專利名稱:拔試管塞的自動裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于將管塞從試管中拔出來的自動裝置，試管中裝有所試驗用的液體如血樣之類。
為了化驗裝在帶塞子的試管中的液體，如血樣，看看血液中是否有桿菌或者鑒別一下是哪種桿菌，就需要將試管上的管塞，比如橡皮塞拔出來，把液體分成幾部分，分別送到不同的分析化驗設(shè)備上去進行不同項目的化驗。對于這些分析化驗設(shè)備已經(jīng)有人進行了研究。已經(jīng)發(fā)展出應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)的分析化驗設(shè)備并且已在實際中加以使用。但是，對于一些所謂“準備工作”，如拔試管塞之類的工作仍然靠手工勞動，就象在大醫(yī)院里所看到的那樣。由工人拿著裝有血樣的試管一個一個地將管拔出來。目前還沒有一種能夠自動地將管塞從試管中拔出的裝置。
用人工拔出管塞的時候，如果操作不當(dāng)就會在從試管中拔出管塞的時候，液體從試管中濺出來，這樣就會濺到操作人員的手上，滴到地上。人工操作的時候還會出現(xiàn)試管落地破碎的情況。如果一旦發(fā)生了上述這些情況，就會惡化操作間的衛(wèi)生條件。另外，用人工拔管塞的效率也低。當(dāng)有一大批試管需要在某一個短時間內(nèi)打開的話，就得有很多人參加這項工作。如果沒有充足的勞動力，那么這種拔管塞的工作就得需要很長的時間。
因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種自動拔管塞的裝置，這種裝置可以將管塞從試管中平穩(wěn)地拔出而不會出現(xiàn)液體從試管中濺出的現(xiàn)象，從而也就不會濺到操作人員手上，滴到地上或者試管落地破碎的情況，這樣就可以保持操作間的衛(wèi)生條件，同時也就可以在一個短時間內(nèi)將大量的管塞從試管中拔出來。
為了達到上述的目的，在本發(fā)明中采取了以下的措施。有一個帶孔的試管架，帶管塞的試管都插在這些孔中，排列成m行和n排。裝滿試管的試管架由一個試管架移送裝置運到主機體中。當(dāng)試管架正在向主機體中運送的時候，有一個試管取出裝置將帶管塞的試管一排一排地從試管架中取出。從試管架中取出的試管按照規(guī)定的順序由主機體中設(shè)置的試管運送機構(gòu)一個接一個地向前移送。在主機體中設(shè)置的一個管塞拔出裝置將管塞與試管分開并將其從試管中拔出來。敞口的試管由試管運送機構(gòu)繼續(xù)向前運送。一定排數(shù)的敞口試管被運送到一個空的試管架那里，這個試管架是由試管架移送裝置移動到試管運送機構(gòu)的位置上。當(dāng)所有這些試管都已插到試管架的孔中以后，就由試管架移送裝置把這個試管架從主機體中移出。
上面所講的這種拔管塞的自動裝置可以自動而可靠地將管塞從試管中拔出，不會出現(xiàn)液體從試管中濺出將操作人員的手弄臟或者滴到地上的情況，也不會發(fā)生試管落到地上的問題，從而可以保持操作間里的衛(wèi)生條件，此外，這種拔管塞裝置可以在短時間內(nèi)將大量試管的管塞拔出來。換句話說，本發(fā)明的自動拔管塞裝置具有一些優(yōu)點，并且是過去不曾為人們所知道的。
圖1至圖18所示是本發(fā)明的裝置的一個實施例圖1所示是本裝置的透視圖;
圖2所示是試管運送機構(gòu)的運輸機的透視示意圖;
圖3是圖2所示試管運送機構(gòu)的運輸機的側(cè)視圖;即從圖2的左側(cè)看去的視圖;
圖4所示試管移送套筒的透視圖，這個套筒呈空心圓筒形狀，用于試管運送機構(gòu)上;
圖5是試管移送套筒的側(cè)視圖;
圖6所示是試管移送套筒的頂視圖;
圖7所示是插有試管的試管移送套筒的透視圖;
圖8所示是試管移送套筒裝在試管運送機構(gòu)中的側(cè)視圖，套筒中還插有一個試管;
圖9和圖10所示分別是擋桿裝置的透視圖和頂視圖，擋桿裝置用來在試管運送機構(gòu)中將試管移送套筒停下來;
圖11所示是本裝置所用的管塞拔出裝置的正視圖;
圖12至圖14所示分別是管塞拔出裝置的拔出桿的頂視圖，底視圖和側(cè)視圖;
圖15所示是管塞拔出裝置所用夾具的頂視圖，這個夾具用來將管塞夾住;
圖16至圖18所示是管塞拔出裝置的側(cè)視圖，說明這個裝置是如何將管塞從試管中拔出來的。
下面參看圖1，標號1表示試管架送入裝置，標號2表示試管架移送裝置，標號3表示試管架運出裝置。在圖1中，標號4表示試管取出裝置，標號5表示試管運送機構(gòu)用來運送試管，標號6表示管塞拔出裝置，而標號7表示試管插入裝置。標號8所示是試管，而標號9表示試管架。標號10為主機體。在機體中設(shè)有一個程序控制器，這個控制器在圖上未示，是日本Izumi Denki公司制造的“FA-1J”型程序控制器(以下簡稱控制器)用來對1-7項設(shè)備進行程序控制。
試管架運入裝置1用來移送試管架9，試管架中插有試管8，排列成m行，n排，試管架被移送到主機體10中。(在這個實施例中，試管排列成5行，共10排)。試管架運入裝置1包括一個皮帶運輸機11，被傳動在箭頭A的方向移動，在皮帶運輸機11的兩側(cè)裝有導(dǎo)板12a和12b，這兩塊導(dǎo)板相互平行。在導(dǎo)板12a和12b上分別安裝有位置探測器如光敏元件13a，13b，用來探測試管架9是否已經(jīng)進入主機體10中。
試管架移送裝置2包括皮帶運輸機21用來將進入機體10中的試管架9沿箭頭B的方向移送，這個方向與箭頭A所示方向相垂直，在這個皮帶運輸機21的兩側(cè)裝有導(dǎo)板22a和22b，這兩塊導(dǎo)板相互平行。在導(dǎo)板22a和22b上分別安裝有位置探測器，如光敏元件23a，23b，用來在移送裝置2的運送過程中探測試管架9的位置，這些探測器在試管架9到達后給出信號，通過這些信號可以使皮帶運輸機21停止和開動。這個皮帶運輸機21也可以用幾個運輸機來代替，這幾個運輸機一個接一個布置起來。在這種情況下，最好是使運輸機盡量靠近試管插入裝置7，并且在必要的時候可以在反方向運轉(zhuǎn)。
試管架運出裝置3用來將試管架9從機體10中運出去。試管架運出裝置包括皮帶運輸機31，被傳動在箭頭C的方向運轉(zhuǎn)，這個方向與箭頭B所示方向相垂直，而與箭頭A所示方向相平行，在皮帶運輸機31的兩側(cè)裝有導(dǎo)板32a和32b，這兩塊導(dǎo)板相平行。在導(dǎo)板32a和32b上分別安裝有位置探測器，如光敏元件33a，33b，用來探測試管架9是否已經(jīng)從裝置中運出去。
試管取去裝置4是用來將試管8從試管架9中取出來，試管架9是由試管架移送裝置2移送到指定的位置上并且在這個位置上停下來，試管成排地從試管架中取出(即同時取出5個試管)，試管取出裝置4包括一個傳動裝置(圖上未示)，它的長臂41可以上下動作，也可在傳動裝置傳動下在水平方向動作，在長臂41的下端裝有氣動的夾具43，夾具43具有五個C形卡爪42，當(dāng)壓縮空氣操縱時這些卡爪可以打開和閉合。
試管運送機構(gòu)5包括試管移送通道51，這個通道的形狀大體上象個方框結(jié)構(gòu)，同時該通道還有一段51a以便改變試管的移送順序。試管移送通道51架設(shè)在試管架移送裝置2中間部分的上方，其位置是考慮不會妨礙試管架9的通過。試管移送通道51的結(jié)構(gòu)是考慮使試管移送套筒52能夠獨立地在通道51中移動。后面將要說明，每一個試管移送套筒52可以在試管移送通道51中使試管8能夠穩(wěn)定地移送。在試管移送通道51的側(cè)壁上裝有一些位置探測器(比如光敏元件)及用于控制套筒52的氣缸，位置探測器用來探測試管移送套筒52的位置。當(dāng)試管8移動到指定的位置以后，就會由控制器(圖上未示)操縱氣缸來使套筒停止或者移動。這樣，試管運送機構(gòu)5便可以獨立地成組地移送試管，每一組試管由五個試管8組成，這些試管是用試管取出裝置4從試管架9中取出的。
管塞拔出裝置6可以單獨地用于每一個試管8和試管上的管塞8a，將試管8與管塞8a分開，從而從試管8中將管塞8a拔出來，這一點將在后面詳細介紹。
試管插入裝置7用來把已經(jīng)拔掉管塞8a的試管8插到試管架中，即一排一排地插入試管架9′的孔中，試管是由運送機構(gòu)5運送的。試管插入裝置7包括一個傳動裝置(圖上未示)，長臂71可以上下動作并且在傳轉(zhuǎn)裝置的傳動下在水平方向動作，在長臂71的下端裝有一個氣動夾具73。夾具73具有五個C形卡爪72，當(dāng)壓縮空氣操縱時這些卡爪可以打開和閉合。
現(xiàn)在參照圖2和圖3詳細地說明試管運送機構(gòu)5的試管移送通道51。如這些附圖所示，試管移送通道51包括兩個互相平行的金屬板制做的側(cè)板54和55，兩個側(cè)板之間相距一個預(yù)定的距離，并且用一個平板56將側(cè)板54和55的下端連接起來，側(cè)板54和55的上端有平伸的導(dǎo)向邊緣54a和55a，這兩個導(dǎo)向邊緣在水平方向相對著。在側(cè)板54和55的下端向外各伸出一個支撐邊緣54b和55b，這兩個支撐邊緣在水平方向朝相反方向伸出。在側(cè)板54和55上切有開口57(圖2和圖3上只畫了一個)。在這些開口中安裝著位置探測器53a，53b，53c…(比如光敏元件)，用來探測試管移送套筒52的位置，在開口中還安裝用來停止套筒52的氣缸。試管移送通道51還包括皮帶運輸機58，皮帶從平板56上面繞過，而平板是用來將兩個側(cè)板54和55連在一起。皮帶運輸機58由傳動裝置59如電機來進行傳動。
導(dǎo)向邊緣54a和55a的伸出量W，導(dǎo)向邊緣54a，55a端面之間的距離s以及導(dǎo)向邊緣與皮帶運輸機58上表面之間的距離H都要按照試管移送套筒52的尺寸和形狀來進行確定。
現(xiàn)在參照圖4至圖6來說明試管移送套筒52的結(jié)構(gòu)。如圖所示，每一個試管移送套筒52有兩個圓環(huán)狀凹槽52a和52b，并在其中心線方向有一個圓孔52c，這個圓孔52c是用來插試管的。在圓孔52c的底部有一個小孔52d，圓環(huán)狀凹槽52a的寬度G1要比導(dǎo)向邊緣54a和55a稍稍大一點。試管移送套管52凹槽部分的直徑D要比導(dǎo)向邊緣54a和55b之間距離S稍小一點。圓環(huán)狀凹槽52b的寬度G2要比擋桿50a的直徑稍稍大一些，有關(guān)擋桿裝置的情況將在后面詳細介紹。插試管的圓孔52c的直徑d要比試管8的直徑稍微大一些，底部圓孔52d的直徑要比試管的直徑小得多。圓環(huán)狀凹槽52a和52b的深度V是按照擋桿50a后退位置來確定。圓環(huán)狀凹槽52b可以比圓環(huán)狀凹槽52a稍稍深一些。
下面參照圖7至圖10來說明插在每一個試管移送套筒52的圓孔52c中的試管8是如何在試管運送機構(gòu)5中運送的。插有試管8的套筒52(如圖7所示)是按照圖8所示的樣子裝在試管移送通道51中的。此時，控制套筒52運動的氣缸50處于其后退的位置上，因此，擋桿50a處于完全退回的位置上。由于皮帶運輸機58是傳動的，因此試管移送套筒52將向前移動，同時由通道51的導(dǎo)向邊緣54a和55a進行導(dǎo)向。由于導(dǎo)向邊緣54a和55a都嵌入套筒52的圓環(huán)狀凹槽52a中，因此套筒52能夠平穩(wěn)地向前移動，沒有傾倒的可能。當(dāng)氣缸50由控制器起動的時候，擋桿50a便會在套筒52在通道51中運送的過程中伸到相鄰兩個套筒52的間隙之中，更確切地說是伸到這些套筒52的圓環(huán)狀凹槽52a之間，如圖10所示，從而將所有處于擋桿50a上游方向的套筒52都停下來，既使相鄰兩個套筒52互相靠在一起，擋桿50a仍然可以伸到這兩個套筒52的圓環(huán)狀凹槽52a的間隙中而不會將相鄰兩個套筒52分開。
管塞拔出裝置6將參照圖11至圖15進行詳細說明。在圖11中，標號60所示是一個U形的固定框架，在固定框架60上安裝有兩個氣缸61a和61b用來將試管夾住，這兩個氣缸在同一個中心線上。氣缸61a和61b各有一個驅(qū)動桿。在氣缸61a和61b的驅(qū)動桿端頭分別安裝著試管夾持器62a和62b。在試管夾持器62a和62b上分別裝有彈性墊63a和63b。
在圖11中，標號64a和64b表示一對拔出管塞用的氣缸，形成一個雙行程氣缸，標號65a和65b表示一對拔出管塞用的氣缸，形成一個雙行程氣缸。雙行程氣缸的上端由一個支撐機構(gòu)(圖上未示)來支承，必要時它可以由控制器來移動。上面的兩個氣缸64a和64b同時被驅(qū)動將框架66向上拉。下面的兩個氣缸65a和65b交替地被驅(qū)動將框架66向上拉。這些雙行程氣缸各裝有一個驅(qū)動的拉桿。驅(qū)動拉桿的下端都通過接頭67a和67b與活動框架66相連接。用來夾持管塞的兩個氣缸68a和68b都安裝在活動框架66的側(cè)板上，兩個氣缸在同一個中心線上。氣缸68a和68b各裝有一個驅(qū)動的拉桿。管塞夾緊器69a和69b分別安裝在氣缸68a和68b驅(qū)動拉桿的端部。管塞夾持器69a和69b可以前后移動，并且由導(dǎo)輥70a和70b進行導(dǎo)向，同時也由導(dǎo)槽73a和73b來導(dǎo)向，如圖12和圖13所示。圖上標號77表示一個螺旋彈簧安裝在活動框架66的下面，并且是在框架的中央部分。這個彈簧將試管8上蓋的橡皮管塞8a向下推，這樣可以有助于使尖針插入管塞8a中去，這一點將在后面說明。圖上標號72a和72b表示安裝在管塞夾持器69a和69b旁邊的阻擋器，這些阻擋器的用途是在管塞夾持器69a和69b向回退的時候把從試管8中拔出的橡皮管塞8a擋住，從而使管塞脫離開。
管塞夾持器69a和69b具有半圓形的凹面，如圖13及圖15所示。這些半圓形凹面是在支撐板75a和75b的相對的一側(cè)做出的。在夾持器69a上裝有兩根尖針74a和74a′，這兩根尖針從夾持器69a的凹面中伸出，同樣，在夾持器69上也裝有兩根尖針74b和74b′，這兩根尖針從夾持器69b的凹面中伸出。因此，一共有四根尖針。在上述半圓形凹面上都分別裝有彈性墊76a和76b。
如圖15所示，當(dāng)管塞夾持器69a和69b靠攏并相互接觸的時候，尖針74a和74a′以及尖針74b和74b′就會插入管塞8a中去，同時彈性墊76a和76b靠到管塞8a的圓周上并將其緊緊地夾住。
現(xiàn)在參照圖11至圖15以及圖16至圖18來說明管塞拔出裝置6的操作過程。當(dāng)用來夾持試管8的氣缸61a和61b動作的時候，試管夾持器62a和62b就會將試管8夾住。此時，試管8的圓周被夾持在彈性墊63a和63b之間。所以，這里沒有沖擊作用到試管8上，試管8也沒有被壓破的危險。
隨后，管塞拔出用的氣缸64a和65a以及管塞拔出用的氣缸64b和65b都下降，從而使驅(qū)動桿78a和78b向下移動。這樣的結(jié)果是整個框架向下移動。當(dāng)這個框架移動到規(guī)定位置時，螺旋彈簧77便壓在管塞8a的頂部，如圖16所示。接著，夾持器69a和69b將管塞8a夾住。于是，尖針74a和74a′以及尖針74b和74b′插入管塞8a之中。
在這以后，下面的管塞拔出氣缸65a和65b開始動作，從而使驅(qū)動桿78a和78b交替地在箭頭a、b、c和d所示方向上下動作，如圖17所示，這樣就可以使管塞拔出用框架作擺動。因此使管塞8a很容易被拔出來。當(dāng)管塞8a拔出一個距離h1以后，氣缸65a和65b即完成了管塞拔出操作，此時，在管塞8a上切的缺口8b已經(jīng)移到了稍稍高于試管開口端的位置，這個缺口是為了讓空氣進入試管8而準備的。這樣，空氣開始從缺口8b進入試管8中，從而使試管8中的壓力等于大氣壓力，接著，上面的管塞拔出氣缸64a和64b同時向上動作，將管塞8a從試管8中拔出去。由于試管內(nèi)外的壓力已經(jīng)平衡，因此作用在管塞8a上的力矩已經(jīng)大大減小，從而就不會有液體從試管8中濺出的危險。
管塞拔出裝置的結(jié)構(gòu)在上面已經(jīng)講了，現(xiàn)在說明一下它是操作過程。
首先，當(dāng)裝有試管的試管架9已經(jīng)裝到試管架送入裝置1上以后，控制器便開始工作，由送入裝置1將試管架9移到主機體10中。在主機體10中，試管架9由試管架移送裝置2的皮帶運輸機21運送到試管取出裝置4那里，然后控制器改變皮帶運輸機21的操作方式，使皮帶運輸機21開始斷續(xù)性地移送試管架9，每一次使其移動一個相鄰兩排試管的間距。與此同時，試管取出裝置4開始動作，從試管架9中同時取出一排五根試管8，接著將這些試管插入試管移送套筒52中。插有試管8的套筒52由試管運送機構(gòu)5向前移送。試管移送套筒52的排列次序在從通道51的第一段移送到伸出段51a的時候是相反的次序，接著，套筒52從伸出段51a移動進入通道51的第二段，通道的第二段與第一段是相互垂直的。因此，試管8的排列次序相反。試管移送套筒52一個接一個被移送到管塞拔出裝置6那里。管塞拔出裝置6將管塞8a從試管8中拔出。管塞8a收集到一起，再進行下一步處理。仍然插在試管移送套筒52中的敞口試管8被移送到試管插入裝置7中。這個插入裝置7停在那里直到一排五個試管到達為止。當(dāng)有五個試管到達那里以后，這個插入裝置7便開始操作，將這五個試管移送到空的試管架9′中，這個試管架9′已經(jīng)處于試管架移送裝置2的位置上。
空的試管架9′在操作開始時通過皮帶運輸機的傳動反向而從試管架運出裝置3那里移送過去。如果在試管8正在通道51中運送的過程中，已由試管取出裝置4將試管8取出的試管架9可以從取出裝置4那里移動到規(guī)定的位置上，那么這個試管架9就可以用來代替試管架9′。
由于空的試管架9′也是斷續(xù)性地移動，每一次移動一段兩排相鄰試管的間距，因此它與試管插入裝置7是同步移動的。所以，試管8是一排一排地移送到試管架9′那里的。由于通道伸出段51a的緣故，試管8已經(jīng)在相反的次序排列，因此試管在試管架9′中的排列次序也和前面已排列的次序一樣。
在所有的試管8已經(jīng)被移送到試管9′中以后，這個試管架即由試管架移送裝置2運送到試管架運出裝置3那里，接著主機體10中運送出去。試管已被取出的試管移送套筒52再由試管運送機構(gòu)5返回到試管取出裝置4那里。
按照上面所講的操作程序，每一個插在試管架圓孔中的試管8的管塞8a都可以自動地被拔出來。因此只需要從試管架運出裝置3運出來的試管架上取試管8就行了。
按照本發(fā)明的自動拔管塞裝置可以自動地將裝有液體如血樣的試管的管塞拔出來。因此，用這種裝置可以使拔管塞的人工操作實現(xiàn)全部自動化，這種工作在大醫(yī)院也是必需的。如果將本發(fā)明的裝置投放市場，人們可以買去使用以代替煩人的人工操作。另外，從衛(wèi)生條件方面來說，這種裝置也是非常有用的。因此，可以說這種裝置可以得到廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用來將盛有血樣等類液體并用管塞塞住的試管的管塞自動拔出的裝置，其特征在于包括下列部件一個試管架送入裝置用來將試管架送到主機體中，在試管架中裝有一些試管排列成m行，n行；一個試管架移送裝置用來將試架沿著主機體中的路線運送試管架；一個試管取出裝置用來將試管從上述試管架中取出，即在試管架由上述試管架移送裝置運送的過程中，將試管一排一排地從試管架中取出；一個試管運送機構(gòu)用來在試管被上述試管取出裝置一排一排地取出以來，按照預(yù)定的次序?qū)⒃嚬芤粋€個地移送過去；一個管塞拔出裝置用來把由上述試管運送機構(gòu)移送的每一個試管上的管塞從試管中拔出來，也就是將試管和管塞夾住然后將管塞從試管中拔出來；一個試管插入裝置用來將試管一排一排地插到一個空的試管架中，這個試管架由上述的試管架移送裝置進行移送，而試管是在拔出了管塞以后由上述試管運送機構(gòu)運送來的；一個試管架運出裝置用來將上述的試管架從上述的機體中運出去，也就是在已經(jīng)有一定排數(shù)的試管插入這個試管架以后，把它運出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的拔試管塞自動裝置，其特征在于上述試管架移送裝置是繼續(xù)地運送上述的試管架，每一次移送一個預(yù)定的距離，即當(dāng)上述試管架處于上述試管取出裝置或者處于上述試管插入裝置的位置上時進行斷續(xù)地移送。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的拔試管塞自動裝置，其特征在于上述試管運送機構(gòu)包括具有導(dǎo)向邊緣的試管移送通道，該通道適于運送圓柱形試管套筒，套筒上有圓環(huán)狀凹槽，而上述導(dǎo)向邊緣就伸到這個凹槽之中。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的拔試管塞自動裝置，其特征在于上述管塞拔出裝置具有兩個氣缸可以交替地拉動管塞拔出框架的兩端在這個框架上裝有一對管塞夾持器。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的拔試管塞自動裝置，其特征在于每一個上述的管塞夾持器是一個半圓形的部件，相互對著，在每一個夾持器上裝有兩根尖針用來插入管塞。
專利摘要
一個插有m行，n排試管的試管架由一個送入裝置運入主機體，在主機體中，由試管架移送裝置移送時，用取出裝置將試管架中的試管取出來。接著試管被運送機構(gòu)運送。用一個拔出裝置將每一個運送過來的帶管塞的試管與管塞分開，即把試管和管塞夾住然后將管塞拔出，管塞拔出后，試管被運送機構(gòu)繼續(xù)移送。接著由插入裝置將試管一排一排地插到由移送裝置運送過來的空試管架中。預(yù)定排數(shù)的試管插入這個試管架中以后，便由運出裝置將試管架從上述主機體中運出去。
文檔編號G01N35/02GK87104015SQ87104015
公開日1988年3月9日 申請日期1987年6月4日
發(fā)明者伊藤照明 申請人:伊藤照明導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan