一种取样头拿取装置及自动化取样设备的制作方法

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种取样头拿取装置及自动化取样设备。

背景技术：

随着科技的不断发展，医疗器械的自动化程度越来越高。比如样本取样的检测操作，也已经早已由自动化取样设备代替了人工取样。自动化取样设备的结构，一般包括垂直布置的吸样点样机构和能够带动吸样点样机构在x、y、z三个方向平移的平移机构，该吸样点样机构的下端设置有取样头，该取样头连接有执行机构，通过执行机构能够使取样头完成吸样和点样动作。

然而为了防止两次取样的样本交叉干扰，一般每次使用时均需要清洗，为了降低清洗液的用量，避免每次使用前均需要清洗整个管路，可以将取样头与自动化取样设备设计成分体连接的结构，这样每次取样时只需更换取样头即可。但是目前的取样头安装和取下主要依靠人工完成，自动化程度低，生产效率低。

综上所述，如何解决取样头安装和取下过程，自动化程度低和生产效率低的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种取样头拿取装置及自动化取样设备，以解决取样头安装和取下过程，自动化程度低和生产效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种取样头拿取装置，包括：安装座；用于驱动所述安装座沿竖直方向往复运动的竖直驱动组件；设置在所述安装座上且沿竖直方向布置的内管，且所述内管的底端设置有用于与取样头的内瓶口过盈配合的样头插嘴；套设在所述内管上且与所述内管滑动配合的外管；与所述安装座沿竖直方向滑动配合的退取样头推块和用于驱动所述退取样头推块运动的推块驱动机构，所述退取样头推块用于推动所述外管相对所述内管下滑以使所述外管的底端推动所述取样头脱离所述样头插嘴。

优选地，所述外管的外壁上设置有竖直布置的滑槽，所述内管的外壁上设置有与所述滑槽滑动配合的横向立柱。

优选地，还包括用于检测所述外管是否相对所述内管自初始位置上滑的感应组件。

优选地，所述感应组件包括感应开关和感应按压部，所述感应开关设置在所述横向立柱上，所述感应按压部设置在所述外管上且位于所述感应开关的正上方。

优选地，所述内管与所述安装座沿竖直方向滑动配合，且所述内管与所述安装座之间设置有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件用于缓冲所述内管向下运动的作用力。

优选地，所述安装座包括竖直布置的直线导轨和横向延伸的支板，所述支板上设置有通孔，所述内管的顶端贯穿所述通孔，所述内管上固定套设有与所述直线导轨滑动配合的滑块；所述第一弹性复位件套设在所述内管上，且所述第一弹性复位件的一端与所述支板的底面抵接，所述第一弹性复位件的另一端与所述内管连接。

优选地，所述外管上还设置有用于使所述外管恢复至所述初始位置的第二弹性复位件，且所述第二弹性复位件的弹性系数小于所述第一弹性复位件的弹性系数。

优选地，所述第二弹性复位件套设在所述内管上，且所述第二弹性复位件的一端与所述外管的顶端相抵接，另一端固定在所述滑块上。

优选地，所述退取样头推块靠近所述内管的外侧布置且位于所述外管的顶端的上方，所述第二弹性复位件穿过所述退取样头推块与所述内管之间的间隙。

优选地，所述推块驱动机构为设置在所述安装座上的丝杠电机。

优选地，所述丝杠电机上还设置有原点开关，所述原点开关用于使所述丝杠电机带动所述退取样头推块退回至原点位置。

相比于背景技术介绍内容，上述取样头拿取装置，包括：安装座；用于驱动安装座沿竖直方向往复运动的竖直驱动组件；设置在安装座上且沿竖直方向布置的内管，且内管的底端设置有用于与取样头的内瓶口过盈配合的样头插嘴；套设在内管上且与内管滑动配合的外管；与安装座沿竖直方向滑动配合的退取样头推块和用于驱动退取样头推块运动的驱动机构，退取样头推块用于推动外管相对内管下滑以使外管的底端推动取样头脱离样头插嘴。该取样头拿取装置，在实际使用过程中，首先移动整个取样头拿取装置，并使内管的底部设置有的样头插嘴与取样头的瓶口正对，通过竖直驱动组件驱动安装座沿竖直方向运动，直至外管的底部端面与瓶口端面相抵，继续向下运动一定距离后内管的样头插嘴伸入至取样头的内瓶口内，并与内瓶口实现过盈配合，此过程即为取样头的自动拿取过程，拿取完成之后可以进行取样点样等相关操作；待完成取样点样操作后，需要取下取样头时，仅需通过推块驱动机构驱动退取样头推块竖直运动，继而推动外管相对内管下滑，迫使取样头与样头插嘴之间的过盈配合关系解耦，从而取样头会脱离样头插嘴，此过程即为取样头的自动放下过程。该取样头拿取装置，在执行取样头的拿取和放下的过程均未设备自动化完成，大大提升了自动化程度，有效地解决了人工操作效率的问题。

另外，本实用新型还提供了一种自动化取样设备，包括取样头拿取装置，该取样头拿取装置为上述任一方案所描述的取样头拿取装置。由于上述取样头拿取装置具有上述技术效果，因此具有上述取样头拿取装置的自动化取样设备也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

优选地，该自动化取样设备还包括用于带动竖直驱动组件位移的机械手组件和用于使样头插嘴内形成负压与释放负压的吸样点样执行机构。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的取样头拿取装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的内管与外管通过横向立柱与滑槽实现滑动配合的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的取样头拿取装置的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的自动化取样设备的整体结构示意图。

上图1-图4中，

安装座1、直线导轨1a、支板1b、竖直驱动组件2、内管3、取样头4、样头插嘴5、外管6、退取样头推块7、推块驱动机构8、原点开关8a、滑槽9、横向立柱10、感应组件11、感应开关11a、感应按压部11b、第一弹性复位件12、滑块13、第二弹性复位件14。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种取样头拿取装置及自动化取样设备，以解决取样头安装和取下过程，自动化程度低和生产效率低的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供的一种取样头拿取装置，包括：安装座1；用于驱动安装座1沿竖直方向往复运动的竖直驱动组件2；设置在安装座1上且沿竖直方向布置的内管3，且内管3的底端设置有用于与取样头4的内瓶口过盈配合的样头插嘴5；套设在内管3上且与内管3滑动配合的外管6；与安装座1沿竖直方向滑动配合的退取样头推块7和用于驱动退取样头推块7运动的推块驱动机构8，退取样头推块7用于推动外管6相对内管3下滑以使外管6的底端推动取样头4脱离样头插嘴5。

该取样头拿取装置，在实际使用过程中，首先移动整个取样头拿取装置，并使内管的底部设置有的样头插嘴与取样头的瓶口正对，通过竖直驱动组件驱动安装座沿竖直方向运动，直至外管的底部端面与瓶口端面相抵，继续向下运动一定距离后内管的样头插嘴伸入至取样头的内瓶口内，并与内瓶口实现过盈配合，此过程即为取样头的自动拿取过程，拿取完成之后可以进行取样点样等相关操作；待完成取样点样操作后，需要取下取样头时，仅需通过推块驱动机构驱动退取样头推块竖直运动，继而推动外管相对内管下滑，迫使取样头与样头插嘴之间的过盈配合关系解耦，从而取样头会脱离样头插嘴，此过程即为取样头的自动放下过程。该取样头拿取装置，在执行取样头的拿取和放下的过程均未设备自动化完成，大大提升了自动化程度，有效地解决了人工操作效率的问题。

这里需要说明的是，取样头的内瓶口一般采用自上而下的收口结构，这样随着样头插嘴的伸入量，二者的配合会越来越紧密，而内管向下运动的运动量可以预先设定好，运动至指定高度位置时，样头插嘴自然会与取样头的内瓶口实现过盈配合。此外，取样头拿取装置移动位置并使内管与取样头的瓶口正对，可以通过机械手，比如平移机构来实现。

在一些具体的实施方案中，外管6与内管3滑动配合的具体结构形式，可以是外管6的外壁上设置有竖直布置的滑槽9，内管3的外壁上设置有与滑槽9滑动配合的横向立柱10。通过上述滑槽与横向立柱的配合方式，能够实现外管与内管滑动配合的同时实现初始位置时外管能够悬停于内管外侧的，仅当取样头的瓶口与外管的下端面接触后并随着内管向下运动，瓶口会顶升外管。这里需要说明的是，上述采用外管上开设滑槽和内管上设置横向立柱的方式，仅仅是本实用新型实施例对于二者滑动配合结构的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是本领域技术人员常用的其他滑动配合结构，在此不再做更具体的限定。

进一步的实施方案中，为了使得取样头拿取装置更加智能化，该取样头拿取装置还可以包括用于检测外管6是否相对内管3自初始位置上滑的感应组件11。通过感应组件检测外管是否自初始位置上滑，即可得知是否有取样头的瓶口与外管的底端接触，继而得知取样头拿取装置是否开始拿取取样头。然后再通过设定竖直驱动组件的下行运动量，即可实现取样头的精准拿取。

更进一步的实施方案中，上述感应组件11的具体结构形式可以包括感应开关11a和感应按压部11b，感应开关11a设置在横向立柱10上，感应按压部11b设置在外管6上且位于感应开关11a的正上方。该感应组件的结构，在非取样状态，由于外管的自身重力，其会存在向下的运动趋势，继而外管上的感应按压部会压在感应开关的上方；而当外管相对内管向上运动后，感应按压部会逐渐脱离感应开关，继而得知外管在相对内管向上运动，也即表明外管的下方具有取样头。该结构原理简单易于实现，且仅需一个普通的触动开关即可实现。当然可以理解的是，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择其他感应组件来实现取样头拿取装置的下方是否有取样头的判断，只不过所使用的传感器更加复杂昂贵，在此不再一一赘述。

在一些更具体的实施方案中，上述内管3设置在安装座1上的具体结构形式，可以是内管3与安装座1沿竖直方向滑动配合，且内管3与安装座1之间设置有第一弹性复位件12，第一弹性复位件12用于缓冲内管3向下运动的作用力。通过设计成上述第一弹性复位件，可以使得内管底部的样头插嘴与取样头的瓶口内径接触时，一方面可以通过适当的增加内管的下行运动量，通过第一弹性复位件的缓冲力实现预紧；另一方面，能够避免内管的下行运动量的偏差导致，样头插嘴对取样头的瓶口用力过猛而导致其破碎的问题。需要说明的是，这里的下限位置是指内管和外管均未与取样头的瓶口接触时的状态下，内管所在的初始位置。

在一些更具体的实施方案中，上述安装座1具体可以包括竖直布置的直线导轨1a和横向延伸的支板1b，支板1b上设置有通孔，内管3的顶端贯穿通孔，内管3上固定套设有与直线导轨1a滑动配合的滑块13；第一弹性复位件12套设在内管3上，且第一弹性复位件12的一端与支板1b的底面抵接，第一弹性复位件12的另一端与内管3连接。通过上述第一弹性复位件设置在支板与内管之间，可以通过压缩弹簧即可实现。当然可以理解的是，上述结构仅仅是本实用新型实施例对于安装座结构及第一弹性复位件的布置位置的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用其他的结构形式，比如支板的顶端与穿过支板通孔的内管的顶端设置拉簧的结构，同样能够实现内管下行运动的缓冲作用，在此不再一一列举。

进一步的实施方案中，为了方便取样头拿取装置重复使用过程中，在使用之前，外管始终保持在最初的位置，上述外管6上还设置有用于使外管6恢复至初始位置的第二弹性复位件14，且第二弹性复位件14的弹性系数小于第一弹性复位件12的弹性系数。这里需要说明的是，外管在受到取样头的压迫时，首先会相对内管向上运动，在运动到一定程度后，第一弹性复位件才开始发挥作用。

更进一步的实施方案中，该第二弹性复位件14具体可以是直接套设在内管3上，且第二弹性复位件14的一端与外管6的顶端相抵接，另一端固定在滑块13上。上述结构的第二弹性复位件14，可以直接通过压缩弹簧来实现。需要说明的是，上述第二弹性复位件14的布置方式仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是通过安装座与外管之间布置拉簧的方式来实现等，可以根据实际需求进行选择布置，在此不做更具体的限定。

另外需要说明的是，由于滑块13与内管3之间为固定连接，因此，第二弹性复位件14固定在滑块13上，实际上就相当于固定在内管上，换言之，上述第二弹性复位件14除了可有固定在滑块上，还可以固定在内管的其他位置上。

进一步的实施方案中，上述退取样头推块7靠近内管3的外侧布置且位于外管6的顶端的上方，第二弹性复位件14穿过退取样头推块7与内管3之间的间隙。通过将退取样头推块设计在外管的顶端，可以直接对外管的顶端施力，并且不会影响第二弹性复位件14的布置。需要说明的是，该退取样头推块7具体可以是套设在内管上的套筒结构，也可以是局部套入内管的u型块的结构，又或者是本领域技术人员容易想到的其他结构形式，在此不做更具体的限定。

这里需要说明的是，上述推块驱动机构8具体可以采用设置在安装座1上的丝杠电机。该丝杠电机具体可以包括设置在安装座上的丝杠和用于驱动丝杠转动的电机，丝杠与退取样头推块螺纹配合，继而电机转动能够带动退取样头推块上下运动，实现对外管的顶端下压，从而使外管的底端强迫取样头与样头插嘴脱离。

进一步的实施方案中，为了使得取样头拿取装置每次时，退取样头推块均处于原点位置。上述丝杠电机上还设置有原点开关8a，原点开关8a用于使丝杠电机带动退取样头推块7退回至原点位置。这里需要说明的是，这里的原点位置是指，退取样头推块位于外管的顶端且不影响外管向上运动的某一最初设定位置。

另外，本实用新型还提供了一种自动化取样设备，包括取样头拿取装置，且该取样头拿取装置为上述任一方案所描述的取样头拿取装置。由于上述取样头拿取装置具有上述技术效果，因此具有上述取样头拿取装置的自动化取样设备也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

除此之外，该自动化取样设备一般还包括用于带动竖直驱动组件2位移的机械手组件和用于使样头插嘴5内形成负压与释放负压的吸样点样执行机构。通过机械手组件控制取样头拿取装置运动至取样头的正上方，然后控制取样头拿取装置执行拿取操作，然后再控制机械手运动至指定位置执行取样点样操作，执行取样点样操作的方式，可以通过内管连接响应的吸样点样执行机构，比如内管的顶端连接气动装置，控制气动装置的气压即可实现样头插嘴5内形成负压与释放负压，继而实现吸样和点样的操作。

以上对本实用新型所提供的取样头拿取装置及自动化取样设备进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。