本发明涉及检测设备附属配件技术领域，具体涉及一种具有防撞穿刺功能的针臂结构。
背景技术
ivd行业中常会使用到一种悬臂针结构，多用于生化仪、免疫化学发光等类型的检测仪器上，常使用的防撞结构为悬臂式防撞支撑或者是双弹簧式的防撞支撑。防撞防止针出现误操作被顶弯，当针被顶出或顶入预先设计的传感器检测范围，来判断针是否出现碰撞，常用的悬臂式防撞支撑，由于只使用一根弹簧，并且使用悬臂结构受力中心不在针的轴心，可能造成针发生碰撞受力不均，不能恢复到原位置而卡死；
双弹簧式防撞支撑，由于使用了两根弹簧，受力中心可以保证一致，却无法保证两根弹簧在回复方向运动的一致性，无法完全避免卡死，另外双弹簧结构占用空间较大，不利于微型结构的使用，而且增加了针臂前端的重量，转动惯量会更大。一般来说这两种方式的针防撞结构不能让针同时具有穿刺功能。
因此，基于以上缺陷，提供一种具有防撞穿刺功能的针臂结构。
技术实现要素：
本发明针对上述问题之一，提供一种具有防撞穿刺功能的针臂结构，采用依次穿过传感器固定座、支撑板、导向套、限位柱的穿刺针，导向套与穿刺针之间设有容纳压簧的空腔，在针臂运动过程中，穿刺针的下端撞击到硬物时，限位柱同穿刺针一起向上移动压缩弹簧，至穿刺针上的针感应片遮挡光电开关感应区域，则针臂的运动停止，防止穿刺针出现碰撞，解决了现有技术中穿刺针的防撞强度无法调整，且避免使用的弹簧无法恢复方向运动等技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种具有防撞穿刺功能的针臂结构，包括穿刺针、限位柱、导向套、传感器固定座、光电开关、针感应片、压簧，导向套安装在传感器固定座的下端，穿刺针从上至下依次穿过传感器固定座、导向套的中心，导向套的内壁与穿刺针的外壁之间形成空腔，压簧设置在空腔内，限位柱位于空腔的下端且与穿刺针的外壁可拆卸连接，限位柱可随穿刺针一起向上移动压缩压簧；穿刺针上设置有针感应片，针感应片位于光电开关的下端，穿刺针向上移动至针感应片遮挡光电开关的感应区域，针臂运动停止。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述传感器固定座为横截面为四边形的块状结构，传感器固定座的中心区域设置有利于穿刺针穿过的通孔一，且传感器固定座通过螺栓与支撑板固定。
进一步地，为了更好的实现本发明，支撑板位于传感器固定座与导向套之间，且支撑板上设有与通孔一连通的通孔二。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述导向套位于支撑板的下端，通孔二与导向套内部连通。
进一步地，为了更好的实现本发明，通孔一、通孔二、导向套、限位柱之间连通并形成便于穿刺针穿过的通道。
进一步地，为了更好的实现本发明，当穿刺针碰撞到硬物时，压簧上升的最大距离与传感器固定座最下端和穿刺针上端之间的距离相等。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述压簧与穿刺针之间存在间隙。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述导向套与穿刺针之间存在间隙。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述穿刺针呈“l”型，穿刺针中平行于支撑板的部分固定在l型板上。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述l型板包括固定在支撑板的横向板，与支撑板垂直的纵向板，横向板与纵向板一体成型，纵向板的顶端设有对穿刺针进行支撑的u型槽
穿刺针的结构上设置有针感应片，当穿刺针的下端也可称为穿刺针的末端撞击到硬物时，与穿刺针之间采用螺纹连接的限位柱会随同穿刺针一起在导向套内向上运动。在随穿刺针移动时，限位柱的整体结构或部分结构位于穿刺针与导向套形成的空腔中，且限位柱上端抵接在压簧的下端。在穿刺针未碰到硬物时，压簧处于正常状态，此时，传感器固定座下表面或下端与穿刺针的上端有一定距离，该距离用于限制穿刺针撞击到硬物时能压缩压簧上升的最大距离，当穿刺针到达传感器固定座最下端时，针感应片会遮挡光电开关中间的感应区域，当光电开关感应区域被遮挡住，整个针臂的运动立即停止，从而通过对光电开关的控制来实现防撞功能。且在本技术方案中还可通过调节压簧的反弹力，如更换压簧的型号，调节穿刺针对防撞力的大小，从而对一些覆膜的试剂瓶具有穿刺作用。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)本技术方案可通过调整压簧的力度，调节穿刺针的防撞强度，同时对压簧的反弹力进行调节，达到调节穿刺针对防撞力的大小，从而对一些覆膜的试剂瓶具有一定穿刺作用。
(2)本技术方案中通过将压簧套设在穿刺针的周围，且压簧的中心与穿刺针的中心重合，同时在压簧和穿刺针之间设置间隙，即将压簧套设在穿刺针上，穿刺针对压簧具有导向作用，确保压簧的反弹力一直作用压簧结构本身所需方向，不会出现卡死的情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的纵向剖面图；
图3为图1的纵向剖面图；
图4为本发明中图1的纵向剖面图；
图5为本发明的侧视图；
图6为针臂处于停止运动状态时，针臂与传感器固定座的结构示意图；
图7为本发明中穿刺针的结构示意图；
图8为本发明中传感器固定座的结构示意图
其中：1—穿刺针，2—限位柱，3—导向套，4—传感器固定座，41—螺栓，42—第一空腔，43—第二空腔，5—光电开关，6—针感应片，7—支撑板，8—l型板，9—压簧，11—螺纹。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1—图8所示，一种具有防撞穿刺功能的针臂结构，包括穿刺针1、限位柱2、导向套3、传感器固定座4、光电开关5、针感应片6、压簧9，导向套3安装在传感器固定座4的下端，穿刺针1从上至下依次穿过传感器固定座4、导向套3的中心，导向套3的内壁与穿刺针1的外壁之间形成空腔，压簧9设置在空腔内，限位柱2位于空腔的下端且与穿刺针1的外壁可拆卸连接，限位柱2可随穿刺针1一起向上移动压缩压簧9；穿刺针1上设置有针感应片6，针感应片6位于光电开关5的下端，穿刺针1向上移动至针感应片6遮挡光电开关5的感应区域，针臂运动停止。
本实施例中所述的穿刺针1可弯曲成“l”型结构，如图7所示，穿刺针包括针芯和包覆部分针芯的外壳，所述外壳包括第一包覆外壳、第二包覆外壳、第三包覆外壳，第一包覆外壳、第二包覆外壳、第三包覆外壳从上至下依次设置针芯处于竖直状态的部分，且第一包覆外壳的下端与第二包覆外壳的上端连接，第二包覆外壳的下端与第三包覆外壳的上端连接，且第一包覆外壳、第二包覆外壳、第三包覆外壳与针芯呈一体结构，且第一包覆外壳、第二包覆外壳、第三包覆外壳依次连接形成一体结构，且横截面均为圆形，且第一包覆外壳、第二包覆外壳、第三包覆外壳的横截面直径依次减小，同时在第二包覆外壳的外表面设置有螺纹11。针感应片6安装在第一包覆外壳的上端，针感应片6的结构为片状结构，且使用时，针感应片6呈竖向放置，针感应片6的下端设有圆环结构，该圆环结构套在针芯的外周，故针感应片6跟随穿刺针1一起移动。
所述传感器固定座4为横截面为四边形的块状结构，传感器固定座4的中心区域设有便于穿刺针1穿过的通孔一，传感器固定座4的两端均设置螺栓41与导向套3进行固定。传感器固定座4的具体形状为了达到与穿刺针1的形状的适配，如图8所示，穿刺针1与传感器固定座4接触部位，针臂正常运动时，第一包覆外壳的上表面与传感器固定座1的下端之间形成第一空腔42，该42空腔的竖直长度为h，利于穿刺针1在触碰到硬物时，向上回弹，避免穿刺针被顶弯。由于第一包覆外壳上安装有针感应片6，针感应片6随着穿刺针向上移动，因此在传感器固定座4上设有便于针感应片6整体结构向上移动的第二空腔43，第二空腔43为贯穿传感器固定座4的结构，且第二空腔43与通孔一连通。安装在传感器固定座4上的两个螺栓41分别位于第一空腔41、第二空腔42的一侧，传感器固定座4与导向套3进行固定，具体详见图8所示。
在本实施例中导向套3为横截面为圆形的结构，且为中空结构，在导向套3与传感器固定座4进行连接时，传感器固定座4的通孔一的中心线与导向套3的中心线重合。导向套3的内壁与穿刺针1的外壁之间形成空腔，即两者之间存在一定间隙，压簧9安装在该空腔内，其中，限位柱2的上端位于压簧9的下端，并可在该空腔内进行移动，限位柱2位于空腔的下端且与穿刺针1的外壁可拆卸连接，具体可拆卸连接方式为通过螺纹连接，从而实现锁死，且留出导向套3内压簧9的预压空间，限位柱2随穿刺针1的移动而移动，其中，限位柱2与穿刺针1的连接部位为穿刺针1的第二包覆外壳。
本实施例中所述的光电开关5安装在传感器固定座4上，位于针感应片6的上方，亦可正好位于传感器固定座4的第二空腔42的上端，光电开关5的设置对穿刺针1碰撞起到限位作用，光电开关5的工作原理为：光电开关5又称光电传感器，利用针感应片6随着穿刺针1运动时，其本身在第二空腔42内移动，当上移动至位置针感应片6对光电开关5发出的光束进行遮挡或反射时，相应控制针臂运动的结构无法接收到光电开关5的信号，进而停止驱动振臂的运动，针臂运动停止。
本实施例中所述针臂结构的工作原理为：当穿刺针1出现误操作顶住硬物时，由硬物对穿刺针1产生一个作用力，作用力的驱动下，穿刺针1与限位柱2一起在导向套3内向上运动，限位柱2压缩压簧9，且穿刺针1整体向上运动，当压簧9上升被压缩至最大距离，穿刺针1到达接近至传感器固定座4最下端时，穿刺针1上的针感应片6遮挡光电开关5的感应区域，当光电开关5的感应区域被遮挡后，整个针臂的运动停止，从而实现光电开关5的防碰撞功能。其中所述的传感器固定座4的最下端为第一空腔42的顶端，即此时压簧由初始状态上升被压缩至最大距离为h。也可理解为所述传感器固定座4的最下端与第一包覆外壳的上表面之间的距离与压簧9上升的最大距离相等，前述所称的第一包覆外壳的上表面为穿刺1的结构第一包覆外壳的上表面。
本实施例中，穿刺针1中呈竖直分布的部分在工作时，穿刺针的整体是依次穿过传感器固定座4的通孔一、导向套3的中心，且通孔一和导向套3的中心线重合，即穿刺针1的运动方向始终处于竖直状态，当将压簧9套设在穿刺针1上时，穿刺针1与压簧9接触的部分会对压簧9的运动具有导向作用，确保压簧9的反弹力一直作用于结构所需方向，即与穿刺针1的运动方向保持一致。
基于本实施例所述针臂结构的设置，可避免采用悬臂式防撞支撑，采用一根弹簧，使用悬臂结构时受力中心不在穿刺针的轴心，出现针发生碰撞受力不均，不能恢复到原位置而卡死的缺陷，本技术方案采用压簧且套设在穿刺针上，在穿刺针碰到硬物时，定位柱向上移动对压簧进行压缩，此时定位柱本身为横截面为圆形的结构，其将接收到反弹力均匀作用在压簧9，且压簧与穿刺针的中心重合不会出现卡死的情况，穿刺针对压簧还能导向；且相对现有技术中采用的双弹簧式防撞支撑结构，使用两根弹簧，存在两根弹簧恢复方向运动不一致的缺陷，还是可能出现卡死的情况，本实施例所述的振臂结构完全不存在该缺陷，且整体结构简单，微型结构同样可以使用。
本实施例中的压簧9，可通过选择压簧9的线径和长度，调节压簧的力度，进而调节穿刺针1对防撞力的大小，并且对一些带覆膜结构的试剂瓶能够实现一定程度的穿刺功能。
本实施例中涉及到限位柱、导向套、光电开关、压簧等其他结构及其工作原理为本领域技术人员所公知，不再详述。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：所述传感器固定座4为横截面为四边形的块状结构，传感器固定座4的中心区域设置有利于穿刺针1穿过的通孔一，且传感器固定座4通过螺栓与支撑板7固定。支撑板7位于传感器固定座4与导向套3之间，且支撑板7上设有与通孔一连通的通孔二。支撑板7上的通孔二与通孔一、导向套3、限位柱2之间连通并形成便于穿刺针1穿过的通道。通孔一、通孔二、导向套3、限位柱2的中心线重合，即中心在一条直线上，便于穿刺针1的运动。
支撑板7的具体结构如图1—图6所示，具体可为横截面为四边形的长条形板状结构，其一端用与安装本实施例所述的导向套3、限位柱2等一体结构，另一端安装如驱动针臂结构运动控制结构以及检测仪器的其他部件。
在本实施例中传感器固定座4与支撑板7之间通过螺栓41固定连接，支撑板7与导向套3之间也可采用螺栓等相应的固定连接方式。
其中，将导向套3安装在针臂的支撑板7的下端，支撑板7可为针臂的安装基板，此时，针感应片6所在穿刺针1的位置位于支撑板7上，即针感应片6与穿刺针1连接的圆环结构，圆环结构的外径大于支撑板7的通孔二的直径，确保穿刺针受碰撞硬物的驱动，在传感器固定座4内移动。传感器固定座下端与穿刺针1的第一包覆外壳上表面的距离用于限制压簧上升的最大距离，当压簧上升该最大距离时，此时针感应片6所移动至的位置正好遮挡住光电开关5中间的感应区域，针臂运动停止。
本实施例关于对针臂运动停止的实现方法，是通过挡住光电开关的方式，还可通过针臂脱离光电开关控制来实现停止运动等方式。故调整针臂脱离光电开关控制停止运动的方式也在本技术方案的保护范围之内。本实施例中涉及到的其他结构及其工作原理为本领域技术人员所公知，不再详述。
实施例3：
本实施例与上述实施例的区别在于：所述压簧9与穿刺针1之间存在间隙。本实施例中将压簧9套设在穿刺针1的外周，穿刺针1对压簧9具有导向作用，且能够确保压簧9的反弹力一直保持在竖直方向上，没有偏斜。同时压簧9与穿刺针1之间的间隙，可保证压簧9正常压缩不受穿刺针1或导向套3的摩擦力影响，避免对压簧9弹力作用的减小和损失，同时避免产生的压簧再配合零件上出现卡死、无法复原的情况。
本实施例中对压簧9与穿刺针1部件之间连接关系的优化，避免运动过程中两者之间的摩擦力影响对压簧9的导向，因而不会出现压簧9无法复原到原位置的情况。
实施例4：
本实施例与上述实施例的区别在于：所述导向套3与穿刺针1之间存在间隙。原理同压簧9与穿刺针1之间设置间隙相同，保证压簧能正常压缩不受到穿刺针或者导向套的摩擦力的影响，造成弹簧力的减小和损失，或者产生压簧再配合零件上卡死而无法复原。
实施例5：
本实施例与上述实施例的区别在于：所述穿刺针1呈“l”型，穿刺针1中平行于支撑板7的部分固定在l型板8上。所述l型板8包括固定在支撑板7上的横向板，与支撑板7垂直的纵向板，横向板与纵向板一体成型，纵向板的顶端设有对穿刺针1进行支撑的u型槽，横向板位于支撑板7的上表面。
为了确保穿刺针1在电机等动力装置驱动下的正常运动，设置穿刺针1的结构为“l”型，支撑板7能够对穿刺针1横向的部分进行支撑，支撑板7中纵向板上的u型槽主要用于放置穿刺针1，并对穿刺针1进行支撑，并对穿刺针1的运动方向进行导向，防止穿刺针1的工作过程中发生摆动，进而避免穿刺针上的针感应片脱离出光电开关。本实施例中涉及到的其他结构及其原理为本领域技术人员所公知，不再详述。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。