一种快速切换扶正套的样本扶正机构及样本管提取机构的制作方法

1.本发明涉及一种样品管的扶正机构，尤其涉及一种快速切换扶正套的样本扶正机构。此外，本发明还涉及包含该样本扶正机构的样本管提取机构。


背景技术：

2.样本提取机构是一种用于提取样本管的自动化机构，广泛应用于对生物样本的深冷存储中。
3.现有的样本提取机构，如公开号为“cn113120604a”、名称为“一种存取管操作机构”的中国专利，其具体结构参考其说明书41、42段。具体的，其通过驱动电机、中空减速机及驱动螺母等部件驱动底端具有气嘴的升降丝杆升降，气源通过通气接头传输至气嘴，从而实现对样本管的负压吸附。
4.这种结构的样本提取机构，其用于提取样本管的气嘴直接吸附样本管，由于样本管顶盖本身具有一定的形变量，其通过强负压吸附后会产生一定形变。只使得各样本管在提取时姿态具有一定的差异，从而无法保证后续机构对样本管的精确操控和识别，严重时会导致样本管的损坏，内部样本的失效，对操作环境也产生一定的影响。
5.为此，一些样本提取机构在机构主体上设置位于吸管外侧的扶正套，用以对样本管进行扶正。然而，由于样本管的管体直径各异，其在提取较小直径的样本管时，样本管外壁与扶正套内壁之间具有一定的间隙，这导致提取的样本管无法保证垂直姿态。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够根据样本管型号快速更换对应扶正套，以保证样本管姿态的快速切换扶正套的样本扶正机构。此外，本发明还设计一种包含该样本扶正机构的样本管提取机构。
7.本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，包括保温管，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至所述扶正套内。
8.该快速切换扶正套的样本扶正机构的优点在于，其保温管内通过安装竖杆连接有电磁铁，电磁铁可将铁磁性扶正套吸附于保温管内，样本提取管可穿过连接架并伸入至扶正套内，从而实现对样本管的吸附。由于扶正套由铁磁性材料制成，这使得该样本扶正机构能够通过电磁铁实现扶正套的快速更换，进而使其与不同型号的样本管相适配，使其在提取样本管时，样本管能够始终保持垂直姿态，进而保证后续设备对样本管的精确操作。
9.进一步的，本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，所述连接架为环状连接架，环状连接架的中孔与样本提取管适配。
10.环状连接架的设置方便了操作人员将安装于保温管内，其中空能够实现对样本提取管的导向作用。
11.安装竖杆可与其一体成型，安装时，连接架可通过过盈配合实现与保温管的连接。
12.进一步的，本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，所述连接架包括绕保温管中轴设置的若干安装板，所述安装竖杆的顶端设置于安装板的底端。
13.若干安装板的设置方便了连接架的制备及安装，同时实现了对安装竖杆的安装，若干安装板可包围形成与样本提取管适配的内孔，以实现对样本提取管的导向。
14.进一步的，本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，所述安装板及安装竖杆的数目均为四个。
15.四个安装板及安装竖杆的设置，使得安装竖杆上的电磁铁能够将扶正套稳定地吸附于安装竖杆之间。
16.进一步的，本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，所述安装竖杆的顶端位于安装板靠近保温管的一侧。
17.将安装竖杆顶端设置于靠近保温管的一侧，使得安装板的底面能够对样本管进行竖向定位，从而提高对样本管操作的精确度。
18.进一步的，本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，所述扶正套由铁制成。
19.采用铁制备的扶正套实现了与电磁铁的吸附与分离，并且其价格较低，易于铸造。
20.本发明的样本管提取机构包括机体、设于机体上的样本提取管及驱动样本提取管升降的提取管升降驱动装置，样本管提取机构还包括快速切换扶正套的样本扶正机构，快速切换扶正套的样本扶正机构包括保温管，保温管的顶端固设于机体上，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至所述扶正套内。
21.该样本管提取机构通过样本扶正机构的设置，实现了对不同型号样本管的扶正，从而提高了其通用性。
22.进一步的，本发明的样本管提取机构，还包括安装盒，安装盒内设有三维位移驱动机构，三维位移驱动机构的输出端设置有电机安装板，电机安装板上设有转动驱动电机，转动驱动电机的输出端设有连接臂，所述机体设置与连接臂的端部。
23.三维位移驱动机构的设置实现了对机体的三维位移驱动，转动驱动电机及连接臂的设置实现了对机体的转动驱动，以使样本提取管能够移动至目标样本管的正上方。
24.进一步的，本发明的样本管提取机构，所述三维位移驱动机构包括包括横向位移组件、纵向位移组件及升降组件；
25.横向位移组件包括横梁、设于横梁上的横向电缸；
26.纵向位移组件包括纵向撑板、设于纵向撑板表面的导轨、设于盒体侧面上的纵向电缸，所述横梁的端部与纵向电缸的输出端固连；
27.升降组件包括设于横向电缸输出端的升降电缸，所述电机安装板设于升降电缸的输出端。
28.三维位移驱动机构的设置实现了对样本提取管及样本扶正机构的三维位移驱动功能。
29.进一步的，本发明的样本管提取机构，所述盒体的内侧面上设有若干扶正套固定座，扶正套固定座上设有扶正套。
30.扶正套固定座的设置实现了对扶正套的安装，以便样本扶正机构更换相应相应型号的扶正套。
31.进一步的，本发明的样本管提取机构，所述扶正套固定座的表面设有与扶正套适配的定位槽。
32.定位槽的设置实现了对扶正套的精确定位，进而方便了样本扶正机构更换扶正套。
33.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本发明的实施例对其进行详细说明。
附图说明
34.图1是保温管的立体图；
35.图2是四组安装板及安装竖杆的立体图；
36.图3是电磁铁未吸附扶正套时样本提取机构的使用状态图；
37.图4是吸附有扶正套的本提取机构的使用状态图；
38.图5是样本提取机构的立体图；
39.图6是扶正套固定座及扶正套的连接示意图。
40.其中，保温管1，连接架2，安装竖杆3，电磁铁4，扶正套5，样本提取管6，安装板7，机体8，安装盒9，电机安装板10，转动驱动电机11，连接臂12，横梁13，横向电缸14，纵向撑板15，导轨16，纵向电缸17，升降电缸18，滑块19，扶正套固定座20，定位槽21，样本管22。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
42.实施例一：
43.参见图1至图4，本实施例的快速切换扶正套的样本扶正机构，包括保温管1，保温管内设有与保温管连接的连接架2，连接架的底部设有若干安装竖杆3，安装竖杆上设有电磁铁4，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套5，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管6的底端可穿过连接架并伸入至扶正套内。
44.本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，其保温管内通过安装竖杆连接有电磁铁，电磁铁可将铁磁性扶正套吸附于保温管内，样本提取管可穿过连接架并伸入至扶正套内，从而实现对样本管的吸附。由于扶正套由铁磁性材料制成，这使得该样本扶正机构能够通过电磁铁实现扶正套的快速更换，进而使其与不同型号的样本管相适配，使其在提取样本管时，样本管能够始终保持垂直姿态，进而保证后续设备对样本管的精确操作。
45.其中，保温管用于实现保温及对内部各部件的安装功能，其可由隔热性较好的材料，如塑料制成，或在其内外壁涂覆具有保温功能的隔热涂层，以达到保温效果。其顶端可固定于样本管提取机构的机体上。
46.连接架用于实现对安装竖杆的支撑，其可为一体式的环状连接架，或由多个相互隔离的安装板拼合而成。
47.本实施例中，连接架包括四个绕保温管中轴均匀分布的安装板7，安装板的侧壁可
通过焊接、胶粘等方式连接于保温管内壁上。
48.此外，安装板之间可通过连接件固连，以形成一个环状的整体构件，再通过过盈配合等方式安装于保温管内。
49.每个安装板的底端均设置与其一体成型的安装竖杆，上述电磁铁设置于安装竖杆上。
50.安装竖杆的顶端设置于安装板的靠近保温管内壁的一侧，这样，安装板的内侧底面可用于对扶正套进行竖向限位。
51.电磁铁用于吸附扶正套，其为绕于安装竖杆上的金属线圈，其两端分别通过导线与外部电源及控制器连接，控制器可通过控制电磁铁与电源之间的通断，实现电磁铁与扶正套之间的吸附与分离。
52.扶正套用于实现对样本管的扶正功能，其由铁、钴、镍等铁磁性材料制成，其内壁与相应型号的扶正套适配。
53.样本提取管通过负压气源吸附样本管，其可通过中空减速机、驱动螺母、丝杆等部件实现升降，或在气缸、油缸、电缸等位移驱动装置的驱动下，在保温管内升降。
54.工作时，保温管的顶端固定于样本提取机构的机体上，并与样本提取管对应。提取样本管22时，样本提取机构的机体在移动驱动机构的驱动下移动至样本管的正上方，以使样本提取管与目标样本管对准。
55.对准后，样本提取管在升降机构的驱动下穿过连接架并伸入至扶正套内，直至其底端将对应样本管吸附住。
56.待样本管被吸附后，样本提取管带动样本管上升，直至其顶端伸入至扶正套内。样本管顶端进入扶正套后由扶正套扶正。此后，后续设备便可对其进行相应操作。
57.当需要吸附不同型号的样本管时，样本扶正机构在移动驱动机构的驱动下移动至相应工位，外部控制器将电磁铁断电，以使扶正套从保温管内脱落并落入相应工位。
58.当原扶正套脱落后，样本扶正机构在移动驱动机构的驱动下移动至对应型号的扶正套处，并使扶正套的顶端伸入保温管内的若干电磁铁之间。
59.当该扶正套到位后，电磁铁在控制器控制下通电，进而将该型号扶正套吸附于电磁铁上。此后样本管提取机构便可按前述类似方式提取样本管，不再赘述。
60.上述移动驱动机构可为包括三维移动驱动组件在内的驱动机构，或为机械臂。
61.作为优选，本实施例的快速切换扶正套的样本扶正机构，连接架包括绕保温管中轴设置的若干安装板，安装竖杆的顶端设置于安装板的底端。
62.若干安装板的设置方便了连接架的制备及安装，同时实现了对安装竖杆的安装，若干安装板可包围形成与样本提取管适配的内孔，以实现对样本提取管的导向。
63.作为优选，本实施例的快速切换扶正套的样本扶正机构，安装板及安装竖杆的数目均为四个。
64.四个安装板及安装竖杆的设置，使得安装竖杆上的电磁铁能够将扶正套稳定地吸附于安装竖杆之间。
65.作为优选，本实施例的快速切换扶正套的样本扶正机构，安装竖杆的顶端位于安装板靠近保温管的一侧。
66.将安装竖杆顶端设置于靠近保温管的一侧，使得安装板的底面能够对样本管进行
竖向定位，从而提高对样本管操作的精确度。
67.作为优选，本实施例的快速切换扶正套的样本扶正机构，扶正套由铁制成。
68.采用铁制备的扶正套实现了与电磁铁的吸附与分离，并且其价格较低，易于铸造。
69.实施例二：
70.参见图5至6，本实施例公开了一种包含实施例一中样本扶正机构的样本管提取机构，本发明的样本管提取机构包括机体8、设于机体上的样本提取管6及驱动样本提取管升降的提取管升降驱动装置，样本管提取机构还包括快速切换扶正套的样本扶正机构，快速切换扶正套的样本扶正机构包括保温管1，保温管的顶端固设于机体上，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至扶正套内。
71.该样本管提取机构通过样本扶正机构的设置，实现了对不同型号样本管的扶正，从而提高了其通用性。
72.其中，提取管升降驱动装置用以驱动样本提取管升降。样本提取管通过负压气源吸附样本管。
73.作为优选，本实施例的样本管提取机构，还包括安装盒9，安装盒内设有三维位移驱动机构，三维位移驱动机构的输出端设置有电机安装板10，电机安装板上设有转动驱动电机11，转动驱动电机的输出端设有连接臂12，机体设置与连接臂的端部。
74.三维位移驱动机构的设置实现了对机体的三维位移驱动，转动驱动电机及连接臂的设置实现了对机体的转动驱动，以使样本提取管能够移动至目标样本管的正上方。
75.作为优选，本实施例的样本管提取机构，三维位移驱动机构包括包括横向位移组件、纵向位移组件及升降组件；
76.横向位移组件包括横梁13、设于横梁上的横向电缸14；
77.纵向位移组件包括纵向撑板15、设于纵向撑板表面的导轨16、设于盒体侧面上的纵向电缸17，横梁的端部与纵向电缸的输出端固连；
78.升降组件包括设于横向电缸输出端的升降电缸18，电机安装板设于升降电缸的输出端。
79.三维位移驱动机构的设置实现了对样本提取管及样本扶正机构的三维位移驱动功能。
80.具体的，横向位移组件用于驱动升降组件及其上的电机安装板、机体等部件横向移动，其横梁的两端通过滑块19与盒体侧面上的导轨滑动配合。驱动时，横向电缸的输出端驱动升降组件横向移动，从而带动转动驱动电机、机体等部件横向移动。
81.纵向位移组件用于驱动横向位移组件及其上各部件纵向移动，为了提高移动的稳定性，盒体的左右侧面上可分别设置纵向位移组件。驱动时，纵向电缸的输出端驱动横梁沿盒体侧面的导轨移动，进而带动升降组件、转动驱动电机及机体等部件纵向移动。
82.升降组件用于驱动电机安装板及机体等部件升降。驱动时，升降电缸的输出端驱动电机安装板升降，进而带动连接臂及机体等部件升降。
83.上述横向电缸、纵向电缸、升降电缸均可为电机丝杆式直线位移驱动装置，其具体结构不再赘述。
84.作为优选，本实施例的样本管提取机构，盒体的内侧面上设有若干扶正套固定座20，扶正套固定座上设有扶正套5。
85.扶正套固定座的设置实现了对扶正套的安装，以便样本扶正机构更换相应相应型号的扶正套。
86.作为优选，本实施例的样本管提取机构，扶正套固定座的表面设有与扶正套适配的定位槽21。
87.定位槽的设置实现了对扶正套的精确定位，进而方便了样本扶正机构更换扶正套。
88.以上仅是本发明优选的实施方式，用于辅助本领域技术人员实现相应的技术方案，而并不用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附权利要求限定。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的技术方案基础上，可做出若干与其等同的改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照上述实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：包括保温管，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至所述扶正套内。2.根据权利要求1所述的快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：所述连接架为环状连接架，环状连接架的中孔与样本提取管适配。3.根据权利要求1所述的快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：所述连接架包括绕保温管中轴设置的若干安装板，所述安装竖杆的顶端设置于安装板的底端。4.根据权利要求3所述的快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：所述安装板及安装竖杆的数目均为四个。5.根据权利要求3所述的快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：所述安装竖杆的顶端位于安装板靠近保温管的一侧。6.根据权利要求1所述的快速切换扶正套的样本扶正机构，其特征在于：所述扶正套由铁制成。7.一种样本管提取机构，包括机体、设于机体上的样本提取管及驱动样本提取管升降的提取管升降驱动装置，其特征在于：样本管提取机构还包括快速切换扶正套的样本扶正机构，快速切换扶正套的样本扶正机构包括保温管，保温管的顶端固设于机体上，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至所述扶正套内。8.根据权利要求7所述的样本管提取机构，其特征在于：还包括安装盒，安装盒内设有三维位移驱动机构，三维位移驱动机构的输出端设置有电机安装板，电机安装板上设有转动驱动电机，转动驱动电机的输出端设有连接臂，所述机体设置与连接臂的端部。9.根据权利要求8所述的样本管提取机构，其特征在于：所述三维位移驱动机构包括包括横向位移组件、纵向位移组件及升降组件；横向位移组件包括横梁、设于横梁上的横向电缸；纵向位移组件包括纵向撑板、设于纵向撑板表面的导轨、设于盒体侧面上的纵向电缸，所述横梁的端部与纵向电缸的输出端固连；升降组件包括设于横向电缸输出端的升降电缸，所述电机安装板设于升降电缸的输出端。10.根据权利要求8所述的样本管提取机构，其特征在于：所述盒体的内侧面上设有若干扶正套固定座，扶正套固定座上设有扶正套。11.根据权利要求10所述的样本管提取机构，其特征在于：所述扶正套固定座的表面设有与扶正套适配的定位槽。

技术总结
本发明涉及一种快速切换扶正套的样本扶正机构，包括保温管，保温管内设有与保温管连接的连接架，连接架的底部设有若干安装竖杆，安装竖杆上设有电磁铁，若干安装竖杆之间设有由铁磁性材料制成的扶正套，电磁铁可将扶正套吸附于若干安装竖杆之间，样本提取管的底端可穿过连接架并伸入至扶正套内。本发明的快速切换扶正套的样本扶正机构，其保温管内通过安装竖杆连接有电磁铁，电磁铁可将铁磁性扶正套吸附于保温管内。由于扶正套由铁磁性材料制成，这使得该样本扶正机构能够通过电磁铁实现扶正套的快速更换，进而使其与不同型号的样本管相适配，使其在提取样本管时，样本管能够始终保持垂直姿态，进而保证后续设备对样本管的精确操作。确操作。确操作。


技术研发人员：瞿建国 曹伟光
受保护的技术使用者：上海原能细胞生物低温设备有限公司
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/9/13