盖装卸装置及预处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种盖装卸装置及预处理装置。


背景技术：

2.在分析装置中进行试样的分析之前，有时会使用离心管等容器进行试样的预处理。例如，在预处理中，在将作为分析对象的试样及添加物注入至带盖的容器之后，进行容器的内容物的搅拌等。其后，从容器中提取内容物，注入至规定的小瓶中。通过将包含预处理后的试样的内容物从小瓶供给至分析装置，对试样进行所期望的分析。
3.在预处理中，在向容器注入内容物的前后，或从容器中提取内容物的前后，通过盖装卸装置进行盖的装卸。例如，在日本专利特开平3-226484号公报记载的盖开闭装置中，利用把手开闭驱动部的一对夹具握持试样容器，并且利用机械手握持盖。在此状态下，通过把手开闭驱动部旋转，进行盖的装卸。


技术实现要素：

4.由于在盖的上部形成顶板，因此盖的上部的强度比较高，相反盖的下部的强度比较低。因此，在日本专利特开平3-226484号公报记载的盖开闭装置中，当机械手握持盖的下部时，有时盖的下部会变形为椭圆状。即使在机械手握持盖的上部的情况下，根据从机械手作用于盖的力的方向，有时在握持盖时盖会打滑，或盖会变得倾斜。在这些情况下，无法适当地进行盖的装卸。
5.本发明的目的在于提供一种能够适当地进行盖的装卸的盖装卸装置及预处理装置。
6.本发明的一形态涉及一种盖装卸装置，包括操作部，所述操作部沿上下方向移动，并且以相对于容器对盖进行装卸的方式握持所述盖并旋转，所述操作部包括：第一握持爪及第二握持爪，以相互相向的方式设置，且构成为能够对所述盖的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力；以及按压构件，构成为能够与所述盖的上表面接触。
7.本发明的另一形态涉及一种预处理装置，包括：所述盖装卸装置，相对于容器对盖进行装卸；以及预处理部，对所述容器中所收容的试样进行预处理。
8.通过本发明，可适当地进行盖的装卸。
附图说明
9.图1是表示本发明一实施方式的盖装卸装置的结构的示意图。
10.图2是表示图1的操作部的结构的放大图。
11.图3是表示操作部的外观的立体图。
12.图4是用于对拆卸盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
13.图5是用于对拆卸盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
14.图6是用于对拆卸盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
15.图7是用于对安装盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
16.图8是用于对安装盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
17.图9是用于对安装盖时的盖装卸装置的动作进行说明的图。
18.图10是表示包括预处理装置的分析系统的一例的框图。
19.图11是表示另一实施方式的盖装卸装置的结构的示意图。
具体实施方式
20.(1)盖装卸装置的结构
21.以下，参照附图来对本发明的实施方式的盖装卸装置及预处理装置进行详细说明。图1是表示本发明一实施方式的盖装卸装置的结构的示意图。如图1所示，盖装卸装置100包括：基台部10、保持部20、装卸部30、旋转驱动部40、移动部50及传递部60。基台部10安装于预处理装置中的盖装卸装置100的设置面。保持部20在装卸部30的轴朝向上下方向的状态下对装卸部30进行保持。
22.装卸部30包括：从动部31、限制部32、操作部33、开闭部34及缓冲部35。从动部31包括在上下方向上具有轴且能够绕轴旋转的从动构件31a、从动构件31b。从动构件31b配置于从动构件31a的下方。
23.限制部32以能够将从动构件31a旋转时的转矩传递至从动构件31b的方式将从动构件31a与从动构件31b连接。限制部32例如包括单向式的摩擦离合器，在从动构件31a向正方向(例如顺时针)旋转时，将传递至从动构件31b的转矩限制在规定值以下。转矩的规定值能够调节。另一方面，限制部32在从动构件31a向反方向(例如逆时针方向)旋转时，不限制传递至从动构件31b的转矩。
24.操作部33构成为能够通过从上方对盖进行操作而在容器的上端对盖进行装卸。在本例中，容器例如是在试样分析的预处理中使用的离心管。盖是能够拧入至容器的上端的螺丝盖。图2是表示图1的操作部33的结构的放大图。图3是表示操作部33的外观的立体图。
25.如图2所示，操作部33具有能够开闭的一对握持爪33a、33b及按压构件33c。握持爪33a、握持爪33b与后述的开闭部34的驱动轴34a的下端连接。如图3所示，按压构件33c具有圆板形状，在握持爪33a、握持爪33b之间，以能够相对于图2的驱动轴34a旋转的方式与驱动轴34a的下端连接。
26.在盖2处于握持爪33a、握持爪33b之间的状态下，握持爪33a、握持爪33b闭合，从而握持盖2。此时，如图2中箭头a所示，从握持爪33a的前端对盖2的侧面上部，从外侧向内侧施加斜向上的力。同样地，如图2中箭头b所示，从握持爪33b的前端对盖2的侧面上部，从外侧向内侧施加斜向上的力。在此情况下，在盖2上产生向上的力。
27.根据所述结构，如图2中箭头c所示，按压构件33c抵抗对盖2的向上的力，从上方向下方按压盖2的上表面。由此，不会使盖2产生变形、打滑及倾斜，而操作部33可在稳定的状态下水平地握持盖2。在此状态下，通过操作部33旋转，相对于容器1装卸盖2。
28.如图1所示，开闭部34例如包括气缸，具有驱动轴34a。开闭部34例如固定于保持部20的上部。驱动轴34a的下端部在插通从动部31的中心的状态下与握持爪33a、握持爪33b及按压构件33c连接。开闭部34通过对驱动轴34a进行驱动而使操作部33的握持爪33a、握持爪33b开闭。开闭部34也可包括螺线管等其他致动器。
29.缓冲部35例如包括弹簧构件，且以操作部33能够相对于从动部31沿上下方向移动且能够将从动构件31b旋转时的转矩传递至操作部33的方式将操作部33保持于从动构件31b的下部。通过所述结构，在从盖2对操作部33的下部施加规定值以上的向上的按压力的情况下，通过使操作部33向上方移动来吸收操作部33的按压力。
30.旋转驱动部40包括电动马达等单一的致动器，具有旋转轴41。旋转驱动部40例如固定于保持部20的上部。移动部50例如包括直动滚珠丝杠构件，与基台部10及保持部20连接。直动滚珠丝杠构件的间距与盖2的间距相同。在移动部50安装有旋转驱动部40的旋转轴41。移动部50响应于旋转驱动部40的旋转，使保持部20相对于基台部10沿上下方向移动。
31.传递部60例如是带构件，架设于装卸部30的从动部31的从动构件31a及旋转驱动部40的旋转轴41。由此，将旋转驱动部40的旋转传递至从动构件31a。以下，对盖装卸装置100的动作进行说明。
32.(2)盖装卸装置的动作
33.图4～图6是用于对拆卸盖2时的盖装卸装置100的动作进行说明的图。如图4所示，在拆卸盖2时，装卸部30的操作部33在不握持盖2而将握持爪33a、握持爪33b打开的状态下，位于容器1的上方。在此状态下，旋转驱动部40向正方向旋转。在此情况下，通过移动部50而保持部20相对于基台部10向下方移动。另外，旋转驱动部40的旋转通过传递部60传递至装卸部30。因此，装卸部30的操作部33在旋转的同时随着保持部20的移动而向下方移动。
34.其后，如图5所示，操作部33的按压构件33c与盖2的上表面接触。在此情况下，按压构件33c的旋转停止。因此，盖2的上表面不会被按压构件33c摩擦，因此可防止盖2的上表面损伤。另一方面，装卸部30的握持爪33a、握持爪33b继续旋转。当装卸部30向下方移动预先决定的规定距离时，装卸部30的移动停止。此时，盖2的上部位于握持爪33a、握持爪33b之间。
35.此处，通过握持爪33a、握持爪33b闭合，利用握持爪33a、握持爪33b而在盖2上产生向上的力，并且盖2的上表面被按压构件33c向下方按压。在此情况下，由于按压构件33c具有圆板形状，因此按压构件33c与盖2的上表面的接触面积比较大。因此，从按压构件33c对盖2的上表面施加的按压比较小。由此，可防止盖2的上表面损伤。
36.通过盖2的上表面被按压构件33c按压，盖2被握持爪33a、握持爪33b以稳定的状态水平地握持。在此状态下，旋转驱动部40向反方向旋转。此时，由操作部33施加至盖2的转矩不受限制。因此，盖2被有效率地从容器1松开。另外，通过移动部50而保持部20相对于基台部10向上方移动。由此，从容器1拆卸盖2。
37.在从容器1拆卸盖2之后，如图6所示，继续操作部33的反方向的旋转。在此情况下，在操作部33握持盖2的状态下，通过移动部50而保持部20相对于基台部10向上方移动。由此，盖2的拆卸动作结束。
38.图7～图9是用于对安装盖2时的盖装卸装置100的动作进行说明的图。如图7所示，在安装盖2时，装卸部30的操作部33在通过将握持爪33a、握持爪33b闭合并且使按压构件33c与盖2的上表面接触而稳定地握持盖2的状态下，位于容器1的上方。
39.在此状态下，通过旋转驱动部40向正方向旋转，装卸部30的操作部33在旋转的同时随着保持部20的移动而向下方移动。其后，如图8所示，在被操作部33握持的盖2与容器1的上端抵接的状态下，继续操作部33的正方向的旋转。在此情况下，盖2紧固于容器1。由此，
在容器1同时安装盖2。
40.此处，操作部33被缓冲部35保持为能够相对于从动部31沿上下方向移动。因此，在通过盖2与容器1抵接而对操作部33的下部施加规定值以上的向上的按压力的情况下，通过操作部33向上方移动来吸收操作部33的按压力。另外，当从动构件31a向正方向旋转时的转矩达到规定值时，通过限制部32而从动构件31b空转。由此，可使盖2的紧固情况均匀。
41.在将盖2安装于容器1之后，如图9所示，操作部33的握持爪33a、握持爪33b打开。由此，将操作部33对盖2的握持解除。其后，旋转驱动部40向反方向旋转。在此情况下，在操作部33不握持盖2的状态下，通过移动部50而保持部20相对于基台部10向上方移动。由此，盖2的安装动作结束。
42.(3)预处理装置
43.图10是表示包括预处理装置的分析系统的一例的框图。如图10所示，分析系统500包括预处理装置200及分析装置300。预处理装置200除了包括图1的盖装卸装置100以外，还包括试样收容部110、添加部120、振动部130、分离部140、注入部150及废弃部160。盖装卸装置100分别设置于试样收容部110、添加部120及注入部150。
44.向试样收容部110依次导入多个容器1。试样收容部110在从所导入的容器1拆卸盖2之后，在容器1收容作为分析对象的试样，在容器1安装盖2。作为分析对象的试样例如包括食品。其后，试样收容部110将容器1搬出至振动部130，并且将从振动部130搬入的容器1搬出至添加部120。
45.添加部120在从自试样收容部110搬入的容器1拆卸盖2之后，向容器1中添加规定的溶媒或内部标准试剂等，在容器1安装盖2。其后，添加部120将容器1搬出至振动部130，并且将从振动部130搬入的容器1搬出至分离部140。
46.振动部130通过对从试样收容部110搬入的容器1进行振动来对容器1的内容物进行搅拌之后，将容器1搬出至试样收容部110。另外，振动部130通过对从添加部120搬入的容器1进行振动来对容器1的内容物进行搅拌之后，将容器1搬出至添加部120。
47.分离部140通过对从添加部120搬入的容器1施加离心力而将容器1的内容物按每一成分分离。其后，分离部140将容器1搬出至注入部150。这些添加部120、振动部130或分离部140是对容器1中所收容的试样进行预处理的预处理部的例子。
48.向注入部150导入对分析用的多个小瓶211进行保持的小瓶架210。注入部150在从自分离部140搬入的容器1拆卸盖2之后，从容器1中提取内容物的一部分，将提取出的内容物注入至小瓶架210的各小瓶211。由此，将包含预处理后的试样的内容物收容于各小瓶211中。
49.其后，注入部150在容器1安装盖2，将容器1搬出至废弃部160。另外，注入部150将小瓶架210搬出至分析装置300。废弃部160将从注入部150搬入的容器1的内容物废弃。
50.分析装置300对从预处理装置200搬入的小瓶架210的各小瓶211的内容物进行规定的分析。分析例如包括作为试样的食品中的残留农药的定量。分析装置300例如可为液相色谱质量分析装置(液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph/mass spectrometer，lc/ms))，气相色谱质量分析装置(气相色谱-质谱联用仪(gas chromatograph/mass spectrometer，gc/ms))等，也可为其他分析装置。
51.在预处理装置200的试样收容部110、添加部120及注入部150各者中，通过使用盖
装卸装置100，可适当且有效率地进行盖2的装卸。由此，可提高生产率。另外，可进行省人化。
52.(4)变形例
53.在本实施方式中，按压构件33c具有圆板形状，但实施方式不限定于此。按压构件33c也可具有三角板形状或四角板形状等多角板形状。或者，按压构件33c也可具有沿上下方向延伸的棒形状，按压构件33c也可设置多个。
[0054][0055]
(5)效果
[0056]
在本实施方式的盖装卸装置100中，通过操作部33的以相互相向的方式设置的握持爪33a、握持爪33b，对盖2的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力。在此情况下，在盖2上产生向上的力。另外，操作部33的按压构件33c与盖2的上表面接触。由此，抵抗对盖2的向上的力，由按压构件33c从上方向下方按压盖2的上表面。因此，盖2不会产生变形、打滑及倾斜，通过操作部33以稳定的状态水平地握持盖2。
[0057]
通过所述结构，能够相对于容器1垂直地安装盖2。另外，也不会因盖2相对于容器1的安装不良而从容器1产生漏液。由此，可适当地进行盖2的装卸。
[0058]
另外，在本实施方式中，在通过单一的旋转驱动部40而操作部33沿上下方向移动的同时以相对于容器1对盖2进行装卸的方式使盖2旋转。此处，在按压构件33c与盖2的上表面接触时，按压构件33c的旋转停止。在此情况下，盖2的上表面不会被按压构件33c摩擦。
[0059]
进而，由于按压构件33c具有圆板形状，因此按压构件33c与盖2上表面的接触面积比较大。因此，从按压构件33c对盖2的上表面施加的按压比较小。通过这些结构，盖2的上表面不会损伤。因此，即使在将表示关于容器1的内容物的信息的二维条形码等识别符粘贴于盖2的上表面的情况下，也可防止识别符无法读取地损伤。
[0060]
另外，旋转驱动部40驱动操作部33从规定的位置向下方移动预先决定的规定距离。在此情况下，无需设置用于对盖2的位置进行检测的传感器，便可以简单的结构从握持爪33a、握持爪33b对盖2的侧面上部施加力。
[0061]
(6)其他实施方式
[0062]
在所述实施方式中，旋转驱动部40设置成使装卸部30在沿上下方向移动的同时旋转，但实施方式并不限定于此。图11是表示其他实施方式的盖装卸装置100的结构的示意图。如图11所示，本实施方式的盖装卸装置100包括升降驱动部70来代替移动部50。
[0063]
升降驱动部70在对保持部20进行保持的同时例如固定于基台部10的上部。升降驱动部70例如包括气缸或螺线管等致动器，使保持部20相对于基台部10沿上下方向移动。在所述结构中，可各别地进行装卸部30的上下方向的移动与装卸部30的旋转。
[0064]
本实施方式的盖装卸装置100也可还包括对盖2的位置进行检测的传感器80。在本例中，传感器80是包括投光部81与受光部82的非接触式传感器，但也可为其他种类的传感器。投光部81能够射出光。受光部82能够接受从投光部81射出的光。投光部81及受光部82也可分别安装于握持爪33a、握持爪33b。
[0065]
在所述结构中，装卸部30在不握持盖2的状态下通过升降驱动部70而从容器1的上方下降。此处，当在握持爪33a、握持爪33b间不存在盖2的情况下，受光部82接受从投光部81射出的光。另一方面，当在握持爪33a、握持爪33b间存在盖2的情况下，受光部82不接受从投
光部81射出的光。因此，通过在受光部82不再接受光的时间点将握持爪33a、握持爪33b闭合，即使在容器1或盖2的位置未知的情况下，也可容易地从握持爪33a、握持爪33b对盖2的侧面上部施加力。
[0066]
(7)形态
[0067]
本领域技术人员可理解所述多个例示的实施方式为以下形态的具体例。
[0068]
(第一项)一形态的盖装卸装置可包括：
[0069]
操作部，沿上下方向移动，并且以相对于容器对盖进行装卸的方式握持所述盖并旋转，
[0070]
所述操作部可包括：
[0071]
第一握持爪及第二握持爪，以相互相向的方式设置，且构成为能够对所述盖的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力；以及
[0072]
按压构件，构成为能够与所述盖的上表面接触。
[0073]
在所述盖装卸装置中，通过操作部的以相互相向的方式设置的第一握持爪及第二握持爪，对盖的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力。在此情况下，在盖上产生向上的力。另外，操作部的按压构件与盖的上表面接触。由此，抵抗对盖的向上的力，由按压构件从上方向下方按压盖的上表面。因此，盖不会产生变形、打滑及倾斜，通过操作部以稳定的状态水平地握持盖。
[0074]
通过所述结构，能够相对于容器垂直地安装盖。另外，也不会因盖相对于容器的安装不良而从容器产生漏液。由此，可适当地进行盖的装卸。
[0075]
(第二项)根据第一项所述的盖装卸装置，其中，
[0076]
所述按压构件可具有圆板形状。
[0077]
在此情况下，由于按压构件与盖的上表面的接触面积比较大，因此从按压构件施加至盖的上表面的按压比较小。由此，可防止盖的上表面损伤。
[0078]
(第三项)根据第一项或第二项所述的盖装卸装置，也可还包括旋转驱动部，
[0079]
所述旋转驱动部设置成使所述操作部在沿上下方向移动的同时旋转。
[0080]
在此情况下，可使用单一的旋转驱动部，使操作部沿上下方向移动，并且以相对于容器对盖进行装卸的方式使盖旋转。
[0081]
(第四项)根据第三项所述的盖装卸装置，其中，
[0082]
所述按压构件可构成为在与所述盖的上表面接触时停止旋转。
[0083]
在此情况下，盖的上表面不会被按压构件摩擦，因此可防止盖的上表面损伤。
[0084]
(第五项)根据第三项或第四项所述的盖装卸装置，其中，
[0085]
所述旋转驱动部可驱动所述操作部从规定的位置向下方移动预先决定的规定距离。
[0086]
在此情况下，无需设置用于对盖的位置进行检测的传感器，便可以简单的结构从第一握持爪及第二握持爪对盖的侧面上部施加力。
[0087]
(第六项)根据第三项至第五项中任一项所述的盖装卸装置，也可还包括移动部，
[0088]
所述移动部响应于所述旋转驱动部的驱动，使所述操作部沿上下方向移动，
[0089]
所述盖可包括螺丝盖，
[0090]
所述移动部可包括具有与所述螺丝盖的间距相同的间距的直动滚珠丝杠构件。
[0091]
在此情况下，可以简单的结构，通过单一的旋转驱动部以能够对螺丝盖进行装卸的方式使操作部在旋转的同时沿上下方向移动。
[0092]
(第七项)根据第一项或第二项所述的盖装卸装置，也可还包括：
[0093]
升降驱动部，设置成使所述操作部沿上下方向移动；
[0094]
旋转驱动部，设置成使所述操作部旋转；以及
[0095]
传感器，对所述盖的位置进行检测。
[0096]
在此情况下，即使在容器或盖的位置未知的情况下，也可从第一握持爪及第二握持爪对盖的侧面上部施加力。
[0097]
(第八项)根据第一项至第七项中任一项所述的盖装卸装置，也可还包括：
[0098]
缓冲部，在向所述容器安装所述盖时，吸收从所述盖对所述操作部的按压力；以及
[0099]
限制部，在向所述容器安装所述盖时，限制由所述操作部施加至所述盖的转矩。
[0100]
在此情况下，在从盖对操作部的按压力被缓冲部吸收的同时以由限制部限制的转矩将盖安装于容器。由此，可在均匀的紧固情况下将盖安装于容器。
[0101]
(第九项)根据第八项所述的盖装卸装置，其中，
[0102]
在从所述容器拆卸所述盖时，所述限制部可不限制由所述操作部施加至所述盖的转矩。
[0103]
在此情况下，可有效率地从容器拆卸盖。
[0104]
(第十项)另一形态的预处理装置可包括：
[0105]
根据权利要求1至9中任一项所述的盖装卸装置，相对于容器对盖进行装卸；以及
[0106]
预处理部，对所述容器中所收容的试样进行预处理。
[0107]
在所述预处理装置中，可通过所述盖装卸装置适当地进行盖的装卸。由此，可提高生产率。另外，可进行省人化。

技术特征：
1.一种盖装卸装置，其特征在于，包括操作部，所述操作部沿上下方向移动，并且以相对于容器对盖进行装卸的方式握持所述盖并旋转，所述操作部包括：第一握持爪及第二握持爪，以相互相向的方式设置，且构成为能够对所述盖的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力；以及按压构件，构成为能够与所述盖的上表面接触。2.根据权利要求1所述的盖装卸装置，其中，所述按压构件具有圆板形状。3.根据权利要求1或2所述的盖装卸装置，其中，还包括旋转驱动部，所述旋转驱动部设置成使所述操作部在沿上下方向移动的同时旋转。4.根据权利要求3所述的盖装卸装置，其中，所述按压构件构成为在与所述盖的上表面接触时停止旋转。5.根据权利要求3所述的盖装卸装置，其中，所述旋转驱动部驱动所述操作部从规定的位置向下方移动预先决定的规定距离。6.根据权利要求3所述的盖装卸装置，其中，还包括移动部，所述移动部响应于所述旋转驱动部的驱动，使所述操作部沿上下方向移动，所述盖包括螺丝盖，所述移动部包括具有与所述螺丝盖的间距相同的间距的直动滚珠丝杠构件。7.根据权利要求1或2所述的盖装卸装置，其中，还包括：升降驱动部，设置成使所述操作部沿上下方向移动；旋转驱动部，设置成使所述操作部旋转；以及传感器，对所述盖的位置进行检测。8.根据权利要求1或2所述的盖装卸装置，其中，还包括：缓冲部，在向所述容器安装所述盖时，吸收从所述盖对所述操作部的按压力；以及限制部，在向所述容器安装所述盖时，限制由所述操作部施加至所述盖的转矩。9.根据权利要求8所述的盖装卸装置，其中，在从所述容器拆卸所述盖时，所述限制部不限制由所述操作部施加至所述盖的转矩。10.一种预处理装置，其特征在于，包括：根据权利要求1或2所述的盖装卸装置，相对于容器对盖进行装卸；以及预处理部，对所述容器中所收容的试样进行预处理。

技术总结
本发明提供一种盖装卸装置及预处理装置。盖装卸装置包括操作部，所述操作部沿上下方向移动，并且以相对于容器对盖进行装卸的方式握持盖并旋转。操作部包括第一握持爪、第二握持爪及按压构件。第一握持爪与第二握持爪以相互相向的方式设置，且构成为能够对盖的侧面上部从外侧向内侧施加斜向上的力。按压构件构成为能够与盖的上表面接触。能够与盖的上表面接触。能够与盖的上表面接触。


技术研发人员：沼田幸治 芝吹直伸
受保护的技术使用者：株式会社岛津制作所
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/8/14