一种反应杯的抓放机构以及含有该抓放机构的设备的制作方法

本实用新型涉及生化分析装置技术领域，尤其涉及一种反应杯的抓放机构以及含有该抓放机构的设备。

背景技术：

目前，生物和化学分析装置的自动化越来越普遍，其能实现多个反应杯的连续自动化检测，在实验检测过程中，反应杯需要在不同的功能区域进行转运，这就意味着反应杯的可靠拾取和释放是十分重要的。在目前的分析装置中一般需要配置多个反应杯抓手以实现反应杯在不同功能区的转运。

而现有技术中存在多种形式的反应杯抓手，例如：欧洲专利EP2462455A1公开一种抓握器装置，其设置沿着抓握器侧面布置的第一活动夹爪和第二活动夹爪；分别耦连到所述第一活动夹爪和第二活动夹爪的第一指状件和第二指状件，以用于抓住试样容器，但该专利所述的抓握器装置中通过对应的驱动装置进行夹爪不间断的开合从而实现试样容器的抓取，其结构十分复杂，且运动构件较多，存在易损坏、维护频繁的问题，这会增大设备的维护成本并影响抓杯效率；中国专利CN205301339U公开一种抓杯装置，安装于生化分析仪器中以抓取和移载反应杯，其包括抓取部，以及连接于所述抓取部的驱动部，所述驱动部用于升降和/或转动所述抓取部；所述抓取部包括用于抓取反应杯的弹性抓手，以及设置于所述弹性抓手上端的脱杯组件，所述脱杯组件用于顶出抓紧在所述弹性抓手中的反应杯以形成分离，虽然该抓杯装置结构较为简单，但其容器的释放位置必定高于容器的安置位置，这会造成容器会掉落一段高度，这极易使容器中的液体溅出，从而严重影响了样品的检测精度，降低了检测效率。

因此，目前急需一种可靠、结构简单且能同时保证检测高效准确的反应杯的抓放机构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种反应杯的抓放机构以及含有该抓放机构的设备，其结构简单，抓取效率高且部件耗损率低。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的第一个目的是提供一种反应杯的抓放机构，其包括：抓取机构，其与所述反应杯的外壁接触以用于抓取所述反应杯；运动机构，其与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构的运动；脱杯机构，其套设于所述抓取机构的外部，并固定至壳体，用于在所述抓取机构相对于所述反应杯运动时，实现反应杯的放置；以及驱动机构，其固定至壳体上，并与所述运动机构连接以驱动所述运动机构。

为了进一步优化上述装置，本实用新型采取的技术措施还包括：

进一步地，所述致动机构为电机驱动机构、气动驱动机构、电磁驱动机构中的一种。

进一步地，所述装置安装2个检测器，所述检测器分别用于检测运动机构和脱杯机构的位置。

进一步地，所述抓放机构包括用于安装所述抓取机构、运动机构、脱杯机构和致动机构的的壳体；其中，所述抓取机构包括抓手，在抓取所述反应杯时，所述反应杯的外壁与所述抓手的内壁接触；其中，所述运动机构包括螺母，所述螺母固定连接抓手；其中，所述脱杯机构为套筒，所述套筒套设于所述抓手的外部，所述套筒的顶端安装于所述壳体的底部，所述套筒的内部设置用于抵住所述反应杯顶部的限位杆；以及其中，所述驱动机构包括电机，所述电机安装于所述壳体的顶端；所述电机具有主轴和丝杆，所述丝杆套设于所述螺母的内部以致动所述螺母和抓手进行上下运动。

进一步地，所述抓手的底部设置至少2个抓手片，所述抓手片以间隔的方式均匀分布；所述套筒内部相对于所述反应杯上端开口的位置设置限位杆，所述限位杆穿过所述抓手片之间的间隔空隙。进一步地，所述抓手片的数量为偶数个。

进一步地，所述抓手片中至少一个为具有弹性的材质，例如塑料等。

进一步地，所述反应杯中上部的外壁设置向外延伸的凸环体，用于抵住所述抓手片的端部。可理解的是，任一合适的外部设置突出体的反应杯均可采用，只要改突出体能顶住所述抓手片的底端。

进一步地，所述抓手的上端固定安装至抓手安装件的下端，所述抓手安装件的上端固定至抓手连接件的下端；所述螺母的下端固定连接所述抓手连接件的上端；所述套筒的顶端固定于套筒安装板，所述套筒安装板安装于所述壳体的底部；其中，所述螺母、丝杆及部分抓手连接件均设置在所述壳体的内腔部，所述抓手、抓手安装件及部分抓手连接件依次贯通所述套筒、套筒安装板和壳体。

进一步地，所述螺母的侧端安装螺母限位杆，所述壳体开设螺母限位槽，所述螺母限位杆延伸穿过所述螺母限位槽。

进一步地，位于所述螺母限位槽上部的所述壳体的外部安装第一传感器，用于检测螺母的位置以实现运动机构的复位。

进一步地，所述丝杆的外部套设丝杆限位槽，所述丝杆限位槽开设于所述取杯杆连接件中。

进一步地，所述套筒内设置容置腔，所述容置腔的内壁向内设置一凸起，所述凸起上部的容置腔内设置套设于所述抓手连接件外部的弹簧，从而实现未抓取和抓取反应杯时相对于所述取杯杆的滑动，所述凸起在所述套筒滑动至底部时可通过抓手安装件进行限位，即凸起之间的空隙小于所述抓手安装件的尺寸(长度、直径等)。

进一步地，所述套筒和套筒安装板为一体成型结构，所述抓手和抓手安装件为一体成型结构。

进一步地，所述套筒安装板的外部设置套筒凸杆，在对应所述套筒凸杆的所述壳体的下部安装第二传感器，用于检测套筒的位置。

进一步地，所述第一传感器和第二传感器均为光耦传感器。其也可为本领域中任一合适的用于检测物件位置变化的传感器。

进一步地，所述抓手底部的直径略小于所述反应杯开口的外径，所述抓手片的端部设置朝内的倒梯形结构或倒弧形结构，以利于反应杯的嵌入。

本实用新型的第二个目的是提供一种含有任一上述的反应杯的抓放机构的设备。

进一步地，所述设备具有与反应杯的抓放机构连接的外部驱动机构，其用于驱动该装置整体进行运动，所述运动包括Z向运动、X向运动、Y向运动、XY平面上的摆臂旋转运动的至少一种。

进一步地，所述设备还具有与所述反应杯的抓放机构连接的能使所述反应杯在抓取状态时实现反应杯旋转的旋转机构。

进一步地，所述设备包括但不限于，含有该反应杯的抓放机构的摆臂机构、含有该反应杯的抓放机构的的磁分离设备、含有该反应杯的抓放机构的反应杯卸载设备。

上述各部件之间的固定安装形式为螺丝连接、螺栓螺母连接、对焊连接或粘合连接等，也可为本领域中任一合适的连接方式。上述各部件的材质为本领域任一合适的材质，例如不锈钢、塑料等。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型所述的反应杯的抓放机构其采用丝杆电机带动螺母运动从而实现取杯杆的运动，其依靠抓手的变形产生摩擦力从而抓取反应杯，其无需现有技术中控制抓手横向运动的部件，结构简单，安全性能高，且抓取可靠；同时其还设置传感器检测是否抓取反应杯以及螺母的复位，避免了空抓现象，提高了抓取效率。

本实用新型所采用的脱杯方案是抓手向上运动，主动从反应杯外部移开，其可将反应杯放到指定位置后再进行脱杯，没有杯内液体溅出的风险，从而不会造成试样的损失，保证了检测准确率和检测效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中抓取反应杯的装置的结构示意图；

图2和图3分别为本实用新型另一实施例中未抓取和抓取反应杯的装置的结构示意图；

图4为图3所示的装置的正视图；

图5为图4所述的装置的A-A面剖视图；

图6A和图6B分别为本实用新型一实施例中反应杯的结构示意图和正视图；

图中的附图标记为：

1、电机；11、丝杆；12、丝杆限位槽；15、电磁铁；16、电磁铁芯棒；2、壳体；3、套筒；31、套筒安装板；32、套筒凸杆；34、限位杆；4、抓手；41、抓手安装件；42、抓手连接件；5、第一传感器；6、第二传感器；7、螺母；71、螺母限位杆；72、螺母限位槽；8、弹簧；9、反应杯；91、凸环体。

具体实施方式

本实用新型提供了一种反应杯的抓放机构，其包括：抓取机构，其与所述反应杯的外壁接触以用于抓取所述反应杯；运动机构，其与所述抓取机构连接以带动所述抓取机构的运动；脱杯机构，其套设于所述抓取机构的外部，并固定至壳体，用于在所述抓取机构相对于所述反应杯运动时，实现反应杯的放置；以及驱动机构，其固定至壳体上，并与所述运动机构连接以驱动所述运动机构。本实用新型还提供了一种含有上述反应杯的抓放机构的设备。

下面结合实施例和附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

本实施例为一较佳的反应杯的抓放机构。

如图1所示，本实施例所述的反应杯的抓放机构包括抓取机构、运动机构、脱杯机构、致动机构和壳体2，其中，抓取机构包括抓手4、运动机构包括抓手连接件42、脱杯机构包括套筒3、致动机构包括电磁铁15和电磁铁芯棒16。

在该实施例中，在抓取反应杯9时，反应杯9的外壁与抓手4的外壁接触，通过两者间的摩擦力保持，反应杯的外径略大于抓手端部的内径(如大0.1mm，0.2mm，0.25mm，0.3mm，0.4mm等)，且抓手4的底部朝内为倒弧形结构，以利于反应杯上端口的嵌入；抓手4包括2个间隔对称分布的抓手片，其中1个抓手片为不锈钢材质，另1个抓手片为塑料材质；抓手4以一体成型的方式固定至抓手安装件41的底部，抓手安装件41的顶部以焊接的方式固定至抓手连接件42的底部；套筒3套设于抓手4的外部，套筒3为一圆柱形环状体，抓手4可相对套筒3滑动；套筒3的内部对应反应杯的上端开口的位置处设置一限位杆34(在抓取反应杯状态时)，限位杆34通过螺丝拧接的方式穿过套筒3侧壁的开口固定至套筒3上，并且限位杆34穿过2个抓手片之间的间隔空隙，该限位杆34的布置并不会妨碍抓手4的滑动，同时起到抵住反应杯9顶部的限位作用；套筒3的顶部以一体成型的方式固定于壳体2的底部；电磁铁15套设并以卡合连接的方式安装至壳体2顶部开设的安装孔内，电磁铁芯棒16套设于电磁铁15的内部，其顶部采用焊接的方式连接至抓手连接件42的顶部。

在本实施例中，如图6A和图6B所示，反应杯9的形式为：反应杯9为一圆柱体，其上端具有开口，下端具有圆形密封端部；反应杯9的中上部的外壁设置向外延伸的凸环体91，用于抵住所述抓手片的端部，所述凸环体到所述反应杯顶端的距离约等于或小于在抓取状态时抓手底端与限位杆之间的距离，约为反应杯长度的1/5～1/3；该反应杯9及设置于其上的凸环体91为一体成型结构，其材质为塑料。

本实施例所述的装置用于抓取和放置反应杯的操作步骤如下：

将该装置整体定位至反应杯的拾取位置；通过外部驱动机构使得该装置整体向下运动，抓手包住反应杯上端开口的外部，在力的作用下，抓手微微变形，包紧住取杯杆，并依靠摩擦力保持，实现反应杯的抓取；将拾取反应杯的装置整体定位至反应杯的放置位置，然后在电磁铁的驱动下，电磁铁芯棒向上运动，从而带动抓手往上运动，由于套筒内的限位杆对反应杯的限制作用，反应杯无法跟随抓手向上运动，反应杯与抓手脱离，实现反应杯的放置。

实施例二

本实施例为实施例一所述的反应杯的抓放机构的优化实施方式，其主要优化点为设置了不同的致动机构和运动机构，抓手的连接方式和套筒的连接方式，以及采用了不同的壳体的形式，并增设了用于检测套筒位置和运动机构的检测器等，具体改进如下：

如图2～图5所示，本实施例所述的反应杯的抓放机构中的运动机构包括螺母7、致动机构包括电机1。

在该实施例中，如图2～图5所示，抓手4以一体成型的方式固定于抓手安装件41的底部，抓手安装件41内部开设一通孔，通过该通孔以螺丝连接的方式固定至抓手连接件42的底部，抓手4包括4个抓手片，所述抓手片均为具有弹性的塑料材质，且对称间隔分布；螺母7通过螺丝连接的方式固定至抓手连接件42的顶部；套筒3的顶端以一体成型的方式固定于套筒安装板31，套筒3套设于抓手4、抓手安装件41和抓手连接件42的外部，套筒3的底部开设2个对称的通孔，限位杆34通过2个通孔采用卡合连接的方式设置在套筒3的内部，并且该限位杆34穿过抓手片之间的间隔空隙，在夹取或放置反应杯时限位杆34用于抵住反应杯9的顶部。

在本实施例中，如图2～图5所示，电机1的底部通过螺丝连接的方式安装于壳体2的顶端；电机1具有主轴和丝杆11，丝杆11套设于螺母7的内部以在电机1驱动时致动螺母7和抓手4进行上下运动。丝杆11的外部套设丝杆限位槽12，丝杆限位槽12开设于抓手连接件42中，以防止丝杆11驱动螺母7过度向下运动损坏装置；且螺母7的侧端安装螺母限位杆71，壳体2开设螺母限位槽72，螺母限位杆71延伸穿过所述螺母限位槽72，位于螺母限位槽72上部的壳体2的外部安装第一传感器5，用于检测螺母7的位置以实现运动机构的复位；其运动机构的复位过程如下：在初始阶段，螺母应处于最低端或较低端，若不处于则驱动电机以进行复位；抓取反应杯时，电机不驱动；在放置反应杯时，电机驱动丝杆带动螺母及抓手向上运动，通过套筒限位杆的限制作用，实现反应杯的释放；在释放反应杯完成后，将螺母复位至最低端或较低端。

在本实施例中，如图2～图5所示，套筒安装板31中间开设通孔以安置抓手4、抓手安装件41和抓手连接件42的圆盘形结构；套筒安装板31的一侧以螺丝连接的方式固定套筒凸杆32，在对应套筒凸杆32的壳体2的下部安装第二传感器6，用于检测套筒3的位置；套筒3的上部内置一容置腔，容置腔的内壁向内设置一凸起，凸起上部的容置腔内设置套设于抓手连接件42外部的弹簧8，该凸起在所述套筒3滑动至底部时可通过抓手安装件进行套筒3的限位，即凸起之间的空隙小于所述抓手安装件41的直径，套筒3和套筒安装板31为一体成型结构，上述设置可实现套筒3相对于抓手连接件42的滑动从而实现是否抓取反应杯的检测。在无反应杯时，套筒会在弹簧的作用力下保持在靠下的位置；有反应杯时，反应杯会将套筒顶住在靠上的位置；第二传感器可以通过检测套筒的位置变化，来间接检测是否已抓取反应杯，从而提高抓杯效率。

在本实施例中，螺母7、丝杆11以及部分抓手连接件42均设置在壳体2的内腔部，抓手连接件42依次贯通套筒3、套筒安装板31和壳体2，且反应杯9、抓手4、抓手连接件42和丝杆11为同轴心设置，以利于更好地实现各部件的运动及具有更优异的抓取效果。

本实施例所述的装置用于抓取和放置反应杯的操作步骤如下：

将该装置整体定位至反应杯的拾取位置；通过外部驱动机构使得该装置整体向下运动，抓手包住反应杯上端开口的外部，在力的作用下，抓手微微变形，包紧住取杯杆，并依靠摩擦力保持，实现反应杯的抓取；将拾取反应杯的装置整体定位至反应杯的放置位置，然后电机丝杆驱动带动螺母向上运动，从而带动抓手往上运动，由于套筒内的限位杆对反应杯的限制作用，反应杯无法跟随抓手向上运动，反应杯与抓手脱离，实现反应杯的放置。

实施例三

本实施例为含有实施例一或实施例二所述的反应杯的抓放机构的摆臂机构，该摆臂机构通过连接杆横向安装至反应杯取放装置的壳体上，连接杆连接至一主轴，主轴通过一电机驱动可实现Z向运动，该主轴还通过皮带连接的方式连接至一旋转机构以实现XY平面上的摆臂运动。

实施例四

本实施例为含有实施例一或实施例二所述的反应杯的抓放机构的反应杯装卸设备，该反应杯装卸设备通过连接杆纵向安装至反应杯取放装置的壳体上，连接杆连接至具有X向移动装置、Y向移动装置、Z向移动装置的机构，其分别设置X向滑轨和驱动电机、Y向滑轨和驱动电机、Z向驱动电机，以实现反应杯的三向直线运动，从而将反应杯从反应杯存放区转运至其他功能区域。

实施例五

本实施例为含有将实施例一或实施例二所述反应杯的抓放机构中的电机、丝杆及螺母外置的反应杯取放装置的磁分离设备，其在反应杯取放装置的壳体外侧设置一旋转机构，该旋转机构连接至旋转机构安装板，该安装板上开设螺母孔，连接至外部的丝杆，所述丝杆连接至外部的电机。该磁分离设备可使所述反应杯在抓取状态时实现反应杯的旋转。

由上述实施例可知，本实用新型所述的反应杯的抓放机构依靠抓手的变形产生摩擦力从而抓取反应杯，其无需现有技术中控制抓手横向运动的部件，结构简单，安全性能高，且抓取可靠；同时其还设置传感器检测是否抓取反应杯，避免了空抓现象，提高了抓取效率同时没有杯内液体溅出的风险，从而不会造成试样的损失，保证了检测准确率和检测效率。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。