专利名称：驱动装置及含有该驱动装置的样品分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于生化分析仪的加样或搅拌的驱动装置及含有该驱动装置的样品分析装置。
背景技术：
样本分析装置通过检测试剂与样本混合反应后得到的混合物的吸光度等参数来检测特定生化指标，从而用于检测病人的某项生理指标。加样或搅拌驱动机构常用于实现样本分析装置的摇臂、加样针或搅拌杆在空间中特定位置运动，其主要运动形式可分解为摇臂、加样针或搅拌杆在空间的垂直和水平回转运动。然而传统的加样或搅拌驱动机构的驱动装置输出轴采用一端支承，摆动间隙大，且转轮套固定在皮带上，因皮带是柔性的，且没有回转限位机构，在运动时回转方向晃动大，传动定位精度不高，运动可靠性偏低。
实用新型内容基于此，有必要提供一种成本相对较低、可靠性及精度较高的驱动装置。一种驱动装置，包括:机架；输出轴，用于与外界设备连接并为所述外界设备提供动力；导向联动机构 ，包括套设在所述输出轴上且与所述输出轴固接的转轮、套设在所述转轮周缘的转轮套、与所述转轮固接的用于将所述转轮套限位在所述转轮周缘的夹持件，所述机架及所述转轮套上设有限制所述转轮套旋转的限位组件，所述输出轴、所述转轮及所述夹持件可相对所述转轮套转动；水平回转运动机构，包括固定在所述机架上的第一驱动件、与所述第一驱动件连接的第一传动组件、由所述第一驱动件驱动旋转的导向轴以及支撑套，所述导向轴的一端与所述第一传动组件固接，另一端与所述支撑套固接，所述输出轴活动穿过所述支撑套，所述导向轴活动穿过所述转轮且与所述输出轴平行设置，所述导向轴可绕所述输出轴旋转从而带动所述转轮与所述输出轴在水平面旋转；竖直直线运动机构，包括固定在所述机架上的第二驱动件及与所述第二驱动件连接的第二传动组件，所述第二传动组件可驱动所述转轮套沿所述输出轴的轴向运动从而带动所述输出轴在竖直方向上运动。在其中一个实施例中，所述限位组件包括设在所述机架上的限位板以及设在所述转轮套上的移动件，所述限位板上开设有与所述输出轴平行的限位槽，所述移动件可沿所述限位槽移动。在其中一个实施例中，所述移动件为滚轮或滑块。在其中一个实施例中，所述夹持件为板状结构，所述转轮为二级台阶结构，所述转轮套套设在所述转轮的直径较小的周缘部位，所述夹持件与所述转轮配合将所述转轮套限位在所述转轮的直径较小的周缘部位。在其中一个实施例中，所述第一驱动件为一驱动电机，所述第一传动组件包括套设在所述第一驱动件的电机轴上的第一主动带轮、活动套设在所述输出轴上的第一被动带轮以及连接所述第一主动带轮与所述第一被动带轮的第一同步带，所述导向轴的一端固定在所述第一被动带轮上且与所述第一被动带轮垂直设置。在其中一个实施例中，所述导向轴的数量有两个，两个所述导向轴对称设置在所述第一被动带轮与所述支撑套形成的转动中心轴线的两侧且与所述转动中心轴线平行。在其中一个实施例中，所述第二驱动件为一驱动电机，所述第二传动组件包括套设在所述第二驱动件的电机轴上的第二主动带轮、安装在所述机架上的第二被动带轮以及连接所述第二主动带轮与所述第二被动带轮的第二同步带，所述第二同步带与所述转轮套固定连接。在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括传感器挡片及位移传感器，所述传感器挡片安装在所述转轮套上，且所述传感器挡片将所述第二同步带与所述转轮套压紧固定，从而第二同步带的转动可带动输出轴在竖直方向上运动，所述位移传感器安装在所述机架上用于检测所述传感器挡片在竖直方向上的位移。上述驱动装置包括水平回转机构、竖直直线运动机构以及导向联动机构，其中水平回转机构用于实现输出轴在水平面旋转运动的输出，竖直直线运动机构用于实现输出轴在竖直方向运动的输出，导向联动机构用于实现竖直直线运动和水平回转运动的集成输出。在转轮套及机架上增加限位组件，用于实现输出轴在水平面转动时限制转轮套转动，从而可以有效避免转轮套上的其他机构因旋转与机架碰撞，提高输出轴运动的可靠性。此外，输出轴采用上、下两端同时支承结构，通过加大输出轴导向长度，解决因配合间隙造成输出轴的摆动间隙偏大，定位精度低的缺点，可用于高精度传动定位。且该驱动装置不需使用昂贵的花键副等机构，成本较低。此外，还有必要 提供一种使用上述成本相对较低、可靠性及精度较高的驱动装置的样品分析装置。一种样品分析装置，至少包括上述实施例中至少一种的驱动装置。该样品分析装置由于使用上述驱动装置，整个分析装置的可靠性及精度可以得到较大的提高，同时成本较低，可以广泛推广应用在生化样品的分析领域。
图1为一实施方式的驱动装置的部分分解示意图；图2为图1驱动装置的组装图；图3为图1中导向联动机构、第二同步带、传感器挡片及滚轮的分解示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。[0026]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一实施方式的驱动装置10包括机架100、输出轴200、导向联动机构300、水平回转运动机构400以及竖直直线运动机构500。输出轴200、导向联动机构300、水平回转运动机构400及竖直直线运动机构500安装在机架100上。输出轴200用于与外接设备(如搅拌或加样设备等)连接，并为外接设备提供动力。水平回转机构400用于实现输出轴200在水平面旋转运动的输出，竖直直线运动机构500用于实现输出轴200在竖直方向运动的输出，导向联动机构300用于实现竖直直线运动和水平回转运动的集成输出。请结合图2，机架100的顶部平台及底部平台均设有通孔(图中未标示)，输出轴200贯穿顶部平台的通孔且可沿竖直方向运动。请结合图1和 图3，导向联动机构300包括转轮310、转轮套320以及夹持件330。转轮310套设在输出轴200上且与输出轴200固定连接。在本实施方式中转轮310为二级台阶结构，包括直径较大的主体部312以及设在主体部312上直径较小的台阶部314。转轮套320为环状结构，套设在台阶部314的周缘。夹持件330为一中部设有通孔的板状结构，输出轴200贯穿该通孔。夹持件330的直径与主体部312的直径适配，从而与主体部312配合将转轮套320限位在台阶部314的周缘。夹持件330与转轮310之间固定连接。当转轮套320固定后，转轴200、转轮310及夹持件330可相对转轮套320在水平面转动。请结合图2和图3，在本实施方式中，机架100及转轮套320上设有限制转轮套320转动的限位组件600。限位组件600包括设在机架100上的限位板610以及设在转轮套320上的滚轮620。限位板610上开设有与输出轴200平行的限位槽612。滚轮620通过螺钉630限位在转轮套320的侧边且滚轮620可沿限位槽612滚动。在转轮套320及机架100上增加限位组件600，用于实现输出轴200在水平面转动时限制转轮套320转动，从而可以有效避免转轮套320上的其他机构因旋转与机架碰撞，提高输出轴200运动的可靠性。可以理解，在其他实施方式中，转轮的结构不限于上面所述，如转轮还可以为一直径均匀的轮状结构，转轮套套设在该轮状结构的周缘，对应地，夹持件包括分别设在转轮两侧的两个圆形限位板，两个限位板与转轮固接并将转轮套限位在该轮状结构的周缘。此外，限位组件也不限于上述通过在限位板上开槽与滚轮配合的结构，如限位板可以通过两个平行设置中间留有空隙的杆状结构替代，还可以不设置滚轮，直接设置插入限位槽的柱状体、滑块等移动件即可，此外，还可以通过其他导轨结构实现等。水平回转运动机构400包括第一驱动件410、第一传动组件420、导向轴430及支撑套440。在本实施方式中，第一驱动件410为固定在顶部平台一侧的第一驱动电机(如步进电机等)。第一传动组件420包括套设在第一驱动件410电机轴上的第一主动带轮422、活动套设在输出轴200上的第一被动带轮424以及连接第一主动带轮422与第一被动带轮424的第一同步带426。顶部平台的中部设有通孔，第一被动带轮424为三级台阶结构，最低级的台阶可插入该通孔中并可在通孔内转动。导向轴430的一端固定在第一被动带轮424上且与第一被动带轮424垂直设置，另一端依次活动穿过转轮310及夹持件330与支撑套440固定连接。导向轴430可由第一被动带轮424驱动转动。支撑套440的中部上设有可供输出轴200穿过的通孔(图中未标示)。本实施方式的导向轴430有两个，两个导向轴430在输出轴200的两侧对称设置，也即导向轴430对称设置在第一被动带轮424与支撑套440形成的转动中心轴线的两侧且与转动中心轴线平行。当导向轴430绕转动中心轴线转动时，可以带动转轮310及夹持件330转动。请参图1，竖直直线运动机构500包括第二驱动件510及第二传动组件520。第二驱动件510为一第二驱动电机(如步进电机等)。第二驱动件510固定在底部平台的一侧。第二传动组件520包括套设在第二驱动件510的电机轴上的第二主动带轮522、安装在机架100上的第二被动带轮524以及连接第二主动带轮522与第二被动带轮524的第二同步带526。第二被动带轮524通过带轮支撑轴130固定在机架100上，具体是固定在靠近顶端平台的位置。第二同步带526的设置方向与输出轴200平行。可以理解，在其他实施方式中，第一驱动件及第二驱动件还可以采用其他除步进电机之外的其他驱动设备驱动，如汽缸等。且第一传动组件与第二传动组件也不限于同步带与带轮组合，如还可以采用齿轮传动、丝杆副传动等。请结合图1和图3，在本实施方式中，驱动装置10还包括传感器组件700。传感器组件700包括传感器挡片710及位移传感器720。传感器挡片710安装在转轮套320上。第二同步带526夹设在传感器挡片710与转轮套320之间，并被传感器挡片710固紧在转轮套320上。位移传感器720 安装在机架100上用于检测传感器挡片710在竖直方向的运动位移。当第二驱动件510驱动第二同步带526转动时，由于第二同步带526固紧在转轮套320上，从而第二同步带526的转动会带动转轮套320进而带动转轮310和输出轴200在竖直方向上运动。该驱动装置的原理如下:第一驱动件410输出动力使得第一主动带轮422、第一同步带426、第一被动带轮424、导向轴430及支撑套440水平面上回转运动，两根平行布置的导向轴430驱动转轮310作水平回转运动，从而使得输出轴200输出水平回转运动。第二驱动件510输出动力通过第二同步带526传递给转轮套320，转轮套320带动转轮310和输出轴200 —起沿导向轴430做竖直直线运动。第一被动带轮424、支撑套440与输出轴200形成的移动副对输出轴200形成精密导向。竖直方向的运动导向由4个平行布置的移动副组成，包括转轮310与导向轴430形成的两个移动副以及输出轴200与第一被动带轮424和支撑套440形成两个移动副。从而上述驱动装置10可以通过输出轴200输出水平回转和竖直直线运动。转轮套320通过滚轮620与机架100配合形成一个移动副，约束转轮套320旋转，避免输出轴200在运动过程中因转轮套320旋转方向晃动大，造成传感器挡片710与位移传感器720干涉。该驱动装置10包括水平回转机构400、竖直直线运动机构500以及导向联动机构300，其中水平回转机构400用于实现输出轴200在水平面旋转运动的输出，竖直直线运动机构500用于实现输出轴200在竖直方向运动的输出，导向联动机构300用于实现竖直直线运动和水平回转运动的集成输出。在转轮套320及机架100上增加限位组件600，用于实现输出轴200在水平面转动时限制转轮套320转动，从而可以有效避免转轮套320上的其他机构因旋转与机架100碰撞，提高输出轴200运动的可靠性。此外，输出轴200采用上、下两端同时支承结构，其中上端通过第一被动带轮424限位，下端通过支撑套440限位，从而通过加大输出轴200导向长度，解决因配合间隙造成输出轴200的摆动间隙偏大，定位精度低的缺点，可用于高精度传动定位。且该驱动装置10不需使用昂贵的花键副等机构，成本较低。上述驱动装置可使用在样品分析装置中，用以控制样本分析装置的摇臂、加样针或搅拌杆等机构在空间中特定位置运动，如摇臂、加样针或搅拌杆在空间的垂直和水平回转运动等。通过使用该驱动装置，整个样品分析装置的可靠性及精度可以得到较大的提高，同时成本较低，可以广泛推广应用在生化样品的分析领域。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护 范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种驱动装置，其特征在于，包括: 机架； 输出轴，用于与外界设备连接并为所述外界设备提供动力； 导向联动机构，包括套设在所述输出轴上且与所述输出轴固接的转轮、套设在所述转轮周缘的转轮套、与所述转轮固接的用于将所述转轮套限位在所述转轮周缘的夹持件，所述机架及所述转轮套上设有限制所述转轮套旋转的限位组件，所述输出轴、所述转轮及所述夹持件可相对所述转轮套转动； 水平回转运动机构，包括固定在所述机架上的第一驱动件、与所述第一驱动件连接的第一传动组件、由所述第一驱动件驱动旋转的导向轴以及支撑套，所述导向轴的一端与所述第一传动组件固接，另一端与所述支撑套固接，所述输出轴活动穿过所述支撑套，所述导向轴活动穿过所述转轮且与所述输出轴平行设置，所述导向轴可绕所述输出轴旋转从而带动所述转轮与所述输出轴在水平面旋转； 竖直直线运动机构，包括固定在所述机架上的第二驱动件及与所述第二驱动件连接的第二传动组件，所述第二传动组件可驱动所述转轮套沿所述输出轴的轴向运动从而带动所述输出轴在竖直方向上运动。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述限位组件包括设在所述机架上的限位板以及设在所述转轮套上的移动件，所述限位板上开设有与所述输出轴平行的限位槽，所述移动件可沿所述限位槽移动。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述移动件为滚轮或滑块。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述夹持件为板状结构，所述转轮为二级台阶结构，所述转轮套套设在所述转轮的直径较小的周缘部位，所述夹持件与所述转轮配合将所述转轮套限位在所述转轮的直径较小的周缘部位。·
5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动件为一驱动电机，所述第一传动组件包括套设在所述第一驱动件的电机轴上的第一主动带轮、活动套设在所述输出轴上的第一被动带轮以及连接所述第一主动带轮与所述第一被动带轮的第一同步带，所述导向轴的一端固定在所述第一被动带轮上且与所述第一被动带轮垂直设置。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述导向轴的数量有两个，两个所述导向轴对称设置在所述第一被动带轮与所述支撑套形成的转动中心轴线的两侧且与所述转动中心轴线平行。
7.如权利要求1所述驱动装置，其特征在于，所述第二驱动件为一驱动电机，所述第二传动组件包括套设在所述第二驱动件的电机轴上的第二主动带轮、安装在所述机架上的第二被动带轮以及连接所述第二主动带轮与所述第二被动带轮的第二同步带，所述第二同步带与所述转轮套固定连接。
8.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括传感器挡片及位移传感器，所述传感器挡片安装在所述转轮套上，且所述传感器挡片将所述第二同步带与所述转轮套压紧固定，从而第二同步带的转动可带动输出轴在竖直方向上运动，所述位移传感器安装在所述机架上用于检测所述传感器挡片在竖直方向上的位移。
9.一种样品分析装置，其特征在于，包括如权利要求广8中任一项所述的驱动装置。
专利摘要本实用新型涉及一种驱动装置，其包括水平回转机构、竖直直线运动机构以及导向联动机构，其中水平回转机构用于实现输出轴在水平面旋转运动的输出，竖直直线运动机构用于实现输出轴在竖直方向运动的输出，导向联动机构用于实现竖直直线运动和水平回转运动的集成输出。在转轮套及机架上增加限位组件，用于实现输出轴在水平面转动时限制转轮套转动，从而可以有效避免转轮套上的其他机构因旋转与机架碰撞，提高输出轴运动的可靠性。此外，输出轴采用上、下两端同时支承结构，通过加大输出轴导向长度，解决因配合间隙造成输出轴的摆动间隙偏大，定位精度低的缺点，可用于高精度传动定位。此外，本实用新型还涉及一种使用该驱动装置的样品分析装置。
文档编号G01N21/31GK203133095SQ20122074026
公开日2013年8月14日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者田平, 江云 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司