CN101464469B - 仓门开合机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仓门开合机构，包括支撑在翻转轴上的仓门和仓体，及主弹性体和由至少一个辅弹性体组成的辅弹性体组，该仓门具有面向仓体的内壁及背向仓体的外壁，该仓体的抵压机构抵住该仓门内壁，该主弹性体包括具有夹角的第一主弹性臂和第二主弹性臂，该辅弹性体组具有受力弹性臂及定位弹性臂，该第一主弹性臂压紧该仓门的外壁，该第二主弹性臂压紧该受力弹性臂，该定位弹性臂压紧固定设置的挡块。在打开仓门的过程中，即使仓门的翻转角度较大，由于辅弹性体减缓了主弹性体的扭矩增加并且分担了仓门的翻转角度，使主弹性体的压缩角度增加减小，减少了对开门动力源的依赖，可以在不需要马达、气缸等动力驱动仓体推动仓门翻转。

Description

仓门开合机构

技术领域

本发明是关于一种仓门开合机构，尤其是关于一种翻转式的仓门开合机构。

背景技术

在医疗检验分析领域，从保护操作者角度，封闭式进样是常用模式，而实现封闭式进样需要采用翻转机构实现。现有的封闭式进样机构包括三种：旋转式、翻转式和抽屉伸出式。

旋转式进样机构采用仓门和样本仓一体的结构，通过一个电机带动，实现夹角为180度的两个位置间的旋转切换，从而使得样本仓具有门前和门后两个位置。

翻转式进样机构分为两种：门和仓一体式翻转机构及门和仓分体式翻转机构。门和仓一体式翻转机构如图1所示，仓门1和仓体2固定连接在一起，在动力(扭簧或马达等)驱动下实现绕翻转轴3的翻转。

门和仓分体式翻转机构如图2所示，仓门1和仓体2具有各自的翻转轴。在闭合状态下，仓门1在扭簧3的作用下紧靠仓体2；开门时，通过马达直接驱动仓体2翻转，仓体2再推动仓门1实现翻转。

抽屉伸出式进样机构如图3所示，该机构采用仓门1和仓体2为一体的结构，在动力(马达)驱动下使仓门沿着导轨3平移而实现开门。

对于该现有的门和仓分体式翻转机构，仓门和仓体具有各自独立的翻转轴，仓门通过扭簧等作用力靠住仓体，仓门在开启过程中，阻力矩与开启角度呈线性增加，该阻力矩由扭簧提供，而该阻尼矩的大小与该扭簧的两个弹性臂之间的夹角A(如图2所示)相关。仓门在开启过程中，需要克服仓门阻力矩推动仓门翻转一定的角度。为了操作方便，一般要求仓门打开的角要比较大，这样对推动仓门开启的动力需求也更大，所以一般采用动力(马达、气缸等)驱动翻转。这种机构成本较高，结构复杂，而且由于仓门和仓体关联，较难实现仓门的弹性定位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种在仓门打开过程中能够有效减少对动力源依赖的仓门开合机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种仓门开合机构，包括支撑在翻转轴上的仓门和仓体，该仓门具有面向仓体的内壁及背向仓体的外壁，该仓体设有抵压机构，该抵压机构抵住该仓门内壁，其还包括均能在仓门闭合时提供预压扭矩、仓门打开时分担仓门翻转角度的主弹性体及由至少一个辅弹性体组成的辅弹性体组，该主弹性体包括具有夹角的第一主弹性臂和第二主弹性臂，该辅弹性体组具有受力弹性臂及定位弹性臂，该第一主弹性臂压紧该仓门的外壁，该第二主弹性臂压紧该受力弹性臂，该定位弹性臂压紧固定设置的挡块。

所述的辅弹性体组包括顺次串联的至少两个辅弹性体，各辅弹性体均包括具有夹角的第一辅弹性臂和第二辅弹性臂，该第一个辅弹性体的第一辅弹性臂为受力弹性臂，该最后一个辅弹性体的第二辅弹性臂为定位弹性臂，且前一个辅弹性体的第二辅弹性臂压紧后一个辅弹性体的第一辅弹性臂。

所述的主弹性体为扭簧。

所述的辅弹性体为扭簧。

所述的第二主弹性臂和受力弹性臂之间夹设有可转动的隔片，前一个辅弹性体的第二辅弹性臂和后一个辅弹性体的第一辅弹性臂之间也夹设有可转动的隔片。

所述的隔片、主弹性体及辅弹性体均安装在芯轴上，各芯轴固定或可绕自身轴线旋转。

所述的仓门内壁的上部与水平放置的定位杆抵接，该定位杆设有限位部，该限位部与定位弹性体的一端抵接，该定位弹性体的另一端抵接固定设置的座体。

所述的座体具有水平贯穿的空腔，该定位杆插入该空腔，该限位部位于该空腔内，该定位弹性体套在该定位杆上。

所述的抵压机构为行程放大机构。

所述的仓体的抵压机构为滚轮，该仓门内壁对应具有凸轮曲面，该滚轮压在该凸轮曲面上并可沿该凸轮曲面运动。

本发明的有益效果是，在打开仓门的过程中，即使仓门的翻转角度较大，由于辅弹性体减缓了主弹性体的扭矩增加并且分担了仓门的翻转角度，使主弹性体的压缩角度增加减小，主弹性体的扭矩增大也随之减小，实现了大翻转角度下的小扭矩(阻尼)增量，减少了对开门动力源的依赖，可以在不需要马达、气缸等动力驱动仓体推动仓门翻转。

附图说明

图1是现有门和仓一体式翻转机构的结构示意图；

图2是现有门和仓分体式翻转机构的结构示意图；

图3是现有抽屉伸出式翻转机构的结构示意图；

图4是本实施方式仓门开合机构的结构示意图；

图5是显示主弹性体的压缩角度的示意图。

具体实施方式

如图4及图5所示，本实施方式仓门开合机构包括仓体1、仓门2、主弹性体3、辅弹性体4、定位杆5、定位弹性体6及座体9。仓体1支撑在自身的翻转轴11上并可绕该翻转轴11在一定的角度范围内翻转，该仓体1的上部具有滚轮12。仓门2设置该仓体1外侧，其支撑在自身的翻转轴21上并可绕该翻转轴21在一定角度范围内翻转，该仓门2具有面向仓体1的内壁22和背向仓体1的外壁23，该内壁22中部对应该滚轮12设有凸轮曲面221，该滚轮12压在该凸轮曲面221上并可沿着该凸轮曲面221运动。该主弹性体3为扭簧，其绕在芯轴上并具有第一主弹性臂31和第二主弹性臂32，该芯轴即为该仓门2的翻转轴21或者相对该翻转轴21独立，该芯轴可以固定或者绕其自身轴线转动，该第一主弹性臂31和第二主弹性臂32具有一定的夹角。辅弹性体4为扭簧，其绕在另一芯轴41上并具有第一辅弹性臂42和第二辅弹性臂43，该芯轴41可以固定或绕其自身轴线转动，该第一辅弹性臂42和第二辅弹性臂43具有一定的夹角。该第一主弹性臂31抵在该仓门外壁23的下部，该第二主弹性臂32抵在该可转动的隔片7的一侧，该第一辅弹性臂42抵在该隔片7的另一侧，该第二辅弹性臂43抵在固定设置的挡片8上。该仓门内壁22的上部抵在该水平放置的定位杆5上，该定位杆5具有直径增大的限位部51，该定位弹性体6水平放置，该定位弹性体6套在该定位杆5上，且该定位弹性体6的一端抵在该限位部51上，该定位弹性体6的另一端抵在该座体9上，该座体9固定设置。该座体9具有水平贯穿的腔室91，定位弹性体6和部分定位杆5置于该腔室91内，该限位部51可防止该定位杆5水平抽出该腔室91。

该辅弹性体可以有顺次串联的多个，主弹性体3的第二主弹性臂32和第一个辅弹性体的第一辅弹性臂42之间夹设有可转动的隔片，最后一个辅弹性体的第二辅弹性臂43抵在该挡片8上，对于相邻的两个辅弹性体，前一个辅弹性体的第二辅弹性臂43和后一个辅弹性体的第一辅弹性臂42之间也夹设有可转动的隔片，各隔片可以绕自身的芯轴旋转或者与邻近的主弹性体、辅弹性体同芯轴，在仓门开启过程中，各隔片可向后转动，而减缓主弹性体的扭矩增加。设主弹性体的刚度为K₁，顺次串联的各辅弹性体的刚度依次为K₂，K₃...K_N，由该主弹性体3和各辅弹性体4构成的扭簧系的刚度设为K，则 $\frac{1}{K}=\frac{1}{K_1}+\frac{1}{K_2}+...+\frac{1}{K_N}$

仓门2处于闭合状态时，通过调整挡片8的位置，可以设定整个扭簧系的预压量，使仓门2在一定扭矩作用下紧靠定位杆5，实现仓门2与仓体1的配合定位。

当仓体1绕自身翻转轴11逆时针翻转时，通过滚轮12和凸轮曲面221的配合，实现翻转角度的放大，即仓体1翻转一个较小的角度时，仓门2可以翻转一个较大的角度。

当仓门2逆时针翻转a角时，主弹性体3被压缩的角度为a₁，各个串联的辅弹性体4被压缩的角度分别为a₂，a₃，...，a_N，各个扭簧共同分担总的转角a，即a＝a₁+a₂+...+a_N，且有K₁a₁＝K₂a₂＝...＝K_Na_N。主弹性体3的压缩角度为a₁，其提供的扭矩为M₁＝K₁a₁。与现有单个扭簧相比，适当选择各个辅弹性体的刚度值，就可以使a₁远小于a，即在保持相同初始预压扭矩的同时，实现大翻转角小扭矩增量。

如图5所示，仓门2处于闭合状态且主弹性体3处于预压状态时，主弹性体3的第一主弹性臂31和第二主弹性臂32的夹角为a’，仓门2打开而逆时针翻转a角时，第一主弹性臂31和第二主弹性臂32的夹角变为a”，则a₁＝a’-a”，对于辅弹性体的压缩角度的计算与主弹性体一致。

在打开仓门的过程中，主弹性体的压缩角度减小了，减少了开门过程中对动力源的依赖，在开门过程中，仓体可以无需马达等外加动力驱动，可以仅仅借助弹簧、自重等能量实现仓门的开启角度的放大。

由于仓门2和仓体1分离设置，可以借用定位杆5、定位弹性体6等元件消除仓门2和仓体1之间配合间隙的影响。由于定位杆5通过一个定位弹性体6抵住仓门2，当仓门2闭合时，可以将仓门2压过正确位置一个小角度，即使定位杆5在水平方向后退一定行程，此时，定位弹性体6被压缩。压力取消后，仓门2在定位弹性体6的弹力作用下，被定位杆5顶回正确的位置，从而实现仓门2的精确定位及仓门2与仓体1的准确关合。

本发明中，仓门开合机构包括支撑在翻转轴上的仓门和仓体，该仓门具有面向仓体的内壁及背向仓体的外壁，该仓体设有抵压机构，该抵压机构抵住该仓门内壁，该仓门开合机构还包括均能在仓门闭合时提供预压扭矩、仓门打开时分担仓门翻转角度的主弹性体及由至少一个辅弹性体组成的辅弹性体组，该预压扭矩使仓门内壁紧靠仓体，该主弹性体包括具有夹角的第一主弹性臂和第二主弹性臂，该辅弹性体组具有受力弹性臂及定位弹性臂，该第一主弹性臂压紧该仓门的外壁，该第二主弹性臂压紧该受力弹性臂，该定位弹性臂压紧固定设置的挡块。该预压仓门内壁的上部与水平放置的定位杆抵接，该定位杆设有限位部，该限位部与定位弹性体的一端抵接，该弹性体的另一端抵接固定设置的座体。

仓门和仓体可以分别支撑在各自的翻转轴上，也可支撑同一翻转轴上。主弹性体、辅弹性体可以为扭簧，也可以为片簧、碟形弹簧或其它可以实现仓门闭合时提供预压扭矩、仓门打开时能够分担仓门转角的弹性体。该抵压机构可以是行程放大机构，通过该行程放大机构可以将仓体的小角度翻转转换为仓门的较大角度的翻转，该行程放大机构除了前述的滚轮与凸轮曲面的配合外，还可以为现有的齿轮系、连杆机构及其它的行程(摆角)放大机构。该定位弹性体可以为弹簧、弹性套筒或其它具有伸缩变形量的弹性体。

本发明中，主弹性体与至少一个辅弹性体串联，在正常状态下，主弹性体和辅弹性体提供一定的预压扭矩，使仓门处于闭合位置；当仓门被手动向两侧拉动时，通过定位杆和定位弹性体，可以使仓门自动回复到闭合位置，消除了仓门和仓体配合间隙对仓门定位的影响，易于实现仓门与仓体的完美配合。在打开仓门的过程中，即使仓门的翻转角度较大，由于辅弹性体减缓了主弹性体的扭矩增加并且分担了仓门的翻转角度，使主弹性体的压缩角度增加减小，主弹性体的扭矩增大也随之减小，实现了大翻转角度下的小扭矩(阻尼)增量，减少了对开门动力源的依赖，可以在不需要马达、气缸等动力驱动仓体推动仓门翻转，结构简单，成本低，运行可靠，操作方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种仓门开合机构，包括支撑在翻转轴上的仓门和仓体，该仓门具有面向仓体的内壁及背向仓体的外壁，该仓体设有抵压机构，该抵压机构抵住该仓门内壁，其特征在于：还包括均能在仓门闭合时提供预压扭矩、仓门打开时分担仓门翻转角度的主弹性体及由至少一个辅弹性体组成的辅弹性体组，该主弹性体包括具有夹角的第一主弹性臂和第二主弹性臂，该辅弹性体组具有受力弹性臂及定位弹性臂，该第一主弹性臂压紧该仓门的外壁，该第二主弹性臂压紧该受力弹性臂，该定位弹性臂压紧固定设置的挡块，所述抵压机构为能够将仓体的小角度翻转转换为仓门的较大角度的翻转的行程放大机构。

2.根据权利要求1所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的辅弹性体组包括顺次串联的至少两个辅弹性体，各辅弹性体均包括具有夹角的第一辅弹性臂和第二辅弹性臂，该第一个辅弹性体的第一辅弹性臂为受力弹性臂，该最后一个辅弹性体的第二辅弹性臂为定位弹性臂，且前一个辅弹性体的第二辅弹性臂压紧后一个辅弹性体的第一辅弹性臂。

3.根据权利要求2所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的主弹性体为扭簧。

4.根据权利要求3所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的辅弹性体为扭簧。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的第二主弹性臂和受力弹性臂之间夹设有可转动的隔片，前一个辅弹性体的第二辅弹性臂和后一个辅弹性体的第一辅弹性臂之间也夹设有可转动的隔片。

6.根据权利要求5所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的隔片、主弹性体及辅弹性体均安装在芯轴上，各芯轴固定或可绕自身轴线旋转。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的仓门内壁的上部与水平放置的定位杆抵接，该定位杆设有限位部，该限位部与定位弹性体的一端抵接，该定位弹性体的另一端抵接固定设置的座体。

8.根据权利要求7所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的座体具有水平贯穿的空腔，该定位杆插入该空腔，该限位部位于该空腔内，该定位弹性体套在该定位杆上。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的仓门开合机构，其特征在于：所述的仓体的抵压机构为滚轮，该仓门内壁对应具有凸轮曲面，该滚轮压在该凸轮曲面上并可沿该凸轮曲面运动。

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