一种试管拧帽装置的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种试管拧帽装置。

背景技术：

医疗领域，需要将待检测样品盛装入试管后，进行储藏、分析。目前，医疗检验也使用智能化代替人工手工操作，自动化医疗检验设备的发展已然成熟。将盛装好待检测样品的试管放入自动化设备后，由仪器进行后续配液、分液、稀释、检测等分析操作。因此需要经常对试管的管帽进行脱帽和盖帽操作。

目前，现有的试管拧帽通常需要多个驱动组件(如多个电机)来分别操作脱帽、盖帽两个不同的动作，结构复杂，控制难度相对较高，占用检验设备的空间大。或者是，通过驱动组件自身的旋转和沿着试管轴线方向往复运动两个运动同时进行来实现分别操作脱帽、盖帽，这样也需要其他运动组件来固定并辅助驱动组件的运动，结构复杂，操作不便。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的是提供试管拧帽装置，通过一个驱动组件，即可同时实现夹持机构本体的旋转和沿着所述试管轴向往复运动，进而进行对试管管帽的拧帽操作，结构简单，易控制。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。

本发明提供一种试管拧帽装置，包括拧帽装置本体，所述拧帽装置本体包括若干用以夹持所述试管的管帽的夹持机构本体、驱动组件、第一导向组件、第二导向组件，所述第一导向组件与所述第二导向组件相连接，所述夹持机构本体与所述第一导向组件相连接；其中，

所述驱动组件驱动所述第一导向组件进行旋转，带动所述第二导向组件旋转并沿着所述管帽的轴向往复运动，以带动旋转的所述第一导向组件沿着所述管帽的轴向往复运动，使夹持住所述管帽的所述夹持机构本体旋转并沿着所述管帽的轴向往复运动，使管帽拧入或拧出所述试管的管身。

优选地，所述第一导向组件包括导向轴组件，所述导向轴组件包括一端与所述夹持机构本体相连的花键轴、套设在花键轴外侧的外筒；所述驱动组件与所述外筒相连接，以驱动所述外筒转动，带动外套内的花键轴转动。

优选地，所述第二导向组件包括丝杆螺母组件，所述丝杆螺母组件包括丝杆、套设在丝杆外侧的螺母，所述丝杆与所述花键轴相连接；所述花键轴带动所述丝杆转动，使所述丝杆相对于所述螺母沿丝杆轴向往复运动。

优选地，所述第一导向轴组件位于所述第二导向轴组件与所述夹持机构本体中间；所述花键轴、丝杆、夹持机构本体三者的旋转轴重合。

优选地，所述驱动组件包括电机驱动组件，所述电机驱动组件包括电机、主动轮、从动轮、同步带，所述从动轮套设在所述导向轴组件的外筒外侧；所述电机驱动所述主动轮转动，带动所述从动轮转动，使所述外筒带动所述花键轴转动。

优选地，所述夹持机构本体包括若干用以夹持试管的管帽的管帽夹爪、连接于所述管帽夹爪的弹力件、导向件；其中，

所述弹力件驱动若干管帽夹爪之间相对张开，以完全或部分包裹所述管帽；所述导向件驱动相对张开的若干管帽夹爪相互靠拢，以夹紧所述管帽；若干所述管帽夹爪随着第一导向组件一同旋转并沿所述管帽轴线方向运动，以对所述管帽进行拧帽。

优选地，所述管帽夹爪的数目为两个，两所述管帽夹爪通过转轴进行转动连接；所述弹力件包括扭簧，所述扭簧套设于所述转轴杆外侧并位于两所述管帽夹爪之间；所述导向件为一限位套，所述限位套设有第三通孔，所述驱动组件使两所述管帽夹爪伸入或远离所述第三通孔，以使两所述管帽夹紧或在弹力件的回弹力作用下松开所述管帽。

优选地，还包括连接于所述管帽夹爪一端的一第一连接块，所述第一连接块上设有一凸块，所述凸块上设有第二通孔；所述第一连接块为三棱柱形，所述第一连接块的两侧面夹角呈90°，所述凸块设于所述第一连接块的一底面；所述管帽夹爪包括两指爪，两指爪分别连接于所述第一连接块夹角呈90°的两侧面。

优选地，所述第三通孔的内壁压紧两管帽卡爪一端，使两管帽卡爪张开角度变小至夹紧试管的管帽；所述第三通孔的大小可供夹紧所述试管的管帽的两管帽卡爪通过。

优选地，还包括固定组件，所述固定组件包括固定基座、连接件，所述外筒、螺母分别通过所述连接件连接于所述固定基座上，所述驱动组件与所述固定基座相连接。

优选地，所述丝杆与所述花键轴通过联轴器相连；还包括用以检测所述第一导向组件和/或第二导向组件初始位置的位置检测装置。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的一个目的是提供试管拧帽装置，通过一个驱动组件，即可同时实现夹持机构本体的旋转和沿着所述试管轴向往复运动，进行对试管管帽的拧帽操作，结构简单，易控制，占用空间小。在一优选实施例，通过丝杆螺母组件、导向轴组件、扭簧与限位块的配合，通过电机驱动，使导向轴组件旋转进而带动丝杆螺母组件的丝杆沿所述管帽轴向运动，最终通实现管帽夹爪的旋转运动及沿着所述管帽轴向运动，最终实现脱帽或盖帽，操作简单且高效，结构简单易实现。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以一些实施例来详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一实施例中拧帽装置本体的两管帽夹爪张开时的立体结构示意图；

图2为本发明的一实施例中拧帽装置本体的两管帽夹爪夹紧试管管帽时的立体结构示意图；

图3为本发明的一实施例中拧帽装置本体的剖视图；

图4为本发明的夹持机构本体的爆炸结构示意图；

图5为本发明的夹持前的两管帽夹爪与试管的立体结构示意图；

图6为本发明的夹紧时的两管帽夹爪与试管的立体结构示意图；

图7为本发明的一实施例中指爪与第一连接块的连接结构示意图；

图8为本发明的一实施例中第一连接块的立体结构示意图；

图9为本发明的一实施例中指爪的立体结构示意图。

图中：

400、试管；410、管帽；

500、拧帽装置本体；

510、夹持机构本体；511、管帽夹爪；5111、指爪；5111a、导位斜面；5111b、第一凸起；5111c、第二凸起；512、转轴杆；513、第一连接块；5131、凸块；5131a、第二通孔；514、扭簧；515、第二连接块；516、限位套；5161、第三通孔；517、限位块；

520、导向轴组件；521、花键轴；522、外筒；

530、丝杆螺母组件；531、丝杆；532、螺母；

540、驱动组件；541、电机；542、主动轮；543、从动轮；544、同步带；

550、固定组件；551、固定基座；552、连接件；5521、第一连接件；5522、第二连接件；5523、第三连接件；5524、第四连接件；

560、联轴器；

570、位置检测装置；571、光耦。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

如图1至图9所示，本发明提供一种试管拧帽装置，包括拧帽装置本体500，所述拧帽装置本体500包括若干用以夹持所述试管400的管帽410的夹持机构本体510、驱动组件第一导向组件、第二导向组件，所述第一导向组件与所述第二导向组件相连接，所述夹持机构本体510与所述第一导向组件相连接；其中，

所述驱动组件驱动所述第一导向组件进行旋转，带动所述第二导向组件旋转并沿着所述管帽410的轴向往复运动，以带动旋转的所述第一导向组件沿着所述管帽410的轴向往复运动，使夹持住所述管帽410的所述夹持机构本体510旋转并沿着所述管帽410的轴向往复运动，使管帽410拧入或拧出所述试管400的管身。

本实施例中，具体地，所述第一导向组件包括导向轴组件520，所述导向轴组件520包括一端与所述夹持机构本体510相连的花键轴521、套设在花键轴521外侧的外筒522，所述外筒522设有与所述花键轴521的外花键相匹配的内花键，，所述花键轴521可在所述外筒522内轴向往复运动，或与所述外筒522内一起旋转。所述驱动组件与所述外筒522相连接，以驱动所述外筒522转动，带动外套522内的花键轴521转动。

在一实施例中，所述导向轴组件520还包括活动设置在所述花键轴521与所述外筒522之间的若干滚珠(图中未示出)。所述花键轴521外壁设有三条互成120°的滚道，所述滚珠在滚道中滚动。驱动组件在一实施例中，所述驱动组件包括电机驱动组件540，所述电机驱动组件540包括电机541、主动轮542、从动轮543、同步带544，所述从动轮543套设在所述导向轴组件520的外筒522外侧；所述电机541驱动所述主动轮542转动，在同步带544的同步作用下带动所述从动轮543转动，使连接于所述从动轮543内周侧的所述外筒522进行转动，所述外筒522带动套设于所述外筒522内侧的所述花键轴521转动。

应当理解，现有任何可驱动零部件进行转动运动的驱动组件均可作为本发明的驱动组件。

所述第二导向组件包括丝杆螺母组件530，所述丝杆螺母组件530包括丝杆531、套设在丝杆531外侧的螺母532，所述丝杆531与所述花键轴521通过联轴器560相连接；所述花键轴521带动所述丝杆531转动，使所述丝杆531相对于所述螺母532沿丝杆531轴向往复运动。

还包括固定组件550，所述固定组件550包括固定基座551、连接件552，所述外筒522、螺母532分别通过所述连接件552连接于所述固定基座551上，所述驱动组件与所述固定基座551相连接。所述连接件552包括第一连接件5521、第二连接件5522、第三连接件5523，所述螺母532通过所述第一连接件5521、所述外筒522通过所述第二连接件5522、所述电机541与所述主动轮542通过所述第三连接件5523分别与所述固定基座551固定连接。所述外筒522转动设置于所述第二连接件5522的通孔(图中未示出)内，所述外筒522外壁与所述第二连接件5522的通孔内壁间通过轴承(图中未示出)转动连接。还包括第四连接件5524，所述第四连接件5524与所述固定基座551固定连接，所述第二连接件5522穿过所述第四连接件5524的通孔(图中未示出)并被固定于所述第四连接件5524上，进而被固定于所述固定基座551上。

所述夹持机构本体510包括若干用以夹持试管400的管帽410的管帽夹爪511、连接于所述管帽夹爪511的弹力件、导向件；其中，

所述弹力件驱动若干管帽夹爪511之间相对张开，以完全或部分包裹所述管帽410；所述导向件驱动相对张开的若干管帽夹爪511相互靠近，以夹紧所述管帽410，在所述导向轴组件驱动下若干所述管帽夹爪511旋转的同时沿所述管帽410轴线方向运动，以对所述管帽410进行拧帽。

所述管帽夹爪511的数目为两个，所述弹力件包括扭簧514，所述扭簧514分别抵接于两所述管帽夹爪511，通过扭簧514自身的弹力使两管帽夹爪511张开呈一定角度，形成用以夹持所述管帽410的第一容腔。

在一实施例中，所述管帽夹爪511一端设有第一通孔，两所述管帽夹爪511通过转轴杆512穿过第一通孔进行转动连接，所述扭簧514套设于所述转轴杆512外侧并位于两所述管帽夹爪511之间，转轴杆512一端通过挡圈(图中未示出)固定。通过扭簧514自身的弹力使两管帽夹爪511张开，将所述管帽410包裹在第一容腔内，在导向件的驱动下，两管帽夹爪511相互靠近，直至两管帽夹爪511夹紧所述管帽410，此时，所述管帽夹爪511内表面与所述管帽410部分或全部外表面相贴合，以使管帽夹爪511与所述管帽410的接触面更大，提高夹持力度。

在一实施例中，还包括连接于所述管帽夹爪511一端的一第一连接块513，所述第一连接块513为三棱柱形，所述第一连接块513一底面设有一凸块5131，所述凸块5131上设有第二通孔5131a，两所述管帽夹爪511通过转轴杆512穿过第二通孔5131a进行转动连接，所述扭簧514套设于所述转轴杆512外侧并位于两所述管帽夹爪511之间，转轴杆512一端通过挡圈(图中未示出)固定。所述管帽夹爪511包括两指爪5111，两指爪5111分别连接于所述第一连接块513两侧面，所述第一连接块513分别与两指爪5111的两侧面夹角呈90°，以使两管帽夹爪511的四个指爪5111在所述管帽410周侧分布均匀，使管帽410受力均匀。所述指爪5111为长方体形，所述指爪5111一端表面与所述第一连接块513设有所述凸块5131的底面齐平。在一实施例中，两所述管帽夹爪511夹紧所述管帽410时，两个第一连接块513不相接触，以免影响两所述管帽夹爪511对所述管帽410夹紧后进行拧盖。

所述第一连接块513的大小不易过大，以使两管帽夹爪511在限位套516的限位作用下能够夹紧所述管帽410，并且两管帽夹爪511相对张开至正好完全包裹所述管帽410时到两管帽夹爪511相互靠近至夹紧所述管帽410这一过程所需两管帽夹爪511沿所述管帽410轴线方向运动的距离不过大，减小运动所需的空间，所述第一连接块513的大小还影响两管帽夹爪511相对张开的幅度，影响若干试管400排列之间的间距。

还包括第二连接块515，所述第二连接块515为中空结构，所述第一连接块513位于所述第二连接块515内，所述转轴杆512两端贯穿并连接于所述第二连接块515一端，所述第二连接块515的另一端与所述导向轴组件520相连接。

所述导向件为一限位套516，所述限位套516设有第三通孔5161，所述第二连接块515的大小小于所述第三通孔5161的大小，以使所述第二连接块515能够在所述第三通孔5161内活动。所述导向轴组件520驱动第二连接块515沿着所述管帽410轴线方向运动，带动与第二连接块515相连的第一连接块513连同两所述管帽夹爪511沿着所述管帽410轴线方向运动，伸入或远离所述第三通孔5161。当两所述管帽夹爪511逐渐伸入所述第三通孔5161内，两管帽夹爪511相互靠近直至夹紧所述管帽410；当两所述管帽夹爪511脱离所述第三通孔5161，两所述管帽410在弹力件的回弹作用下松开所夹紧的管帽410，即使两所述管帽410夹紧或在弹力件的回弹力作用下松开所述管帽410。所述限位套516固定安装于一物体表面，使限位套516不会因导向轴组件520带动两管帽夹爪511运动而跟着一起动。

所述第二连接块515一端通过限位块517与所述导向轴组件520相连接，所述限位块517为中空结构，一端连接于所述第二连接块515内，相对的另一端的大小大于所述第三通孔5161的大小，所述限位块517位于所述限位套516相对于所述管帽夹爪511的另一侧，以限制所述管帽夹爪511在所述导向轴组件520的驱动下能够远离所述限位套516的最大距离。

所述指爪5111靠近所述限位套516一端的外壁设有导位斜面5111a；四个指爪5111的导位斜面5111a使两管帽夹爪511一端面向所述限位套516呈由大到小的结构，所述限位块517抵靠所述限位套516时，所述导位斜面5111a全部或部分伸入所述第三通孔5161内。进一步地，当所述限位块517抵靠所述限位套516时，所述导位斜面5111a刚好全部伸入所述第三通孔5161内。所述导位斜面5111a的倾斜角度以使所述导位斜面5111a刚好全部伸入所述第三通孔5161内时，两管帽夹爪511在弹力件的回复力及限位套516的限位作用下相对张开形成的第一容腔可将所述管帽410正好完全包裹在内。当管帽夹爪511在所述导向轴组件520的驱动作用下，继续伸入第三通孔5161内时，两管帽夹爪511张开的角度逐渐变小，直至夹持住所述管帽410，此时，两管帽夹爪511可完全通过所述第三通孔5161且在所述第三通孔5161内时的外轮廓与所述第三通孔5161的内壁相贴合。

市场上普遍使用的试管的管帽410外轮廓为圆柱形，所述第三通孔5161为圆柱形，所述第一连接块513分别与两指爪5111相连接的侧面大小一致，两管帽夹爪511夹紧所述管帽410时的外轮廓能够外接于一圆柱形，该圆柱形形状大小与所述第三通孔5161一致，两管帽夹爪511内表面均匀贴紧于所述管帽410外壁上。极少情况有管帽410外轮廓不规则形状，则两管帽夹爪511内轮廓与管帽410外轮廓相匹配，两管帽夹爪511的外轮廓仍能够外接于一圆柱形，该圆柱形形状大小与所述第三通孔5161一致，以两管帽夹爪511能够被所述限位套561压迫进行夹持的同时，两管帽夹爪511能够在第三通孔5161进行旋转。

所述指爪5111设有第一凸起5111b、第二凸起5111c，第一容腔为两管帽夹爪511的内表面、所述第一凸起5111b、第二凸起5111c之间形成的空间。所述第一凸起5111b与第二凸起5111c之间的距离略微大于所述管帽410的高度，当两管帽夹爪511在限位套516的压迫作用下夹紧所述管帽410时，所述管帽410位于两管帽夹爪511的内表面、所述第一凸起5111b、第二凸起5111c之间形成的第一容腔内，且所述管帽410与两管帽夹爪511的内表面相贴合。所述第三通孔5161使两管帽夹爪511靠近形成用以夹持的第一容腔的大小略小于所述管帽410外轮廓大小，所述管帽夹爪511、限位套516的刚度远大于所述管帽410的刚度，即所述管帽410的弹性形变性能比所述管帽夹爪511、限位套516好，两管帽夹爪511在所述限位套516的第三通孔5161的内壁压迫限位作用下，夹住所述管帽410，且在所述管帽410自身弹性形变下，两管帽夹爪511继续相互靠近直至夹紧所述管帽410，进行拧帽，拧帽时，所述管帽410不会相对于管帽夹爪511进行滑动。其中，

所述限位块517抵靠所述限位套516时，两所述管帽夹爪511张开使所述管帽410一外壁抵靠所述第一凸起5111b，所述导向轴组件510驱动两所述管帽夹爪511伸入所述第三通孔5161内，两所述管帽夹爪511相互靠近夹紧所述管帽410时，所述管帽夹爪511相对于限位套516的另一外壁抵靠所述第二凸起5111c，所述导向轴组件510驱动两所述管帽夹爪511旋转进行拧帽。

所述第一容腔、所述丝杆531、所述花键轴521三者的旋转轴重合。

在一实施例中，所述管帽夹爪511与所述限位套516为进行表面氧化的金属材质制成，以提高表面耐磨力；所述管帽410为塑料。

在一实施例中，所述管帽夹爪511用以夹持管帽410的内表面设有橡胶层(图中未示出)，以增加对管帽410夹紧力度。

还包括检测所述第一导向组件和/或第二导向组件初始位置的位置检测装置570。本实施例中，具体地，所述位置检测装置570包括光耦571，所述光耦571位于所述丝杆531的轴线方向，所述丝杆531沿所述管帽410的轴向运动至所述丝杆531的一端正好挡住所述光耦571的光线时为初始位置，与所述光耦571配合进行检测第二导向组件初始位置。

通过电机541的正反转，带动丝杆531、花键轴521正反转，进而使夹持机构本体510正反转的同时沿着试管400轴向往复运动。脱帽时，电机541驱动花键轴521连同丝杆531进行转动，丝杆531在螺母532内沿着试管400轴向向试管400所在方向运动，两管帽夹爪511张开一定角度，运动至两管帽夹爪511间的第一容腔包围住管帽410，电机541驱动花键轴521连同丝杆531进行转动，使丝杆531沿着试管400轴向远离试管400方向运动，在限位套516的限位作用下，两管帽夹爪510张开角度变小，直至夹紧管帽410，带动管帽410远离所述试管400的管身做螺旋运动，至管帽410脱离试管400的管身，实现脱帽。

盖帽时，电机541驱动花键轴521连同丝杆531进行转动，丝杆531在螺母532内沿着试管400轴向向试管400所在方向运动，直至管帽410旋入试管400的管身，限位套516撤去限位作用，两管帽夹爪511张开角度变大，脱离管帽410，实现盖帽。

拧帽之前，根据限位套516使两管帽夹爪510张开角度变化至正好完全包裹管帽410时所需花键轴521沿着所述试管400轴向运动的距离，设置好限位块517与管帽夹爪511之间的间距，进行拧帽。应当理解，所述管帽夹爪510长度可根据需求设计，以能满足两管帽夹爪510完全包围并夹紧管帽410。

本发明所提供的一种试管拧帽装置，通过驱动组件驱动第一导向组件进行旋转，带动第二导向组件旋转并沿着试管400的轴向往复运动，以带动旋转的第一导向组件沿着试管400的轴向往复运动，使用以夹持管帽410的夹持机构本体旋转并沿着试管400的轴向往复运动，进行拧帽。只需一个驱动组件就能实现管帽夹爪511同时进行旋转和沿试管400轴向往复运动，结构简单，易控制。

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和这里示出的实施例。