试剂盒组装设备

技术领域

本发明涉及一种试剂盒组装设备。

背景技术

试剂盒可以对化学成分、药物残留、病毒种类等进行便捷的检测，并具有检测效率高、结果判断直观等优点，在免疫诊断、临床、生化等许多领域获得大量应用。

现有技术中，试剂盒包括盒体和设置在盒体内的测试条。其中，盒体的典型结构如图21所示，由下壳体101和上壳体102组装而成，下壳体101具有条形的测试条容置槽1011。在进行试剂盒的组装时，需要先将测试条安装到容置槽1011内，再将上壳体102盖合到下壳体101上。

试剂盒的组装虽已普遍实现自动化的作业，但现有试剂盒组装设备在组装效率和/或设备结构等方面仍存在需要改进之处。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可进行高效率装配作业且结构布局合理的试剂盒组装设备。

为了实现上述的主要目的，本发明公开了一种试剂盒组装设备，包括组装输送带、下壳体供料机构、测试条供料裁切机构、测试条中转盘、测试条摆盘机械手、测试条安装机械手、上壳体供料机构和上壳体安装机械手；其中，组装输送带沿X方向设置，测试条中转盘在Y方向上位于测试条供料裁切机构与组装输送带之间，测试条摆盘机械手用于将由测试条供料裁切机构裁切得到的测试条摆放到测试条中转盘上；下壳体供料机构供给的下壳体由组装输送带输送到测试条安装工位和上壳体安装工位，测试条安装机械手用于将测试条中转盘上的测试条在测试条安装工位安装到下壳体内，上壳体安装机械手用于将上壳体供料机构供给的上壳体在上壳体安装工位安装到下壳体上。

上述技术方案中，设置测试条中转盘对测试条进行中转缓存，使得测试条供料裁切机构和测试条安装机械手可以同步作业，有利于提高试剂盒的装配效率。测试条中转盘设置在测试条供料裁切机构与组装输送带之间，实现设备各部分的合理布局，有利于设备的小型化以减小其占用面积。

根据本发明的一种具体实施方式，组装输送带的数量为两个，两个组装输送带在Y方向上并排设置；两个组装输送带相互背对的一侧均配置有测试条供料裁切机构、测试条中转盘、测试条摆盘机械手和测试条安装机械手。

上述技术方案中，两个组装输送带可以同步进行试剂盒的组装作业，使试剂盒的装配效率倍增。

进一步地，下壳体供料机构和上壳体供料机构分别位于组装输送带的相对两端，下壳体供料机构的供料出口设有下壳体供料输送带，上壳体供料机构的供料出口设有上壳体供料输送带，下壳体供料输送带和上壳体供料输送带均设置在两个组装输送带之间；下壳体供料输送带上的下壳体由下壳体上料机械手转移到两个组装输送带，上壳体供料输送带上的上壳体由上壳体安装机械手移送到上壳体安装工位进行安装。

根据本发明的一种具体实施方式，测试条供料裁切机构包括裁切机构以及设置在裁切机构上方的测试纸供料机构，测试纸供料机构的底部设有允许待裁切测试纸向下进入裁切机构的下料通孔，下料通孔的至少两个相对侧面安装有水平设置的支撑圆柱；支撑圆柱在其径向上部分凸入到下料通孔内部，以承托测试纸供料机构中存放的待裁切测试纸。采用支撑圆柱对测试纸进行承托，可以防止通过下料通孔时测试纸的边缘部分被刮伤。

进一步地，裁切机构包括负压吸嘴、进给导槽、推送机构和切刀；负压吸嘴可升降地设置，用于吸附并下拉测试纸供料机构内的待裁切测试纸到进给导槽的承托台阶上；推送机构用于将承托台阶上的待裁切试纸向切刀方向推送。

根据本发明的一种具体实施方式，测试条摆盘机械手包括第一测试条取放组件和摆盘驱动机构，第一测试条取放组件包括可竖向开合的两个第一夹爪，摆盘驱动机构包括第一安装基座、第一移动座、第一摆杆和第一电机。

其中，第一测试条取放组件可升降地安装在第一移动座上，第一移动座在X方向和Y方向上与第一安装基座滑动配合，第一摆杆与第一移动座转动滑动配合；第一安装基座上设有第一轨迹槽，第一轨迹槽包括第一Y向导槽和设置在第一Y向导槽两端的X向导槽；第一移动座具有设置在第一轨迹槽内的第一滚柱，当第一摆杆在第一电机的驱动下水平转动时，第一移动座和第一测试条取放组件可沿Y向导槽和X向导槽移动。

上述技术方案中，摆盘驱动机构采用第一电机一个动力源即可实现X方向和Y方向的二维运动，有利于简化摆盘驱动机构的结构设计，进而减小试剂盒组装设备的制作成本和体积。

根据本发明的一种具体实施方式，测试条安装机械手包括第二测试条取放组件以及测试条安装驱动机构，测试条安装驱动机构用于驱动第二测试条取放组件在从测试条中转盘拾取测试条的位置与将测试条安装到下壳体内的安装位置之间运动。

其中，测试条安装驱动机构包括第二安装基座、第二移动座、连杆、第二摆杆和第二电机，第二测试条取放组件设置在第二移动座上，第二移动座与第二安装基座在Y方向和Z方向上形成滑动配合；第二安装基座上设有第二轨迹槽，第二轨迹槽包括第二Y向导槽和设置在第二Y向导槽两端的Z向导槽，第二移动座具有设置在第二轨迹槽内的第二滚柱；连杆与第二摆杆滑动配合，且连杆的两端分别与第二安装基座和第二移动座转动连接；当第二摆杆由第二电机驱动而在竖直面内转动时，第二移动座和第二测试条取放组件可沿第二Y向导槽和Z向导槽移动。

上述技术方案中，测试条安装驱动机构采用第二电机一个动力源即可实现在Z方向和Y方向上的二维运动，有利于简化测试条安装驱动机构的结构设计，进而减小试剂盒组装设备的制作成本和体积。

在一个具体实施例中，第二测试条取放组件包括可水平开合的两个第二夹爪和可升降的按压件，按压件设置在两个第二夹爪之间；两个第二夹爪均具有水平设置的滑动轴，按压件具有与滑动轴滑动配合的导向斜槽，在两个第二夹爪相互远离而放开夹持的测试条时，按压件向下按压测试条。

上述技术方案中，按压件的设置可以保证测试条被可靠地压入下壳体的测试条容置槽内，提高测试条的安装可靠性；按压件的升降通过第二夹爪的开合实现，无需另外设置按压件的升降驱动机构，有利于简化第二测试条取放组件的结构和制作成本。

进一步地，第二安装基座形成箱体结构，箱体具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，第二移动座与第一侧壁在Y方向和Z方向上形成滑动配合，第二轨迹槽设置在第一侧壁上；第二侧壁与连杆的一端转动配合以形成转动支点，连杆可随着第二摆杆的转动而绕转动支点转动。

根据本发明的一种具体实施方式，测试条安装工位和上壳体安装工位均设有升降式定位机构，该升降式定位机构包括定位框以及与定位框连接的升降驱动装置，定位框用于对组装输送带上的下壳体进行定位，以便于实现测试条和上壳体的准确安装。

为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明试剂盒组装设备实施例的第一整体结构图；

图2是本发明试剂盒组装设备实施例的第二整体结构图；

图3是本发明试剂盒组装设备实施例的俯视图；

图4是本发明实施例中下壳体供料装置的结构图；

图5是本发明实施例中组装输送带的结构图；

图6是本发明实施例中下壳体上料机械手和上壳体安装机械手的结构图；

图7是本发明实施例中测试条供料裁切机构、测试条摆盘机械手和测试条中转盘的第一状态结构图；

图8是本发明实施例中测试条供料裁切机构、测试条摆盘机械手和测试条中转盘的第二状态结构图；

图9是本发明中实施例中测试纸供料机构的结构图；

图10是本发明中实施例中裁切机构的立体图；

图11是本发明中实施例中裁切机构的正视图；

图12是本发明实施例中测试条摆盘机械手的结构图；

图13是本发明实施例中测试条安装机械手的整体结构图；

图14是本发明实施例中测试条安装机械手的第一结构分解图；

图15是本发明实施例中测试条安装机械手的第二结构分解图；

图16是本发明一个实施例中第二测试条取放组件的结构图；

图17是本发明一个实施例中第二测试条取放组件的正视图；

图18是图17的A-A剖视图；

图19是本发明另一实施例中第二测试条取放组件的结构图；图20是本发明另一实施例中第二测试条取放组件的正视图；

图21是现有技术中试剂盒上壳体和下壳体的结构图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用在此基础上作出的其他变化或替换方式来实施。本领域技术人员基于本申请所描述的实施例而可以获知的其他可实施方式，都属于本发明的保护范围。

如图1-3所示，实施例的试剂盒组装设备包括组装输送带10、下壳体供料机构21、上壳体供料机构31；其中，组装输送带10优选为两个，两个组装输送带在Y方向上并排设置，下壳体供料机构21和上壳体供料机构31在X方向上分别位于组装输送带10的相对两端。

实施例中，如图4所示，下壳体供料机构21包括供料振动盘211、料仓212和提升输送带213。其中，料仓212内存储的下壳体由提升输送带213供给到供料振动盘211的内腔中，供料振动盘211内腔中的下壳体则沿螺旋轨道214输送，螺旋轨道214上具有设定姿态(设定的正反和前后朝向)的下壳体经由供料振动盘211的供料出口(也就是下壳体供料机构21的供料出口)输出，不具有设定姿态的下壳体则返回到供料振动盘211的内腔。

在一个可选的实施方式中，供料振动盘21配置有检测相机，螺旋轨道214所输送下壳体的姿态可以通过该检测相机加以识别，不具有设定姿态的下壳体从螺旋轨道214被吹/推回到供料振动盘211的内腔，具有设定姿态的下壳体则可以从供料振动盘211的供料出口输出。

上壳体供料机构31的结构设计可以参照下壳体供料机构21，不再赘述。

如图5所示，组装输送带10设有测试条安装工位10a和上壳体安装工位10b，下壳体供料机构21供给的下壳体由组装输送带10依次输送到测试条安装工位10a和上壳体安装工位10b。优选的，测试条安装工位10a和上壳体安装工位10b均设有升降式定位机构，该升降式定位机构包括定位框11以及与定位框11连接的升降驱动装置(例如升降气缸)，定位框11用于对组装输送带10上的下壳体进行定位，以便于测试条和上壳体的准确安装。实施例中，定位框11具有与下壳体相适配的定位孔，进行测试条和上壳体的安装时，定位框11下降而使得下壳体进入定位孔内，以对下壳体进行定位。

进一步地，如图3所示，下壳体供料机构21的供料出口设有下壳体供料输送带22，上壳体供料机构31的供料出口设有上壳体供料输送带32，下壳体供料输送带22和上壳体供料输送带32均设置在两个组装输送带10之间。下壳体供料输送带22上的下壳体可以由下壳体上料机械手23移送到两个组装输送带10，进而由组装输送带10输送到测试条安装工位10a和上壳体安装工位10b，上壳体供料输送带32上的上壳体可以由上壳体安装机械手33移送到上壳体安装工位10b进行安装。优选的，试剂盒组装设备还配置有用于对上壳体供料输送带32上的上壳体和下壳体供料输送带32上的下壳体进行姿态检测的检测相机。

实施例中，如图6所示，下壳体上料机械手23包括两个可以独立工作的负压吸附部231，两个负压吸附部231可以相互独立地在Y方向和Z方向上运动，以将下壳体供料输送带22上的下壳体分别移送到两个组装输送带10。上壳体安装机械手33与下壳体上料机械手23的结构相同，同样包括两个可以独立工作的负压吸附部331，两个负压吸附部331可以相互独立地在Y方向和Z方向上运动，以将上壳体供料输送带32上的上壳体分别移送到两个组装输送带10的上壳体安装工位10b，并将上壳体在上壳体安装工位10b安装到下壳体上。本发明的其他实施例中，负压吸附部231和331也可以替换为例如夹爪的夹持部。

进一步地，如图1-3所示，两个组装输送带10相互背对的一侧均配置有测试条供料裁切机构40、测试条摆盘机械手50、测试条中转盘60以及测试条安装机械手70。其中，测试条中转盘60可转动地设置在测试条供料裁切机构40和组装输送带10之间，测试条中转盘60具有沿其周向设置的用于容纳测试条的多个容置槽61(见图7)，测试条摆盘机械手50用于将测试条供料裁切机构40裁切得到的测试条摆放到测试条中转盘60的相应容置槽61内，测试条安装机械手70用于将测试条中转盘60上的测试条在测试条安装工位10a安装到的下壳体内。实施例中，测试条安装机械手70在Y方向上可以同样设置在测试条供料裁切机构40和组装输送带10之间。

进一步地，如图7和8所示，测试条供料裁切机构40包括裁切机构42和设置在裁切机构42上方的测试纸供料机构41。测试纸供料机构41用于堆叠存储待裁切的测试纸103，裁切机构42用于将测试纸103裁切成用于安装到下壳体内的测试条。如图9所示，测试纸供料机构41包括设有下料通孔411的底板410，底板410上沿下料通孔411的边缘设有多个档杆413，档杆413用于对存储的待裁切测试纸103进行侧向限位。进一步地，下料通孔411的至少两个相对侧面安装有水平设置的支撑圆柱412，支撑圆柱412在其径向上部分凸入到下料通孔411内部，以承托测试纸供料机构41中存放的待裁切测试纸103。当测试纸103通过下料通孔411进入裁切机构42时，测试纸103的边缘不会被支撑圆柱412划伤。

如图10和11所示，裁切机构42包括进给导槽421、负压吸嘴4221、推送机构423和切刀424。其中，负压吸嘴4221可升降地设置，用于吸附并下拉测试纸供料机构41内的待裁切测试纸103到进给导槽421的承托台阶4211上。具体的，负压吸嘴4221可以安装在位于进给导槽421相对两侧的升降支架4222上，升降支架4212与升降气缸4223连接而作升降运动；工作时，升降支架4222先上升到预定高度，使得负压吸嘴4221可吸附堆叠在测试纸供料机构41最下方的一张测试纸103，随后升降支架4222下降，当测试纸103被进给导槽421的承托台阶4211承载时，负压吸嘴4221解除对测试纸103的吸附，即完成测试纸的下料操作。

推送机构423用于将承托台阶4211上的测试纸向切刀424方向推送。实施例中，推送机构423包括夹持部4231、平移支架4232、丝杆4233和电机4234。其中，夹持部4231可夹持测试纸相对于切刀424的一端，丝杆4233与平移支架4232之间螺纹连接而形成丝杆平移机构，丝杆4233可在电机4234的驱动下旋转，以使得平移支架4232沿X方向移动。当夹持部4231随着平移支架4232一起朝切刀424的方向移动时，承托台阶4211上的测试纸将向切刀424方向进给，由切刀424将测试纸裁切为测试条。进一步地，如图7所示，测试条供料裁切机构40还包括废料箱43，废料箱设置在切刀424的下方，用于收集不合格的裁切品。

实施例中，如图12所示，测试条摆盘机械手50包括第一测试条取放组件51和摆盘驱动机构52，第一测试条取放组件51包括可竖向(Z向)开合的两个第一夹爪511，摆盘驱动机构52包括第一安装基座521、第一移动座522、第一摆杆523和第一电机524。第一测试条取放组件51也可以采用可以吸附测试条的负压吸附结构，例如负压吸嘴或吸盘。

第一测试条取放组件51可升降地安装在第一移动座522上。可选的，如图8所示，第一移动座522上设有例如升降气缸53的升降驱动装置，第一测试条取放组件51与升降气缸53连接而作升降运动。

第一移动座522在X方向和Y方向上与第一安装基座521滑动配合，使得第一测试条取放组件51可以在水平面内运动。实施例中，可以在第一移动座522与第一安装基座521之间设置十字滑块连接机构525，以实现第一移动座522在X方向和Y方向上与第一安装基座521的滑动配合。

第一摆杆523与第一移动座522在水平面内形成转动滑动配合。实施例中，第一移动座522的底部设有第一滚柱5221，第一摆杆523设有条形槽5231，第一滚柱5221设置在条形槽5231内，从而实现第一摆杆523与第一移动座522的转动滑动配合。

进一步地，第一安装基座521上设有第一轨迹槽5211，第一滚柱5221设置在第一轨迹槽5211内，通过第一滚柱5221与第一轨迹槽5211的配合，可以限定第一移动座522的运动轨迹。其中，第一轨迹槽5211包括第一Y向导槽5211Y和设置在第一Y向导槽5211Y两端的X向导槽5211X，第一摆杆523在第一电机524的驱动下水平转动时，第一移动座522和第一测试条取放组件51可沿第一Y向导槽5211Y和X向导槽5211X移动，使得第一测试条取放组件51能够在从测试条供料裁切机构40拾取测试条的位置(见图7)与将测试条摆放到测试条中转盘60的位置(见图8)之间运动。

测试条中转盘60上的测试条可以由测试条安装机械手70在测试条安装工位10a放置到试剂盒的下壳体内。实施例中，如图13至15所示，测试条安装机械手70包括第二测试条取放组件71和测试条安装驱动机构，测试条安装驱动机构用于驱动第二测试条取放组件71在从测试条中转盘60拾取测试条的位置和将测试条安装到下壳体内的位置(即下壳体安装工位10b)之间运动。

实施例中，测试条安装驱动机构包括具有箱体结构的第二安装基座721、第二移动座722、连杆723、第二摆杆724和第二电机725。其中，第二测试条取放组件71安装在第二移动座722上；第二移动座722大致呈L形，其水平部分设置在第二安装基座721外部，竖直部分则部分地设置在第二安装基座721外部。

第二移动座722在Y方向和Z方向上与第二安装基座721滑动配合。实施例中，可以在第二安装基座721的第一侧壁7211与第二移动座722之间设置十字滑块连接机构725，以实现第二移动座722在Y方向和Z方向上与第二安装基座721的滑动配合。

进一步地，第二安装基座721的第一侧壁7211上设有第二轨迹槽7213，第二轨迹槽7213包括第二Y向导槽7213Y和设置在第二Y向导槽7213Y两端的Z向导槽7213Z。第二移动座722具有设置在第二轨迹槽7213内的第二滚柱7221，通过第二滚柱7221与第二轨迹槽7213之间的配合，可以限定第一移动座522的运动轨迹。

实施例中，连杆723的相对两端分别与第二安装基座721的第二侧壁7212和第二移动座722转动连接，第二侧壁7212与连杆723的一端转动配合以形成转动支点7231，第二侧壁7212和第一侧壁7211相对设置。连杆723与第二摆杆724在竖直面内形成滑动配合，例如连杆723可以设有滑槽，第二摆杆724可以设有与该滑槽配合的滑轨。

第二摆杆724可由第二电机725驱动而在竖直面内转动。当第二摆杆724转动时，连杆723将绕转动支点7231转动，以使得第二移动座722和第二测试条取放组件71可沿第二Y向导槽7213Y和Z向导槽7213Z移动，进而使得第二测试条取放组件71可以在从测试条中转盘60拾取测试条的位置和将测试条安装到下壳体内的位置之间运动。

如图16-18所示，在本发明的一个实施例中，第二测试条取放组件71包括可水平开合的两个第二夹爪711以及可升降的按压件712，按压件712设置在两个第二夹爪711之间，第二夹爪711的下端形成用于夹持测试条的夹持部7113。其中，两个第二夹爪711均具有水平设置的滑动轴7111，按压件712具有与滑动轴7111滑动配合的导向斜槽7121。

在两个第二夹爪711相互靠近以夹持测试条时，按压件712将随之上升至不影响夹持测试条的高度；在两个第二夹爪711相互远离而放开夹持的测试条时，按压件712的按压部7122向下按压测试条。这样，在将测试条安装到下壳体时，随着两个第二夹爪711相互远离，按压件712的按压部7122向下按压测试条，使得测试条可以被压入下壳体内的测试条容置槽1011(见图19)，以提高测试条安装的可靠性。

进一步地，如图18所示，两个第二夹爪711设置为弹性夹持测试条，两个第二夹爪711上均设有支撑轴7112，支撑轴7112上套设有扭簧713，扭簧713用于向夹持部7113施加弹性力，以实现对测试条进行弹性夹持，避免造成测试条的损伤。。

如图19-20所示，在本发明的另一实施例中，第二测试条取放组件71包括负压吸附头714，负压吸附头714的下表面形成吸附测试条的吸附面；负压吸附头714的相对两侧设有侧向限位件715，两个侧向限位件715的下端向下凸伸出负压吸附头714的吸附面。侧向限位件715可滑动地安装在第二移动座722上，在负压吸附头714的下表面吸取测试条时，两个侧向限位件715可相向滑动至与测试条侧边接触的位置，以实现对测试条的侧向限位。

虽然以上通过实施例描绘了本发明，但应当理解的是，本领域普通技术人员在不脱离本发明的范围内，凡依照本发明所作的同等改变，应为本发明的保护范围所涵盖。