血框出入库系统、出库方法和血框出入库系统勾取其中不同血型的血盒的方法

本申请为申请人是苏州翊讯生物科技有限公司，申请日为2017年9月19日，申请号为201710851945.8，发明名称为“血框出入库系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及冰冻血浆在冷库中的自动化存放，具体的说是一种应用在医用智能血库中自动取放冰冻血浆的血框出入库系统、出库方法和血框出入库系统勾取其中不同血型的血盒的方法。

背景技术

医用智能血库要求在－25℃±5℃低温环境中进行存取冰冻血浆，血库中存储的血浆种类有A型、B型、AB型、O型等常见阳性类型和一些稀有血型。在－25℃±5℃的超低温环境中人工进行存放，给工作人员带来极大的不便利，工作人员需要在一系列防冻措施下进行操作。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种给工作人员减少劳作强度、提高冰冻血浆的出入库效率的血框出入库系统。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种血框出入库系统包括货架、抓取机械手组件、出入库中转架以及血框放置台，所述货架内摆放有多个血框，每个所述货架均设置有多块相互平行的搁置板，每块所述搁置板上存放有多个所述血框，每个所述血框存放有一种类型的血型，所述货架设置在抓取机械手组件的至少一侧。

所述抓取机械手组件包括支撑架、机械手托板，所述机械手托板呈L型，所述抓取机械手组件能够将所述货架上的所述血框取出，或者能够将所述血框存入所述货架，所述机械手托板上设置有第一勾取组件，所述支撑架通过第一驱动组件能沿X轴方向左右移动，所述机械手托板通过第二驱动组件能在支撑架沿Z轴方向上下移动，所述第一勾取组件通过第二驱动组件能在机械手托板的Y轴方向前后移动，所述第一勾取组件将货架、机械手托板上的血框来回搬运，并能够在X轴和Z轴方向来回移动；所述第一勾取组件能够将所述货架内的所述血框抓取至所述机械手组件的所述机械手托板上，或者能够将所述机械手托板上的所述血框抓取至所述货架，且所述第一勾取组件能够依次勾取两侧的所述货架上的所述血框。所述机械手托板上设置有周转筐，所述机械手托板的侧壁上固定设置有X轴走向的推料机构，所述血框具有多个血盒储存槽，每个所述血盒储存槽内存储有血盒；

所述出入库中转架设置在抓取机械手组件的右端，所述机械手托板通过第一驱动组件、第二驱动组件的驱动能运动至第二勾取组件的下方，所述出入库中转架上设置有第二勾取组件，所述机械手托板通过所述第一驱动组件、所述第二驱动组件的驱动能运动至所述第二勾取组件的下方且与所述血框放置台处于同一平面；所述血框放置台设置在出入库中转架的前端，所述第二勾取组件通过第二驱动组件的驱动能沿Y轴前后移动，所述第二勾取组件能将血框放置台、出入库中转架下方的机械手托板上的血框来回搬运，所述第二勾取组件能够给将所述出入库中转架下方的所述机械手托板上的所述血框带至所述血框放置台上，或者能够将所述血框从所述血框放置台带至所述出入库中转架下方的所述机械手托板。

本发明血框出入库系统的有益效果是，该血框出入库系统为一种可以在－25℃±5℃低温冷库中自动取放冰冻血浆的机械结构，主要由货架、抓取机械手组件、出入库中转架以及血框放置台组成，完成血库内冰冻血浆的自动化出入库管理；机械手托板上的第一勾取组件主要完成入库时，将机械手托板上的血框抓取至货架，以及在出库时，将货架内的血框抓取至抓取机械手组件的机械手托板上；血框放置台起到血库与外界出入库时一个窗口台面作用，出、入库时的血框均放置在此台面上进行操作，采用自动化出入库代替了人工作业，给工作人员带来了极大的便利，提高了出入库的效率。

优选地，所述第一驱动组件包括滑轨、第一电机、齿轮、齿条以及移动平台，所述滑轨、齿条均沿X轴设置，所述齿条设置在滑轨内，所述滑轨设有导向槽；所述移动平台滑动设置在滑轨上，所述移动平台下方设有与所述导向槽配合设置的导向轮，所述第一电机设置在移动平台上，所述第一电机的输出轴朝下且穿过移动平台，所述齿轮设置在第一电机的输出轴的端部，所述齿轮与齿条啮合，所述抓取机械手组件的支撑架固定设置在移动平台上。通过齿轮与齿条的啮合来实现移动平台(即抓取机械手组件)在滑轨X轴方向的移动，具有滑动平稳的效果。

优选地，所述第二驱动组件包括第二电机、两个钢带轮以及钢带，每个所述钢带轮的外表面均设置有凸起，所述钢带上设置有开孔，所述钢带通过开孔与凸起的配合套设在两个钢带轮上，两个所述钢带轮上下设置，所述第二电机的输出轴、两个所述钢带轮的中心轴均沿X轴方向设置，所述第二电机的输出轴与其中一个钢带轮连接，所述抓取机械手组件、第一勾取组件、第二勾取组件均固定在钢带的一侧。钢带能保证在低温环境下正常工作，第二电机通过钢带上的开孔与钢带轮上的凸起的配合继而驱动钢带，结构简单，凸起与开孔的设置能平稳的驱动钢带的来回移动，继而保证了抓取机械手组件、第一勾取组件以及第二勾取组件能平稳的来回移动。

优选地，所述第一勾取组件、第二勾取组件均包括第一支撑板、勾取电机、连动杆以及勾手轴，所述勾取电机设置在第一支撑板上端面，所述第一支撑板、勾取电机的输出轴均水平设置，所述勾手轴垂直穿过第一支撑板，所述勾取电机的输出轴的端部通过连动杆与勾手轴的上端转动连接，所述勾取电机通过连动杆带动勾手轴在第一支撑板内上下移动，驱动所述第一勾取组件的所述第二驱动组件的所述第二电机的输出轴、两个钢带轮的中心轴均沿X轴方向设置，两个所述钢带轮前后设置。

勾手轴在勾取血框时，控制器驱动勾取电机运作，勾取电机的输出轴通过连动杆作用勾手轴伸出第一支撑板，第一勾取组件通过第二驱动组件的驱动将承载在机械手托板上的血框平移拖至货架，或将货架上的血框平移拖至机械手托板；第二勾取组件则将出入库中转架下方的机械手托板上的血框平移拖至血框放置台，或将血框放置台上的血框平移拖至出入库中转架下方的机械手托板，采用勾手轴来平移拖动血框，能起到快速托运血框的作用。

优选地，所述血框的上端面设置有与勾手轴对应的凹槽。

作为本发明的进一步改进是，所述勾取电机的顶部设置有传感器，所述勾取电机的输出轴上固定设置有挡片，所述挡片能随勾取电机的输出轴转至挡住传感器。当挡片挡住传感器后，会给一个反馈信号给控制器，继而通过控制器的内部软件来实现下一个动作，实现了血库的智能化存取，自动化程度高。

作为本发明的进一步改进是，第一勾取组件是用以实现货架的出入库，当货架设置在抓取机械手组件的两侧时，若第一勾取组件的勾手轴不能旋转，则无法勾取另一侧货架上的血框，必须得绕到另一个货架的同侧方向，方可实现对另一个货架上的血框的抓取，这样就带来降低出入库的效率问题，为了解决这一问题，所述第一勾取组件的第一支撑板为旋转板，所述第一勾取组件还包括与旋转板平行且上下设置的第二支撑板，所述第二支撑板仅能在Y轴方向来回移动，所述旋转板通过第三驱动组件的驱动转动，所述第二勾取组件仅能在Y轴方向来回移动，不具有旋转的功能，没有所述第三驱动组件。

第一勾取组件采用旋转式的结构，能交替的抓取两侧的货架的血框，提高了出入库的效率，进一步实现了智能化抓取。

优选地，所述第三驱动组件包括第三电机、第一齿轮、第二齿轮，所述第三电机固定设置在第二支撑板上，所述第三电机的输出轴垂直穿过第二支撑板，所述第一齿轮固定设置在第三电机的输出轴的端部，所述第二齿轮固定设置在旋转板上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第三电机驱动所述第一齿轮转动，所述第一齿轮驱动所述第二齿轮转动，所述旋转板也随之转动。通过第一齿轮与第二齿轮的啮合来实现第三电机的驱动旋转板的转动，转动较为平稳。

本发明还提供一种出库方法，包括：所述血框出入库系统的出库过程包括，在所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的共同作用下，未载有所述血框的所述机械手托板在X轴、Y轴方向上移动，直至未载有所述血框的所述机械手托板运输至与所述搁置板同一水平面，停止运转；所述第一勾取组件通过所述第二驱动组件的驱动运动位于所述搁置板上的所述血框的上方。

所述勾取电机通过所述连动杆驱动所述勾取手轴在所述第一支撑板下移，并插入所述凹槽，所述第一勾取组件勾住所述血框；其中，所述搁置板上的所述血框向所述机械手托板拖拽，是通过驱动所述第一勾取组件的所述第二驱动组件逆转实现的。

目前，出入库的血框均为载有单一血型的血框，无法进行多种血型的混合出库，为了解决这一问题，所述机械手托板上设置有周转筐，所述周转筐低于放置在机械手托板上的血框，所述机械手托板的侧壁上固定设置有X轴走向的推料机构，所述血框具有多个血盒储存槽，每个所述血盒储存槽内存储有血盒，每个血盒储存槽的X轴方向的左右两端均开设有推料孔，所述推料机构能将血盒从推料孔推至周转筐。在出库时，该推料机构配合第一勾取组件，通过推料机构将机械手托板上的每个血框中的盒装冰冻血浆依次单独推送至周转筐中，实现了不同类型不同数量的冰冻血浆同时出库。继而使得该血框出入库系统既能实现不同数量不同种类的冰冻血浆的一次性出库，也能完成相同种类血浆的整框出入库，是血库实现自动化出入库管理的核心。

本发明还提供一种血框出入库系统勾取其中不同血型的血盒的方法，包括，所述第一勾取组件将第一种血型的所述血框拖至所述机械手托板，推料机构是固定的，所述第一勾取组件将第一种血型的所述血框的所需数量的血盒对应的血盒储存槽依次对准所述推料机构，由所述推料机构将对应数量的第一种血型的血盒依次单独的推入周转筐；所述第一勾取组件再将第一种血型的所述血框拖放回所述货架。

所述第一勾取组件将第二种血型的所述血框拖至所述机械手托板，所述第一勾取组件将第二种血型的所述血框所需数量的所述血盒储存槽也依次对准所述推料机构，所述推料机构将这些所述血盒储存槽内对应的所述血盒依次单独推入所述周转筐，即所述周转筐内存有两种血型的所述血盒了；当需要三种血型时，参照上述方式继续作业。

优选地，所述推料机构包括丝杆电机、推板，所述丝杆电机设置在机械手托板的侧壁上，所述丝杆电机的输出轴沿X轴设置，所述丝杆电机的输出轴穿过机械手托板的侧壁，所述推板设置在丝杆电机的输出轴的端部，所述推板能通过所述推料孔。保证推板能平稳的将血盒储存槽内的血盒推入周转筐。

附图说明

图1为本实施例带货架的立体图；

图2为图1中的A处的局部放大图；

图3为图2中C处的局部放大图；

图4为图1中的B处的局部放大图；

图5为本实施例未带货架另一角度的立体图；

图6为图5中D处的局部放大图；

图7为本实施例中机械手托板处且未放置血框的立体图；

图8为本实施例中推料机构的立体图；

图9为本实施例中机械手托板处且放置有血框的立体图；

图10为图9中E处的局部放大图。

图中：

10－货架；11－搁置板；

20－抓取机械手组件；21－支撑架；22－机械手托板；

30－出入库中转架；

40－血框放置台；

50－第一驱动组件；51－滑轨；52－第一电机；53－齿条；54－移动平台；55－导向轮；

60－第二驱动组件；61－第二电机；62－钢带轮；63－钢带；64－凸起；65－开孔；

70a－第一勾取组件；70b－第二勾取组件；71－第一支撑板；72－勾取电机；73－连动杆；74－勾手轴；75－第二支撑板；76－传感器；77－挡片；

80－血框；81－凹槽；82－推料孔；83－血盒储存槽；

90－第三驱动组件；91－第三电机；92－第一齿轮；93－第二齿轮；

100－周转筐；

110－推料机构；111－丝杆电机；112－推板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1所示，本实施例中的一种血框出入库系统，包括货架10、抓取机械手组件20、出入库中转架30以及血框放置台40。

货架10设置在抓取机械手组件20的至少一侧，附图中仅体现了一侧的货架10，也可以在机械手组件20的另一侧设置货架10。每个货架10上均设置有多块相互平行的搁置板11，每块搁置板11上存放有多个血框80，每个血框80存放有一种类型的血型。

抓取机械手组件20对货架10起到了出库、入库的作用，即可以将货架10上的血框80取出，也可以将血框80存入货架10。抓取机械手组件20包括支撑架21、机械手托板22，机械手托板22上设置有第一勾取组件70a，第一勾取组件70a可以在X轴、Y轴、Z轴方向来回移动。具体的，是通过下述结构来实现的：

如图1、图4、图5所示，支撑架21通过第一驱动组件50能沿X轴方向左右移动，第一驱动组件50包括滑轨51、第一电机52、齿轮、齿条53以及移动平台54，滑轨51、齿条53均沿X轴设置，齿条53设置在滑轨51内，移动平台54滑动设置在滑轨51上，第一电机52设置在移动平台54上，第一电机52的输出轴朝下且穿过移动平台54，齿轮设置在穿过移动平台54的第一电机52的输出轴的端部，齿轮与齿条53啮合，抓取机械手组件20的支撑架21固定设置在移动平台54上。当第一电机52驱动时，带动齿轮转动，由于齿轮与齿条53啮合，而齿条53是固定不动的，则移动平台54沿齿条53在X轴方向来回移动，继而实现了第一勾取组件70a在X轴方向的移动。为了保证移动平台54能平稳的移动，可以在滑轨51上配合导向槽，并在移动平台54的下方设置有与导向槽配合的导向轮。

如图5所示，机械手托板22通过第二驱动组件60能在支撑架21沿Z轴方向上下移动，第二驱动组件60包括第二电机61、两个钢带轮62以及钢带63，第二电机61固定设置在移动平台54上，两个钢带轮62上下设置，第二电机61的输出轴、两个钢带轮62的中心轴均沿X轴方向设置，每个钢带轮62的外表面均设置有凸起64，钢带63上设置有开孔65，钢带63通过开孔65与凸起64的配合套设在两个钢带轮62上。本实施例中的第二电机61采用伺服电机，第二电机61的输出轴与其中一个钢带轮62连接，第二电机61驱动钢带轮62转动，钢带轮62通过凸起64与开孔65的配合来驱动钢带63，抓取机械手组件20固定在钢带63的一侧，这样就能驱动机械手托板22在Z轴方向的来回移动，继而实现了第一勾取组件70a在Z轴方向的来回移动。

图5中，驱动机械手托板22的第二驱动组件60中的钢带轮62、钢带63、凸起64、开孔65均未体现，驱动机械手托板22的第二驱动组件60的具体结构，可以参照如图2、图7所示的驱动第一勾取组件70a的第二驱动组件60，也可以参照如图6所示的驱动第二勾取组件70b的第二驱动组件60。为了能保证第一勾取组件70a在Z轴方向平稳的来回移动，可以配套的设置导轨与滑块。

如图2、7所示，第一勾取组件70a通过第二驱动组件60能在机械手托板22的Y轴方向前后移动，同样，第二驱动组件60包括上述的第二电机61、两个钢带轮62、钢带63、凸起64、开孔65，第一勾取组件70a则固定在钢带63的一侧；同样为了能保证第一勾取组件70a在Z轴方向平稳的来回移动，可以配套的设置导轨与滑块。与驱动机械手托板22的第二驱动组件60不同的是，驱动第一勾取组件70a的第二驱动组件60的第二电机61的输出轴、两个钢带轮62的中心轴均沿X轴方向设置，两个钢带轮62前后设置。

如图1、图2、图3所示，第一勾取组件70a将货架10、机械手托板22上的血框80来回搬运，具体的，第一勾取组件70a能将货架10内的血框80抓取至抓取机械手组件20的机械手托板22上，也能将机械手托板22上的血框80抓取至货架10。本实施例的第一勾取组件70a具体是通过平移拖拽的方式来实现血框80在机械手托板22与货架10之间来回移动。具体结构如下：

第一勾取组件70a包括第一支撑板71、勾取电机72、连动杆73以及勾手轴74，勾取电机72设置在第一支撑板71上端面，第一支撑板71、勾取电机72的输出轴均水平设置，勾手轴74垂直穿过第一支撑板71，勾取电机72的输出轴的端部通过连动杆73与勾手轴74的上端转动连接，勾取电机72通过连动杆73带动勾手轴74在第一支撑板71内上下移动，血框80的上端面设置有与勾手轴74对应的凹槽81。以出库为例，在第一驱动组件50、第二驱动组件60的共同作用下，未载有血框80的机械手托板22在X轴、Z轴方向上移动，直至未载有血框80的机械手托板22运输至与搁置板11同一水平面停止运转；接着，第一勾取组件70a的通过第二驱动组件60的驱动运动位于该搁置板11上的血框80的上方，更具体的说是，勾手轴74位于该搁置板11的血框80的凹槽81上方；然后，勾取电机72通过连动杆73驱动勾手轴74在第一支撑板71下移，插入凹槽81；此时，第一勾取组件70a勾住了搁置板11上的血框80。将搁置板11上的血框80向机械手托板22拖拽，是通过驱动第一勾取组件70a的第二驱动组件60的第二电机61逆转实现的。

勾取电机72上设置有传感器76，勾取电机72的输出轴上固定设置有挡片77，挡片77能随勾取电机72的输出轴转至挡住传感器76，保证了精确性。

由于货架10可以设置在机械手组件20的两侧，本实施例中的第一勾取组件70a可以依次勾取两侧的货架10上的血框80，而无需在每个相邻的货架10的同一侧均配以一个血框出入库系统。通过一台血框出入库系统来依次抓取两侧的货架10上的血框80，其最关键的是，将第一支撑板71设置呈可转动式的。具体结构如下：

如图2、图3所示，第一勾取组件70a的第一支撑板71为旋转板，第一勾取组件70a还包括与旋转板平行且上下设置的第二支撑板75，第二支撑板75仅能通过驱动组件60在Y轴方向来回移动，旋转板通过第三驱动组件90的驱动与第二支撑板75发生转动，需要对哪一侧的货架10进行入库或出库，则将旋转板(第一支撑板71)转至对应的那一侧的货架10。

其中，如图3所示，第三驱动组件90包括第三电机91、第一齿轮92、第二齿轮93，第三电机91固定设置在第二支撑板75上，第三电机91采用步进电机，第三电机91的输出轴垂直穿过第二支撑板75，第一齿轮92固定设置在第三电机91的输出轴的端部，第二齿轮93固定设置在旋转板上，第二齿轮93与第一齿轮92啮合，第三电机91驱动第一齿轮92转动，第一齿轮92驱动第二齿轮93转动，由于第二齿轮93固定在旋转板上，则旋转板也随之转动。

如图1、5所示，出入库中转架30设置在抓取机械手组件20的右端，血框放置台40设置在出入库中转架30的前端，出入库中转架30上设置有第二勾取组件70b，机械手托板22通过第一驱动组件50、第二驱动组件60的驱动能运动至第二勾取组件70b的下方且与血框放置台40处于同一平面。第二勾取组件70b通过第二驱动组件60的驱动能沿Y轴前后移动，第二勾取组件70b能将血框放置台40、出入库中转架30下方的机械手托板22上的血框80来回搬运，具体的，第二勾取组件70b能将出入库中转架30下方的机械手托板22上的血框80带至血框放置台40上，也能将血框80从血框放置台40带至出入库中转架30下方的机械手托板22。

其中，第二勾取组件70b与第一勾取组件70a的结构基本一致，如图6所示，第二勾取组件70b也包括第一支撑板71、勾取电机72、连动杆73以及勾手轴74，勾取电机72设置在第一支撑板71上端面，第一支撑板71、勾取电机72的输出轴均水平设置，勾手轴74垂直穿过第一支撑板71，勾取电机72的输出轴的端部通过连动杆73与勾手轴74的上端转动连接，勾取电机72通过连动杆73带动勾手轴74在第一支撑板71内上下移动，血框80的上端面设置有与勾手轴74对应的凹槽81。同样，勾取电机72上设置有传感器76，勾取电机72的输出轴上固定设置有挡片77，挡片77能随勾取电机72的输出轴转至挡住传感器76。但是，不同于第一勾取组件70a的是，第二勾取组件70b仅能在Y轴方向来回移动，不具有旋转的功能，没有第三驱动组件90。

此外，用于驱动第二勾取组件70b的第二驱动组件60同样包括第二电机61、两个钢带轮62以及钢带63，每个钢带轮62的外表面均设置有凸起64，钢带63上设置有开孔65，钢带63通过开孔65与凸起64的配合套设在两个钢带轮62上，第二电机61的输出轴与其中一个钢带轮62连接，第二勾取组件70b均固定在钢带63的一侧。不同的是，驱动第二勾取组件70b的第二驱动组件60的第二电机61输出轴、两个钢带轮62的中心轴均沿Z轴方向设置，两个钢带轮62前后设置。

如图1、图2、图5、图7、图9所示，机械手托板22呈L型，机械手托板22上设置有周转筐100，周转筐100低于放置在机械手托板22上的血框80，机械手托板22的侧壁上固定设置有X轴走向的推料机构110，血框80具有多个血盒储存槽83，每个血盒储存槽83内存储有血盒，每个血盒储存槽83的X轴方向的左右两端均开设有推料孔82，推料机构110能将血盒从推料孔82推至周转筐100。如图8所示，推料机构110包括丝杆电机111、推板112，丝杆电机111设置在机械手托板22的侧壁上，丝杆电机111的输出轴沿X轴设置，丝杆电机111的输出轴穿过机械手托板22的侧壁，推板112设置在丝杆电机111的输出轴的端部，推板112能通过推料孔82。

若需要勾取其中不同血型的血盒时，第一勾取组件70a将第一种血型的血框80拖至机械手托板22，推料机构110是固定的，第一勾取组件70a将第一种血型的血框80的所需数量的血盒对应的血盒储存槽83依次对准推料机构110，由推料机构110将对应数量的第一种血型的血盒依次单独的推入周转筐100；第一勾取组件70a再将第一种血型的血框80拖放回货架10；紧接着，第一勾取组件70a将第二种血型的血框80拖至机械手托板22，第一勾取组件70a将第二种血型的血框80所需数量的血盒储存槽83也依次对准推料机构110，推料机构110将这些血盒储存槽83内对应的血盒依次单独推入周转筐100，此时周转筐100内就存有两种血型的血盒了；当需要三种血型时，参照上述方式继续作业。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。