驅動裝置及含有該驅動裝置的樣品分析裝置的製作方法
2023-06-17 15:53:41
專利名稱：驅動裝置及含有該驅動裝置的樣品分析裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療器械領域，尤其涉及一種用於生化分析儀的加樣或攪拌的驅動裝置及含有該驅動裝置的樣品分析裝置。
背景技術：
樣本分析裝置通過檢測試劑與樣本混合反應後得到的混合物的吸光度等參數來檢測特定生化指標，從而用於檢測病人的某項生理指標。加樣或攪拌驅動機構常用於實現樣本分析裝置的搖臂、加樣針或攪拌杆在空間中特定位置運動，其主要運動形式可分解為搖臂、加樣針或攪拌杆在空間的垂直和水平迴轉運動。然而傳統的加樣或攪拌驅動機構的驅動裝置輸出軸採用一端支承，擺動間隙大，且轉輪套固定在皮帶上，因皮帶是柔性的，且沒有迴轉限位機構，在運動時迴轉方向晃動大，傳動定位精度不高，運動可靠性偏低。
實用新型內容基於此，有必要提供一種成本相對較低、可靠性及精度較高的驅動裝置。一種驅動裝置，包括:機架；輸出軸，用於與外界設備連接並為所述外界設備提供動力；導向聯動機構 ，包括套設在所述輸出軸上且與所述輸出軸固接的轉輪、套設在所述轉輪周緣的轉輪套、與所述轉輪固接的用於將所述轉輪套限位在所述轉輪周緣的夾持件，所述機架及所述轉輪套上設有限制所述轉輪套旋轉的限位組件，所述輸出軸、所述轉輪及所述夾持件可相對所述轉輪套轉動；水平迴轉運動機構，包括固定在所述機架上的第一驅動件、與所述第一驅動件連接的第一傳動組件、由所述第一驅動件驅動旋轉的導向軸以及支撐套，所述導向軸的一端與所述第一傳動組件固接，另一端與所述支撐套固接，所述輸出軸活動穿過所述支撐套，所述導向軸活動穿過所述轉輪且與所述輸出軸平行設置，所述導向軸可繞所述輸出軸旋轉從而帶動所述轉輪與所述輸出軸在水平面旋轉；豎直直線運動機構，包括固定在所述機架上的第二驅動件及與所述第二驅動件連接的第二傳動組件，所述第二傳動組件可驅動所述轉輪套沿所述輸出軸的軸向運動從而帶動所述輸出軸在豎直方向上運動。在其中一個實施例中，所述限位組件包括設在所述機架上的限位板以及設在所述轉輪套上的移動件，所述限位板上開設有與所述輸出軸平行的限位槽，所述移動件可沿所述限位槽移動。在其中一個實施例中，所述移動件為滾輪或滑塊。在其中一個實施例中，所述夾持件為板狀結構，所述轉輪為二級臺階結構，所述轉輪套套設在所述轉輪的直徑較小的周緣部位，所述夾持件與所述轉輪配合將所述轉輪套限位在所述轉輪的直徑較小的周緣部位。在其中一個實施例中，所述第一驅動件為一驅動電機，所述第一傳動組件包括套設在所述第一驅動件的電機軸上的第一主動帶輪、活動套設在所述輸出軸上的第一被動帶輪以及連接所述第一主動帶輪與所述第一被動帶輪的第一同步帶，所述導向軸的一端固定在所述第一被動帶輪上且與所述第一被動帶輪垂直設置。在其中一個實施例中，所述導向軸的數量有兩個，兩個所述導向軸對稱設置在所述第一被動帶輪與所述支撐套形成的轉動中心軸線的兩側且與所述轉動中心軸線平行。在其中一個實施例中，所述第二驅動件為一驅動電機，所述第二傳動組件包括套設在所述第二驅動件的電機軸上的第二主動帶輪、安裝在所述機架上的第二被動帶輪以及連接所述第二主動帶輪與所述第二被動帶輪的第二同步帶，所述第二同步帶與所述轉輪套固定連接。在其中一個實施例中，所述驅動裝置還包括傳感器擋片及位移傳感器，所述傳感器擋片安裝在所述轉輪套上，且所述傳感器擋片將所述第二同步帶與所述轉輪套壓緊固定，從而第二同步帶的轉動可帶動輸出軸在豎直方向上運動，所述位移傳感器安裝在所述機架上用於檢測所述傳感器擋片在豎直方向上的位移。上述驅動裝置包括水平迴轉機構、豎直直線運動機構以及導向聯動機構，其中水平迴轉機構用於實現輸出軸在水平面旋轉運動的輸出，豎直直線運動機構用於實現輸出軸在豎直方向運動的輸出，導向聯動機構用於實現豎直直線運動和水平迴轉運動的集成輸出。在轉輪套及機架上增加限位組件，用於實現輸出軸在水平面轉動時限制轉輪套轉動，從而可以有效避免轉輪套上的其他機構因旋轉與機架碰撞，提高輸出軸運動的可靠性。此外，輸出軸採用上、下兩端同時支承結構，通過加大輸出軸導向長度，解決因配合間隙造成輸出軸的擺動間隙偏大，定位精度低的缺點，可用於高精度傳動定位。且該驅動裝置不需使用昂貴的花鍵副等機構，成本較低。此外，還有必要 提供一種使用上述成本相對較低、可靠性及精度較高的驅動裝置的樣品分析裝置。一種樣品分析裝置，至少包括上述實施例中至少一種的驅動裝置。該樣品分析裝置由於使用上述驅動裝置，整個分析裝置的可靠性及精度可以得到較大的提高，同時成本較低，可以廣泛推廣應用在生化樣品的分析領域。
圖1為一實施方式的驅動裝置的部分分解示意圖；圖2為圖1驅動裝置的組裝圖；圖3為圖1中導向聯動機構、第二同步帶、傳感器擋片及滾輪的分解示意圖。
具體實施方式
為了便於理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。[0026]需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本實用新型。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。如圖1所示，一實施方式的驅動裝置10包括機架100、輸出軸200、導向聯動機構300、水平迴轉運動機構400以及豎直直線運動機構500。輸出軸200、導向聯動機構300、水平迴轉運動機構400及豎直直線運動機構500安裝在機架100上。輸出軸200用於與外接設備(如攪拌或加樣設備等)連接，並為外接設備提供動力。水平迴轉機構400用於實現輸出軸200在水平面旋轉運動的輸出，豎直直線運動機構500用於實現輸出軸200在豎直方向運動的輸出，導向聯動機構300用於實現豎直直線運動和水平迴轉運動的集成輸出。請結合圖2，機架100的頂部平臺及底部平臺均設有通孔(圖中未標示)，輸出軸200貫穿頂部平臺的通孔且可沿豎直方向運動。請結合圖1和 圖3，導向聯動機構300包括轉輪310、轉輪套320以及夾持件330。轉輪310套設在輸出軸200上且與輸出軸200固定連接。在本實施方式中轉輪310為二級臺階結構，包括直徑較大的主體部312以及設在主體部312上直徑較小的臺階部314。轉輪套320為環狀結構，套設在臺階部314的周緣。夾持件330為一中部設有通孔的板狀結構，輸出軸200貫穿該通孔。夾持件330的直徑與主體部312的直徑適配，從而與主體部312配合將轉輪套320限位在臺階部314的周緣。夾持件330與轉輪310之間固定連接。當轉輪套320固定後，轉軸200、轉輪310及夾持件330可相對轉輪套320在水平面轉動。請結合圖2和圖3，在本實施方式中，機架100及轉輪套320上設有限制轉輪套320轉動的限位組件600。限位組件600包括設在機架100上的限位板610以及設在轉輪套320上的滾輪620。限位板610上開設有與輸出軸200平行的限位槽612。滾輪620通過螺釘630限位在轉輪套320的側邊且滾輪620可沿限位槽612滾動。在轉輪套320及機架100上增加限位組件600，用於實現輸出軸200在水平面轉動時限制轉輪套320轉動，從而可以有效避免轉輪套320上的其他機構因旋轉與機架碰撞，提高輸出軸200運動的可靠性。可以理解，在其他實施方式中，轉輪的結構不限於上面所述，如轉輪還可以為一直徑均勻的輪狀結構，轉輪套套設在該輪狀結構的周緣，對應地，夾持件包括分別設在轉輪兩側的兩個圓形限位板，兩個限位板與轉輪固接並將轉輪套限位在該輪狀結構的周緣。此外，限位組件也不限於上述通過在限位板上開槽與滾輪配合的結構，如限位板可以通過兩個平行設置中間留有空隙的杆狀結構替代，還可以不設置滾輪，直接設置插入限位槽的柱狀體、滑塊等移動件即可，此外，還可以通過其他導軌結構實現等。水平迴轉運動機構400包括第一驅動件410、第一傳動組件420、導向軸430及支撐套440。在本實施方式中，第一驅動件410為固定在頂部平臺一側的第一驅動電機(如步進電機等)。第一傳動組件420包括套設在第一驅動件410電機軸上的第一主動帶輪422、活動套設在輸出軸200上的第一被動帶輪424以及連接第一主動帶輪422與第一被動帶輪424的第一同步帶426。頂部平臺的中部設有通孔，第一被動帶輪424為三級臺階結構，最低級的臺階可插入該通孔中並可在通孔內轉動。導向軸430的一端固定在第一被動帶輪424上且與第一被動帶輪424垂直設置，另一端依次活動穿過轉輪310及夾持件330與支撐套440固定連接。導向軸430可由第一被動帶輪424驅動轉動。支撐套440的中部上設有可供輸出軸200穿過的通孔(圖中未標示)。本實施方式的導向軸430有兩個，兩個導向軸430在輸出軸200的兩側對稱設置，也即導向軸430對稱設置在第一被動帶輪424與支撐套440形成的轉動中心軸線的兩側且與轉動中心軸線平行。當導向軸430繞轉動中心軸線轉動時，可以帶動轉輪310及夾持件330轉動。請參圖1，豎直直線運動機構500包括第二驅動件510及第二傳動組件520。第二驅動件510為一第二驅動電機(如步進電機等)。第二驅動件510固定在底部平臺的一側。第二傳動組件520包括套設在第二驅動件510的電機軸上的第二主動帶輪522、安裝在機架100上的第二被動帶輪524以及連接第二主動帶輪522與第二被動帶輪524的第二同步帶526。第二被動帶輪524通過帶輪支撐軸130固定在機架100上，具體是固定在靠近頂端平臺的位置。第二同步帶526的設置方向與輸出軸200平行。可以理解，在其他實施方式中，第一驅動件及第二驅動件還可以採用其他除步進電機之外的其他驅動設備驅動，如汽缸等。且第一傳動組件與第二傳動組件也不限於同步帶與帶輪組合，如還可以採用齒輪傳動、絲杆副傳動等。請結合圖1和圖3，在本實施方式中，驅動裝置10還包括傳感器組件700。傳感器組件700包括傳感器擋片710及位移傳感器720。傳感器擋片710安裝在轉輪套320上。第二同步帶526夾設在傳感器擋片710與轉輪套320之間，並被傳感器擋片710固緊在轉輪套320上。位移傳感器720 安裝在機架100上用於檢測傳感器擋片710在豎直方向的運動位移。當第二驅動件510驅動第二同步帶526轉動時，由於第二同步帶526固緊在轉輪套320上，從而第二同步帶526的轉動會帶動轉輪套320進而帶動轉輪310和輸出軸200在豎直方向上運動。該驅動裝置的原理如下:第一驅動件410輸出動力使得第一主動帶輪422、第一同步帶426、第一被動帶輪424、導向軸430及支撐套440水平面上迴轉運動，兩根平行布置的導向軸430驅動轉輪310作水平迴轉運動，從而使得輸出軸200輸出水平迴轉運動。第二驅動件510輸出動力通過第二同步帶526傳遞給轉輪套320，轉輪套320帶動轉輪310和輸出軸200 —起沿導向軸430做豎直直線運動。第一被動帶輪424、支撐套440與輸出軸200形成的移動副對輸出軸200形成精密導向。豎直方向的運動導向由4個平行布置的移動副組成，包括轉輪310與導向軸430形成的兩個移動副以及輸出軸200與第一被動帶輪424和支撐套440形成兩個移動副。從而上述驅動裝置10可以通過輸出軸200輸出水平迴轉和豎直直線運動。轉輪套320通過滾輪620與機架100配合形成一個移動副，約束轉輪套320旋轉，避免輸出軸200在運動過程中因轉輪套320旋轉方向晃動大，造成傳感器擋片710與位移傳感器720幹涉。該驅動裝置10包括水平迴轉機構400、豎直直線運動機構500以及導向聯動機構300，其中水平迴轉機構400用於實現輸出軸200在水平面旋轉運動的輸出，豎直直線運動機構500用於實現輸出軸200在豎直方向運動的輸出，導向聯動機構300用於實現豎直直線運動和水平迴轉運動的集成輸出。在轉輪套320及機架100上增加限位組件600，用於實現輸出軸200在水平面轉動時限制轉輪套320轉動，從而可以有效避免轉輪套320上的其他機構因旋轉與機架100碰撞，提高輸出軸200運動的可靠性。此外，輸出軸200採用上、下兩端同時支承結構，其中上端通過第一被動帶輪424限位，下端通過支撐套440限位，從而通過加大輸出軸200導向長度，解決因配合間隙造成輸出軸200的擺動間隙偏大，定位精度低的缺點，可用於高精度傳動定位。且該驅動裝置10不需使用昂貴的花鍵副等機構，成本較低。上述驅動裝置可使用在樣品分析裝置中，用以控制樣本分析裝置的搖臂、加樣針或攪拌杆等機構在空間中特定位置運動，如搖臂、加樣針或攪拌杆在空間的垂直和水平迴轉運動等。通過使用該驅動裝置，整個樣品分析裝置的可靠性及精度可以得到較大的提高，同時成本較低，可以廣泛推廣應用在生化樣品的分析領域。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護 範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種驅動裝置，其特徵在於，包括: 機架； 輸出軸，用於與外界設備連接並為所述外界設備提供動力； 導向聯動機構，包括套設在所述輸出軸上且與所述輸出軸固接的轉輪、套設在所述轉輪周緣的轉輪套、與所述轉輪固接的用於將所述轉輪套限位在所述轉輪周緣的夾持件，所述機架及所述轉輪套上設有限制所述轉輪套旋轉的限位組件，所述輸出軸、所述轉輪及所述夾持件可相對所述轉輪套轉動； 水平迴轉運動機構，包括固定在所述機架上的第一驅動件、與所述第一驅動件連接的第一傳動組件、由所述第一驅動件驅動旋轉的導向軸以及支撐套，所述導向軸的一端與所述第一傳動組件固接，另一端與所述支撐套固接，所述輸出軸活動穿過所述支撐套，所述導向軸活動穿過所述轉輪且與所述輸出軸平行設置，所述導向軸可繞所述輸出軸旋轉從而帶動所述轉輪與所述輸出軸在水平面旋轉； 豎直直線運動機構，包括固定在所述機架上的第二驅動件及與所述第二驅動件連接的第二傳動組件，所述第二傳動組件可驅動所述轉輪套沿所述輸出軸的軸向運動從而帶動所述輸出軸在豎直方向上運動。
2.如權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於，所述限位組件包括設在所述機架上的限位板以及設在所述轉輪套上的移動件，所述限位板上開設有與所述輸出軸平行的限位槽，所述移動件可沿所述限位槽移動。
3.如權利要求2所述的驅動裝置，其特徵在於，所述移動件為滾輪或滑塊。
4.如權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於，所述夾持件為板狀結構，所述轉輪為二級臺階結構，所述轉輪套套設在所述轉輪的直徑較小的周緣部位，所述夾持件與所述轉輪配合將所述轉輪套限位在所述轉輪的直徑較小的周緣部位。·
5.如權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於，所述第一驅動件為一驅動電機，所述第一傳動組件包括套設在所述第一驅動件的電機軸上的第一主動帶輪、活動套設在所述輸出軸上的第一被動帶輪以及連接所述第一主動帶輪與所述第一被動帶輪的第一同步帶，所述導向軸的一端固定在所述第一被動帶輪上且與所述第一被動帶輪垂直設置。
6.如權利要求5所述的驅動裝置，其特徵在於，所述導向軸的數量有兩個，兩個所述導向軸對稱設置在所述第一被動帶輪與所述支撐套形成的轉動中心軸線的兩側且與所述轉動中心軸線平行。
7.如權利要求1所述驅動裝置，其特徵在於，所述第二驅動件為一驅動電機，所述第二傳動組件包括套設在所述第二驅動件的電機軸上的第二主動帶輪、安裝在所述機架上的第二被動帶輪以及連接所述第二主動帶輪與所述第二被動帶輪的第二同步帶，所述第二同步帶與所述轉輪套固定連接。
8.如權利要求7所述的驅動裝置，其特徵在於，所述驅動裝置還包括傳感器擋片及位移傳感器，所述傳感器擋片安裝在所述轉輪套上，且所述傳感器擋片將所述第二同步帶與所述轉輪套壓緊固定，從而第二同步帶的轉動可帶動輸出軸在豎直方向上運動，所述位移傳感器安裝在所述機架上用於檢測所述傳感器擋片在豎直方向上的位移。
9.一種樣品分析裝置，其特徵在於，包括如權利要求廣8中任一項所述的驅動裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種驅動裝置，其包括水平迴轉機構、豎直直線運動機構以及導向聯動機構，其中水平迴轉機構用於實現輸出軸在水平面旋轉運動的輸出，豎直直線運動機構用於實現輸出軸在豎直方向運動的輸出，導向聯動機構用於實現豎直直線運動和水平迴轉運動的集成輸出。在轉輪套及機架上增加限位組件，用於實現輸出軸在水平面轉動時限制轉輪套轉動，從而可以有效避免轉輪套上的其他機構因旋轉與機架碰撞，提高輸出軸運動的可靠性。此外，輸出軸採用上、下兩端同時支承結構，通過加大輸出軸導向長度，解決因配合間隙造成輸出軸的擺動間隙偏大，定位精度低的缺點，可用於高精度傳動定位。此外，本實用新型還涉及一種使用該驅動裝置的樣品分析裝置。
文檔編號G01N21/31GK203133095SQ20122074026
公開日2013年8月14日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者田平, 江雲 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司