机械自动化装载试管架装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，特别涉及一种机械自动化装载试管架装置。

背景技术：

临床检验分析仪属医疗器械行业检验类仪器，主要用于对临床检验样本的检测分析，即临床检验样本从人体中取出后，配合相应的检测仪器和试剂进行检测分析，并根据结果进行体外诊断。临床检验样本包括从人体取出的血液等体液和组织等样本。

临床检验分析仪器通常具有自动化输送样本的功能，这个自动化过程在行业内称为自动进样，是指将临床检验样本以自动化方式输送给仪器的过程。这一过程需要将装有样本的试管批量放在专用的试管架上，通过进样相关结构对试管架的装载、推动和卸载完成对样本的自动化输送过程，这类仪器自动化程度高，速度快、检测效率高，是各医院普遍使用的临床检验自动化分析仪器。

自动进样的第一个过程是通过某些技术手段将试管架推到指定位置，这一过程在业内常称为装载。以试管架为样本载体的带有自动进样功能的分析仪设置有试管架装载区。试管内装入要检测的样本，试管架作为试管的专用载体，由操作者放入装载区，装载试管架的装置会实现自动化推动试管架至仪器内指定位置，以方便供后续进行吸样检验分析。

现有行业内使用的装载试管架装置是由电机提供驱动力来推动试管架，配套结构还包含装载平台、传送带、推爪、推爪滑轨、位置传感器等。

申请号CN201520345237.3的专利文件公开了一种血液细胞分析仪的进样装置及其样品管自动传送系统。

申请号：CN201320541269.1的专利文件公开了一种设计进样机构。

在上述2个现有专利中，均使用电机作为装载试管架的动力来源，在某些位置安装感应传感器，设计软件来驱动电机和检测传感器信号变化，电机带动推爪推动试管架移动，根据检测到传感器的信号来判断是否到达指定位置。现有技术能够实现全自动化装载试管架的功能，其工作原理是，人为将试管架放在装载平台上，先启动装载动作的命令，软件控制电机开始运行，带动推爪沿着固定导轨滑动，推爪接触试管架并推动试管架在装载平台上滑动，在推动过程中由软件监测位置传感器状态，指定位置的传感器信号被触发时即表示已到达指定位置，电机停止推动。

上述两个专利文件中公开的结构具有以下缺点：

1)成本费用太高

现有技术对试管架的推动均依赖于电机的驱动力，对位置的判断依靠触发传感器信号，且必须使用电源供电才能工作，必须使用控制器硬件资源(如ARM单片机内存空间、I/O口等)编写软件来控制电机动作与识别传感器状态，依赖性过强，成本过高。

2)装载过程耗时长

现有技术所设计的装载试管架装置，试管架均是在启动样本分析命令以后才开始装载的，而每次执行装载动作需要等待一定的时间(通常需要好几秒钟)才能装载好。医院检验科室的医生工作繁忙，而被检验者也都希望能尽快拿到自己的检验报告单，因此在样本量较大的情况下，现有技术检测速度慢将会对医生和被检验者造成不小的影响。

3)推爪无自矫正功能

现有技术采用的推爪均是采用两片推爪分别推动试管架两端边缘处，使用时间越长，越容易发生倾斜，也没有自动调节矫正压力大小的能力。实际应用中，无论是在装配过程中还是在使用中都难以保证两个推爪不会倾斜且对试管架的推力保持大小一致。一旦发生倾斜或压力相差过大，均容易使试管架发生倾斜卡滞现象，只能等待客服人员上门维修，给厂家和用户带来极大不便。

4)难以稳住试管架

现有技术中，试管架到达指定位置时，如果推爪立即离开了试管架，后续采样分析过程中试管架容易挪动，容易发生位置偏移甚至发生侧翻，如果推爪压住试管架不离开，由于机械结构无法感知作用力大小，两个推爪对试管架的压力就难以保证大小合适且相同，作用力过大时容易卡滞，过小时试管架容易发生抖动移位。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的为提供一种机械自动化装载试管架装置，降低生产成本，结构简单，稳定性高。

本实用新型提供了一种机械自动化装载试管架装置，包括平台、设置于平台上部的推动装置以及设置于平台下部的动力装置；所述平台上装载试管架，所述动力装置带动所述推动装置推动所述试管架进行装载；

所述平台内平行设置有两条推板滑轨槽，所述推板滑轨槽正下方均设置一条推板滑轨，所述推板滑轨上均竖直向上设置有一滑轨连接件并与所述推板滑轨滑动连接，所述滑轨连接件上端穿过所述推板滑轨槽并固定所述推动装置；所述动力装置包括配重物，所述配重物通过细绳连接所述滑轨连接件并拉动滑轨连接件在所述推板滑轨上滑动。

进一步地，所述动力装置还包括长固定杆、短固定杆、移动杆以及两条移动杆滑轨；

所述移动杆滑轨位于所述推板滑轨内侧并与所述推板滑轨平行设置，且一端分别垂直连接所述短固定杆组成门型结构并固定在所述平台下部；所述长固定杆设置于所述门型结构开口端正对的一端并固定连接在所述平台下部的一端；所述移动杆垂直设置于所述移动杆滑轨并相互滑动连接；

所述配重物竖直设置并通过细绳绕过所述短固定杆绑定在所述移动杆上；所述细绳间隔绕在所述长固定杆以及移动杆上，且所述细绳的两端分别连接所述滑轨连接件。

进一步地，所述长固定杆以及移动杆上均设置有多个固定滑轮，且所述长固定杆上的固定滑轮数目比所述移动杆上的固定滑轮数目多一个，所述细绳间隔依次绕过所述长固定杆以及移动杆上的所有固定滑轮，且所述细绳的两端分别连接所述滑轨连接件。

进一步地，所述长固定杆上设置有6个固定滑轮，所述移动杆上设置有5个固定滑轮，所述短固定杆上设置有1个固定滑轮，所述配重物通过细绳绕过短固定杆上的固定滑轮连接至所述移动杆，且所述配重物的细绳长度大于所述推板滑轨长度的五分之一。

进一步地，所述平台下部设置有多个支柱，所述长固定杆、短固定杆、移动杆滑轨固定设置在所述支柱上。

进一步地，所述推动装置包括推板，所述推板下端连接所述滑轨连接件。

进一步地，所述推动装置还包括卡销，所述平台上设置滑槽容纳所述卡销，所述卡销在所述滑槽内滑进卡住所述推板。

进一步地，所述平台包括平板以及竖板，所述竖板竖直设置在所述平板末端。

进一步地，还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧设置于所述推板滑轨末端。

本实用新型中提供的机械自动化装载试管架装置，具有以下有益效果：

本实用新型中提供的机械自动化装载试管架装置，结构简单，无需连接电源以及电机进行驱动，降低生产成本；通过配重物带动推板推动试管架进行装载，松开推板，便可对试管架进行装载，使用方便，无需等待时间；细绳始终处于拉伸状态，可以很好的保持绳子上各处张力大小相同，细绳最终将配重物的重力转化为施加到推板两端的拉力，从而保证在装载过程中每一时刻均能使推板各处产生相同大小的力推动试管架，使试管架受力均衡而不发生倾斜，提高装载试管架的稳定性与可靠性；将试管架装载至平台末端时，推板始终压紧试管架，始终保持对试管架压力的自矫正，保证长期使用过程中的稳定性与可靠性；长固定杆以及移动杆上均设置有多个固定滑轮，可减小配重物的移动距离；缓冲弹簧防止无试管架时推板对平台末端冲击过猛。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中的机械自动化装载试管架装置一立体结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中的机械自动化装载试管架装置另一立体结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中的机械自动化装载试管架装置平台底部结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中的机械自动化装载试管架装置使用初始状态示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1以及图2，为本实用新型一实施例中的机械自动化装载试管架装置结构示意图。

本实用新型一实施例中提供了一种机械自动化装载试管架装置，包括平台1、设置于平台1上部的推动装置以及设置于平台下部的动力装置；上述平台1上装载试管架2，上述动力装置带动上述推动装置推动上述试管架2进行装载。

上述平台1内平行设置有两条推板滑轨槽14，上述推板滑轨槽14正下方均设置一条推板滑轨13，上述推板滑轨13上均竖直向上设置有一滑轨连接件130(参照图3)并与上述推板滑轨13滑动连接，上述滑轨连接件130上端穿过上述推板滑轨槽14并固定上述推动装置；上述动力装置包括配重物30，上述配重物30通过细绳连接上述滑轨连接件130并拉动滑轨连接件130在上述推板滑轨13上滑动。上述配重物30为任意合适大小重量的重物。

目前，装载试管架2的装置中对试管架2的推动均依赖于电机的驱动力，对位置的判断依靠触发传感器信号，且必须使用电源供电才能工作，必须使用控制器硬件资源2编写软件来控制电机动作与识别传感器状态，依赖性过强，成本过高。在本实施例中，通过配重物30拉动滑轨连接件130在上述推板滑轨13上滑动，从而带动推动装置运动将试管架2加载到对应位置，简单方便，结构简单；无需电机，也无需传感器及配套导线等，节省物料成本；无需电源供电，节省能源消耗量；无需使用控制器进行软件编码，可节省软件开发的人力成本和硬件资源的开销。结构简单，生产安装与后期维护更容易也能省时省力，成本可以降低到很低水平。

参照图3，上述动力装置还包括长固定杆31、短固定杆32、移动杆34以及两条移动杆滑轨33。

上述移动杆滑轨33位于上述推板滑轨13内侧并与上述推板滑轨13平行设置，且一端分别垂直连接上述短固定杆32组成门型结构并固定在上述平台1下部；上述长固定杆31设置于上述门型结构开口端正对的一端并固定连接在上述平台1下部的一端；上述移动杆34垂直设置于上述移动杆滑轨33并相互滑动连接。

进一步地，上述推动装置包括推板20，上述推板20下端连接上述滑轨连接件130。

上述平台1下部设置有多个支柱12，上述长固定杆31、短固定杆32、移动杆滑轨33固定设置在上述支柱12上。

上述平台1包括平板10以及竖板11，上述竖板11竖直设置在上述平板10末端可阻挡试管架2，对试管架2进行保护。

其中，上述配重物30也可以通过细绳直接绕过上述长固定杆31连接上述滑轨连接件130。

上述配重物30竖直设置并通过细绳绕过上述短固定杆32绑定在上述移动杆34上；上述细绳间隔绕在上述长固定杆31以及移动杆34上，且上述细绳的两端分别连接上述滑轨连接件130。

在本实施例中，上述滑轨连接件130通过细绳连接，且该细绳间隔绕在长固定杆31以及移动杆34上；间隔缠绕的方式为细绳一端连接一个滑轨连接件130，并绕在长固定杆31上，再绕在移动杆34上，再绕回长固定杆31，依次循环，最终细绳的另一端绕过长固定杆31连接至另一个滑轨连接件130。且细绳处于拉伸绷紧状态。由于配重物30对移动杆34的拉力与细绳对移动杆34的作用力为一对平衡力，因此配重物30的重力即为细绳对两个滑轨连接件130的拉力，滑轨连接件130受到的拉力即为推板20受到的拉力，松开推板20，推板20便会在配重物30的重力作用下滑动并压紧试管架2。使用时无需等待，提升工作效率，特别是目前越来越多的人关注健康，抽血检查者也随之增多，本实施例可以有效提高效率，缩短医生和被检验者等待出检验报告单的时间，迎合市场需求。

本实施例中以柔软细绳作为牵引，细绳始终处于拉伸状态，可以很好的保持绳子上各处张力大小相同，细绳最终将配重物30的重力转化为施加到推板20两端的拉力，从而保证在装载过程中每一时刻均能使推板20各处产生相同大小的力推动试管架，使试管架受力均衡而不发生倾斜，提高装载试管架2的稳定性与可靠性。当本实施例中的装置自动装载试管架2到指定位置(平台1末端)后，推板20受配重物30的重力影响会始终压紧试管架2，直至有人为干涉为止。本实施例中的装置利用细绳上的张力可始终保持处处相等的物理特性，来实现对试管架2压力的自矫正，自动调节推板20两端对试管架2的压力大小保持相同。只需在生产中确定并提供所需压力值，便可保证仪器在长期使用中也能具有与出厂时一样的良好稳定性，既不会发生卡滞也不会发生抖动。

进一步地，在上述实施例的基础上，将上述长固定杆31以及移动杆34上均设置有多个固定滑轮35，且上述长固定杆31上的固定滑轮35数目比上述移动杆34上的固定滑轮35数目多一个，上述细绳间隔依次绕过上述长固定杆31以及移动杆34上的所有固定滑轮35，且上述细绳的两端分别连接上述滑轨连接件130。

使用固定滑轮35，可有效减小细绳与长固定杆31以及移动杆34之间的摩擦力，使装置运行时更加流畅。同时，固定滑轮35的数目设置越多，可以使得配重物30的移动距离越小。

进一步地，上述长固定杆31上设置有6个固定滑轮35，上述移动杆34上设置有5个固定滑轮35，上述短固定杆32上设置有1个固定滑轮35，上述配重物30通过细绳绕过短固定杆32上的固定滑轮35连接上述移动杆34，且上述配重物30的细绳长度大于上述推板滑轨槽14长度的五分之一。

配重物30自身重力作为推动试管架2的驱动力来源，配重物30由一根细绳连接固定在移动杆34上，细绳绕过短固定杆32上设置的固定滑轮35，将配重物30垂直方向上的重力转化为水平方向上对移动杆34的拉力，拉力大小与重力相等。

移动杆34上安装有5个固定滑轮35，长固定杆上安装有6个固定滑轮35，一根长度合适的细绳连接两个滑轨连接件130，并依次间隔绕过这11个固定滑轮35，组成一个滑轮组。根据牛顿力学原理，该条细绳对移动杆34的拉力与配重物30上细绳对移动杆34的拉力是一对平衡力，因此细绳将配重物30的重力转化为细绳对滑轨连接件130的拉力，在该拉力作用下，推板向内侧方向滑动，对试管架2产生推力并将试管架2移动到内侧的指定位置装载好，最终将配重,30重力转化成对试管架的推动力。

设配重物30重力大小为G(单位：N)，推板20对试管架2的压力为F(单位：N)，忽略所述装置的摩擦力与细绳重力，则根据牛顿力学原理与滑轮组原理，压力F与配重物30重力存在如下关系式：·

$F=2\·\frac{1}{10}\·G=\frac{1}{5}G---\left(1\right)$

根据公式(1)，在生产中如果已知试管架2所需施加的压力大小为F，则应该配置的配重物30的重力大小为

G＝5F (2)

在实际生产中可根据实际效果灵活调整配重物重量大小。

参照图4，设推板滑轨槽14的长度为L(单位：cm)，即为推板20移动范围长度。设连接配重物30的细绳的竖直部分长度为H(单位：cm)。连接滑轨连接件130的细绳取合适长度，保证推板20从内侧移到外侧的全部行程中能使移动杆34不触碰移动杆滑轨33的两端即可。当人为手推推板20从最内侧移动到最外侧，移动距离为L，则移动杆34会向内侧移动1/5L，配重物30也会随之上升1/5L。反过来，紧接着手放开推板20让配重物30自然下降1/5L的高度，推板20在作用力下会从最外侧向内侧移动L距离后到达最内侧位置。配重物30竖直方向升降高度Y(单位：cm)与推板20水平移动距离X(单位：cm)存在如下关系式:

$Y=\frac{1}{5}X---\left(3\right)$

推板20向内侧(或外侧)移动时对应配重物30下降(或上升)。由此关系式说明本实施例中的装置可以缩小配重物30活动范围高度，节约空间，固定滑轮35越多，配重物30所需升降范围就越小。

依据关系式(3)，可以根据L的长度来确定H的值，由于配重物不能接触到小滑轮，所以L与H应满足如下关系式

$H\>\frac{1}{5}X---\left(4\right)$

为了节约更多空间，H的取值只需比1/5X长一点点即可。

另外，上述推板20中间位置设置为向上伸出一部分，便于放置试管架时手动抓取推板20往外侧拉出来。

上述推动装置还包括卡销21，上述平台1上设置滑槽容纳上述卡销21，上述卡销21在上述滑槽内滑进卡住上述推板20。上述平台1上设置有卡销21可以挡住推板20，将推板20固定在外侧，方便操作人员在装载平台上作业。

进一步地，还包括缓冲弹簧131，上述缓冲弹簧131设置于上述推板滑轨13末端。缓冲弹簧131起到缓冲和隔离作用，防止无试管架2时推板20滑动过猛撞击内侧，避免推板20被自动进样系统误当作试管架2。

在一具体实施例中，利用本实用新型实施例中装置自动化装载试管架2。初始状态未装置试管架2情况下，推板20处于平台1的最内侧压住缓冲弹簧131接触，配重物30处于最低位置；使用时，手动将推板20拉动至最外侧并通过卡销21固定或者直接用手拉住推板20，此时，将试管置于试管架2中，并将多排试管架2放置在推板20内侧；试管架2放置好之后，推开卡销21或者松开手，配重物30竖直下降，推板20在配重物30的重力作用下向内侧移动，将试管架2推动至最内侧位置后停止，此时第一排试管架2已处于装载好的状态；推板20在配重物30转化的拉力作用下压紧试管架2，可自动调节推板20两端对试管架2的压力大小保持相同，保障试管架2的稳定性与安全可靠性；分析仪器对第一排试管架2试管内的样本分析完成之后，后续的自动进样操作会自动推出第一排试管架2，以此类推，完成所有试管架2上试管样本的分析操作之后，推板20压紧缓冲弹簧131，配重物30下降至最低点，装置恢复至初始状态。

综上所述，为本实用新型实施例中提供的机械自动化装载试管架装置，结构简单，无需连接电源以及电机进行驱动，降低生产成本；通过配重物30带动推板20推动试管架2进行装载，松开推板20，便可对试管架2进行装载，使用方便，无需等待时间；细绳始终处于拉伸状态，可以很好的保持绳子上各处张力大小相同，细绳最终将配重物30的重力转化为施加到推板20两端的拉力，从而保证在装载过程中每一时刻均能使推板20各处产生相同大小的力推动试管架2，使试管架2受力均衡而不发生倾斜，提高装载试管架2的稳定性与可靠性；将试管架2装载至平台1末端时，推板20始终压紧试管架2，始终保持对试管架2压力的自矫正，保证长期使用过程中的稳定性与可靠性；长固定杆31以及移动杆34上均设置有多个固定滑轮35，可减小配重物30的移动距离以及细绳与固定杆之间的摩擦力；缓冲弹簧131防止无试管架2时推板20对平台1末端冲击过猛。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。