碰撞，保护机构。

在一种更进一步优选的实施例中，弧形导向槽121的内壁上设置有聚四氟乙烯层，聚四氟乙烯层能减小摩擦，便于导向柱16在其中的滑动；还能增强耐磨性能，延长使用寿命。弧形夹持槽112的内壁上设置有软胶层，软胶层可选用硅胶或橡胶等，能增大与反应杯3之间的摩擦力，也能保护反应杯3。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。