一种试管开盖装置的制作方法

1.本发明涉及一种实验辅助器材技术领域，尤其涉及一种试管开盖装置。


背景技术：

2.药敏实验是检测微生物或者机体对药物敏感度的实验，实验室进行药敏实验时，通常选用药敏试管对微生物或者机体进行存储，然而在实验的过程中，首先需要完成开盖操作；当实验为大批量实验时，就需要用到大批量的试管，然而通过手动的方式对每个试管进行单独开盖给实验操作者增加了大量的工作，降低了效率；为此，专利号为zl202021672339.3的中国实用新型专利公开了《一种试管开盖合盖装置》，该装置包括：夹紧升降驱动部；与夹紧升降驱动部的输出端联结的夹紧旋转驱动部；及夹紧部，包括夹爪安装架、夹爪单元及推杆升降驱动单元，夹爪安装架与夹紧旋转驱动部的输出端连接；夹爪单元包括m个沿夹爪安装架的转动中心周向分布的夹爪组件以及能够上下移动的推杆，夹爪组件包括连杆及夹紧臂，连杆上端转动设置在推杆下端；夹紧臂上端与连杆下端转动连接，中间部位转动设置在夹爪安装架上，下端内侧具有夹紧结构；推杆升降驱动单元与夹紧升降驱动部输出端联结，且推杆升降驱动单元的输出端通过第一滚动体与推杆上端联结；该装置可以实现自动化开盖和合盖的操作，在一定程度上提高了实验操作者的工作效率，但因该装置每次只能单独开一个试管的盖子，为此，需要对现有技术作进一步改进。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能够对试管进行批量开盖、合盖操作的试管开盖装置。
4.本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能尽量在开盖过程中使得试管本体不被污染的试管开盖装置。
5.本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种在开盖动作结束后能避免试管盖被污染的试管开盖装置。
6.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该试管开盖装置，包括有对试管本体进行夹紧定位的夹紧机构以及对试管盖进行夹紧并旋转开盖的开盖机构，其特征在于：所述开盖机构包括有夹爪构件以及与该夹爪构件传动连接的传动构件，操作者在施加外力时能经传动构件将外力传递给所述夹爪构件，使得被所述夹爪构件夹紧的各个试管盖一起转动，继而实现批量开盖的操作。
7.为解决第二个技术问题，优选地，所述夹紧机构被限定在顶部敞口的底盒所包围的空间内；
8.所述开盖机构包括有：
9.顶盖，用于安装所述夹爪构件及所述传动构件，所述顶盖能与所述底盒的顶部配合，二者形成相对封闭的内部区域，在操作者施加外力的状态下，被所述夹爪构件夹紧的各个试管盖在前述内部区域完成批量开盖的操作。顶盖和底盒的配合形成一个内部区域，使
得开盖的过程尽可能地在一个封闭的环境内进行，这样操作可以让整个开盖过程不受外界的影响，可以有效地保护被打开的试管本体，避免试管本体被外界所污染。
10.为解决第三个技术问题，优选地，所述夹爪构件包括有：
11.至少两个夹爪，各个所述夹爪设置有至少两根爪指，各个所述爪指上端相互连接形成连接部，各个所述爪指下端相对所述连接部始终具有向外张开的趋势；
12.安装座，安装于所述顶盖上并用于安装与之对应的所述夹爪，包括有开口朝下的筒体，所述筒体沿筒内壁周向地间隔开设有竖向槽，所述筒体邻近其下端具有分隔部，所述分隔部将各个竖向槽分隔成上槽体和下槽体，各个所述夹爪的连接部搁置在分隔部上，对应地，所述连接部设置有能伸入所述上槽体的凸起，各个所述爪指邻近其下端具有能限位在所述下槽体的限位凸起；
13.在操作者施加外力的状态下，被所述夹爪夹紧的试管盖发生转动，所述凸起沿所述上槽体向上移动，使得所述夹爪随着试管盖的转动而向所述筒体内部移动；
14.在试管盖被打开的状态下，所述限位凸起卡入所述下槽体，使得所述夹爪保持于内缩在所述安装座之筒体内的状态，从而使得各个所述爪指在开盖操作结束后被限制在所述筒体内而无法张开，继而使得试管盖被夹紧在所述筒体内。试管盖被夹紧在筒体内，而筒体作为安装座的一部分安装在顶盖上，底盒及顶盖形成的内部区域使得安装座处于一个较为封闭的环境，从而使得试管盖也被限制在这个封闭的环境内，当开盖操作结束后，操作者将开盖装置从试管架上移开而放置于一旁，处于上述封闭环境内的试管盖不会受到外界的影响，从而尽可能地避免试管盖被污染。
15.为了更好地夹紧试管本体和试管盖，从而更好地完成开盖操作，优选地，所述夹紧机构在夹紧试管本体的同时将所述爪指合拢以夹紧试管盖，所述夹紧机构包括至少一对相对布置的夹紧板列；在各对所述夹紧板列夹紧试管本体并合拢所述爪指的状态下，传动构件将操作者施加的外力传递给各个所述夹爪，使得被各个所述夹爪夹紧的各个试管盖一起转动，继而实现批量开盖的操作。
16.从结构简单的角度出发，优选地，所述底盒包括有底壁，所述底壁开有供试管本体伸入的通孔，各对所述夹紧板列包括有：
17.第一夹紧板，设置于所述底壁之通孔一侧；
18.第二夹紧板，与所述第一夹紧板沿所述通孔轴线对称设置于所述通孔另一侧；
19.其中每对夹紧板列之间面对面的空间形成夹紧试管本体的夹紧空间，当试管本体伸入通孔时，所述第一夹紧板与所述第二夹紧板能相互靠近滑移，从而缩小所述夹紧空间以夹紧试管本体，同时将所述夹爪的爪指合拢以夹紧试管盖，并通过锁定构件锁定夹紧状态，使得试管本体及试管盖始终处于被夹紧的状态。
20.为了能够将张开的爪指合拢，以更好地夹紧试管盖，优选地，所述第一夹紧板包括有用于合拢所述夹爪之爪指的第一合拢部，所述第二夹紧板包括有用于合拢所述夹爪爪指的第二合拢部，在各对所述夹紧板列夹紧试管本体的状态下，所述第一合拢部和第二合拢部使得所述爪指合拢以夹紧试管盖。
21.为了实现各对夹紧板列可以同时完成夹紧或松开的操作，优选地，相邻所述第一夹紧板通过第一连接构件相连接，所述第一连接构件包括有伸出所述底盒之周壁的第一把手部，对应地，所述周壁开有供所述第一把手部伸出的开孔；相同的，相邻所述第二夹紧板
通过第二连接构件相连接，所述第二连接构件包括有伸出所述周壁的第二把手部；操作者握持所述第一把手部与所述第二把手部，相背拉动所述第一连接构件与所述第二连接构件，所述第一夹紧板与所述第二夹紧板能相向运动靠近以夹紧试管本体，通过所述锁定构件锁定所述第一连接构件与所述第二连接构件，使得试管本体始终处于被夹紧的状态。
22.为了更好地夹紧试管本体，需要对各对夹紧板列在靠近后进行锁定，优选地，所述周壁一侧设置有用于安装所述锁定构件的安装部，所述锁定构件安装于所述安装部并设置于所述第一连接构件与所述第二连接构件上方，所述锁定构件包括有提手部、能伸入所述第一连接构件与所述第二连接构件的锁定部，对应地，所述第一连接构件与所述第二连接构件上设置有供所述锁定部伸入的第一凹槽和第二凹槽。
23.由于锁定构件已经可以在手动操作的情况下锁定第一连接构件与第二连接构件，但为了更方便使用，可以在锁定构件上添加弹性件来进行自动锁定，优选地，所述锁定构件位于所述锁定部上方还设置有用于安装第一弹性件的凸边，所述第一弹性件一端抵持所述凸边，一端抵持所述安装部，使得所述锁定构件始终具有向下伸入所述第一凹槽和所述第二凹槽的趋势。只要当第一连接构件与第二连接构件运动到锁定构件之锁定部能伸入的第一凹槽和第二凹槽上方时，锁定构件之锁定部就能被第一弹性件压入第一凹槽和第二凹槽，完成锁定过程。
24.通过传动构件可以将操作者施加的外力传递给各个夹爪构件，从而实现批量的开盖、合盖操作，日常工作中对于传动构件的选择，一般会选择齿轮传动，但在批量开盖时，完全使用齿轮会带来许多问题，例如齿轮与齿轮啮合会发生旋转方向的改变，批量开盖需要所有的工作齿轮转动方向都相同，为此势必要增加一个中间齿轮，使得接收外力的齿轮与最终工作的齿轮转动方向一致，这样就会让整个传动构件尤为庞大，过多的齿轮还会容易发生卡齿现象，为了尽量减少卡齿带来的负面影响，优选地，所述顶盖的中央区域具有位于所述安装座之上的凹陷区域，所述传动构件包括有：
25.行星轮，设置在所述顶盖之凹陷区域内，包括接收动力的外齿圈，与所述外齿圈啮合并与所述外齿圈同方向转动的行星子齿轮，与所述行星子齿轮啮合的太阳齿轮，
26.环形带，绕置在间隔设置在所述顶盖的所述安装座上；
27.部分所述安装座连接于所述行星子齿轮，在所述行星子齿轮带动部分前述安装座转动的状态下，所述环形带将动力传递给各个所述夹爪对应地其他所述安装座，使得各个所述夹爪都被带动转动，继而完成打开试管盖的操作；
28.所述外齿圈设置有外露于所述顶盖、供操作者握持的握持部。使用行星轮与带传动结合的方式可以发挥各自的优点，在前期外力的传递中，发挥了齿轮传动的传动平稳、工作可靠的优点，而行星齿轮可以使得在太阳齿轮固定时外齿圈的转动方向与行星子齿轮的转动方向一致，在后期传递中，带传动作为多轴间传递的传动方式发挥了带传动结构简单、转动方向一致的优点，带传动局部发生失效并不影响整体，两种传动方式的结合尽可能的保证了传动构件的工作稳定。
29.与现有技术相比，本发明的优点在于通过夹紧机构夹紧试管、并由传动构件和夹爪构件组成的开盖机构进行批量地开盖操作，可以高效地对大批量的试管进行开盖，提高了工作效率，且结构设计简单，易于操作。
附图说明
30.图1为本发明实施例中试管开盖装置的整体示意图；
31.图2为本发明实施例中试管开盖装置的截面图；
32.图3为本发明实施例中试管开盖装置开盖前的局部剖视图；
33.图4为本发明实施例中试管开盖装置开盖后的局部剖视图；
34.图5为本发明实施例中开盖机构的俯视分解图；
35.图6为本发明实施例中开盖机构的仰视分解图；
36.图7为本发明实施例中夹紧机构的俯视分解图；
37.图8为本发明实施例中夹紧机构的仰视分解图；
38.图9为本发明实施例中爪指张开的示意图；
39.图10为本发明实施例中爪指合拢的示意图；
40.图11为本发明实施例中夹爪构件的分解图。
具体实施方式
41.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
42.如图1～11所示，为本发明的最佳实施例。本实施例的试管开盖装置包括有对试管本体1进行夹紧定位的夹紧机构2以及对试管盖11进行夹紧并旋转开盖的开盖机构3，开盖机构3包括有夹爪构件31以及与该夹爪构件31传动连接的传动构件32，操作者在施加外力时能经传动构件32将外力传递给夹爪构件31，使得被夹爪构件31夹紧的各个试管盖11一起转动，继而实现批量开盖的操作，通过夹紧机构2夹紧试管、并由传动构件32和夹爪构件31组成的开盖机构进行批量地开盖操作，可以高效地对大批量的试管进行开盖。
43.而为了能尽量在开盖过程中使得试管本体1不被污染，本实施例的夹紧机构2被限定在顶部敞口的底盒4所包围的空间内；开盖机构3包括有用于安装夹爪构件31及传动构件32的顶盖33，其中顶盖33能与底盒4的顶部配合，二者形成相对封闭的内部区域，在操作者施加外力的状态下，被夹爪构件31夹紧的各个试管盖11在前述内部区域完成批量开盖的操作。由于顶盖33和底盒4的配合形成一个内部区域，使得开盖的过程尽可能的在一个封闭的环境内进行，这样操作可以让整个开盖过程不受外界的影响，可以有效的保护被打开的试管本体1，避免试管本体1被外界所污染。
44.除了在开盖过程中保证试管本体1不被污染，也需要确保在开盖动作结束后试管盖11不被污染，为此，本实施例的夹爪构件31包括有至少两个夹爪311以及安装于顶盖33上并用于安装与之对应的夹爪311的安装座312，其中各个夹爪311设置有四根爪指3111，各个爪指3111上端相互连接形成连接部3112，各个爪指3111下端相对连接部3112始终具有向外张开的趋势；而安装座312则包括有开口朝下的筒体3121，筒体3121沿筒内壁周向地间隔开设有竖向槽3122，筒体3121邻近其下端具有分隔部3123，分隔部3123将各个竖向槽3122分隔成上槽体3122a和下槽体3122b，各个夹爪311的连接部3112搁置在分隔部3123上，对应地，连接部3112设置有能伸入上槽体3122a的凸起3113，各个爪指3111邻近其下端具有能限位在下槽体3122b的限位凸起3114；在操作者施加外力的状态下，被夹爪311夹紧的试管盖11发生转动，凸起3113沿上槽体3122a向上移动，使得夹爪311随着试管盖11的转动而向筒体3121内部移动；在试管盖11被打开的状态下，限位凸起3114卡入下槽体3122b，使得夹爪
311保持于内缩在安装座312之筒体3121内的状态，从而使得各个爪指3111在开盖操作结束后被限制在筒体3121内而无法张开，继而使得试管盖11被夹紧在筒体3121内。试管盖11被夹紧在筒体3121内，而筒体3121作为安装座312的一部分安装在顶盖33上，底盒4及顶盖33形成的内部区域使得安装座312处于一个较为封闭的环境，从而让试管盖11也在这个封闭的环境内，当开盖操作结束后，操作者将开盖装置从试管架上移开并放置于一旁时，处于上述封闭环境内的试管盖11不会受到外界的影响，从而尽可能地避免试管盖11被污染。
45.另外，为了更好地夹紧试管本体1和试管盖11，从而更好地完成开盖操作，本实施例的夹紧机构2在夹紧试管本体1的同时将爪指3111合拢以夹紧试管盖11，夹紧机构2包括十一对相对布置的夹紧板列21，本实施例地夹紧板列21有11对，在各对夹紧板列21夹紧试管本体1并合拢爪指3111的状态下，传动构件32将操作者施加的外力传递给各个夹爪31，使得被各个夹爪31夹紧的各个试管盖11一起转动，继而实现批量开盖的操作。而用于容置夹紧板列21的底盒4包括有底壁41，底壁41开有供试管本体1伸入的通孔411，各对夹紧板列21包括有设置于底壁41之通孔411一侧的第一夹紧板211；与第一夹紧板211沿通孔411轴线对称设置于通孔411另一侧的第二夹紧板212；其中每对夹紧板列21之间面对面的空间形成夹紧试管本体1的夹紧空间213，当试管本体1伸入通孔411时，第一夹紧板211与第二夹紧板212能相互靠近滑移，从而缩小夹紧空间213以夹紧试管本体1，同时将夹爪31之爪指311合拢以夹紧试管盖11，并通过锁定构件5锁定夹紧状态，使得试管本体1及试管盖11始终处于被夹紧的状态。
46.为了能够将张开的爪指4111合拢，以更好地夹紧试管盖11，本实施例的第一夹紧板211包括有用于合拢夹爪311之爪指3111的第一合拢部2111，第二夹紧板212包括有用于合拢夹爪311之爪指3111的第二合拢部2121，在各对夹紧板列21夹紧试管本体1的状态下，第一合拢部2111和第二合拢部2121使得爪指3111合拢以夹紧试管盖11，如图9所示，第一合拢部2111为连接在第一夹紧板211上方的第一杆体2111a，该第一杆体2111a对应各个试管盖11具有内凹的第一凹口2111b，而第二合拢部2121为连接在第二夹紧板212上方的第二杆体2121a，该第二杆体2121a对应各个试管盖11具有内凹的第二凹口2121b，在各对夹紧板列21夹紧试管本体1的状态下，第一杆体2111a的第一凹口2111b与第二杆体2121a的第二凹口2121b共同围成一圈能合拢试管盖11的合拢圈。
47.与此同时，为了实现各对夹紧板列21可以同时完成夹紧或松开的操作，本实施例的相邻第一夹紧板211通过第一连接构件6相连接，第一连接构件6包括有伸出底盒4之周壁42的第一把手部61，对应地，周壁42开有供第一把手部61伸出的开孔421；相同的，相邻第二夹紧板212通过第二连接构件7相连接，第二连接构件7包括有伸出周壁42的第二把手部71；操作者握持第一把手部61与第二把手部71，相背拉动第一连接构件6与第二连接构件7，第一夹紧板211与第二夹紧板212能相向运动靠近以夹紧试管本体1，通过锁定构件5锁定第一连接构件6与第二连接构件7，使得试管本体1始终处于被夹紧的状态。
48.为了更好地夹紧试管本体1，需要对各对夹紧板列21在靠近后进行锁定，本实施例的周壁42一侧设置有用于安装锁定构件5的安装部422，锁定构件5安装于安装部422并设置于第一连接构件6与第二连接构件7上方，锁定构件5包括有提手部51、能伸入第一连接构件6与第二连接构件7的锁定部52，对应地，第一连接构件6与第二连接构件7上设置有供锁定部52伸入的第一凹槽62和第二凹槽72。由于锁定构件5已经可以在手动操作的情况下锁定
第一连接构件6与第二连接构件7，但为了更方便使用，可以在锁定构件5上添加弹性件来进行自动锁定，本实施例的锁定构件5位于锁定部52上方还设置有用于安装第一弹性件8的凸边53，第一弹性件8一端抵持凸边53，一端抵持安装部422，使得锁定构件5始终具有向下伸入第一凹槽62和第二凹槽72的趋势。只要当第一连接构件6与第二连接构件7运动到锁定构件5之锁定部52能伸入的第一凹槽62和第二凹槽72上方时，锁定构件5之锁定部52就能被第一弹性件8压入第一凹槽62和第二凹槽72，完成锁定过程。
49.最后，由于通过传动构件32可以将操作者施加的外力传递给各个夹爪构件31，从而实现批量的开盖合盖操作，日常工作中对于传动构件32的选择，一般会选择齿轮传动，但在批量开盖时，完全使用齿轮会带来许多问题，例如齿轮与齿轮啮合会发生旋转方向的改变，批量开盖需要所有的工作齿轮转动方向都相同，为此势必要增加一个中间齿轮，使得接收外力的齿轮与最终工作的齿轮转动方向一致，这样就会让整个传动构件尤为庞大，过多的齿轮还会容易发生卡齿现象，为了尽量减少卡齿带来的负面影响，在本实施例的设计中由以下结构来实现相对更优地传动效果：本实施例传动机构的顶盖33的中央区域具有位于安装座312之上的凹陷区域331，传动构件32包括有设置在顶盖33之凹陷区域331内的行星轮321、接收动力的外齿圈3211，与外齿圈3211啮合并与外齿圈3211同方向转动的行星子齿轮3212，与行星子齿轮3212啮合的太阳齿轮3213，绕置在间隔设置在顶盖33的安装座312上的环形带322；部分安装座312连接于行星子齿轮3212，在行星子齿轮3212带动部分前述安装座312转动的状态下，环形带322将动力传递给各个夹爪311对应地其他安装座312，使得各个夹爪311都被带动转动，继而完成打开试管盖11的操作；以及外齿圈3211设置有外露于顶盖33、供操作者握持的握持部3211a。使用行星轮321与带传动结合的方式可以发挥各自的优点，在前期外力的传递中，发挥了齿轮传动的传动平稳、工作可靠的优点，而行星轮321可以使得在太阳齿轮3213固定时外齿圈3211的转动方向与行星子齿轮3212的转动方向一致，在后期传递中，带传动作为多轴间传递的传动方式发挥了带传动结构简单、转动方向一致的优点，带传动局部发生失效并不影响整体，两种传动方式的结合尽可能的保证了传动构件的工作稳定。
50.综上述，该试管开盖装置的使用过程如下：操作者将需要开盖的试管放置于试管架9上，
51.(1)随后操作者将该试管开盖装置自上而下让试管本体1和试管盖11从底壁41之通孔411进入底盒4内，此时的试管盖11已经到了夹爪311的爪指3111的位置，因为没有对夹紧机构2进行操作，此时的爪指3111处于张开的状态，试管盖11可以轻松的到达爪指3111的位置；
52.(2)此时，操作者握持第一把手部61和第二把手部71，相背拉动，第一连接构件6和第二连接构件7随之相背运动，第一夹紧板211和第二夹紧板212相向运动夹紧试管本体1，第一合拢部2111和第二合拢部2121相向运动使爪指3111合拢；
53.(3)当夹紧试管本体1时，锁定构件5在第一弹性件8的作用下对夹紧板列21进行了锁定；
54.(4)然后，操作者握持外齿圈3211上的握持部3211a转动外齿圈3211，在外齿圈3211、行星子齿轮3212、环形带322的作用下，将操作者施加的外力传递给安装座312，安装座312转动使被夹紧的试管盖11转动，从而使得试管盖11脱离试管本体1，继而完成开盖操
作；
55.(5)操作者拉动锁定构件5的提手部51，使得锁定部52脱离第一凹槽62和第二凹槽72，松开夹紧板列21；
56.(6)最后将带有试管盖11的该试管开盖装置移开，放置于一旁；
57.(7)当需要合盖时，操作类似，只是握持握持部3211a后转动方向相反。