专利名称：夹持设备及开盖机的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种夹持设备及开盖机。
背景技术：
当前医疗单位主要是采用真空试管进行采集血液。试管的管内为真空，在管口用胶盖密封。因此，在采集完血液进行血液检测时需要去除胶盖。目前除去试管的胶盖的方式大致如下 —是采用人工拔除，这将增加医护人员的劳动量，并且对医护人员存在潜在危害，如实验室获得性感染、血液气溶胶、划伤和重复性劳损等。 二是借助医疗器械除去试管的胶盖。目前市场已有几种除去试管的胶盖的仪器，都是需要将试管放入固定的位置，并且对试管进行一个一个的开盖，且自动化程度不高。
另外，借助医疗器械脱盖时，若采用气缸，电磁铁等驱动机构驱动夹具去夹持试管时，只能实现两个位置的张合状态。而若采用多个电机(或者气动，液压元件)分别驱动夹具时，由于时序上的不同步很容易造成夹持动作不到位而损坏试管，且结构复杂，成本较高，安全性和耐用性不高。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种夹持设备及开盖机，可实现夹具的多种张合状态，且结构简单，成本降低，安全性和耐用性较高。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案
—种夹持设备，其包括 第一夹具，包括主动侧夹具和从动侧夹具；
第二夹具，包括主动侧夹具和从动侧夹具； 提供夹持所需电力驱动的电机及安装在电机转动轴上的第一夹具控制凸轮和第二夹具控制凸轮； 所述第一夹具控制凸轮带动第一夹具的主动侧夹具对第一目标夹持体进行夹持操作，并同时通过第一主从控制机构带动第一夹具的从动侧夹具对第一 目标夹持体进行相应的夹持操作；其中第一夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应第一夹具的不同夹持状态； 所述第二夹具控制凸轮带动第二夹具的主动侧夹具对第二目标夹持体进行夹持操作，并同时通过第二主从控制机构带动第二夹具的从动侧夹具对第二目标夹持体进行相应的夹持操作；其中第二夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应第二夹具的不同夹持控制状态； 上述第一夹具控制凸轮和第二夹具控制凸轮安置在电机转动轴上时，同一控制点的所述第一夹具控制凸轮的凸轮控制半径与所述第二夹具控制凸轮的凸轮控制半径对应以形成所需的联动夹持状态。
其中，所述第一主从控制机构包括 主动侧的第一夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第一夹具推块及其中的滚动 轴承；从动侧的第一夹具控制凸轮、一端固定在第一夹具控制凸轮上的扭簧以及安装在从 动侧的第一夹具推块和从动侧的第一夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹簧；安装在主动侧 第一夹具推块与从动侧第一夹具控制凸轮上的第一拉伸机构； 其中，主动侧的第一夹具控制凸轮与主动侧的第一夹具推块中的滚动轴承产生滚
动摩擦使主动侧的第一夹具推块对主动侧的第一夹具进行夹持或松开操作；同时，第一拉
伸机构联动带动从动侧的第一夹具控制凸轮扭簧以及第一夹具控制凸轮的安装块上的拉
伸弹簧相应扭紧或松开，推动从动侧的第一夹具推块对第一夹具相应进行夹持或松开。 可选地，第一拉伸机构采用推竿机构，所述推竿结构设置有压縮弹簧；或 第一拉伸机构采用齿条，从动侧的第一夹具控制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮
的凸轮机构。 其中，所述第二主从控制机构包括 主动侧的第二夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第二夹具推块及其中的滚动 轴承；从动侧的第二夹具控制凸轮、一端固定在第二夹具控制凸轮上的扭簧以及安装在从 动侧的第二夹具推块和从动侧的第二夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹簧；安装在主动侧 第二夹具推块与从动侧第二夹具控制凸轮上的第二拉伸机构； 其中，主动侧的第二夹具控制凸轮与主动侧的第二夹具推块中的滚动轴承产生滚
动摩擦使主动侧的第二夹具推块对主动侧的第二夹具进行夹持或松开操作；同时，第二拉
伸机构联动带动从动侧的第二夹具控制凸轮扭簧以及第二夹具控制凸轮的安装块上的拉
伸弹簧相应扭紧或松开，推动从动侧的第二夹具推块对第二夹具相应进行夹持或松开。 可选地，第二拉伸机构采用推竿机构，所述推竿结构设置有压縮弹簧；或 第二拉伸机构采用齿条，从动侧的第二夹具控制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮
的凸轮机构。 可选地，第一目标夹持体为试管，第一夹具为试管夹具；第二目标夹持体为试管上 的胶盖，第二夹具为盖夹具。 可选地，试管夹具的夹持控制状态包括管半开、管夹紧、管接触、管全开。
可选地，盖夹具的夹持控制状态包括盖半开、盖夹紧、盖全开。
—种开盖机，其包括上述的夹持设备。 以及一种开盖机控制处理方法。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果 首先，本发明中夹持设备，由于仅使用了一个电机，简化了结构，降低了成本；
其次，本发明中由于实施的夹持等动作是通过机械的连动结构实现的，避免了多 个(四个或者两个)电机(或者气动，液压元件)分别驱动两边的四个(两套)夹具时，由 于时序上的不同步造成夹持动作不到位而损坏试管； 再次，本发明中夹具夹持时张合位置的可以通过改变凸轮的形状实现多个状态， 而不像气缸，电磁铁等驱动机构只能实现两个位置张合状态； 再次，本发明中由于用的是机械结构连接，也提高了机构的安全性和耐用性。
图1是本发明夹持设备的一种具体实施例整体结构示意图； 图2是图1所示夹持设备内部结构的一种分解示意图； 图3是图1所示夹持设备内部结构的另一种分解示意图； 图4是图1所示夹持设备内部结构的另一种分解示意图； 图5是图1所示夹持设备中控制试管夹具的凸块示意图； 图6是图1所示夹持设备的控制盖夹具的凸块示意图。
具体实施例方式
本发明的核心在于用一个电机带动两个凸轮推动第一夹具(例如夹持试管的夹 具)，以及第二夹具(例如夹持盖子的夹具)实施夹持的动作，并通过连动及凸轮机构实现 两侧的夹具都实施夹持的动作，从而实现单个电机驱动两个夹具两侧夹持的功能，并且，结 合开盖流程，实现脱盖出现异常时，能够把不能脱掉盖子的试管安全放回试管架的异常处 理流程。 下面以具体实施例进行说明，其中第一夹具以试管夹具为例，第二夹具以试管上 的盖夹具为例，如图1至图4，本发明的一种夹持设备，其主要包括 试管夹具l，包括主动侧夹具和从动侧夹具，本实施例中若需对整排试管(多支， 也可以单支)同时进行脱盖，因为试管本身的直径会存在误差，如果用一个夹具夹持所有 试管的话，会存在一些试管夹持不住的问题，所以试管夹具针对每个试管单独进行设置；
盖夹具2，包括主动侧夹具和从动侧夹具，本实施例中盖夹具同样可以针对每个试 管盖单独进行设置，这里不再赘述； 提供夹持所需电力驱动的电机3及安装在电机转动轴上的试管夹具控制凸轮4和 盖夹具控制凸轮5; 所述试管夹具控制凸轮4带动试管夹具的主动侧夹具对试管夹持操作，并同时通
过试管的主从控制机构带动试管夹具的从动侧夹具对试管进行相应的夹持操作； 其中试管夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应试管
夹具的不同夹持状态； 所述盖夹具控制凸轮5带动盖夹具的主动侧夹具对试管胶盖进行夹持操作，并同 时通过盖子的主从控制机构带动盖夹具的从动侧夹具对试管胶盖进行相应的夹持操作；其 中盖夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应盖夹具的不同夹持 控制状态； 上述试管夹具控制凸轮和盖夹具控制凸轮安置在电机转动轴上时，同一控制点的 所述试管夹具控制凸轮的凸轮控制半径与所述盖夹具控制凸轮的凸轮控制半径对应以形 成所需的联动夹持状态。 参考图4，上述试管的主从控制机构可包括 主动侧的试管夹具推块11及其中的滚动轴承12 ;从动侧的试管夹具推块13及其 中的滚动轴承14 ;从动侧的试管夹具控制凸轮15、一端固定在试管夹具控制凸轮上的扭簧 16以及安装在从动侧的试管夹具推块和从动侧的试管夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹 簧17 ;安装在主动侧试管夹具推块与从动侧试管夹具控制凸轮上的第一拉伸机构，需要说
7明的，具体实现时，所述第一拉伸机构可以采用多种形式，例如第一拉伸机构采用推竿机构 18，所述推竿结构设置有压縮弹簧18a ;或者第一拉伸机构采用齿条，从动侧的第一夹具控 制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮的凸轮机构，这里不再赘述； 具体进行控制时，主动侧的第一夹具控制凸轮与主动侧的第一夹具推块中的滚动 轴承产生滚动摩擦使主动侧的第一夹具推块对主动侧的第一夹具进行夹持或松开操作；同 时，第一拉伸机构联动带动从动侧的第一夹具控制凸轮扭簧以及第一夹具控制凸轮的安装 块上的拉伸弹簧相应扭紧或松开，推动从动侧的第一夹具推块对第一夹具相应进行夹持或 松开。 同样的，盖的第二主从控制机构可采用与试管类似的结构，S卩，盖的第二主从控制 机构包括 主动侧的盖夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的盖夹具推块及其中的滚动轴 承；从动侧的盖夹具控制凸轮、一端固定在盖夹具控制凸轮上的扭簧以及安装在从动侧的 盖夹具推块和从动侧的盖夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹簧；安装在主动侧盖夹具推块 与从动侧盖夹具控制凸轮上的第二拉伸机构，具体实现时，所述第二拉伸机构可以采用多 种形式，例如，第二拉伸机构采用推竿机构，所述推竿结构设置有压縮弹簧；或者第二拉伸 机构采用齿条，从动侧的第二夹具控制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮的凸轮机构，这里 不再赘述。 具体进行控制时，主动侧的盖夹具控制凸轮与主动侧的盖夹具推块中的滚动轴承 产生滚动摩擦使主动侧的盖夹具推块对主动侧的盖夹具进行夹持或松开操作；同时，第二 拉伸机构联动带动从动侧的盖夹具控制凸轮扭簧以及盖夹具控制凸轮的安装块上的拉伸 弹簧相应扭紧或松开，推动从动侧的盖夹具推块对盖夹具相应进行夹持或松开。
下面以具体的应用详细说明凸块的结构设置及其控制原理。 若本发明应用于全自动、半自动的开盖机系统中，例如，以全自动开盖机系统为
例，该全自动、半自动的开盖机系统中包括有开盖机构以及接盖机构，该开盖机构包括本发
明的夹持设备，整个开盖机构安装在活动架上，活动架可以实现上下运动，在电机的带动下
丝杠进行转动，丝杠螺母安装在活动架上，电机的转动可以驱动活动架进行上下运动，从而
实现了试管夹具的上下运动，或者试管架放置在一个平台上，该平台进行上下运动，以及在
夹具夹持运动的方向上运动，而开盖机构整体固定，只完成夹盖和脱盖的动作。 接盖机构的运动的方向可以是从试管夹具的夹持运动的方向，也可以是从试管夹
具的夹持方向的垂直方向。 另外，参考图5及图6，设置试管夹具有四种夹持状态 參管半开，两试管夹具的距离比一排试管大，活动架从上往下运动，试管夹具能进
入到两排试管之间。 參管夹紧，试管夹具夹持到最紧的状态。 參管接触，试管夹具刚好能夹住试管，保证试管不会掉落。 參管全开，试管夹具的距离张开至最大，能让盖子从两个试管夹具之间的空隙落下。 上述4种状态可以如图5所示的不同的半径表示。
盖夹具有三种状态
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參盖半开，两盖夹具的距离比一排试管大，活动架从上往下运动时，盖夹具能进入
到两排试管之间。
參盖夹紧，盖夹具夹持到最近的状态。 參盖全开，盖夹具的距离张开至最大，能让盖子从两个盖夹具之间的空隙落下。
同样的，上述3种状态可以如图6所示的不同的半径表示。 由于，本发明的夹持设备所配置的试管夹具和盖夹具可以同时夹持多个试管，实 现整排开盖。因此，可能涉及一个异常处理流程，该流程主要处理的问题是当开盖机构执 行管盖分离的动作时，如果试管夹具没有把试管其中某些试管夹紧，就会把试管连同盖子 一起提起来，而此时， 一起提起来的有些是成功分离的盖子，有些是管盖连在一起，没有实 现管盖分离的真空采血管。但是，没有实现分离的真空采血管里面有需要分析的血液标本， 需要重新插回到试管架里面。 下面结合图5和图6进行本发明的控制处理流程，其中不同的控制点对应不同联 动夹持状态，即控制点1对应处理步骤l，控制点2对应处理步骤2，其他控制点3到控制点 7类似，控制处理流程为 1管半开，盖半开试管夹具和盖夹具都处于半开状态，活动架下降，试管夹具和 盖夹具插入到试管架的试管之间，准备夹持。 2管夹紧，盖夹紧完成试管夹具和盖夹具的夹紧动作；管盖分离电机启动，管夹 具上升，分离盖和管。
3管半开，盖夹紧试管夹具松开，活动架上升，检测是否有试管被夹起。
4管夹紧，盖全开 4. a(正常流程)分离的盖子掉落在夹紧的试管夹具之间，接盖机构进入接盖；
4. b(异常流程)分离的盖子和被夹起的采血管落在夹紧的试管夹具之间，接盖机 构进入接盖。 5管接触，盖半开； 5. a (正常流程)快速通过。 5. b (异常流程)试管夹具刚好夹住夹起的试管，盖夹具处于半开状态。 5. c试管夹具刚好夹住试管，盖夹具松至半开。 5. d活动架继续下降，至试管夹具到达试管架的顶面。 5. e管盖分离电机启动，管夹具上升，超过最长试管的顶部。 6管半开，盖夹紧； 6. a (正常流程)快速通过。 6. b (异常流程)从5b过渡过来，盖夹具把夹起的试管夹住，管夹具过渡至半开状 态，分离的盖子仍然在试管夹具的间隙里。 6. c电机反转，从控制点7转回到控制点6，夹起的试管仍被管夹具夹紧。
6. d活动架下降。 6. e管盖分离电机反转，盖夹具下降，下降接近至最长管顶端。(6. d和6. e步骤顺
序可互换。) 6.f管夹具松开，盖夹具夹紧(盖夹具此时是空夹，试管已放回原位)。
6. g活动架上升。
7管全开，盖夹紧； 7.a(正常流程)管夹具张开至最大，盖子全部从试管夹具中掉落到接盖槽中；接 盖机构退出。 7. b (异常流程)盖夹具把夹起的试管夹住，管夹具张开至最大，所有的盖子掉落
到接盖机构里面，接盖机构退出。 7. c管全开，盖夹紧，准备回到控制点1。 另外，需要说明的，本发明的夹持设备可用于各种类型的开盖机中进行夹持操作， 例如，全自动开盖机或者半自动开盖机等，均可通过上述的夹持设备进行夹持操作，帮助实 现脱盖。 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
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权利要求
一种夹持设备，其特征在于，包括第一夹具，包括主动侧夹具和从动侧夹具；第二夹具，包括主动侧夹具和从动侧夹具；提供夹持所需电力驱动的电机及安装在电机转动轴上的第一夹具控制凸轮和第二夹具控制凸轮；所述第一夹具控制凸轮带动第一夹具的主动侧夹具对第一目标夹持体进行夹持操作，并同时通过第一主从控制机构带动第一夹具的从动侧夹具对第一目标夹持体进行相应的夹持操作；其中第一夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应第一夹具的不同夹持状态；所述第二夹具控制凸轮带动第二夹具的主动侧夹具对第二目标夹持体进行夹持操作，并同时通过第二主从控制机构带动第二夹具的从动侧夹具对第二目标夹持体进行相应的夹持操作；其中第二夹具控制凸轮包括不同的凸轮控制半径，不同的凸轮控制半径对应第二夹具的不同夹持控制状态；上述第一夹具控制凸轮和第二夹具控制凸轮安置在电机转动轴上时，同一控制点的所述第一夹具控制凸轮的凸轮控制半径与所述第二夹具控制凸轮的凸轮控制半径对应以形成所需的联动夹持状态。
2. 根据权利要求1所述的夹持设备，其特征在于，所述第一主从控制机构包括 主动侧的第一夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第一夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第一夹具控制凸轮、一端固定在第一夹具控制凸轮上的扭簧以及安装在从动 侧的第一夹具推块和从动侧的第一夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹簧；安装在主动侧第 一夹具推块与从动侧第一夹具控制凸轮上的第一拉伸机构；其中，主动侧的第一夹具控制凸轮与主动侧的第一夹具推块中的滚动轴承产生滚动摩 擦使主动侧的第一夹具推块对主动侧的第一夹具进行夹持或松开操作；同时，第一拉伸机 构联动带动从动侧的第一夹具控制凸轮扭簧以及第一夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹 簧相应扭紧或松开，推动从动侧的第一夹具推块对第一夹具相应进行夹持或松开。
3. 根据权利要求2所述的夹持设备，其特征在于，第一拉伸机构采用推竿机构，所述推 竿结构设置有压縮弹簧；或第一拉伸机构采用齿条，从动侧的第一夹具控制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮的凸 轮机构。
4. 根据权利要求1所述的夹持设备，其特征在于，所述第二主从控制机构包括 主动侧的第二夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第二夹具推块及其中的滚动轴承；从动侧的第二夹具控制凸轮、一端固定在第二夹具控制凸轮上的扭簧以及安装在从动 侧的第二夹具推块和从动侧的第二夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹簧；安装在主动侧第 二夹具推块与从动侧第二夹具控制凸轮上的第二拉伸机构；其中，主动侧的第二夹具控制凸轮与主动侧的第二夹具推块中的滚动轴承产生滚动摩 擦使主动侧的第二夹具推块对主动侧的第二夹具进行夹持或松开操作；同时，第二拉伸机 构联动带动从动侧的第二夹具控制凸轮扭簧以及第二夹具控制凸轮的安装块上的拉伸弹 簧相应扭紧或松开，推动从动侧的第二夹具推块对第二夹具相应进行夹持或松开。
5. 根据权利要求4所述的夹持设备，其特征在于，第二拉伸机构采用推竿机构，所述推竿结构设置有压縮弹簧；或第二拉伸机构采用齿条，从动侧的第二夹具控制凸轮是带相同转动中心轴的齿轮的凸 轮机构。
6. 根据权利要求1所述的夹持设备，其特征在于，第一目标夹持体为试管，第一夹具为 试管夹具；第二目标夹持体为试管上的胶盖，第二夹具为盖夹具。
7. 根据权利要求6所述的夹持设备，其特征在于，试管夹具的夹持控制状态包括管半开、管夹紧、管接触、管全开。
8. 根据权利要求6所述的夹持设备，其特征在于，盖夹具的夹持控制状态包括盖半 开、盖夹紧、盖全开。
9. 一种开盖机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的夹持设备。
10. —种开盖机控制处理方法，其特征在于，包括控制点1到控制点7的处理步骤，其中·1管半开，盖半开试管夹具和盖夹具都处于半开状态，活动架下降，试管夹具和盖夹 具插入到试管架的试管之间，准备夹持；·2管夹紧，盖夹紧完成试管夹具和盖夹具的夹紧动作；管盖分离电机启动，管夹具上 升，分离盖和管；·3管半开，盖夹紧试管夹具松开，活动架上升，检测是否有试管被夹起； 4管夹紧，盖全开·4. a正常流程，分离的盖子掉落在夹紧的试管夹具之间，接盖机构进入接盖；或·4. b异常流程，分离的盖子和被夹起的采血管落在夹紧的试管夹具之间，接盖机构进入 接盖；管接触，盖半开；·5. a正常流程，快速通过，或·5. b异常流程，试管夹具刚好夹住夹起的试管，盖夹具处于半开状态；·5. c试管夹具刚好夹住试管，盖夹具松至半开；·5. d活动架继续下降，至试管夹具到达试管架的顶面；·5. e管盖分离电机启动，管夹具上升，超过最长试管的顶部； 管半开，盖夹紧；·6. a正常流程，快速通过；或·6. b异常流程，从5b过渡过来，盖夹具把夹起的试管夹住，管夹具过渡至半开状态，分 离的盖子仍然在试管夹具的间隙里；·6. c电机反转，从控制点7转回到控制点6，夹起的试管仍被管夹具夹紧； 6.d活动架下降；·6. e管盖分离电机反转，盖夹具下降，下降接近至最长管顶端；·6. f管夹具松开，盖夹具夹紧，盖夹具此时是空夹，试管已放回原位；·6. g活动架上升； 管全开，盖夹紧；·7. a正常流程，管夹具张开至最大，盖子全部从试管夹具中掉落到接盖槽中；接盖机构 退出；或· 7. b异常流程，盖夹具把夹起的试管夹住，管夹具张开至最大，所有的盖子掉落到接盖 机构里面，接盖机构退出；·7. c管全开，盖夹紧，准备回到控制点1。
全文摘要
本发明公开了一种夹持设备及开盖机，其中夹持设备用一个电机带动两个凸轮推动第一夹具以及第二夹具实施夹持的动作，并通过连动及凸轮机构实现两侧的夹具都实施夹持的动作，从而实现单个电机驱动两个夹具两侧夹持的功能，并且结合开盖流程，实现脱盖出现异常时，能够把不能脱掉盖子的试管安全放回试管架的异常处理流程。本发明可实现夹具的多种张合状态，且结构简单，成本降低，安全性和耐用性较高。
文档编号G01N35/04GK101726618SQ20081021870
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者区子友, 李孝坚 申请人:广州阳普医疗科技股份有限公司