一種離心前自動配平的裝置和方法

2023-05-31 04:08:46

專利名稱：一種離心前自動配平的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種離心前自動配平裝置及相應的配平方法，更具體的涉及一種在血站系統中使用的，用於自動配平裝有血袋的離心杯的裝置及方法。
背景技術：
在生產生活中，人們經常遇到要對物體進行重量配平的問題。典型的，在血站系統中，在將血袋放入血袋離心機中用離心方法製備血液成分之前，要對各離心杯中的重量進行配平，以防止離心杯(其內裝有血袋)放入離心機離心時，由於離心內血袋重量不等，離心機轉動不平衡而導致昂貴的離心機的損壞以及血袋的破裂。通常情況下，獻血者在血站獻出血液之後，裝有血液的血袋會送到血站的成分科進行成分分離。成分分離的過程是將血袋放入離心機內離心，血液會被分成兩層，上層為血漿，下層為紅細胞，把上層血漿擠出到另一血袋中，成為血漿成分，殘留的下層紅細胞成為紅細胞成分。血袋放入離心機離心之前，需要先裝入離心杯(通常為塑料材質)，再進行配平，以保證離心機同一直徑上的兩個離心杯的重量是相等的。目前在血站系統中為血液離心前配平的操作都是使用電子秤手工稱量離心杯(其內裝有血袋)是否一樣重，如果兩邊不一樣重，則通過手工在輕的一方離心杯中裝入輔料(塑料材質或其它類似材質)，直到兩邊離心杯重量相等(可以允許一定的重量配平誤差，對於血液離心來說，兩邊重量誤差在4克以下可以允許)。在手工配平之後，再將離心杯放入到離心機內的離心筒中，進行血液離心操作，通常一臺離心機中設置6個離心筒,離心筒為鐵質。這種人工配平的方式，速度慢，精確度不夠，勞動強度大，效率低下而且人為差錯不可避免。因此，目前迫切需要一種自動高效的配平裝置，來提高效率，防止可能出現的人
工誤差。

發明內容
本發明意在提供一種全自動稱量、計算差值，並自動向輕者一方加入差值量的輔料的配平裝置，其完全不需要人手幹預。該自動配平裝置操作簡單，智能化高，速度快，大大減輕操作者勞動強度，而且可以大大降低人工誤差的出現。木發明提供了一種自動配平裝置，其包括底部平臺，所述底部平臺上設置有多個成對的電子稱重裝置以及相應的重量顯示屏，其特徵在於所述底部平臺上還設置有支撐件，支撐件上方設有用於容納配平輔料的頂部裝料盤，所述頂部裝料盤的下方設置有與電子稱重裝置數目一致的下料裝置，所述下料裝置中配有由控制裝置控制的開關機構，控制裝置依據所述電子稱重裝置測得的重量結果，控制開關運動，使定量的配平輔料經所述下料裝置落下，實現配平。進一步的，其中所述下料裝置包括流通道和下落通道及下料孔，所述流通道徑向布置，相對於水平面傾斜，外端比內端低，所述流通道的外端連接所述下落通道，所述開關機構具體的設置在所述下落通道上，所述開關機構包括舵機以及與所述舵機相連的阻擋葉片，所述阻擋葉片由所述舵機控制，可以在阻擋位置與開放位置之間擺動，從而控制所述配平輔料的下落。進一步的，所述支撐件為中空的空心外管，所述空心外管的內部設有中心轉軸，所述中心轉軸與設置在所述頂部裝料盤內的排序盤固定連接，所述中心轉軸由電機及減速機驅動，所述中心轉軸帶動所述排序盤轉動，所述排序盤上設置有多行的排序孔，所述排序孔的大小與所述配平輔料的大小相適應。進一步的，所述頂部裝料盤的裝料盤外殼上裝有徑向延伸的擋板，該擋板位於每條所述下落通道的兩側，並高於所述排序盤的安裝位置。進一步的，所述流通道的外端比內端低的尺寸不超過3mm，優選為l_2mm。進一步的，其中所述配平輔料為鋼珠，所述控制裝置為單片機，所述排序盤上的所述排序孔為12行，間隔30度均勻分布。顯然，排序孔也可以為6行，8行，10行等。進一步的自動配平裝置，其還包括有離心杯，所述離心杯分為兩個部分，其中個部分用於放置血袋，另一個部分用於容納所述配平輔料。木發明還提供一種利用所述的自動配平裝置來實現自動配平的方法，其包括以下步驟步驟A :打開所述頂部裝料盤的上蓋，查看所述頂部裝料盤內的所述配平輔料的數量是否足夠，若不夠則補充，打開電源開關，所述排序盤開始以設定速度轉動，所述配平輔料順序排列在所述流通道內；步驟B :將血袋裝入所述離心杯的血袋裝入區域；步驟C :將所需要配平的所述離心杯放在同一直徑上的所述電子稱重裝置上，所述下料孔對準離心杯的配平輔料流入區域，可以同時配平3組離心杯；步驟D :所述底部平臺上的所述重量顯示屏顯示各離心杯重量，所述單片機根據稱重數值計算，控制所述舵機帶動所述阻擋葉片轉動，將較輕的所述離心杯中加入定量的配平輔料；步驟E :再次稱量所述各離心杯的重量，確保配平達到要求，若因誤加的原因，導致配平不達要求，則重複步驟D，直至配平達到要求；步驟F :發出配平成功提示音，操作者取走所有離心杯放入離心機內離心；步驟G :所述排序盤上的排序孔轉到所述流通道位置時，所述排序孔內的配平輔料補充流通道內的空位，等待下一次配平。


圖1為根據木發明的自動配平裝置的整體示意圖；圖2為頂部裝料盤I的剖面圖；圖3為排序盤8的俯視圖；圖4為頂部裝料盤I (拆去排序盤8)的俯視圖；圖5為擋板及外殼的剖面圖；圖6為下落通道2b及離心杯13的示意圖；其中附圖標記及對應的部件如下I頂部裝料盤；2a流通道；2b下落通道；2c下料孔；3中心轉軸；4空心外管；5電子稱重裝置；6重量顯示屏；7底部平臺；8排序盤；9排序孔；10擋板；11舵機；12阻擋葉片；13離心杯；14配平輔料流入區域；15血袋裝入區域；16
裝料盤外殼。
具體實施例方式以下將結合附圖，對實現本發明的具體實施方式
進行詳細的描述。需要聲明的是，本說明書中公開的具體實施例僅用作示例說明之用，並不構成對本發明的保護範圍的限定。本領域技術人員可以預想到的是，在不脫離本發明的原則下，還可以有多種的變形與改動，這些均落入本發明要求保護的範圍之內。參見圖1，圖1中顯示了根據木發明的自動配平裝置，在本實施例中，採用的配平輔料為圓形鋼珠，直徑可以根據配平要求的精度(配平兩邊可以允許的重量差值)，若允許差值為2克，則選用直徑為Icm的鋼珠(重量約4g)，若允許差值I克，則選用直徑為0. 8cm的鋼珠(重量約2g)。顯然，本領域技術人員可以明了，還可以採用其他各種材質的物體作為配平輔料，輔料的外形也並不限定為球形，但從方便輔料下落的角度出發，其外形優選為球形。如圖1所示，自動配平裝置包括頂部裝料盤I和下料裝置，中心轉軸3，空心外管4，電子稱重裝置5，重量顯示屏6，底部平臺7和單片機(未顯示)。其中頂部裝料盤I內含有排序盤8、擋板10等結構(將在下文中說明)，頂部裝料盤內部空間存放鋼珠。下料裝置包括流通道2a (有一定的傾斜度，最外點比最內點低3mm左右)，下落通道2b和下料孔2c,是鋼珠從頂部裝料盤中流出到離心杯內的通道。中心轉軸3與排序盤8相連，由步進電機及減速機(圖中未顯示)控制轉速。步進電機和減速機可以安裝在頂部裝料盤I內，也可以安裝在底部平臺7內，安裝位置不影響本申請的功能實現。空心外管4，與頂部裝料盤I的外殼和底部平臺7相連，起到支撐頂部裝料盤的作用。本實施例中，自動配型裝置包括六個電子稱重裝置5，整個底部平臺7上有六個相同大小的扇形稱重平臺，稱重平臺上放置需要配平的離心杯，放置方法為同一直徑上(如Al位和A2位)的稱重平臺上放置的離心杯，在配平完成之後，也是放在離心機的同一直徑位置離心。電子稱重裝置可以將同一直徑上放置的離心杯的重量及相互差值計算出來，然後通過單片機來控制舵機11，從而控制下料的鋼珠數量，使配平的雙方重量一致。重量顯示屏6的分區數與電子稱重裝置的數目一致，可以顯示電子稱重裝置稱重後的數值。底部平臺7，起支撐和容納作用。顯然，電子稱重裝置的數目也可以是其他偶數，例如4或8，但通常血站中使用的離心機中的離心筒的數目為6個,因此本實施中選用為6個。圖2是頂部裝料盤I的剖面圖，頂部裝料盤I具有裝料盤外殼16。參見圖2，中心轉軸3與排序盤8固定連接，中心轉軸3帶動排序盤8轉動。排序盤8的盤面上有規律排列的排序孔9(參見圖3)，排序孔9的大小以恰好容納一顆鋼珠為準。排序盤8的作用是使裝料盤內無序堆放的鋼珠隨機落入孔洞，從而能夠有序進入流通道流出，不會相互擠壓導致流出不暢。頂部裝料盤上裝有6個流通道2a(參見圖4)，流通道2a與下落通道2b相連，下落通道的末端是下料孔2c。若流通道2a內的鋼珠是滿的，排序盤8的排序孔9轉動到流通道一致的位置時，排序孔9內的鋼珠就落不下來(圖2左邊)，並隨著排序盤轉動到下一位置；若流通道內的鋼珠有流出，就有空位，排序盤孔內的鋼珠就會落入流通道的空位中(圖2右邊)。為了保證鋼珠能流出，流通道2a有一定的傾斜度，但最外點比最內點低不超過3mm,優選的為l_2mm,而且排序盤8與流通道2a的間距為0. 5mm以內，這是為了防止排序孔9內的鋼珠與流通道內鋼珠接觸後，孔內的鋼珠隨排序盤8轉動至下一位置時被卡住。同時為了防止卡住，流通道2a的兩個邊緣設計成弧形光滑面。以下進一步詳細的介紹排序盤8的結構與功能。圖3是排序盤8的俯視圖。如圖所示，排序盤8上共有12排排序孔9，每排孔之間的角度為30度(也可以是更多數量的排孔以更小的角度規律排列)。步進電機帶動中心轉軸3和排序盤8轉動，轉動速度為2轉/分鐘(此速度可以依需要調節)，排序盤8盤面堆積許多鋼珠，鋼珠隨機落入排序孔中，未落入排序孔的鋼珠堆積在盤面上。舵機11依據單片機的指示工作，使相應的鋼珠從下落通道2b中經下料孔2c落下，流通道2a中相應的出現空位。當排序盤8轉動至排序孔9對準流通道2a時，鋼珠從排序孔落入流通道空位，以備下一次配平。若流通道沒有空位，排序孔中的鋼珠不會下落，會隨著排序盤轉動至下一位置。圖4為頂部裝料盤I (拆去了排序盤8)的俯視圖。如圖所示，在6條流通道的兩旁都有鋼珠擋板10，擋板10固定在裝料盤的外殼15上，優選的與裝料盤盤面垂直，擋板10與裝料盤底之間是排序盤8 (參見圖5)，擋板10可以阻擋排序盤8盤面上的隨著排序盤8轉動的鋼珠，使鋼珠能夠隨機滾動落入排序孔中，相當於擋板將盤面上的鋼珠刮入排序孔9中。流通道2a，有6條，位於裝料盤底，為凹槽狀，供鋼珠流出。裝料盤外殼16，通過空心外管4與底部平臺7相連。參見圖6，在每個下落通道2b上均裝有舵機11，舵機11上裝有阻擋葉片12。下落通道2b上設有相應的開口，使阻擋葉片12可以在下落通道2b中自由進出。當不需要下料時，阻擋葉片12正好阻擋住下落通道2b，需要下料時，可以通過單片機控制舵機11往復旋轉，進而帶動阻擋葉片12以一定的速度來回擺動，每擺動一次，掉落一顆鋼珠，控制擺動次數即可以控制下落鋼珠的顆數。部件13為離心杯，塑料材質，形狀與離心機上的鐵質離心筒匹配，離心杯內分為兩個不相通的獨立空間，分別為鋼珠流入區域14和血袋裝入區域15。這是為了保證離心時鋼珠不會影響到血袋的安全。根據本發明的自動配平裝置的工作流程如下步驟1:打開頂部裝料盤I的上蓋，查看頂部裝料盤I內的鋼珠數量是否足夠，若不夠則加入鋼珠，打開電源開關，排序盤8開始以設定速度轉動，鋼珠順序排列在流通道2a內；步驟2 :將血袋裝入離心杯的血袋裝入區域15 ；步驟3 :將所需要配平的離心杯(已裝有血袋)放在同一直徑上(如Al位和A2位)的電子稱重平臺上，下料口對準離心杯的鋼珠流入區域。可以同時配平3組出個)離心杯；步驟4 :所述底部平臺7上的所述重量顯示屏6顯示各離心杯重量，所述單片機根據稱重數值計算，控制相應的所述舵機11帶動所述阻擋葉片12轉動，向較輕的所述離心杯13中加入定量的鋼珠；優選的，該鋼珠的重量為m，m < 2Y，Y為配平時允許的差值，在步驟4中，加入的鋼珠的數目為X，X的數目由公式n/m的值四捨五入獲得，其中n為測得的對應兩個所述離心杯(13)的重量差。步驟5 :再次稱量各離心杯13的重量，確保配平達到要求，若因誤加的原因，導致配平不達要求，則重複步驟4，直至配平達到要求；步驟6 :發出配平成功提示音，操作者取走所有離心杯13放入離心機內離心；步驟7 :排序盤8上的排序孔9轉到流通道位置時，孔內鋼珠補充流通道內的空位，等待下一次配平。
權利要求
1.一種離心前自動配平裝置，其包括底部平臺(7)，所述底部平臺(7)上設置有多個成對的電子稱重裝置(5)以及相應的重量顯示屏￠)，其特徵在於所述底部平臺(7)上還設置有支撐件，所述支撐件上方設有用於容納配平輔料的頂部裝料盤(I)，所述頂部裝料盤(I)的下方設置有與所述電子稱重裝置(5)數目一致的下料裝置，所述下料裝置中配有由控制裝置控制的開關機構，所述控制裝置依據所述電子稱重裝置(5)測得的重量結果，控制所述開關機構運動，使定量的所述配平輔料經所述下料裝置落下，實現配平。
2.如權利要求1所述的自動配平裝置，其中所述下料裝置包括流通道(2a)、下落通道(2b)和下料孔(2c)，所述流通道(2a)徑向布置，相對於水平面傾斜，外端比內端低，所述流通道(2a)的外端連接所述下落通道(2b)，所述開關機構具體的設置在所述下落通道(2b)上，所述開關機構包括舵機(11)以及與所述舵機(11)相連的阻擋葉片(12)，所述阻擋葉片由所述舵機(11)控制，可以在阻擋位置與開放位置之間擺動，從而控制所述配平輔料的下落。
3.如權利要求1或2所述的自動配平裝置，其中，所述支撐件為中空的空心外管(4)，所述空心外管(4)的內部設有中心轉軸(3)，所述中心轉軸(3)與設置在所述頂部裝料盤(I)內的排序盤⑶固定連接，所述中心轉軸⑶由電機及減速機驅動，所述中心轉軸(3)帶動所述排序盤(8)轉動，所述排序盤(8)上設置有多行的排序孔(9)，所述排序孔(9)的大小與所述配平輔料的大小相適應。
4.如權利要求1-3任一所述的自動配平裝置，其中所述頂部裝料盤(I)具有裝料盤外殼(16)，所述裝料盤外殼(16)上裝有徑向延伸的擋板(10)，該擋板(10)位於每條所述下落通道(2b)的兩側，並高於所述排序盤(8)的安裝位置。
5.如權利要求1-4任一所述的自動配平裝置，其中所述流通道(2a)的外端比內端低的尺寸不超過3mm。
6.如權利要求1-5仟一所述的自動配平裝置，其中所述配平輔料為鋼珠，所述控制裝置為單片機。
7.如權利要求3-6任一所述的自動配平裝置，所述排序盤(8)上的所述排序孔(9)為12行，間隔30度均勻分布。
8.如權利要求1-7仟一所述的自動配平裝置，其還包括有離心杯(13)，所述離心杯(13)分為兩個部分，其中一個部分用於放置血袋，另一個部分用於容納所述配平輔料。
9.利用如權利要求8所述的自動配平裝置來實現自動配平的方法，其包括以下步驟 步驟A :打開所述頂部裝料盤(I)的上蓋，查看所述頂部裝料盤(I)內的所述配平輔料的數量是否足夠，若不夠則補充，打開電源開關，所述排序盤(8)開始以設定速度轉動，所述配平輔料順序排列在所述流通道(2a)內； 步驟B :將血袋裝入所述離心杯(13)的血袋裝入區域(15)； 步驟C :將所需要配平的所述離心杯(13)放在同一直徑上的所述電子稱重裝置上，所述下料孔對準所述離心杯的配平輔料流入區域，可以同時配平3組離心杯； 步驟D :所述底部平臺(7)上的所述重量顯示屏(6)顯示各離心杯重量，所述單片機根據稱重數值計算，控制所述舵機(11)帶動所述阻擋葉片(12)轉動，向較輕的所述離心杯(13)中加入定量的配平輔料； 步驟E :再次稱量所述各離心杯的重量，確保配平達到要求，若因誤加的原因，導致配平不達要求，則重複步驟D，直至配平達到要求； 步驟F :發出配平成功提示音，操作者取走所有離心杯(13)放入離心機內離心； 步驟G :所述排序盤(8)上的排序孔(9)轉到所述流通道(2a)位置時，所述排序孔(9)內的配平輔料補充流通道內的空位，等待下一次配平。
10.如權利要求9所述的實現自動配平的方法，其中，所述配平輔料為鋼珠，該鋼珠的重量為m, m = Ti, Y為配平時允許的差值,在步驟D中,加入的鋼珠的數目為X, X的數目由公式n/m的值四捨五入獲得，其中η為測得的對應的兩個所述離心杯(13)之間的重量差。
全文摘要
本申請公開了一種適於在血站系統中使用的離心前自動配平裝置及方法，其中該自動配平裝置其包括底部平臺(7)，所述底部平臺(7)上設置有多個成對的電子稱重裝置(5)以及相應的重量顯示屏(6)，其特徵在於所述底部平臺(7)上還設置有支撐件，所述支撐件上方設有用於容納配平輔料的頂部裝料盤(1)，所述頂部裝料盤(1)的下方設置有與所述電子稱重裝置(5)數目一致的下料裝置，所述下料裝置中配有由控制裝置控制的開關機構，所述控制裝置依據所述電子稱重裝置(5)測得的重量結果，控制所述開關機構運動，使定量的所述配平輔料經所述下料裝置落下，實現配平。
文檔編號B04B9/14GK103028498SQ20121020903
公開日2013年4月10日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者盧瑾 申請人:盧瑾