专利名称：用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生物化学分析的医疗检测设备，尤其涉及全自动生化分析仪中反应杯的传送方法及系统。
背景技术：
现有技术涉及全自动生化分析仪中反应杯的传送，通常依靠反应杯的自重，采用垂直输送方式，并且不带检测装置，存放及传送的反应杯数量较少，而且从反应盘上取走用过的反应杯需要人工看管和频繁的手工操作，从而整个分析仪的自动化程度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种采用水平输送方式，带有检测装置，并且模仿人手取放反应杯动作的反应杯传送方法及系统。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是，提出一种用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯队列送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到分析仪的废料仓，再由人工操作取走，包括步骤(1).送料仓中的输送机构把由人工操作放置于送料仓中进仓料区的水平排列的反应杯队列输送到送料仓中出仓料区，使得所述反应杯队列头部位于送料仓中取杯位；(2).机械手中一手指部分定位于送料仓中取杯位，并使该机械手中另一手指部分定位于反应盘中取杯位；(3).所述机械手中一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯而该机械手中另一手指部分则抓取位于反应盘中取杯位的反应杯；(4).令机械手运动，使得送料仓中在取杯位内的反应杯运动到反应盘中取杯位；和(5).使所述机械手中一手指部分松开其抓取的所述反应杯，从而该反应杯被放置到反应盘中取杯位内；同时使该机械手中另一手指部分松开其抓取的所述反应杯，使得该反应杯被放置到废料仓内。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案还是，设计制造一种用于全自动生化分析仪的反应杯传送系统，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到废料仓，再由人工操作取走，包括(1).送料仓，它水平放置于反应盘的上方，包括进仓料区，出仓料区和输送机构；它的动作包括通过输送机构把由人工操作放置于进仓料区的反应杯队列输送到出仓料区，并使所述反应杯队列头部位于设在出仓料区止位块旁的送料仓中取杯位；(2).机械手，它包括手指部分和运动部分；它的动作包括通过一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯，并通过另一手指部分抓取位于反应盘中取杯位内的反应杯；通过运动部分把送料仓中取杯位内的反应杯送到反应盘中取杯位内；通过松开一手指部分，使其抓取的反应杯被放置到反应盘中取杯位内；并通过松开另一手指部分，使其抓取反应杯被放置到废料仓内；和(3).控制系统，它用来控制送料仓和机械手的动作。
同现有技术相比较，本发明用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法及系统，带有检测装置，存放及传送的反应杯数量较多，采用机械手模仿人手取放反应杯动作，从反应盘上取走用过的反应杯无需人工看管和手工操作，需要人工介入的操作次数较少，从而大大提高整个全自动生化分析仪的自动化程度。
图1为本发明用于全自动生化分析仪的反应杯传送系统结构示意图。
图2是所述反应杯传送系统中送料仓的组成示意图。
图3是所述送料仓中反应杯与导轨、滑轨间结构关系示意图。
图4是所述送料仓中送杯机构的结构示意图。
图5是所述送料仓中空杯传感器的结构示意图。
图6是所述送料仓中压力传感器的结构示意图。
图7是所述反应杯传送系统中机械手结构示意图。
图8是所述机械手中手指部分抓取反应杯的示意图一。
图9是所述机械手中手指部分抓取反应杯的示意图二。
图10是所述机械手中手指部分抓取反应杯的示意图三。
图11是所述反应杯传送系统中控制系统组成示意图。
图12是所述控制系统中送料仓处理程序流程图。
图13是所述控制系统中机械手处理程序流程图。
具体实施例方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本发明用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯队列送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到分析仪的废料仓，再由人工操作取走，包括步骤(1).送料仓中的输送机构把由人工操作放置于送料仓中进仓料区的水平排列的反应杯队列输送到送料仓中出仓料区，使得所述反应杯队列头部位于送料仓中取杯位；(2).机械手中一手指部分定位于送料仓中取杯位，并使该机械手中另一手指部分定位于反应盘中取杯位；(3).所述机械手中一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯而该机械手中另一手指部分则抓取位于反应盘中取杯位的反应杯；(4).令机械手运动，使得送料仓中在取杯位内的反应杯运动到反应盘中取杯位；和(5).使所述机械手中一手指部分松开其抓取的所述反应杯，从而该反应杯被放置到反应盘中取杯位内；同时使该机械手中另一手指部分松开其抓取的所述反应杯，使得该反应杯被放置到废料仓内。
本发明用于全自动生化分析仪的反应杯传送系统，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到废料仓，再由人工操作取走，包括(1).送料仓，它水平放置于反应盘的上方，包括进仓料区，出仓料区和输送机构；它的动作包括通过输送机构把由人工操作放置于进仓料区的反应杯队列输送到出仓料区，并使所述反应杯队列头部位于设在出仓料区止位块旁的送料仓中取杯位；(2).机械手，它包括手指部分和运动部分；它的动作包括通过一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯，并通过另一手指部分抓取位于反应盘中取杯位内的反应杯；通过运动部分把送料仓中取杯位内的反应杯送到反应盘中取杯位内；通过松开一手指部分，使其抓取的反应杯被放置到反应盘中取杯位内；并通过松开另一手指部分，使其抓取反应杯被放置到废料仓内；和(3).控制系统，它用来控制送料仓和机械手的动作。
如图1所示，本发明系统包括送料仓100、机械手200和反应盘300。
如图1至图4所示之送料仓100，它水平放置在反应盘300的上方，包括进仓料区110、出仓料区120、进仓定位块111、出仓定位块121、一端位于进仓料区110且另一端位于出仓料区120的用于支撑反应杯400中部的导轨131和用于反应杯400在其上滑行的滑轨132、位于进仓料区110一端的电动机133及其轴135上的主动轮136、位于出仓料区120一端的被动轮137，所述主动轮136和被动轮137通过传动带134联接，所述电机133受控制系统控制通过传动带134带动送杯机构150动作以实现反应杯400从进仓料区100到出仓料区200的输送。
送料仓100沿与导轨131平行的方向，在两个侧面有导槽133，用以结合导轨131限定反应杯400的位置，避免其脱离导轨131。
所述反应杯400由10个上端开口的小杯组成扇形杯链，两相邻小杯的顶部及前后面的上部之间均有连接筋，每个小杯下部为光学表面，各小杯的左右壁向前、向后均延伸有垂直所述前后光学表面的加强筋。采用它，操作者在对反应杯400作手工操作时，捏住的部分仅为前后加强筋，无须担心污染或损伤光学表面；也能避免相邻反应杯的光学表面在送料机构的推动过程中中相互摩擦。该反应杯主要针对一次性使用而设计的，但对使用后的反应杯进行适当处理的话，而可以多次使用。该反应杯400已另行申请专利，申请号为03223330.2。
如图4所示，所述送杯机构150包括用于推动反应杯400的拨爪151、拨爪运动限位块152、传感器挡片153和用于把送杯机构固定在所述传动带134上的导轴滑块154；所述抓爪151和限位块152有两对，基板155的上面两端各有一对，所述挡片153设于基板155的一侧，而所述导轴滑块154装在基板155的下面。
如图7和图8所示之机械手200，用于把新的反应杯400从送料仓取放到反应盘和把用过的反应杯400从反应盘取放到废料盒，包括手指部分210、水平运动部分220、垂直运动部分230和底座部分240；所述水平运动部分220由步进电机驱动可在垂直运动部分230的水平导轨231上移动，所述垂直运动部分230由步进电机驱动可在底座部分240的垂直导轨241上移动，所述手指部分210安装在水平运动部分220上，并由电磁铁213通过连杆214驱动手指活动块211用以抓取反应杯400。
所述手指部分210共有两个，两者在水平和垂直方向的坐标差异固定。
所述两个手指部分210，其中在水平方向上靠近底座部分240的一个(称为下手)用于抓取反应盘上的反应杯400，另一个(称为上手)则用于抓取送料仓上的反应杯400。
该机械手200是和反应杯400、送料仓100以及反应盘300匹配设计的。手指部分210是抓取反应杯400的结构部分，采用电磁铁213通过连杆214驱动手指活动块211，两个固定的手指尖212则插到反应杯400定位半圆孔里，电磁铁213通电，手指活动块211收紧，夹住反应杯400，同时手指活动块211上的一个小遮片遮住安装在电磁铁旁边的传感器，包括上手吸合传感器和下手吸合传感器，给出一个“夹住”的脉冲信号，表示已夹紧了反应杯400。水平运动部分220是驱动反应杯400和手指部分210作水平运动的结构部分，水平运动部分220在空间两端，分别是送料仓取杯位和反应盘取杯位，安装有手指部分210，可同时带动两个反应杯400作水平运动，其运动由安装在负责垂直运动部分230的垂直移动块上的步进电机驱动，相对于垂直移动块作水平运动。垂直移动块上安装有传感器，水平运动部分220安装有遮片，通过遮片遮住传感器给出水平零位信号，通过控制发给步进电机的脉冲步数，使水平运动部分向前或向后运动一定位置。垂直运动部分230是驱动水平运动部分220作垂直运动的结构部分，水平运动部分220通过两条光杆安装在垂直运动部分230上，步进电机通过同步带带动水平运动部分220运动；垂直移动部分230通过一条光杆和一条丝杆安装在底座240上，安装在底座240上的负责垂直运动的步进电机通过该丝杆带动垂直移动部分230对于底座240作垂直运动。底座上安装有传感器，垂直移动部分230安装有遮片，通过遮片遮住传感器给出垂直零位信号，通过控制发给步进电机的脉冲步数，使垂直移动部分向上或向下运动一定位置。三部分可同时联动，首先，手指部分210同时抓住送料仓(用上手)和反应盘(用下手)中的反应杯400，垂直移动部分230向上运动一定距离，带动水平运动部分220和手指部分210及两个反应杯400移动，然后水平运动部分220相对于垂直移动部分230作水平运动，将送料仓上方的反应杯400移至反应盘上方，反应盘上方的反应杯400则移至废料盒上方，此时垂直移动部分230相对于底座240作垂直运动，带动水平运动部分220和手指部分210及两个反应杯400向下移动，将送料仓上方的反应杯400装入反应盘，反应盘上方的反应杯400则移至废料盒上方，双手放开，送料仓上方的反应杯400挂在反应盘上，反应盘上方的反应杯400则落入废料盒中，此时垂直移动部分230再向上返回初始位。
如图9所示，所述手指活动块211为一勾手，它的两端有手指215。
如图10所示，所述手指部分210还包括两根固定的手指212，它可以插入反应杯400的定位半圆孔，用以配合手指活动块211抓取反应杯400。
如图11所示，所述控制系统包括位于进仓料区110一端的行程I传感器161、位于出仓料区120一端的行程II传感器162、位于出仓料区120一端的余存传感器163、位于出仓料区120一端的空杯传感器164和位于出仓料区120一端的压力传感器165，来自各传感器的信号经微处理器处理后，控制电动机133的动作。
所述行程I传感器161为光电传感器，当送杯机构移动到该传感器161的安装位置时，所述传感器挡片153可以使该光电传感器动作。
所述行程II传感器162为光电传感器，当送杯机构移动到该传感器162的安装位置时，所述传感器挡片153可以使该光电传感器动作。
所述余存传感器163为光电传感器，当送杯机构移动到该传感器163的安装位置时，所述传感器挡片153可以使该光电传感器动作。
如图5所示，所述空杯传感器164包括空位推杆164a，弹簧164b和光电传感器164c，当空位推杆164a一端被送杯机构推动，弹簧164b受力压缩时，该空位推杆164a另一端可以使光电传感器164c动作。
如图6所示，所述压力传感器包括挡片165a，复位弹簧165d和光电传感器165c，该挡片165a一端固定在所述被动轮137的可动轴承165b上，其另一端成L形，当可动轴承165b受来自传动带134的拉力作用发生转动时，挡片165a的L形端可以使光电传感器165c动作，而复位弹簧165d的弹力可以使可动轴承165b以及挡片165a回复原位。
如图11所示，所述控制系统还包括位于机械手200上的上、下手吸合传感器、水平零位传感器和垂直零位传感器。
如图11所示，所述控制系统还包括用以对各传感器信号进行预处理的信号调理部分、用以执行程序来控制送料仓100和机械手200动作的微处理器，该微处理器发出的有关控制信号进光电隔离部分后，送电动机驱动部分用以控制送料仓100的动作，送步进电机驱动部分用以控制机械手200上水平垂直运动部分的动作，送电磁铁驱动部分用以控制机械手200的手指部分210动作。
如图12所示，所述控制系统中微处理器的有关送料仓100的处理流程，包括检测各个传感器的信号，并根据这些信号进行相应的处理，用以决定是否对电动机供电，从而控制送料仓的动作。
如图13所示，所述控制系统中微处理器的有关机械手200的处理流程，包括首先使机械手运动到其手指部分处于抓取送料仓和反应盘中反应杯的位置；然后发命令让上、下手上的电磁铁吸合，使手指部分抓取反应杯；这时程序要根据吸合传感器的状态，以判断是否抓好了，如果抓好了，使机械手运动到放杯位，发命令让上、下手上的电磁铁释放，再根据吸合传感器的状态，以判断是否放开了，如果放好了，使机械手回到处置运动的零位。
采用上述的送料仓100和机械手200，以及相配合的反应杯400和反应盘300，一方面，由于送料仓可以存放大量的反应杯，比如30个，这样一来，相比现有技术的只能存放10来个反应杯，需要人工操作来放置反应杯的周期就大大延长；另一方面，相比现有技术要由人工操作取走用过的反应杯，采用机械手200后，尤其是其两个手指部分动作的方法，在放置新反应杯到反应盘的时候，把反应盘上的旧反应杯取走，并把旧杯统一放置到废料仓中，这就大大降低了人工操作的需要，极大地提高了整个生化分析仪的自动化程度。另外，本发明所用反应杯400是针对一次性使用而设计，成本低廉，也可以让用户综合考虑后进行选择对从废料仓中取走的反应杯，经过适当处理后再次投入使用或者只做一次使用从而减少相应的处理成本。
本发明主要思路在于采用大容量的送料仓存放反应杯，采用机械手模仿人的动作对反应杯进行搬运和取放。本发明的另外一个重要思路是采用一次性使用反应杯，用以提高生化分析仪的自动化程度。基于这些思路而对本发明所公开之最佳实施例进行没有创造性的简单替换、更改，或是作进一步的发明，都属于本发明之实施。
权利要求
1.一种用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯队列送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到分析仪的废料仓，再由人工操作取走，其特征在于，包括步骤(1).送料仓中的输送机构把由人工操作放置于送料仓中进仓料区的水平排列的反应杯队列输送到送料仓中出仓料区，使得所述反应杯队列头部位于送料仓中取杯位；(2).机械手中一手指部分定位于送料仓中取杯位，并使该机械手中另一手指部分定位于反应盘中取杯位；(3).所述机械手中一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯而该机械手中另一手指部分则抓取位于反应盘中取杯位的反应杯；(4).令机械手运动，使得送料仓中在取杯位内的反应杯运动到反应盘中取杯位；和(5).使所述机械手中一手指部分松开其抓取的所述反应杯，从而该反应杯被放置到反应盘中取杯位内；同时使该机械手中另一手指部分松开其抓取的所述反应杯，使得该反应杯被放置到废料仓内。
2.如权利要求1所述的反应杯传送方法，其特征在于所述机械手两手指部分同步动作。
3.一种用于全自动生化分析仪的反应杯传送系统，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到废料仓，再由人工操作取走，其特征在于，包括(1).送料仓，它水平放置于反应盘的上方，包括进仓料区，出仓料区和输送机构；它的动作包括通过输送机构把由人工操作放置于进仓料区的反应杯队列输送到出仓料区，并使所述反应杯队列头部位于设在出仓料区止位块旁的送料仓中取杯位；(2).机械手，它包括手指部分和运动部分；它的动作包括通过一手指部分抓取位于送料仓中取杯位内的反应杯，并通过另一手指部分抓取位于反应盘中取杯位内的反应杯；通过运动部分把送料仓中取杯位内的反应杯送到反应盘中取杯位内；通过松开一手指部分，使其抓取的反应杯被放置到反应盘中取杯位内；并通过松开另一手指部分，使其抓取反应杯被放置到废料仓内；和(3).控制系统，它用来控制送料仓和机械手的动作。
4.如权利要求3所述的反应杯传送系统，其特征在于所述送料仓，它的输送机构包括一端位于进仓料区且另一端位于出仓料区的用于支撑反应杯中部的导轨和用于反应杯在其上滑行的滑轨、位于进仓料区一端的电动机及其轴上的主动轮、位于出仓料区一端的被动轮；所述主动轮和被动轮通过传动带联接，所述电动机通过该传动带带动送杯机构动作以实现反应杯从进仓料区到出仓料区的输送。
5.如权利要求3所述的反应杯传送系统，其特征在于所述机械手还包括底座部分，而所述运动部分包括水平运动部分和垂直运动部分；所述水平运动部分由步进电机驱动可在垂直运动部分的水平导轨上移动，所述垂直运动部分由另一步进电机驱动可在底座部分的垂直导轨上移动，所述手指部分安装在水平运动部分上，并由电磁铁通过连杆驱动手指活动块用以抓取反应杯。
6.如权利要求3所述的反应杯传送系统，其特征在于所述机械手中两手指部分的动作同步。
7.如权利要求3所述的反应杯传送系统，其特征在于所述控制系统包括微处理器、位于送料仓内的传感器、位于机械手内的传感器和用于电动机驱动的、用于步进电机驱动的以及用于电磁铁驱动的控制电路。
8.如权利要求7所述的反应杯传送系统，其特征在于所述位于送料仓内的传感器包括行程I传感器、行程II传感器、余存传感器、空杯传感器和压力传感器。
9.如权利要求7所述的反应杯传送系统，其特征在于所述位于机械手内的传感器包括上手吸合传感器、下手吸合传感器、水平零位传感器和垂直零位传感器。
10.如权利要求7至9之任一项所述的反应杯传送系统，其特征在于所述微处理器内程序执行的步骤包括a.根据来自位于送料仓内的传感器的信号，通过电动机驱动，控制送料仓的动作；b.根据来自位于机械手内的传感器的信号，通过步进电机驱动和电磁铁驱动，控制机械手的动作。
全文摘要
一种用于全自动生化分析仪的反应杯传送方法及系统，用以把由人工操作放置到分析仪中的反应杯队列送到反应盘，并把反应盘上用过的反应杯送到分析仪的废料仓，再由人工操作取走，所述方法包括的步骤有送料仓中的输送机构把由人工操作放置于送料仓中进仓料区水平排列的反应杯队列送到送料仓中出仓料区，并使所述反应杯队列的头部位于送料仓中取杯位；用机械手的两个手指部分分别抓取送料仓和反应盘中取杯位内反应杯；机械手运动，把来自送料仓的反应杯放到反应盘的取杯位，把来自反应盘的反应杯放到废料仓；所述系统包括送料仓、机械手和控制系统。所述方法及系统的优点在于可大大提高生化分析仪的自动化程度。
文档编号G01N35/00GK1492232SQ03140020
公开日2004年4月28日 申请日期2003年7月31日 优先权日2003年7月31日
发明者王彦, 李泉, 屈建峰, 王 彦 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司