本发明涉及旋盖设备领域，尤其涉及一种桌面型旋盖机。
背景技术：
目前，市场上常见的流水线式的连续旋盖设备虽然旋盖效率较高，但不适合在实验室环境下以托盘为单位进行小批量的操作；而手持式通用旋盖机仍需要人工把住试管一端进行操作，难以避免试管中化学试剂与操作人员身体的接触，对操作人员有一定的安全隐患。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种桌面型旋盖机，以便满足在实验室环境下以托盘为单位进行小批量的旋盖操作。
为了实现上述目的，本发明提出了一种桌面型旋盖机，包括底板(1)，所述底板(1)的下方设有多个橡胶脚垫(2)，在所述底板(1)上设有能沿底板(1)Y轴方向进行滑动的Y轴模块(3)，在所述Y轴模块(3)上设有用于夹住试管(6)的管夹模块(4)，在所述Y轴模块(3)上还放置了用于盛放试管(6)和试管盖(11)的管架模块(5)；在所述底板(1)上还设有垂直于底板(1)的Z轴支撑板(7)，在所述Z轴支撑板(7)上设有可沿Z轴支撑板(7)Z轴方向进行滑动的Z轴模块(9)，所述Z轴模块(9)上固定有用于旋盖的旋盖模块(10)；所述Y轴模块(3)、管夹模块(4)、Z轴模块(9)以及旋盖模块(10)均受控于控制单元。
优选的是，所述Z轴支撑板(7)通过加强板(8)进行加固。
优选的是，所述Y轴模块(3)包括Y轴电机(301)，所述Y轴电机(301)通过电机固定座(302)固定在底板(1)上，所述Y轴电机(301)的输出轴与第一带轮(303)相连接，所述第一带轮(303)通过第一皮带(304)带动安装在底板(1)上的第二带轮(305)转动，在所述底板(1)上还设有用于调节第一皮带(304)松紧的张紧轮(306)，在所述第一皮带(304)上固定有皮带夹板(307)，所述皮带夹板(307)还与Y向滑动板(308)相连接，在所述Y向滑动板(308)的下表面设有第一滑块(309)，使得所述Y向滑动板(308)能够在第一皮带(304)的带动下沿设置于底板(1)上的第一滑轨(310)滑动，在所述底板(1)上还设有用于限位皮带夹板(307)的Y限位块(311)，在所述Y向滑动板(308)的侧表面上设有Y轴感应片(312)，在所述底板(1)上还设有与Y轴感应片(312)配合使用的Y轴零位传感器(313)和Y轴限位传感器(314)，用于感知Y轴模块(3)的位置。
优选的是，所述管夹模块(4)包括经第一支撑板(402)固定在Y向滑动板(308)上表面的第一固定板(401)，在所述第一固定板(401)上设有通孔(403)，在所述第一固定板(401)的下表面设有管夹电机(404)，所述管夹电机(404)的输出轴通过通孔(403)与置于第一固定板(401)上方的管夹凸轮(405)相连接，在所述管夹凸轮(405)上通过隔套(406)安装有管夹感应片(407)，在所述管夹感应片(407)上开设有第一切槽(408)和第二切槽(409)，所述第一切槽(408)和第二切槽(409)之间的夹角取决于所述管夹凸轮(405)的形状，与所述管夹感应片(407)配合使用的第一光电传感器(411)和第二光电传感器(412)通过传感器固定片(410)安装在所述第一固定板(401)上，在所述第一固定板(401)的上表面由下至上依次设有管夹板(413)和管夹头安装板(414)，所述管夹板(413)上设有N个用于夹住试管(6)的管夹(416)，所述管夹(416)的数量与试管(6)的数量相匹配；所述管夹头安装板(414)上设有滑槽(422)，在所述管夹板(413)以及第一固定板(401)上均设有与滑槽(422)相对应的销孔(423)，使得所述管夹头安装板(414)经由圆柱销进行定位，使所述管夹头安装板(414)只能沿圆柱销所在滑槽(422)进行运动，通过压板(415)来限制管夹头安装板(414)的Z轴方向的运动；在所述管夹头安装板(414)上设有第一微型凸轮轴承随动器(417)，所述第一微型凸轮轴承随动器(417)可通过管夹凸轮(405)的旋转控制管夹头安装板(414)的运动，在所述管夹头安装板(414)的侧面上设有第一弹簧顶块(418)，所述第一弹簧顶块(418)经第一矩形压簧(419)与设置于第一固定板(401)上的第二弹簧顶块(420)相连接，以使第一微型凸轮轴承随动器(417)紧贴管夹凸轮(405)；在所述管夹头安装板(414)上还设有N个与所述管夹(416)配合使用夹住试管(6)的管夹头模组(421)，每个管夹头模组(421)均包括管夹头(4212)，所述管夹头(4212)经由芯轴(4211)定位在管夹头安装板(414)上，所述管夹头(4212)还经第二矩形压簧(4213)与固定在管夹头安装板(414)上的弹簧座(4214)相连接，在所述弹簧座(4214)上还设有弹簧调节螺丝(4215)。
优选的是，所述管架模块(5)包括用于放置试管(6)的试管架(501)，在所述试管架(501)上还固定有盖架(502)，在所述盖架(502)上还设有N个用于放置试管盖(11)的盖座(503)。
优选的是，所述Z轴模块(9)包括固定在电机固定板(902)上的Z轴电机(901)，所述电机固定板(902)经铜柱(903)固定在Z轴支撑板(7)上，所述Z轴电机(901)的输出轴经联轴器(904)与第一凸轮轴(905)的一端相连接，所述第一凸轮轴(905)的另一端经轴承(906)安装在凸轮座立板(907)上，所述凸轮座立板(907)固定在凸轮座底板(908)上，所述凸轮座底板(908)固定在Z轴支撑板(7)上；在所述第一凸轮轴(905)上设有凸轮(909)，所述凸轮(909)通过安装于Z轴滑块连接座(911)上的第二微型凸轮轴承随动器(910)带动Z轴滑块连接座(911)沿设置在Z轴支撑板(7)上的第二滑轨(912)上下滑动，在所述Z轴滑块连接座(911)的侧面还设有Z轴感应片(913)，在所述Z轴支撑板(7)上设有与所述Z轴感应片(913)配合使用的Z轴限位传感器(914)和Z轴零位传感器(915)，用于感知Z轴模块(9)的位置。
优选的是，所述旋盖模块(10)包括夹爪安装板(1004)，在所述夹爪安装板(1004)的上表面上从右到左依次设有第一电机安装板(1002)、中间支座(1005)以及第二电机安装板(1003)，所述第一电机安装板(1002)、中间支座(1005)、第二电机安装板(1003)以及夹爪安装板(1004)还均固定至连接在所述Z轴滑块连接座(911)上的连接板(1001)上；在所述第一电机安装板(1002)上设有盖夹电机(1006)，所述盖夹电机(1006)的输出轴上固定有第一圆柱齿轮(1007)，所述第一圆柱齿轮(1007)的凸台上设有盖夹感应片(1008)，在所述第一电机安装板(1002)上还设有与所述盖夹感应片(1008)配合使用的第三光电传感器(1009)，用来感知盖夹电机(1006)的工作状态；在所述第一电机安装板(1002)和第二电机安装板(1003)之间通过深沟球轴承(1012)安装有第二凸轮轴(1011)，所述第二凸轮轴(1011)的一端与第二圆柱齿轮(1010)固定连接，所述第二圆柱齿轮(1010)与第一圆柱齿轮(1007)相啮合，在所述第二凸轮轴(1011)上设有N个张爪凸轮(1013)，每个张爪凸轮(1013)与对应的夹爪模组配合使用，所述张爪凸轮(1013)可随盖夹电机(1006)转动，以控制夹爪(1033)夹紧或者松开试管盖(11)；在所述中间支座(1005)的下表面还设有用于防止第二凸轮轴(1011)变形的轴套；在所述第二电机安装板(1003)上设有旋盖电机(1014)，所述旋盖电机(1014)的输出轴与第三带轮(1015)相连接，所述第三带轮(1015)通过第二皮带(1016)带动设置于第二电机安装板(1003)上的第四带轮(1017)转动，在所述第一电机安装板(1002)和第二电机安装板(1003)之间通过角接触球轴承(1019)安装有蜗杆(1018)，所述蜗杆(1018)的一端与第四带轮(1017)固定连接，所述蜗杆(1018)与N个蜗轮(1020)相啮合，以通过蜗轮(1020)带动夹爪模组转动；每个夹爪模组均包括通过轴承安装在夹爪安装板(1004)上的夹爪座(1021)，所述蜗轮(1020)固定在夹爪座(1021)上，拉紧柱(1022)设置于夹爪座(1021)内部，并且可沿夹爪座(1021)内部上下滑动，所述拉紧柱(1022)的上端设有弹簧压盖(1023)，所述弹簧压盖(1023)上设有牛眼轴承(1024)，所述牛眼轴承(1024)顶在所述张爪凸轮(1013)的下方，所述弹簧压盖(1023)与夹爪座(1021)之间由弹簧(1025)支撑，所述拉紧柱(1022)的下端经第一卡簧销(1026)分别与第一连杆(1027)以及第二连杆(1028)相连接，所述第一连杆(1027)还经第二卡簧销(1029)与第三连杆(1030)相连接，所述第二连杆(1028)还经第三卡簧销(1031)与第四连杆(1032)相连接，在所述第三连杆(1030)以及第四连杆(1032)的末端固定有相互配合使用的夹爪(1033)，所述第三连杆(1030)以及第四连杆(1032)还分别通过第四卡簧销(1034)以及第五卡簧销(1035)固定在夹爪座(1021)上。
本发明的该方案的有益效果在于上述桌面型旋盖机能够满足在实验室环境下以托盘为单位进行小批量的旋盖操作，处理效率较高；通过专用的管架盛放试管，在给试管上盖和卸盖的过程中无需人为干预，避免了工作人员与试管过多的接触，相较于市面上的设备更加适合实验室环境下使用。
附图说明
图1示出了本发明所涉及的桌面型旋盖机的整体结构图。
图2示出了本发明所涉及的Y轴模块的结构图。
图3示出了本发明所涉及的管夹模块的结构图，其中(a)示出了管夹模块的立体图，(b)示出了管夹模块部分结构的俯视图，(c)示出了管夹模块的局部结构图，(d)示出了管夹头模组的结构图。
图4示出了本发明所涉及的管架模块的结构图，其中(a)示出了管架模块的立体图，(b)示出了管架模块的侧视图。
图5示出了本发明所涉及的Z轴模块的结构图，其中(a)示出了Z轴模块的立体图，(b)示出了Z轴模块的俯视图。
图6示出了本发明所涉及的旋盖模块的结构图，其中(a)示出了旋盖模块的正面立体图，(b)示出了第一圆柱齿轮的结构图，(c)示出了盖夹感应片的结构图，(d)示出了旋盖模块的背面立体图。
图7示出了本发明所涉及的旋盖模块的局部结构图，其中(a)示出了该局部结构的立体图，(b)示出了该局部结构的剖面图，(c)示出了夹爪的结构图。
附图标记：1-底板，2-橡胶脚垫，3-Y轴模块，301-Y轴电机，302-电机固定座，303-第一带轮，304-第一皮带，305-第二带轮，306-张紧轮，307-皮带夹板，308-Y向滑动板，309-第一滑块，310-第一滑轨，311-Y限位块，312-Y轴感应片，313-Y轴零位传感器，314-Y轴限位传感器，4-管夹模块，401-第一固定板，402-第一支撑板，403-通孔，404-管夹电机，405-管夹凸轮，406-隔套，407-管夹感应片，408-第一切槽，409-第二切槽，410-传感器固定片，411-第一光电传感器，412-第二光电传感器，413-管夹板，414-管夹头安装板，415-压板，416-管夹，417-第一微型凸轮轴承随动器，418-第一弹簧顶块，419-第一矩形压簧，420-第二弹簧顶块，421-管夹头模组，4211-芯轴，4212-管夹头，4213-第二矩形压簧，4214-弹簧座，4215-弹簧调节螺丝，422-滑槽，423-销孔，5-管架模块，501-试管架，502-盖架，503-盖座，6-试管，7-Z轴支撑板，8-加强板，9-Z轴模块，901-Z轴电机，902-电机固定板，903-铜柱，904-联轴器，905-第一凸轮轴，906-轴承，907-凸轮座立板，908-凸轮座底板，909-凸轮，910-第二微型凸轮轴承随动器，911-Z轴滑块连接座，912-第二滑轨，913-Z轴感应片，914-Z轴限位传感器，915-Z轴零位传感器，10-旋盖模块，1001-连接板，1002-第一电机安装板，1003-第二电机安装板，1004-夹爪安装板，1005-中间支座，1006-盖夹电机，1007-第一圆柱齿轮，1008-盖夹感应片，1009-第三光电传感器，1010-第二圆柱齿轮，1011-第二凸轮轴，1012-深沟球轴承，1013-张爪凸轮，1014-旋盖电机，1015-第三带轮，1016-第二皮带，1017-第四带轮，1018-蜗杆，1019-角接触球轴承，1020-蜗轮，1021-夹爪座，1022-拉紧柱，1023-弹簧压盖，1024-牛眼轴承，1025-弹簧，1026-第一卡簧销，1027-第一连杆，1028-第二连杆，1029-第二卡簧销，1030-第三连杆，1031-第三卡簧销，1032-第四连杆，1033-夹爪，1034-第四卡簧销，1035-第五卡簧销，11-试管盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明所涉及的桌面型旋盖机包括底板1，所述底板1的下方设有多个橡胶脚垫2，在所述底板1上设有能沿底板1Y轴方向进行滑动的Y轴模块3，在所述Y轴模块3上设有用于夹住试管6的管夹模块4，在所述Y轴模块3上还放置了用于盛放试管6和试管盖11的管架模块5；在所述底板1上还设有垂直于底板1的Z轴支撑板7，所述Z轴支撑板7通过加强板8进行加固，在所述Z轴支撑板7上设有可沿Z轴支撑板7Z轴方向进行滑动的Z轴模块9，所述Z轴模块9上固定有用于旋盖的旋盖模块10。本发明所涉及的Y轴模块3、管夹模块4、Z轴模块9以及旋盖模块10均受控于控制单元。
如图2所示，所述Y轴模块3包括Y轴电机301，所述Y轴电机301通过电机固定座302固定在底板1上，所述Y轴电机301的输出轴与第一带轮303相连接，所述第一带轮303通过第一皮带304带动安装在底板1上的第二带轮305转动，在所述底板1上还设有用于调节第一皮带304松紧的张紧轮306，在所述第一皮带304上固定有皮带夹板307，所述皮带夹板307还与Y向滑动板308相连接，在所述Y向滑动板308的下表面设有第一滑块309，使得所述Y向滑动板308能够在第一皮带304的带动下沿设置于底板1上的第一滑轨310滑动，在所述底板1上还设有用于限位皮带夹板307的Y限位块311，在所述Y向滑动板308的侧表面上设有Y轴感应片312，在所述底板1上还设有与Y轴感应片312配合使用的Y轴零位传感器313和Y轴限位传感器314，用于感知Y轴模块3的位置。
如图3所示，所述管夹模块4包括经第一支撑板402固定在Y向滑动板308上表面的第一固定板401，在所述第一固定板401上设有通孔403，在所述第一固定板401的下表面设有管夹电机404，所述管夹电机404的输出轴通过通孔403与置于第一固定板401上方的管夹凸轮405相连接，在所述管夹凸轮405上通过隔套406安装有管夹感应片407，在所述管夹感应片407上开设有第一切槽408和第二切槽409，所述第一切槽408和第二切槽409之间的夹角取决于管夹凸轮405的形状，在本实施例中，所述第一切槽408和第二切槽409之间的夹角为120度，与所述管夹感应片407配合使用的第一光电传感器411和第二光电传感器412通过传感器固定片410安装在所述第一固定板401上，在所述第一固定板401的上表面由下至上依次设有管夹板413和管夹头安装板414，所述管夹板413上设有N个用于夹住试管6的管夹416，所述管夹416的数量与试管6的数量相匹配；所述管夹头安装板414上设有滑槽422，在所述管夹板413以及第一固定板401上均设有与滑槽422相对应的销孔423，使得所述管夹头安装板414经由圆柱销进行定位，使所述管夹头安装板414只能沿圆柱销所在滑槽422进行运动，通过压板415来限制管夹头安装板414的Z轴方向的运动；在所述管夹头安装板414上设有第一微型凸轮轴承随动器417，所述第一微型凸轮轴承随动器417可通过管夹凸轮405的旋转控制管夹头安装板414的运动，在所述管夹头安装板414的侧面上设有第一弹簧顶块418，所述第一弹簧顶块418经第一矩形压簧419与设置于第一固定板401上的第二弹簧顶块420相连接，以便使第一微型凸轮轴承随动器417紧贴管夹凸轮405；在所述管夹头安装板414上还设有N个与所述管夹416配合使用夹住试管6的管夹头模组421，每个管夹头模组421均包括管夹头4212，所述管夹头4212经由芯轴4211定位在管夹头安装板414上，使所述管夹头4212可绕芯轴4211小幅度转动，所述管夹头4212还经第二矩形压簧4213与固定在管夹头安装板414上的弹簧座4214相连接，在所述弹簧座4214上还设有弹簧调节螺丝4215。
在具体的使用过程中，通过控制管夹电机404，使得管夹凸轮405转动，进而使得管夹头安装板414移动，以便达到夹紧、半夹紧或者松开的动作。具体的三种状态可由管夹感应片407上的第一切槽408以及第二切槽409与第一光电传感器411以及第二光电传感器412的相关位置关系来决定，例如，当第二光电传感器412对应第二切槽409时为夹紧状态，此时管夹头4212与管夹416配合使用夹紧试管6；当第一光电传感器411对应第一切槽408时为半夹紧状态，此时管夹头4212与管夹416配合使用半夹紧试管6；当第一光电传感器411对应第二切槽409，第二光电传感器412对应第一切槽408时为松开状态，此时管夹头4212与管夹416松开试管6。
如图4所示，所述管架模块5包括用于放置试管6的试管架501，在所述试管架501上还固定有盖架502，在所述盖架502上还设有N个用于放置试管盖11的盖座503。在具体的使用过程中，上盖时需先将试管6手动插入试管架501中并将试管盖11放在盖座503上，然后将管架模块5放置在Y轴模块3上并靠紧管夹模块4；卸盖时需将试管6手动插入试管架501，然后将管架模块5放置在Y轴模块3上并靠紧管夹模块4。
如图5所示，所述Z轴模块9包括固定在电机固定板902上的Z轴电机901，所述电机固定板902经铜柱903固定在Z轴支撑板7上，所述Z轴电机901的输出轴经联轴器904与第一凸轮轴905的一端相连接，所述第一凸轮轴905的另一端经轴承906安装在凸轮座立板907上，所述凸轮座立板907固定在凸轮座底板908上，所述凸轮座底板908固定在Z轴支撑板7上；在所述第一凸轮轴905上设有凸轮909，所述凸轮909通过安装于Z轴滑块连接座911上的第二微型凸轮轴承随动器910带动Z轴滑块连接座911沿设置在Z轴支撑板7上的第二滑轨912上下滑动，在所述Z轴滑块连接座911的侧面还设有Z轴感应片913，在所述Z轴支撑板7上设有与所述Z轴感应片913配合使用的Z轴限位传感器914和Z轴零位传感器915，用于感知Z轴模块9的位置。
如图6、7所示，所述旋盖模块10包括夹爪安装板1004，在所述夹爪安装板1004的上表面上从右到左依次设有第一电机安装板1002、中间支座1005以及第二电机安装板1003，所述第一电机安装板1002、中间支座1005、第二电机安装板1003以及夹爪安装板1004还均固定至连接在所述Z轴滑块连接座911上的连接板1001上；在所述第一电机安装板1002上设有盖夹电机1006，所述盖夹电机1006的输出轴上固定有第一圆柱齿轮1007，所述第一圆柱齿轮1007的凸台上设有盖夹感应片1008，在所述第一电机安装板1002上还设有与所述盖夹感应片1008配合使用的第三光电传感器1009，用来感知盖夹电机1006的工作状态；在所述第一电机安装板1002和第二电机安装板1003之间通过深沟球轴承1012安装有第二凸轮轴1011，所述第二凸轮轴1011的一端与第二圆柱齿轮1010固定连接，所述第二圆柱齿轮1010与第一圆柱齿轮1007相啮合，在所述第二凸轮轴1011上设有N个张爪凸轮1013，每个张爪凸轮1013与对应的夹爪模组配合使用，所述张爪凸轮1013可随盖夹电机1006转动，以便控制夹爪1033夹紧或者松开试管盖11；在所述中间支座1005的下表面还设有用于防止第二凸轮轴1011变形的轴套；在所述第二电机安装板1003上设有旋盖电机1014，所述旋盖电机1014的输出轴与第三带轮1015相连接，所述第三带轮1015通过第二皮带1016带动设置于第二电机安装板1003上的第四带轮1017转动，在所述第一电机安装板1002和第二电机安装板1003之间通过角接触球轴承1019安装有蜗杆1018，所述蜗杆1018的一端与第四带轮1017固定连接，所述蜗杆1018与N个蜗轮1020相啮合，以便通过蜗轮1020带动夹爪模组转动；每个夹爪模组均包括通过轴承安装在夹爪安装板1004上的夹爪座1021，所述蜗轮1020固定在夹爪座1021上，拉紧柱1022设置于夹爪座1021内部，并且可沿夹爪座1021内部上下滑动，所述拉紧柱1022的上端设有弹簧压盖1023，所述弹簧压盖1023上设有牛眼轴承1024，所述牛眼轴承1024顶在所述张爪凸轮1013的下方，所述弹簧压盖1023与夹爪座1021之间由弹簧1025支撑，具体是将所述弹簧1025缠绕在所述拉紧柱1022上，其一端抵在所述弹簧压盖1023的下端，其另一端抵在所述夹爪座1021内壁开设的凹槽下端；所述拉紧柱1022的下端经第一卡簧销1026分别与第一连杆1027以及第二连杆1028相连接，所述第一连杆1027还经第二卡簧销1029与第三连杆1030相连接，所述第二连杆1028还经第三卡簧销1031与第四连杆1032相连接，在所述第三连杆1030以及第四连杆1032的末端固定有相互配合使用的夹爪1033，所述第三连杆1030以及第四连杆1032还分别通过第四卡簧销1034以及第五卡簧销1035固定在夹爪座1021上。
在具体的使用过程中，通过所述盖夹电机1006来实现夹爪1033的张开与夹紧。具体是通过盖夹电机1006带动所述张爪凸轮1013转动，使得所述拉紧柱1022下移，进而使得夹爪1033张开，松开试管盖11；通过盖夹电机1006带动所述张爪凸轮1013转动，使得所述拉紧柱1022上移，进而使得夹爪1033夹紧试管盖11。通过旋盖电机1014带动蜗杆1018转动，使得夹爪模组转动，以便实现上盖或者卸盖的过程。
本发明所涉及的各传感器将检测到的信号传送至控制单元，所述控制单元根据接收到的信息控制相应的电机动作，以上控制原理属于现有技术，在此不做赘述。
本发明所涉及的桌面型旋盖机能够满足在实验室环境下以托盘为单位进行小批量的旋盖操作，处理效率较高；通过专用的管架盛放试管，在给试管上盖和卸盖的过程中无需人为干预，避免了工作人员与试管过多的接触，相较于市面上的设备更加适合实验室环境下使用。