具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统论文和设计-赵鹏

全文摘要

本实用新型公开了一种具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，包括缓存单元和搬运单元，缓存单元包括缓存区、衔接区和急诊区，急诊区设置有样本架急诊槽；搬运单元包括X向安装板，X向安装板上设置有第一滑块组件，第一滑块组件上的Y向安装板两侧垂直设置有侧板，两Y向导向板和侧板顶部的支撑板构成用于搬运样本架的样本架导向槽，Y向安装板上滑动设置有第二滑块组件，第二滑块组件上设置有推手机构，推手机构的推手向上延伸出样本架导向槽。本实用新型不仅能够实现体外诊断分析仪的全自动进样，确保分析仪高效运行，提高了诊断效率；还能保证样本在搬运过程中的稳定性，避免出现因液体外溅而引起的交叉污染，保证样本结果的准确性。

主设计要求

1.一种具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，包括间隔设置在工作台上的缓存单元和搬运单元，所述缓存单元包括左右间隔设置的缓存区和衔接区，位于所述缓存区的平板（1.1）上均匀设置有缓存槽（1.2），位于所述衔接区的所述平板（1.1）上间隔设置有进出衔接轨道（1.3），其特征在于：所述缓存单元还包括设置在所述缓存区左侧的急诊区，位于所述急诊区的所述平板（1.1）上设置有样本架急诊槽（1.4），所述搬运单元的推手（2.1）向上延伸出所述样本架急诊槽（1.4）底壁上的第一通槽并沿Y向往返移动；所述样本架急诊槽（1.4）的后端设置有急诊到位传感器（1.5），其前端的出口处设置有防摘传感器（1.6）和样本架阻挡机构；所述搬运单元包括水平设置的X向安装板（3.1），所述X向安装板（3.1）的X向滑轨（3.2）上滑动设置有由第一动力机构驱动的第一滑块组件（3.3），所述第一滑块组件（3.3）上设置有沿X向往复运动的Y向安装板（4.1），所述Y向安装板（4.1）的两侧垂直设置有侧板（4.2），靠近所述缓存单元的所述侧板（4.2）顶部水平设置有支撑板（4.3），间隔设置在所述支撑板（4.3）上的两Y向导向板和支撑板（4.3）构成用于搬运样本架的样本架导向槽（4.4），所述样本架导向槽（4.4）与所述缓存单元前后间隔设置，其底部开设有沿Y向延伸的第二通槽（4.5），所述Y向安装板（4.1）的Y向滑轨（4.6）上滑动设置有由第二动力机构驱动的第二滑块组件（4.7），所述第二滑块组件（4.7）上设置有推手机构，所述推手机构的所述推手（2.1）向上延伸出所述第二通槽（4.5）并沿Y向往返移动；所述缓存槽（1.2）的底壁开设有自其进出口向后延伸的第三通槽（1.7）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述推手机构包括垂直固连在所述第二滑块组件（4.7）上的Z向安装板（2.2），所述Z向安装板（2.2）上间隔设置有由Z向步进减速电机（2.3）驱动的凸轮（2.4）和与所述凸轮（2.4）滚动连接的推手组件，所述推手组件包括Y向设置的驱动板（2.5），所述驱动板（2.5）后端设置有与凸轮（2.4）滚动连接的第一滚轮（2.6），凸轮（2.4）与所述第一滚轮（2.6）为力封闭型结构，所述推手（2.1）垂直设置在驱动板（2.5）前端，驱动板（2.5）中部设置有向下延伸的滑板（2.7），所述滑板（2.7）通过带有滑槽的滑块（2.8）沿Z向安装板（2.2）上的Z向滑轨（2.9）上下移动。

3.根据权利要求2所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述凸轮（2.4）上设置有呈L形结构的第一传感器感应片（2.10），所述Z向安装板（2.2）前端的安装槽上设置有用于检测所述第一传感器感应片（2.10）的Z向原点传感器（2.11），位于所述Z向原点传感器（2.11）上下两侧的Z向安装板（2.2）上分别设置有用于限制凸轮（2.4）上、下极限运动位置的第一限位柱（2.12）；与所述推手（2.1）对应的驱动板（2.5）底部设置有复位拉簧（2.13），所述复位拉簧（2.13）下端固连在所述Z向安装板（2.2）上。

4.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述第一动力机构包括设置在所述X向安装板（3.1）一端部的X向步进电机（5.1）和由X向步进电机（5.1）驱动的第一主动轮，X向安装板（3.1）的另一端部设置有第一从动轮，所述第一滑块组件（3.3）固连在绕设在第一主动轮、第一从动轮上的第一同步带（5.2）上，X向安装板（3.1）的两端均设置有限位块（5.3）；与所述第一从动轮对应处的X向安装板（3.1）上设置有X向原点传感器（5.4），所述第一滑块组件（3.3）上设置有第二传感器感应片（5.5）。

5.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述第二动力机构包括设置在所述Y向安装板（4.1）一端部的Y向步进电机（6.1）和由Y向步进电机（6.1）驱动的第二主动轮，Y向安装板（4.1）的另一端部设置有第二从动轮，所述第二主动轮和第二从动轮之间连接有第二同步带（6.2），所述第二滑块组件（4.7）与所述第二同步带（6.2）相固连，Y向安装板（4.1）的两端均设置有第二限位柱（6.3）；与所述第二主动轮对应处的Y向安装板（4.1）上设置有Y向原点传感器（6.4），所述第二滑块组件（4.7）上设置有第三传感器感应片。

6.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述样本架导向槽（4.4）一侧壁的中部设置有样本架压紧机构，所述样本架压紧机构包括竖直间隔设置在样本架导向槽（4.4）外侧的弹簧轴（7.1）和延伸至样本架导向槽（4.4）内的压紧轮（7.2），套装在所述弹簧轴（7.1）上的扭簧（7.3）上下两端延伸至所述压紧轮（7.2）的中心孔内。

7.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述样本架导向槽（4.4）的前后两端分别设置有第一到位传感器（4.8）和第二到位传感器（4.9），位于所述第一到位传感器（4.8）前侧的样本架导向槽（4.4）上设置有静电刷（4.10）；所述进出衔接轨道（1.3）的前后两侧分别设置有第三到位传感器和第四到位传感器（1.8），位于所述第三到位传感器前方的进出衔接轨道（1.3）一侧板上设置有高杯传感器（1.9）、低杯传感器（1.10）和条码阅读器（1.11）；所述Y向安装板（4.1）的中部设置有X向到位传感器（4.11），所述X向安装板（3.1）上设置有沿X向延伸的光栅板（3.4），所述光栅板（3.4）上设置有与所述样本架急诊槽（1.4）、缓存槽（1.2）和进出衔接轨道（1.3）一一对应的光栅槽。

8.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述进出衔接轨道（1.3）前后两端、所述样本架导向槽（4.4）的前后两端和缓存槽（1.2）前端分别设置有导向结构；所述第三通槽（1.7）槽口向上弯折形成与样本架底部凹槽相配合的防倒限位边（1.12）。

9.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：所述样本架阻挡机构包括固连在所述样本架急诊槽（1.4）一侧壁上的第一立板（8.1），在所述第一立板（8.1）上设置有阻挡位检测传感器、放行位检测传感器（8.2）和两工位限位挡臂（8.3），电机（8.4）驱动所述两工位限位挡臂（8.3）在立面范围内正、反向旋转。

10.根据权利要求1所述的具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，其特征在于：位于所述进出衔接轨道（1.3）右侧的所述平板上设置有沿Y向延伸的返回衔接轨道（1.13），所述返回衔接轨道（1.13）的中部设置有第五到位传感器（1.14）；在所述X向安装板（3.1）的右侧垂直设置有安装座（3.5），在所述安装座（3.5）的顶部设置有推进机构，所述推进机构与所述返回衔接轨道（1.13）间隔设置，其包括设置在所述安装座（3.5）上的第二立板（9.1），在所述第二立板（9.1）的顶部设置有Y向导轨（9.2），滑动设置在所述Y向导轨（9.2）上的第三滑块组件（9.3）顶部固连有向左延伸的X向导轨，滑动设置在所述X向导轨上的L形伸缩推手（9.4）通过复位弹簧（9.5）与所述第三滑块组件（9.3）相连接，所述L形伸缩推手（9.4）的竖直部延伸至所述返回衔接轨道（1.13）上方，L形伸缩推手（9.4）顶部设置有第二滚轮（9.6），与返回衔接轨道（1.13）前端进口对应处的第二立板（9.1）上设置有限位板（9.7），所述限位板（9.7）上设置有用于与所述第二滚轮（9.6）相配合、并沿分析要求设计的滚动轨迹限位结构（9.8）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及体外诊断领域，尤其是涉及一种具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统。

背景技术

目前，全自动体外诊断分析仪（如核酸仪、全自动发光化学免疫分析仪等）中的样本传输方式主要有样本盘进样方式和样本架轨道进样方式两种。转动样本盘即可将样本输送到位，结构简单，成本较低，因而常用于中低端机型。但是采用样本盘传输方式需要在检测前放置样本，检测过程中无法放置或卸载样本，不能满足全自动体外诊断分析仪的连续检测需求。为实现样本的连续检测，现有高端的全自动体外诊断分析仪采用样本架轨道进样方式，保证大样本量应用模式下的连续高效检测。

现有样本架传输方式主要有样本管理系统、样本搬运系统和分析仪进、出轨道构成，样本搬运系统将样本管理系统进样轨道的样本搬送至分析仪的进样轨道上，以便于检测，然后再将检测后的样本架搬送至样本管理系统的返回轨道上，通过样本管理系统回收已测样本架。但是现有样本搬运系统普遍存在搬运效率低、样本架在搬运过程中容易因晃动而导致液体飞溅，进而导致不同样本出现交叉污染，严重影响检测结果的可靠性；同时现有搬运装置不具有。如发明名称为“样本架移动机构、样本架传送装置及样本分析设备”（CN106170703B）的中国发明专利，公开了一种样本架移动机构，其通过滑动设置在凸轮凹槽内的凸轮随动器带动用于承载样本架的支撑架上下移动，实现对样本架的拖动定位和松弛。但是上述技术方案存在以下问题：首先，支撑架长度较长，占用空间大，增加样本暂存仓的加工难度，同时支撑架与暂存仓存在运动干涉风险；支撑架长度长而刚度差，输送稳定性差，存在液体飞溅现象，进而造成交叉污染，严重影响样本检测结果的准确性；支撑架在输送过程中容易摆动，当支撑架推送样本架进入暂存仓内时容易出现卡死现象，增加停机次数；其次，暂存仓导向作用差，样本架进入暂存仓时存在碰撞风险，对驱动电机控制精度要求高；再者，凸轮随动器沿着呈弧形的凸轮凹槽移动进而带动支撑架升降，一旦电机出现故障，则会出现凸轮随动器卡死在凸轮凹槽内，凸轮随动器和凸轮使用寿命短。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种故障率低、运行稳定且具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，用于衔接样本管理系统和分析诊断仪，能够实现样本的随机急诊、缓存、往返搬运和随机复测，保证分析仪高效运行，提高诊断效率。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，包括间隔设置在工作台上的缓存单元和搬运单元，所述缓存单元包括左右间隔设置的缓存区和衔接区，位于所述缓存区的平板上均匀设置有缓存槽，位于所述衔接区的所述平板上间隔设置有进出衔接轨道和返回衔接轨道；所述缓存单元还包括设置在所述缓存区左侧的急诊区，位于所述急诊区的所述平板上设置有样本架急诊槽，所述搬运单元的推手向上延伸出所述样本架急诊槽底壁上的第一通槽并沿Y向往返移动；所述样本架急诊槽的后端设置有急诊到位传感器，其前端的出口处设置有防摘传感器和样本架阻挡机构；所述搬运单元包括水平设置的X向安装板，所述X向安装板的X向滑轨上滑动设置有由第一动力机构驱动的第一滑块组件，所述第一滑块组件上设置有沿X向往复运动的Y向安装板，所述Y向安装板的两侧垂直设置有侧板，靠近所述缓存单元的所述侧板顶部水平设置有支撑板，间隔设置在所述支撑板上的两Y向导向板和支撑板构成用于搬运样本架的样本架导向槽，所述样本架导向槽与所述缓存单元前后间隔设置，其底部开设有沿Y向延伸的第二通槽，所述Y向安装板的Y向滑轨上滑动设置有由第二动力机构驱动的第二滑块组件，所述第二滑块组件上设置有推手机构，所述推手机构的所述推手向上延伸出所述第二通槽并沿Y向往返移动；所述缓存槽的底壁开设有自其进出口向后延伸的第三通槽。

所述推手机构包括垂直固连在所述第二滑块组件上的Z向安装板，所述Z向安装板上间隔设置有由Z向步进减速电机驱动的凸轮和与所述凸轮滚动连接的推手组件，所述推手组件包括Y向设置的驱动板，所述驱动板后端设置有与凸轮滚动连接的第一滚轮，凸轮与所述第一滚轮为力封闭型结构，所述推手垂直设置在驱动板前端，驱动板中部设置有向下延伸的滑板，所述滑板通过带有滑槽的滑块沿Z向安装板上的Z向滑轨上下移动。

所述凸轮上设置有呈L形结构的第一传感器感应片，所述Z向安装板前端的安装槽上设置有用于检测所述第一传感器感应片的Z向原点传感器，位于所述Z向原点传感器上下两侧的Z向安装板上分别设置有用于限制凸轮上、下极限运动位置的第一限位柱；与所述推手对应的驱动板底部设置有复位拉簧，所述复位拉簧下端固连在所述Z向安装板上。

所述第一动力机构包括设置在所述X向安装板一端部的X向步进电机和由X向步进电机驱动的第一主动轮，X向安装板的另一端部设置有第一从动轮，所述第一滑块组件固连在绕设在第一主动轮、第一从动轮上的第一同步带上，X向安装板的两端均设置有限位块；与所述第一从动轮对应处的X向安装板上设置有X向原点传感器，所述第一滑块组件上设置有第二传感器感应片。

所述第二动力机构包括设置在所述Y向安装板一端部的Y向步进电机和由Y向步进电机驱动的第二主动轮，Y向安装板的另一端部设置有第二从动轮，所述第二主动轮和第二从动轮之间连接有第二同步带，所述第二滑块组件与所述第二同步带相固连，Y向安装板的两端均设置有第二限位柱；与所述第二主动轮对应处的Y向安装板上设置有Y向原点传感器，所述第二滑块组件上设置有第三传感器感应片。

所述样本架导向槽一侧壁的中部设置有样本架压紧机构，所述样本架压紧机构包括竖直间隔设置在样本架导向槽外侧的弹簧轴和延伸至样本架导向槽内的压紧轮，套装在所述弹簧轴上的扭簧上下两端延伸至所述压紧轮的中心孔内。

所述样本架导向槽的前后两端分别设置有第一到位传感器和第二到位传感器，位于所述第一到位传感器前侧的样本架导向槽上设置有静电刷；所述进出衔接轨道的前后两侧分别设置有第三到位传感器和第四到位传感器，位于所述第三到位传感器前方的进出衔接轨道的一侧板上设置有高杯传感器、低杯传感器和条码阅读器；所述Y向安装板的中部设置有X向到位传感器，所述X向安装板上设置有沿X向延伸的光栅板，所述光栅板上设置有与所述样本架急诊槽、缓存槽、和进出衔接轨道一一对应的光栅槽。

所述进出衔接轨道前后两端、所述样本架导向槽的前后两端和缓存槽前端分别设置有导向结构；所述第三通槽槽口向上弯折形成与样本架底部凹槽相配合的防倒限位边。

所述样本架阻挡机构包括固连在所述样本架急诊槽一侧壁上的第一立板，在所述第一立板上设置有阻挡位检测传感器、放行位检测传感器和两工位限位挡臂，电机驱动所述两工位限位挡臂在立面范围内正、反向旋转。

位于所述进出衔接轨道右侧的所述平板上设置有沿Y向延伸的返回衔接轨道，所述返回衔接轨道的中部设置有第五到位传感器；在所述X向安装板的右侧垂直设置有安装座，在所述安装座的顶部设置有推进机构，所述推进机构与所述返回衔接轨道间隔设置，其包括设置在所述安装座上的第二立板，在所述第二立板的顶部设置有Y向导轨，滑动设置在所述Y向导轨上的第三滑块组件顶部固连有向左延伸的X向导轨，滑动设置在所述X向导轨上的L形伸缩推手通过复位弹簧与所述第三滑块组件相连接，所述L形伸缩推手的竖直部延伸至所述返回衔接轨道上方，L形伸缩推手顶部设置有第二滚轮，与返回衔接轨道前端进口对应处的第二立板上设置有限位板，所述限位板上设置有用于与所述第二滚轮相配合、并沿分析要求设计的滚动轨迹限位结构。

本实用新型优点在于能够实现体外诊断分析仪的全自动进样，确保分析仪高效运行，提高了诊断效率；还能保证样本在搬运过程中的稳定性，避免出现因液体外溅而引起的交叉污染，保证样本结果的准确性。具体体现在以下几点：

（1）、本实用新型搬运单元的推手能够在Y向、X向和Z向的任意方向移动，能够实现缓存单元的急诊区、缓存区、衔接区与分析仪之间的衔接，搬运效率高，进而提高了检测效率。其中衔接区和搬运单元配合使用保证样本的正常检测，缓存区和搬运单元配合，能够满足大量样本的暂存需求，实现样本的随机复测，缩短了复测样本的等待时间，提高复测效率；急诊区与搬运单元配合实现随机急诊，提高急诊效率。

（2）、本实用新型搬运单元的第一、第二动力机构和往复机构均采用同步带传动机构，成本低，机器故障率低，对安装和制造精度要求较低，运行稳定，降低了液体外溅的概率，防止交叉污染；缓存槽、样本架导向槽、进出衔接轨道和返回衔接轨道分别设置有导向结构，便于样本架进出，防止出现样本架卡死现象，进一步确保样本运行稳定性、降低了机器故障率。

（3）、本实用新型推手机构为凸轮传动机构，第一滚轮与凸轮为力封闭形结构，第一滚轮沿凸轮外轮廓滚动的同时带动推手沿Z向滑轨上升并推动样本架移动至样本架导向槽内，样本架压紧机构具有限位固定作用，当样本架进入样本架导向槽内时，弹簧轴转动使扭簧受力，套装在扭簧上的压紧轮延伸至样本架导向槽内并挤压样本架，确保样本架在样本架导向槽内的稳定性，防止其在搬运过程中出现晃动，避免液体外溅。即本实用新型的样本架导向槽承受样本架的重量，推手无需承载样本架重量，降低了能耗且推手结构小巧，节约安装空间；通过两第一限位柱对凸轮进行安全限位，实现对推手的安全限位保护；Z向步进减速电机反向工作时复位拉簧拉动推手的快速复位，降低能耗。

（4）、样本架阻挡机构能够实现急诊样本的精密快速阻挡、放行的联动控制，若存在常规样本正在检测，样本架阻挡机构对急诊样本进行阻挡，防止急诊样本与常规样本发生干涉，正在检测的常规样本检测完成后样本架阻挡机构对急诊样本放行，对急诊样本进行检测。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型缓存单元和推进机构的结构示意图。

图3是图2中A部的放大结构示意图。

图4是图2中B部的放大结构示意图。

图5是本实用新型所述第一动力机构的安装结构示意图。

图6是本实用新型所述第二动力机构的结构示意图。

图7是本实用新型所述推手机构和第二动力机构的安装结构示意图。

图8是图7中推手机构的结构示意图。

图9是本实用新型推手机构的第二种安装结构示意图。

图10是本实用新型的使用状态图。

具体实施方式

本实施方式以图1-9中Y向的箭头指向为后向，反之指向为前向；以图1-9中X向的箭头方向为右向，反之指向为左向。

如图1、2所示，本实用新型所述具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统，包括间隔设置在工作台上的缓存单元和搬运单元，所述缓存单元包括左右间隔设置在平板1.1上的急诊区、缓存区和衔接区，平板1.1通过支腿固连在工作台上，且平板1.1高度与支撑板4.3高度一致，确保样本架顺利转移；位于所述缓存区的平板1.1上均匀设置有缓存槽1.2，所述缓存槽1.2底壁上的第三通槽1.7，推手2.1向上延伸出所述第三通槽1.7，推手2.1能够运行至缓存槽1.2后侧将缓存槽1.2内的样本架推出移动至样本架导向槽4.4内；所述第三通槽1.7槽口向上弯折形成与样本架底部凹槽相配合的防倒限位边1.12，样本架底部的凹槽卡装在防倒限位边1.12上，防止样本架从缓存槽1.2内自行滑出，避免机器故障；缓存槽1.2前端的进出口处设置有导向结构，便于样本架顺利转移，防止出现卡死现象；位于所述衔接区的所述平板1.1上设置有进出衔接轨道1.3，进出衔接轨道1.3的底壁上开设有Y向延伸的第四通槽，便于推手2.1通过，所述进出衔接轨道1.3的前后两侧分别设置有第三到位传感器和第四到位传感器1.8，检测样本架是否精确到位，靠近所述第三到位传感器前方的进出衔接轨道1.3侧壁上设置有高杯传感器1.9、低杯传感器1.10和条码阅读器1.11，条码阅读器1.11读取样本架上的条码，高杯传感器1.9、低杯传感器1.10准确判断样本架内样本管的高低，确定抽样针下降高度；进出衔接轨道1.3用于衔接样本管理系统10和分析仪12的样本传送系统11，使待检测样本顺利进入样本传送系统的同时确保已检测样本由其顺利进入样本管理系统10；

如图1-3所示，位于所述急诊区的所述平板1.1上设置有Y向延伸的样本架急诊槽1.4，搬运单元的推手2.1向上延伸出所述样本架急诊槽1.4底壁上的第一通槽并沿Y向往返移动；所述样本架急诊槽1.4的后端设置有急诊到位传感器1.5，用于检测急诊样本架是否到位，样本架急诊槽1.4前端的出口处设置有防摘传感器1.6和样本架阻挡机构，防摘传感器1.6用于检测样本架方向是否正确；所述样本架阻挡机构包括固连在所述样本架急诊槽1.4一侧壁上的第一立板8.1，在所述第一立板8.1上设置有阻挡位检测传感器、放行位检测传感器8.2和两工位限位挡臂8.3，电机8.4通过传动机构驱动所述两工位限位挡臂8.3在立面范围内正、反向旋转，实现两工位限位挡臂8.3水平位置和垂直位置的切换，进而实现急诊样本的精密快速阻挡、放行的联动控制，具体工作过程如下：两工位限位挡臂8.3初始位置位于垂直位置，也是放行位检测传感器8.2的检测位置，当样本架移动至两工位限位挡臂8.3之前时，控制器发出指令，电机旋转带动两工位限位挡臂8.3旋转至水平位置，两工位限位挡臂8.3处于定位阻挡状态；当样本架传送至水平位置时，因两工位限位挡臂8.3的阻挡，样本架不能继续移动，此时通过阻挡位检测传感器对样本架进行到位检测，并将检测信号发送给控制器，控制器向Z向步进减速电机2.3发出停止工作指令，样本架处于停顿状态，等待时间由控制器设定。当样本架停顿结束后，通过控制器向电机8.4发出工作指令，带动两工位限位挡臂8.3旋转至竖直位置，实现样本架的放行，控制器向Z向步进减速电机2.3发出信号，推手2.1上升并沿Y向移动将样本架推送至样本架导向槽4.4上，实现样本架放行功能；

如图1和图5-7所示，所述搬运单元包括水平设置的X向安装板3.1，所述X向安装板3.1的X向滑轨3.2上滑动设置有由第一动力机构驱动的第一滑块组件3.3，所述第一滑块组件3.3上设置有沿X向往复运动的Y向安装板4.1，所述Y向安装板4.1的两侧垂直设置有侧板4.2，所述第一滑块组件3.3上设置有沿X向往复运动的Y向安装板4.1，所述Y向安装板4.1的两侧垂直设置有侧板4.2，靠近所述缓存单元的所述侧板4.2顶部水平设置有支撑板4.3，间隔设置在所述支撑板4.3上的两Y向导向板和支撑板4.3构成用于搬运样本架的样本架导向槽4.4，样本架导向槽4.4与缓存单元前后对接设置，便于转移样本架；位于所述样本架导向槽4.4底部的支撑板4.3上开设有沿Y向延伸的第二通槽4.5；所述Y向安装板4.1的Y向滑轨4.6上滑动设置有由第二动力机构驱动的第二滑块组件4.7，所述推手机构固连在所述第二滑块组件4.7上，所述推手2.1向上延伸出所述第二通槽4.5并沿Y向往返移动；所述样本架导向槽4.4的前后两端分别设置有第一到位传感器4.8和第二到位传感器4.9，确保样本架精确到位；位于所述第一到位传感器4.8前侧的样本架导向槽4.4上设置有静电刷4.10，用于消除样本架上的残余静电。工作时，通过第一动力机构和第一滑块组件3.3实现推手机构的X向往返移动，通过第二动力机构和第二滑块组件4.7实现推手机构的Y向往返移动。

如图1、5所示，所述第一动力机构包括设置在所述X向安装板3.1一端部的X向步进电机5.1和由X向步进电机5.1驱动的第一主动轮，X向安装板3.1的另一端部设置有第一从动轮，所述第一滑块组件3.3固连在绕设在第一主动轮、第一从动轮上的第一同步带5.2上；所述第一滑块组件3.3上设置有第二传感器感应片5.5，与所述第一从动轮对应处的X向安装板3.1上设置有X向原点传感器5.4，此处为第一滑块组件3.3的移动原点，即X向步进电机5.1计步点，通过X向步进电机5.1的脉冲控制，精确控制第一滑块组件3.3的位置；X向安装板3.1的左右两端各设置有限位块5.3，对第一滑块组件3.3两端的极限位置进行限位，限位块5.3由弹性缓冲材料制成，保护第一滑块组件3.3。如图6所示，所述Y向安装板4.1的中部设置有X向到位传感器4.11；如图1、5所示，所述X向安装板3.1上设置有沿X向延伸的光栅板3.4，所述光栅板3.4上设置有与所述样本架急诊槽1.4、缓存槽1.2、进出衔接轨道1.3和返回衔接轨道1.13一一对应的光栅槽。当X向传感器检测到对应的光栅槽信号时表明样本架导向槽4.4精确到位，确保样本架导向槽4.4与样本架急诊槽1.4、缓存槽1.2、进出衔接轨道1.3和返回衔接轨道1.13精准对齐，便于转移样本架。如图5所示，所述X向安装板3.1上设置有沿其长度方向布置的X向拖链3.6，X向拖链3.6的另一端设置在第一滑块组件3.3上，X向拖链3.6为第二动力机构和推手机构的电缆通道，保护电缆。工作时，X向步进电机5.1通过第一同步带5.2驱动第一动力机构和推手机构沿X向往返运动。

如图6、7所示，所述第二动力机构包括设置在所述Y向安装板4.1一端部的Y向步进电机6.1和由Y向步进电机6.1驱动的第二主动轮，Y向安装板4.1的另一端部设置有第二从动轮，所述第二主动轮和第二从动轮之间连接有第二同步带6.2，所述第二滑块组件4.7与所述第二同步带6.2相固连；所述第二滑块组件4.7上设置有第三传感器感应片，与所述第二主动轮对应处的Y向安装板4.1上设置有Y向原点传感器6.4，此处为第二滑块组件4.7的移动原点，即Y向步进电机6.1计步点，通过Y向步进电机6.1的脉冲控制，精确控制第二滑块组件4.7的位置；Y向安装板4.1的前后两端分别设置有第二限位柱6.3，具有安全限位作用，保护第二滑块组件4.7；Y向安装板4.1上设置有沿Y向延伸的Y向拖链4.12，Y向拖链4.12的另一端设置在第二滑块组件4.7上，用于保护推手机构上的电缆线。工作时，Y向步进电机6.1通过第二同步带6.2驱动推手机构沿Y向往返运动。

如图7、8所示，所述推手机构包括垂直固连在所述第二滑块组件4.7上的Z向安装板2.2，所述Z向安装板2.2上间隔设置有由Z向步进减速电机2.3驱动的凸轮2.4和与所述凸轮2.4滚动连接的推手组件，所述推手组件包括Y向设置的驱动板2.5，所述驱动板2.5后端设置有与凸轮2.4滚动连接的第一滚轮2.6（第一滚轮2.6为滚动轴承），第一滚轮2.6和凸轮2.4为力封闭型结构，所述推手2.1垂直设置在驱动板2.5前端，驱动板2.5中部设置有向下延伸的滑板2.7，所述滑板2.7通过带有滑槽的滑块2.8沿Z向安装板2.2上的Z向滑轨2.9上下移动；所述凸轮2.4上设置有呈L形结构的第一传感器感应片2.10，所述Z向安装板2.2前端的安装槽上设置有用于检测所述第一传感器感应片2.10的Z向原点传感器2.11，位于所述Z向原点传感器2.11上下两侧的Z向安装板2.2上分别设置有用于限制凸轮2.4上、下极限运动位置的第一限位柱2.12，对凸轮2.4具有安全限位作用；与所述推手2.1对应的驱动板2.5底部设置有复位拉簧2.13，所述复位拉簧2.13下端固连在所述Z向安装板2.2上。工作时，Z向步进电机通过凸轮2.4带动第一滚轮2.6沿凸轮2.4外轮廓线反转，带动推手2.1沿Z向滑轨2.9上升至指定高度，此时复位拉簧2.13处于受力状态；Z向步进电机通过凸轮2.4带动第一滚轮2.6沿凸轮2.4外轮廓线正转，带动推手2.1沿Z向滑轨2.9下降，复位拉簧2.13受力消失带动推手2.1迅速复位，推手2.1顶部下降至样本架导向槽4.4下方。安装时，根据实际需求可在支撑板4.3间隔设置两个样本架导向槽4.4，对应地在第二滑块组件4.7上间隔设置两套与样本架导向槽4.4一一对应的推手机构，以提高搬运及缓存效率，具体如图9所示。

如图7所示，为进一步确保样本架在在X向搬运过程中的稳定性，所述样本架导向槽4.4一侧壁的中部设置有样本架压紧机构，所述样本架压紧机构包括竖直间隔设置在样本架导向槽4.4外侧的弹簧轴7.1和延伸至样本架导向槽4.4内的压紧轮7.2，套装在所述弹簧轴7.1上的扭簧7.3上下两端延伸至所述压紧轮7.2的中心孔内，当样本架进入样本架导向槽4.4内时，弹簧轴7.1转动使扭簧7.3受力，套装在扭簧7.3上的压紧轮7.2延伸至样本架导向槽4.4内并挤压样本架，防止样本架在搬运过程中出现晃动现象，避免液体外溅。

如图1、2所示，为防止样本架卡死，所述进出衔接轨道1.3前端的出口处、所述返回衔接轨道1.13的前后两端和所述样本架导向槽4.4的前后两端均设置有导向结构，确保样本架从进出衔接轨道1.3顺利进入样本架导向槽4.4、从样本架导向槽4.4顺利进入返回衔接轨道1.13，防止样本架在转移过程中出现卡死现象，降低机器故障率。

如图1、2、4所示，为实现多台分析仪或多个样本管理系统的并机使用，位于所述进出衔接轨道1.3右侧的所述平板上设置有沿Y向延伸的返回衔接轨道1.13，所述返回衔接轨道1.13的中部设置有第五到位传感器1.14；在所述X向安装板3.1的右侧垂直设置有安装座3.5，在所述安装座3.5的顶部设置有推进机构，推进机构与所述返回衔接轨道1.13间隔设置，所述推进机构包括设置在所述安装座3.5上的第二立板9.1，在所述第二立板9.1的顶部设置有Y向导轨9.2，滑动设置在所述Y向导轨9.2上的第三滑块组件9.3顶部固连有向左延伸的X向导轨，滑动设置在所述X向导轨上的L形伸缩推手9.4通过复位弹簧9.5与所述第三滑块组件9.3相连接；所述L形伸缩推手9.4顶部设置有第二滚轮9.6，与所述返回衔接轨道1.13前端进口对应处的第二立板9.1上设置有限位板9.7，所述限位板9.7上设置有用于与所述第二滚轮9.6相配合、并沿分析要求设计的滚动轨迹限位结构9.8，滚动轨迹限位结构9.8挤压第二滚轮9.6使得L形伸缩推手9.4沿X向导轨向右移动，L形伸缩推手9.4缩回（即为初始位置），便于样本传送系统11的样本架顺利进入返回衔接轨道1.13。当多台分析仪或多个样本管理系统并机使用时，若当前样本管理系统10的回收单元无法满足样本架的回收存放需求，通过推手机构将返回样本架推送至返回衔接轨道，并由推进机构将样本架推送至与另一样本管理系统的返回轨道。

推进机构的具体工作过程如下：当多台分析仪或样本管理系统并机使用且当前样本管理系统的回收单元已无法满足样本架的回收存放需求时，检测后的样本架由样本传送系统11经搬运单元搬送至返回衔接轨道1.13上，第五到位传感器1.14将检测到的信号传递给控制器，控制器向往复机构发出动作指令，往复机构驱动通过第三滑块组件9.3带动L形伸缩推手9.4向样本管理系统10方向移动，L形伸缩推手9.4驶离限位板9.7并在复位弹簧9.5的作用下向左移动，使得L形伸缩推手9.4的竖直部正好位于返回衔接轨道1.13上方，便于推送样本架；推送完成后，往复机构驱动L形伸缩推手9.4返程，当L形伸缩推手9.4运行至限位板9.7上，第二滚轮9.6沿滚动轨迹限位结构9.8滚动的同时带动L形伸缩推手9.4向右移动，L形伸缩推手9.4缩回驶离返回衔接轨道1.13，以便于下一个样本架顺利进入返回衔接轨道1.13；当L形伸缩推手9.4再次推送样本架而驶离限位板9.7上，L形伸缩推手9.4在复位弹簧9.5的作用下自动复位，延伸至返回衔接轨道1.13上方，继续推送样本架。

实际制造时，样本架导向槽4.4的两侧壁和底部的支撑板4.3均为精密加工件，采用低密度、高强度的合金材料制成，重量轻且不易变形，确保样本架稳定搬运。

本实用新型所述具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统安装在样本管理系统10和分析仪12的样本传送系统11之间，具体如图10所示，样本架导向槽4.4的X向位置由X向到位传感器4.11和光栅板3.4共同确定，当共同检测到光栅槽和X向到位传感器4.11的信号时表明样本架导向槽4.4与对应的样本架急诊槽1.4、缓存槽1.2、进出衔接轨道1.3或返回衔接轨道1.13精确对齐。

本实用新型的具体工作过程及原理简述如下：

样本架导向槽和推手机构在沿X向和\/或Y向移动之前首先对推手机构的推手进行初始化设置，使推手位于原点位置，每当推手将样本架推送到位后对推手进行初始化设置，准确控制推手位置的同时确保搬运单元运行顺畅；

（1）、常规样本的进样搬运过程：样本管理系统10的推送机构将进出轨道10.1上的样本架推送至进出衔接轨道1.3上，当第三到位传感器和第四到位传感器1.8均检测到样本架的信号时表明样本架已经到位，控制器向搬运单元发出工作指令，X向步进电机5.1通过第一滑块组件3.3驱动样本架导向槽4.4移动至与进出衔接轨道1.3相对应的X向位置，通过光栅板3.4和X向到位传感器4.11精确控制样本架导向槽4.4的X向位置，若X向到位传感器4.11检测到对应的光栅槽信号，则说明样本架导向槽4.4精确到位，即样本架导向槽4.4与进出衔接轨道1.3前后对齐；第二动力机构通过第二滑块组件4.7驱动推手机构沿Y向移动直至移动到进出衔接轨道1.3后端的入口处，通过Y向原点传感器6.4和Y向步进电机6.1共同控制推手2.1的Y向位置，推手机构到位后第二动力机构停止工作；控制器向Z向步进减速电机2.3发出指令，Z向步进减速电机2.3带动凸轮2.4正转，凸轮2.4驱动第一滚轮2.6反转进而带动推手组件沿Z向滑轨2.9上升，使得推手2.1向上延伸出进出衔接轨道1.3底壁，当推手2.1上升至预设位置时Z向步进减速电机2.3停止工作，控制器控制第二动力机构动作，推手2.1推动样本架沿Y向向前移动，样本架前移过程中通过条码阅读器1.11读取样本架和样本信息、高杯传感器1.9、低杯传感器1.10读取样板管高度后进入样本架导向槽4.4，扭簧7.3受力压紧轮7.2延伸至样本架导向槽4.4内并挤压样本架；第一到位传感器4.8和第二到位传感器4.9检测到样本架的信号后表明样本架到位，而后控制器向第一动力机构发出工作指令，驱动样本架导向槽4.4和推手机构移动直至样本架导向槽4.4与样本传送系统11的进样轨道11.1或进样轨道11.2对齐，然后第二动力机构驱动推手2.1沿Y向移动，确保推手2.1将样本架推送至进样轨道11.1或进样轨道11.2上，完成样本的进样搬运；然后Z向步进减速电机2.3带动凸轮2.4反转，推手2.1在第一滚轮2.6和复位拉簧2.13的共同作用下恢复至Z向原点位置，并对推手2.1进行Y向原点初始化设置，以便于下次搬运操作。

（2）、常规样本的返回搬运过程：检测后的样本经切换机构切换至样本传送系统11的返回轨道11.3上，控制器控制样本架导向槽4.4移动至与返回轨道11.3对齐，样本传送系统11的推送机构将检测后的样本架推送至样本架导向槽4.4上，第一到位传感器4.8和第二到位传感器4.9检测到样本架信号后，第一动力机构驱动样本架导向槽4.4沿X向移动直至与进出衔接轨道1.3对齐；Z向步进减速电机2.3通过凸轮2.4带动第一滚轮2.6反转，第一滚轮2.6带动推手2.1上升使其延伸出样本架导向槽4.4上的第二通槽4.5，第二动力机构通过第二滑块组件4.7带动推手机构沿Y向向后移动，将样本架推送至样本管理系统10的进出轨道10.1上，完成已测样本的返回搬运；然后对推手2.1进行初始化设置，使得推手2.1位于Y向点原始位和Z向原点原始位，以便于下次动作。

（3）、样本的复测搬运过程：将返回轨道11.3上的样本架推送至样本架导向槽4.4内，第一到位传感器4.8和第二到位传感器4.9检测到样本架信号后，第一动力机构驱动样本架导向槽4.4沿X向移动至与进出衔接轨道1.3对齐位置，通过推手机构将样本架推送至进出衔接轨道1.3上，重复常规样本的进样搬运动作和返回搬运动作实现样本的复测。

（4）、急诊样本的进样搬运过程：当有需要紧急检测的样本时，将急诊样本架置于样本架急诊槽1.4内，通过急诊到位传感器1.5和防摘传感器1.6检测样本架是否准确到位；当推手机构处于搬运工作状态时，两工位限位挡臂8.3转动至水平位置阻挡急诊样本向前移动，当推手机构搬运完成后对推手2.1进行初始化设置，通过第一动力机构带动样本架导向槽4.4移动，使其与样本架急诊槽1.4精准对齐，第二动力机构带动推手机构移动至样本架急诊槽1.4后方指定位置，Z向电机驱动推手向上延伸出样本架急诊槽1.4，控制器控制两工位限位挡臂8.3旋转至竖直状态以便于对样本架进行放行，第二动机机构驱动推手2.1向前移动将急诊样本架推送至样本架导向槽4.4内；对推手2.1初始化设置，第一动力机构驱动第一滑块组件3.3向右移动，使样本架导向槽4.4与进出衔接轨道1.3对齐，推手2.1向上延伸出样本架导向槽4.4将急诊样本架推送至进出衔接轨道1.3上，然后重复常规样本的进行搬运动作和返回搬运工作即可。

（5）、样本的缓存搬运过程：当样本管理系统10出现故障时，已检测后的样本架从返回轨道11.3推送至样本架导向槽4.4，通过第一动力机构带动样本架导向槽4.4沿X向移动，使样本架导向槽4.4与其中一个缓存槽1.2对应，Z向步进减速电机2.3带动推手2.1延伸出第二通槽4.5，第二动力机构驱动推手2.1沿Y向向后移动并将样本架推送至缓存槽1.2内即可完成一个样本架的缓存，同时对推手2.1进行初始化设置，以便于推送下一个样本架。重复上述操作将其余样本架推送至其余缓存槽1.2内即可。样本管理系统10故障解除后，第一动力机构驱动样本架导向槽4.4移动至与缓存槽1.2对齐位置处，第二动力机构驱动推手机构移动至缓存槽1.2内端，Z向步进减速电机2.3带动推手2.1延伸出第三通槽1.7，通过第二动力机构驱动推手2.1将样本架推送至样本导向槽4.4内，然后使样本架导向槽4.4移动至进出衔接轨道1.3对齐位置处，重复常规样本返回搬运操作将样本架推送至样本管理系统10。当分析仪12或其样本传送系统11发生故障时，搬运单元将进出衔接轨道1.3上的样本架推送至缓存槽1.2内；当分析仪12或其样本传送系统11故障解除时，搬运单元按照控制器的动作指令将缓存槽1.2内的样本架推送至指定位置，完成待检样本的抽样检测。

（6）、当多台分析仪或样本管理系统并机使用且当前样本管理系统的回收单元已无法满足样本架的回收存放需求时，样本架导向槽4.4移动至与最后一台分析仪样本传送系统的返回轨道11.3对齐位置处，通过推手2.1将已检测的样本架推送至返回衔接轨道1.13上，第五到位传感器1.14将检测到的信号传递给控制器，控制器控制往复机构驱动通过第三滑块组件9.3带动L形伸缩推手9.4向后移动，L形伸缩推手9.4驶离限位板9.7并在复位弹簧9.5的作用下向左移动至返回衔接轨道1.13上方，并将样本架推送至另一样本管理系统的返回轨道10.2上；推送完成后，对L形伸缩推手9.4初始化设置，使L形伸缩推手9.4缩回驶离返回衔接轨道1.13，以便于下一个样本架顺利进入返回衔接轨道1.13。

设计图

具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统论文和设计

具有急诊、复测功能的样本缓存及搬运系统论文和设计-赵鹏

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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