生物试剂运输递送系统

1.本实用新型涉及运输机械技术领域，特别是一种生物试剂运输递送系统。


背景技术：

2.目前，生物试剂运输需要统一调度车辆和人员，将盛装在试管中的生物试剂送往不同的地点，这种配送方式存在配送效率低，配送成本高的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种生物试剂运输递送系统，它用于生物试剂的定点配送，解决了现有的生物试剂配送方式成本高、效率低的问题。
4.本实用新型的技术方案是：生物试剂运输递送系统，包括多旋翼无人机、试剂盒和试剂递送小车；
5.多旋翼无人机包括机架、摄像模块和电磁吸盘；机架下端两侧固定连接有脚架；摄像模块固定安装在机架上，其用于获取两脚架之间以及机架正下方的视野；电磁吸盘固定安装在机架下端并位于两脚架之间，其用于吸附试剂盒的顶盖；
6.试剂盒上端固定安装有铁磁性材料制成的顶盖，试剂盒前侧面上可拆卸安装有侧板，试剂盒内部设有用于容纳试管的试管通道，试管通道的两端在试剂盒的前侧面上分别形成试管入口和试管出口；试管通道内部被紧密排布的试管填充满，每根试管下端均固定安装有铁磁性材料制成的试管承载座；
7.试剂递送小车包括车体、试剂盒承载台机构、试管转移机构、试管推送机构和多节段机械臂；车体上端设有用于放置试剂盒的工作平台；试剂盒承载台机构包括试剂盒承载台和升降驱动装置；试剂盒承载台通过升降驱动装置安装在车体的工作平台上，试剂盒承载台在升降驱动装置的驱动下做竖直升降移动；试管转移机构包括电机、主动轮、张紧轮、同步带和试管转运座；电机固定安装在工作平台上；主动轮固定安装在电机的机轴上；多个张紧轮分别可转动安装在工作平台上；同步带张紧绕设在主动轮和所有的张紧轮之间，同步带的回转路径上设有第一位置、第二位置和抓取位置；多个试管转运座等间隔固定安装在同步带上，当任意一个试管转运座处在第一位置时，必然有一个试管转运座处在第二位置；试管推送机构包括固定安装在工作平台上的舵机和固定安装在舵机机轴上的推杆；推杆在舵机的驱动下在避让状态与推送状态之间切换，当推杆处在避让状态时，推杆避开试管转运座上的试管的移动路径，当推杆处在推送状态时，处在第一位置的试管转运座上的试管被推杆从试管入口推入试管通道中，与此同时，从试管出口排出到试管通道外部的试管被处在第二位置的试管转运座接收；多节段机械臂固定安装在工作平台上，其用于从试管转运座上抓取试管或将试管放置在试管转运座上，其动作范围涵盖同步带的抓取位置。
8.本实用新型进一步的技术方案是：试管通道呈蛇形反复弯折设置，试管通道的宽度仅可供单根试管通过，试管通道在弯折处呈圆弧过渡，以便于试管在试管通道中无阻碍过弯。
9.本实用新型再进一步的技术方案是：车体包括从下至上依次固定连接的矩形底盘、连接柱和工作平台；矩形底盘下端四角处设有驱动轮，矩形底盘与工作平台之间设有电源安置区间。
10.本实用新型更进一步的技术方案是：升降驱动装置为剪叉式液压升降驱动装置或丝杆螺母副升降驱动装置。
11.本实用新型更进一步的技术方案是：试剂盒承载台的上表面中心处设有用于定位试剂盒的凹坑，凹坑的侧壁为斜坡面，所述斜坡面用于引导试剂盒滑移至凹坑中心处。
12.本实用新型更进一步的技术方案是：试管转运座上固定安装有磁块，试管转运座通过磁块吸附固定试管下端的试管承载座。
13.本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括上位机；多旋翼无人机的机架与试剂递送小车的车体上分别安装有gps定位器，多旋翼无人机上的gps定位器与试剂递送小车上的gps定位器分别通过4g网络与上位机通信连接。
14.本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
15.其实现了生物试剂无人接触式的运输和递送，相比现有的人工配送方式，降低了配送成本，提升了配送效率。其通过多旋翼无人机将装有生物试剂的试剂盒运输至试剂递送小车的试剂盒承载台上(试剂递送小车提前安置在生物试剂运输目的地)；然后同时进行两条线路的操作：
[0016] a、依次通过试管转移机构、试管推送机构和多节段机械臂配合动作，将试剂盒中的待使用的生物试剂(试管)逐个递送出去，方便工作人员取拿使用；
[0017] b、依次通过多节段机械臂、试管推送机构和试管转移机构配合动作，将待回收的空试管逐个送回试剂盒中，实现了空试管的高效回收。
[0018]
以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]
图2为多旋翼无人机的结构示意图；
[0021]
图3为试剂盒的爆炸图；
[0022]
图4为试剂递送小车的结构示意图；
[0023]
图5为试管与试管承载座的插接过程图。
[0024]
图例说明：机架11；脚架111；摄像模块12；电磁吸盘13；试剂盒2；顶盖21；侧板22；试管通道23；试管入口231；试管出口232；工作平台311；连接柱312；矩形底盘313；驱动轮314；试剂盒承载台321；升降驱动装置322；电机331；主动轮332；张紧轮333；同步带334；试管转运座335；舵机341；推杆342；多节段机械臂35；试管100；试管承载座200。
具体实施方式
[0025]
如图1-5所示，生物试剂运输递送系统，包括多旋翼无人机、试剂盒2和试剂递送小车。
[0026]
多旋翼无人机包括机架11、摄像模块12和电磁吸盘13。机架11下端两侧固定连接有脚架111。摄像模块12固定安装在机架11上，其用于获取两脚架111之间以及机架11正下
方的视野。电磁吸盘13固定安装在机架11下端并位于两脚架111之间，其用于吸附试剂盒2。
[0027]
试剂盒2上端固定安装有铁磁性材料制成的顶盖21(顶盖21可被电磁吸盘13吸附)，试剂盒2前侧面上可拆卸安装有侧板22，试剂盒2内部设有用于容纳试管的试管通道23，试管通道23的两端在试剂盒2的前侧面上分别形成试管入口231和试管出口232。试管通道23内部被紧密排布的试管100填充满，每根试管100下端均固定安装有铁磁性材料制成的试管承载座200。
[0028]
试剂递送小车包括车体、试剂盒承载台机构、试管转移机构、试管推送机构和多节段机械臂35。车体上端设有用于放置试剂盒2的工作平台311。试剂盒承载台机构包括试剂盒承载台321和升降驱动装置322，试剂盒承载台321通过升降驱动装置322安装在车体的工作平台311上，试剂盒承载台321在升降驱动装置322的驱动下做竖直升降移动。试管转移机构包括电机331、主动轮332、张紧轮333、同步带334和试管转运座335。电机331固定安装在工作平台311上。主动轮332固定安装在电机331的机轴上。三个张紧轮333分别(通过轮座)可转动安装在工作平台311上。同步带334张紧绕设在主动轮332和所有的张紧轮333之间，同步带334在电机331的驱动下做回转运动，同步带334的回转路径上设有第一位置、第二位置和抓取位置。多个试管转运座335等间隔固定安装在同步带334上，当任意一个试管转运座335处在第一位置时，必然有一个试管转运座335处在第二位置。试管推送机构包括固定安装在工作平台311上的舵机341和固定安装在舵机341机轴上的推杆342。推杆342在舵机341的驱动下在避让状态与推送状态之间切换，当推杆342处在避让状态时，推杆342避开试管转运座335上的试管的移动路径，当推杆342处在推送状态时，处在第一位置的试管转运座335上的试管被推杆342从试管入口231推入试管通道23中，与此同时，从试管出口232排出到试管通道23外部的试管被处在第二位置的试管转运座335接收。多节段机械臂35固定安装在工作平台311上，其用于从试管转运座335上抓取试管或将试管放置在试管转运座335上，其动作范围涵盖同步带334的抓取位置。
[0029]
优选，试管通道23呈蛇形反复弯折设置，试管通道23的宽度仅可供单根试管通过，试管通道23在弯折处呈圆弧过渡，以便于试管在试管通道23中无阻碍过弯。
[0030]
优选，车体包括从下至上依次固定连接的矩形底盘313、连接柱312和工作平台311，矩形底盘313下端四角处设有驱动轮314，矩形底盘313与工作平台311之间设有电源安置区间。
[0031]
优选，升降驱动装置为剪叉式液压升降驱动装置(图中未示出)或丝杆螺母副升降驱动装置(参看图1)。
[0032]
优选，试剂盒承载台321的上表面中心处设有用于定位试剂盒2的凹坑(图中未示出)，凹坑的侧壁为斜坡面，所述斜坡面用于引导试剂盒2滑移至凹坑中心处。
[0033]
优选，试管转运座335上固定安装有磁块，试管转运座335通过磁块吸附固定试管下端的试管承载座。
[0034]
多旋翼无人机与试剂递送小车均通过gps定位。具体的说，在多旋翼无人机的机架11与试剂递送小车的车体上分别安装有gps定位器，多旋翼无人机的位置信息和试剂递送小车的位置信息分别通过各自的gps定位器发送至上位机，操作人员据此控制多旋翼无人机与试剂递送小车进行移动或对接(所述对接是指多旋翼无人机悬停在试剂递送小车的正上方，将电磁吸盘13上吸附的试剂盒2放置在试剂盒承载台321上，或通过电磁吸盘13吸附
放置在试剂盒承载台321上的试剂盒2)。
[0035]
所述生物试剂运输递送系统在使用前的准备工作如下：
[0036]
将装有生物试剂的试管100紧密排布放置在试剂盒2的试管通道23中。多旋翼无人机通过电磁吸盘13吸附试剂盒2的顶盖21，从而将试剂盒2固定连接在多旋翼无人机的下端。试剂递送小车的每个试管转运座335上均放置有空的试管100。
[0037]
所述生物试剂运输递送系统的工作过程如下：
[0038] 1、操作人员依据摄像模块拍摄的视频画面和gps定位器提供的位置信息，控制多旋翼无人机飞行并悬停在试剂递送小车的上方，使试剂盒2处在试剂盒承载台321的正上方，再控制电磁吸盘13断电，从而将试剂盒2平稳放置在试剂盒承载台321上。
[0039]
2、舵机341启动，带动推杆342转动，使推杆342从避让状态转动至推送状态，将处在第一位置的试管转运座335上的空试管从试管入口231推入试管通道23中，由于试管通道23内部被紧密排布的试管100填充满，因此试管通道23中最靠近试管出口232的试管将会从试管出口232排出，排出的试管被处在第二位置的试管转运座335接收。舵机341启动，带动推杆342转动，使推杆342从推动状态转动至避让状态，以便于后续步骤中同步带334运转。电机331启动，驱动同步带334转动一段距离，使另外两个试管转运座335分别移动至第一位置和第二位置。重复本步骤中的操作，使试剂盒2中装有生物试剂的试管依次排出到处在第二位置的试管转运座335上，将处在第一位置的试管转运座335上待回收的空试管依次推入试剂盒2中。
[0040]
3、当装有生物试剂的试管随着试管转运座335移动至同步带334的抓取位置时，多节段机械臂35抓取装有生物试剂的试管向外递送，工作人员取拿后，多节段机械臂35再抓取空试管放回试管转运座335上，如此实现试管的递送和回收。

技术特征：
1.生物试剂运输递送系统，其特征是：包括多旋翼无人机、试剂盒和试剂递送小车；多旋翼无人机包括机架、摄像模块和电磁吸盘；机架下端两侧固定连接有脚架；摄像模块固定安装在机架上，其用于获取两脚架之间以及机架正下方的视野；电磁吸盘固定安装在机架下端并位于两脚架之间，其用于吸附试剂盒的顶盖；试剂盒上端固定安装有铁磁性材料制成的顶盖，试剂盒前侧面上可拆卸安装有侧板，试剂盒内部设有用于容纳试管的试管通道，试管通道的两端在试剂盒的前侧面上分别形成试管入口和试管出口；试管通道内部被紧密排布的试管填充满，每根试管下端均固定安装有铁磁性材料制成的试管承载座；试剂递送小车包括车体、试剂盒承载台机构、试管转移机构、试管推送机构和多节段机械臂；车体上端设有用于放置试剂盒的工作平台；试剂盒承载台机构包括试剂盒承载台和升降驱动装置；试剂盒承载台通过升降驱动装置安装在车体的工作平台上，试剂盒承载台在升降驱动装置的驱动下做竖直升降移动；试管转移机构包括电机、主动轮、张紧轮、同步带和试管转运座；电机固定安装在工作平台上；主动轮固定安装在电机的机轴上；多个张紧轮分别可转动安装在工作平台上；同步带张紧绕设在主动轮和所有的张紧轮之间，同步带的回转路径上设有第一位置、第二位置和抓取位置；多个试管转运座等间隔固定安装在同步带上；试管推送机构包括固定安装在工作平台上的舵机和固定安装在舵机机轴上的推杆；推杆在舵机的驱动下在避让状态与推送状态之间切换；多节段机械臂固定安装在工作平台上，其用于从试管转运座上抓取试管或将试管放置在试管转运座上，其动作范围涵盖同步带的抓取位置。2.如权利要求1所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：试管通道呈蛇形反复弯折设置，试管通道的宽度仅可供单根试管通过，试管通道在弯折处呈圆弧过渡，以便于试管在试管通道中无阻碍过弯。3.如权利要求2所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：车体包括从下至上依次固定连接的矩形底盘、连接柱和工作平台；矩形底盘下端四角处设有驱动轮，矩形底盘与工作平台之间设有电源安置区间。4.如权利要求3所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：升降驱动装置为剪叉式液压升降驱动装置或丝杆螺母副升降驱动装置。5.如权利要求4所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：试剂盒承载台的上表面中心处设有用于定位试剂盒的凹坑，凹坑的侧壁为斜坡面，所述斜坡面用于引导试剂盒滑移至凹坑中心处。6.如权利要求5所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：试管转运座上固定安装有磁块，试管转运座通过磁块吸附固定试管下端的试管承载座。7.如权利要求6所述的生物试剂运输递送系统，其特征是：其还包括上位机；多旋翼无人机的机架与试剂递送小车的车体上分别安装有gps定位器，多旋翼无人机上的gps定位器与试剂递送小车上的gps定位器分别通过4g网络与上位机通信连接。

技术总结
生物试剂运输递送系统，包括多旋翼无人机、试剂盒和试剂递送小车；多旋翼无人机包括机架、摄像模块和电磁吸盘；机架下端两侧固定连接有脚架；摄像模块固定安装在机架上；电磁吸盘固定安装在机架下端并位于两脚架之间；试剂盒内部设有用于容纳试管的试管通道，试管通道的两端在试剂盒的前侧面上分别形成试管入口和试管出口；试剂递送小车包括车体、试剂盒承载台机构、试管转移机构、试管推送机构和多节段机械臂；车体上端设有用于放置试剂盒的工作平台。本实用新型实现了生物试剂无人接触式的运输和递送，相比现有的人工配送方式，降低了配送成本，提升了配送效率。提升了配送效率。提升了配送效率。


技术研发人员：卢梓骏 吴国均 周鹏飞 宾维佳 李志文
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/12