专利名称：一种用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医学、化学分析仪器中用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统。该系统可广泛应用于化学分析、临床检验的自动化领域以及液相色谱系统，实现液态样本的高精度采样的功能。
背景技术：
现有的液态样本采样系统一般具有全自动进样、采样等功能，广泛地采用了液态样本自动采样臂系统。根据样本排列方式的不同，液体样本自动采样系统中所用的采样臂系统具有不同的结构形式。对于行列式排列的样本，自动采样臂系统通常采用常见的三维坐标式结构及其演化的各种形式；对于圆周排列的样本，自动采样臂系统通常采用圆柱坐标式结构。圆柱坐标式结构的自动采样臂系统，机械臂具有绕坐标轴旋转和沿坐标轴上下移动的功能，适用于样本呈圆周排列的工作环境，但也因其对样本的这种设置方式，在应用中受到诸多限制。与之相对，三维坐标式结构的自动采样臂系统一般具有三轴自由度，它可实现采样针的前后、左右、上下移动，适用于样本按照行列式摆放的通用试管架，在许多领域中有着广泛的应用。有的时候，三维坐标式结构的自动采样臂系统还可简化成具有二轴自由度的二维坐标式结构；这类系统具有结构简化，易于操作的特点。在液相色谱系统或检验领域，一般使用常见的标准试管盛放液态样本，而试管按照行列式放置到标准的试管架上，因此，使用的自动采样臂系统普遍采用三维坐标式的结构或简化的二维坐标式结构。但由于样本试管在形状、尺寸等方面的差异，要求采样系统具有适应不同形状、尺寸的试管的能力。另外，在某些领域，例如临床检验领域，为防止样本形成气溶胶污染环境或者为了避免由于操作者不慎操作导致的样本泄漏，一般采用带盖子的试管盛放样本。这样，当采样系统的采样针刺穿盖子，完成采样后返回时，由于盖子和采样针之间具有摩擦力，采样针很容易将试管带出试管架，造成试管破损，从而导致样本泄漏，污染仪器和环境。因此，在采样针穿刺试管盖子前，需要有设备能协助稳定住被采样的试管，使得其在采样针的穿刺过程中保持稳定。现有液相色谱系统或临床检验领域中所采用的液体样本自动采样臂系统，均没有考虑到上述情况，不具有能适应不同高度试管、且在采样过程中保持试管稳定的装置。
实用新型内容本实用新型涉及一种用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统，该系统具有稳定试管的功能，能适应不同高度的试管，且所用试管可以是具有试管盖或其他开口密封的结构。该系统可广泛应用于各种液态样本的米样场合。根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统，该系统包括Y轴导轨；压盖器组件导轨；安装在所述Y轴导轨上的采样针；以及安装在所述压盖器组件导轨上的稳定试管的试管稳定组件，其特征在于，该试管稳定组件与采样针一起沿着所述Y轴导轨和压盖器组件导轨移动到试管口位置后，所述采样针对试管中的液态样本进行采样，而所述试管稳定组件在采样过程中固定试管。该自动采样臂系统包含可以稳定试管的试管稳定组件，当采样臂系统根据试管位置移动采样针定位至选定的试管时，该试管稳定组件与采样针一起移动直到试管口上方位置；在试管口上方位置，当所述采样针向下移动伸入试管采取试管中的液态样本时，而所述试管稳定组件在采样前后过程中稳定住试管。该自动采样臂系统的试管稳定组件可以有多种形式。例如，该稳定组件可以为压盖器组件，所述压盖器组件由驱动部件驱动，可向下移动，将试管架上的试管压住并稳定在试管架上。或者，该稳定组件可以包含钳状或套状结构，以钳住或套住试管并稳定之。
图1为本实用新型实例的自动采样臂系统的结构示意图。图2为试管稳定组件(压盖器组件)的示意图。附图标记说明I液态样本试管架；2压盖器组件；3采样针；4Y轴导轨；5压盖器组件导轨；6安装板同步带张紧装置；8驱动采样针沿Y轴上下移动的同步带；9Χ轴导轨；10Χ轴滑块；11试管压头组件步进电机；201试管压头；202试管压头连接板；203试管压头滑块；204弹簧；205上挡板；206弹簧柱；207光电开关；208导轨安装板；209光电开关发令片；210试管压头导轨；211下挡板；212缓冲橡胶。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本实用新型所涉及的用于分析仪器中的液态样本自动采样臂系统及其特点，但本领域技术人员了解，这些具体例子不构成对本实用新型的任何限制。本实用新型所涉及的液态样本自动采样臂系统为二维坐标式的采样臂系统，其允许在二维平面内移动并定位采样针以完成采样。通常这样的二维坐标系统包含两个移动轴允许采样针水平方向移动的X轴，以及允许采样针垂直方向移动的Y轴。上述X轴并不需要完全和水平面平行，可以与之形成一定的倾角，而Y轴也并不需要完全和水平面垂直，也可以与之形成一定的倾角；但X轴和Y轴的结合需能实现采样针在X轴和Y轴所确定的平面内的进行任意移动并准确定位。优选地，本实用新型采用直角坐标式自动采样臂系统，也即所述X轴和Y轴垂直相交。采样针可以沿X轴在水平方向移动，而沿Y轴在垂直方向的上下移动，从而实现在该平面内的自由移动与准确定位。如本领域技术人员所了解的，通常，采样针先被归位至某一固定的位置，可以称作原点位置，该位置一般是X轴与Y轴的顶端或接近顶端的位置，当然也可以在其他指定的位置，只要该位置可以允许后续的采样操作。当采样开始时，采样针于上述二维平面内沿X轴移动至装有被测的液体样本的试管旁，即装有被测的液体样本的试管口上方这样的预定操作位置；随后，采样针可以沿着Y轴向下移动以伸入液态样本进行采样。[0018]这里所述的试管口上方的预定操作位置包括试管口的垂直上方，也包括与试管口不是完全垂直的临近上方空间，只要当采样针沿Y轴向下移动时可以伸入液态样本中进行采样。当本实用新型采用具有其它结构形式的二维坐标系统，例如所述的X轴和Y轴不是垂直相交时，采样针在上述由X和Y轴确定的二维平面内先沿X轴被定位至装有被测的液体样本的试管口的倾斜上方这样的预定操作位置，而后采样针可以沿倾斜的Y轴向下移动以伸入液态样本采样。本实用新型中，自动采样臂系统是通过自动控制系统和相关的定位驱动机制将采样针沿X轴移动并定位至二维平面上如前所述的预定操作位置，然后采样针可以进一步经由功能上独立于前述定位驱动机制的采样驱动机制驱动向下移动，接触或伸入待测的液态样本并进行采样。在本实用新型中，所述的自动采样臂系统还包含一试管稳定组件，该组件可在采样针采样的过程中稳定受测试的试管。根据本实用新型，所述试管稳定组件和采样针可沿上述二维坐标系统中的X轴同步移动；但所述试管稳定组件和采样针沿Y轴上的运动则可以是完全独立的，也可以直接或通过中间结构相联系，因此在Y轴上，这两者可以同步或不同步地进行操作。当本实用新型的自动采样臂系统需要对待测样本进行采样时，采样针先被归位至Y轴的原点位置，而试管稳定组件也处于Y轴上相对应的固定位置，然后采样臂系统在二维坐标平面上通过定位驱动装置驱动采样针和试管稳定部件沿X轴同步移动，导致所述采样针到达上述的预定操作位置，也即待测试管试管口上方，而试管稳定组件位于相应的预备位置，以便进一步经稳定驱动机制驱动来稳定试管。当试管稳定组件和采样针沿X轴移动到达上述预定操作位置后，所述试管稳定组件和采样针被进一步驱动沿Y轴移动，以完成稳定试管和采样的动作。驱动试管稳定组件以进行稳定试管操作的稳定驱动机制和驱动采样针的采样驱动机制在功能上是完全区分开来的。例如，试管稳定组件的驱动和采样针的驱动时间上可以同步也可以不同步。一方面，所述试管稳定组件可以先被驱动以稳定待测试管，然后采样针插入试管中完成采样，最后该试管稳定组件释放该试管。另一方面，所述试管稳定组件和采样针可以同时被操作，即当采样针在采样驱动机制的驱动下开始向下移动进行液态样本采样的同时，所述试管稳定组件也同时被驱动开始稳定试管的操作。两者的运动方式也可以不一致，例如采样针可以直线运动，而稳定组件可是直线运动，可以旋转运动，也可以是几种方式的结合。但在结构上，一方面，功能独立的稳定驱动机制和采样驱动机制可以不共享任何构成元件，也即这两种功能的完成分别由两套独立的驱动机制来完成；另一方面，这两种驱动机制也可以共用一部分构成元件，包括驱动马达和一部分的传动装置，以尽量降低系统的结构复杂性。本实用新型中，自动采样臂系统中驱动采样针和试管稳定组件沿X轴移动的定位驱动机制和驱动采样针沿Y轴移动的采样驱动机制是功能上完全独立的；同样，前述定位驱动机制和驱动试管稳定组件以进行稳定试管操作的稳定驱动机制也是功能上完全独立的。采样臂的沿X轴的定位驱动不对采样针或试管稳定组件沿Y轴运动造成任何影响。但结构上，这三种驱动机制，包括定位驱动机制，采样驱动机制和稳定驱动机制可以共用一部分结构元件，以最大限度地降低系统的结构复杂性。例如，其中的一个具体的实施例中，采样驱动机构和试管稳定机构共用了部分的传动结构。[0024]本实用新型的试管稳定组件可以采用各种不同的足以在采样过程中和/或前后稳定待测试管的结构。例如，它可以是一个试管压头组件如压盖器组件，其与试管相接触的一端为平面或钝头的形状，当要稳定试管时，该部件压住试管口或口上的密封盖，将其稳定在试管架基座上。这样，当采样针插入或拔出待测液体样本时，或当试管口由盖密封，采样针插入或拔出待测液体样本均必须穿过所述密封盖，该压盖器组件可以压住试管而稳定它。或者，该试管稳定组件还可以为一钳状结构，当该组件和采样针一起移动到预定位置后，稳定驱动机制驱动该钳状结构钳住待测试管以稳定它。还或者，它可以是一套筒状结构，以套住并稳定试管。在本实用新型的一个具体实施例中，自动采样臂系统中的沿X轴和Y轴的驱动均采用步进电机作为动力装置，采用同步带和同步带轮机构作为传动机构，采用导轨滑块机构作为移动副。如图1所示，采样针3安装在Y轴导轨4的滑块上，而压盖器组件2安装在压盖器组件导轨5的滑块上，这样，采样针3以及压盖器组件2可以沿导轨在Y轴方向上垂直移动；采样针3、压盖器组件2以及Y轴导轨4和压盖器组件导轨5 —起安装在安装板6上，而该安装板6通过X轴滑块10连接在X轴导轨9上并可沿X轴水平移动，从而带动采样针3以及压盖器组件2沿X轴水平移动。如图2所示，压盖器组件2中，试管压头201通过试管压头连接板202与试管压头滑块203相连。通常状态下，试管压头滑块203在弹簧的作用下处于试管压头导轨210的下端。当压盖器组件2沿压盖器组件导轨5下滑至试管压头201压到试管盖时，试管压头滑块203与试管压头导轨210产生相对移动，压盖器组件2上的光电开关发令片209会触发光电开关207，系统检测到这个信号后会停止压盖器组件2沿Y轴的运动，这样就保证试管被稳定地压紧。试管被压紧后，采样针3可以开始沿Y轴导轨4向下运动，穿过压盖器组件上的圆孔，直接刺穿试管盖，进入到试管内部，抽取样本后返回原点，完成采样动作。此后，压盖器组件在系统操作下，也沿Y轴向上移动返回初始操作位置，从而松开试管。在控制系统的命令下，安装板6沿X轴精确定位到下一个试管位置，重复上述动作。
权利要求1.一种用于液态样本分析的二维坐标式自动米样臂系统，该系统包括 Y轴导轨； 压盖器组件导轨； 安装在所述Y轴导轨上的采样针；以及 安装在所述压盖器组件导轨上的稳定试管的试管稳定组件， 其特征在于，所述试管稳定组件与所述采样针一起沿着所述Y轴导轨和所述压盖器组件导轨移动到试管口位置后，所述采样针对试管中的液态样本进行采样，而所述试管稳定组件在采样过程中固定试管。
2.根据权利要求1所述的用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统，其中，所述试管稳定组件为压盖器组件，所述压盖器组件沿所述压盖器组件导轨向下移动以压住并稳定试管。
专利摘要本实用新型公开了一种用于液态样本分析的二维坐标式自动采样臂系统，该系统包括Y轴导轨；压盖器组件导轨；安装在所述Y轴导轨上的采样针；以及安装在所述压盖器组件导轨上的稳定试管的试管稳定组件，其特征在于，所述试管稳定组件与所述采样针一起沿着所述Y轴导轨和所述压盖器组件导轨移动到试管口位置后，所述采样针对试管中的液态样本进行采样，而所述试管稳定组件在采样过程中固定试管。该二维坐标式自动采样臂系统可广泛应用于化学分析、临床检验仪器自动化领域以及液相色谱系统，实现液态样本的高精度采样的功能。
文档编号G01N1/10GK202903524SQ201220264798
公开日2013年4月24日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者王文霞, 安德鲁·约翰·巴克, 王牧 申请人:无锡联合利康临床检验所有限公司