本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的樣品檢測(cè)，特別是涉及實(shí)驗(yàn)室樣品容器的操作工具及方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于試管蓋的開蓋設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種利用開蓋設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)試管蓋、例如驅(qū)動(dòng)試管蓋旋轉(zhuǎn)進(jìn)而打開試管蓋的方法。

背景技術(shù)：

1、在生物、醫(yī)藥、化學(xué)、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域中，樣品采集完成后，需由檢測(cè)分析設(shè)備對(duì)試管內(nèi)的樣品進(jìn)行檢測(cè)分析。為此，樣品在進(jìn)入檢測(cè)分析儀器前需要進(jìn)行開蓋作業(yè)。有時(shí)，由于采樣難度高或者樣品本身成本較高，需要將樣本分成多份保存于凍存管中，以便后續(xù)做其他研究用。在凍存管使用前，也需要將其試管蓋拆卸打開，然后將樣本放入凍存管內(nèi)，然后在將其試管蓋進(jìn)行安裝。

2、目前，開蓋可以采用人工開蓋和機(jī)器自動(dòng)開蓋兩種方式。人工開蓋的方式一方面效率低，操作者每次只能對(duì)單個(gè)試管蓋進(jìn)行操作，另一方面操作者長(zhǎng)期手動(dòng)對(duì)試管蓋進(jìn)行擰緊和擰松操作，可能會(huì)影響手指的靈活度或會(huì)對(duì)手指造成損傷，另外還存在試管內(nèi)的樣品被污染的潛在危害。機(jī)器自動(dòng)開蓋的方式可以顯著降低開/關(guān)蓋子的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，并且具有無(wú)污染的特點(diǎn)。特別是，由于凍存管需要進(jìn)行開蓋或重蓋的頻率高，各種開蓋設(shè)備已被廣泛用于實(shí)驗(yàn)室管理化合物庫(kù)和生物樣本庫(kù)，以節(jié)省實(shí)驗(yàn)或儲(chǔ)存時(shí)間。

3、然而，目前的大部分開蓋設(shè)備仍需要對(duì)試管進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的開蓋，自動(dòng)化程度及效率不高。此外，目前的開蓋設(shè)備大多數(shù)也只能對(duì)具有同一直徑的試管蓋的試管進(jìn)行開蓋作業(yè)，而無(wú)法對(duì)具有不同直徑的試管蓋的試管進(jìn)行開蓋作業(yè)。如果要對(duì)后者進(jìn)行開蓋或重蓋，通常需要更換開蓋設(shè)備的驅(qū)動(dòng)頭或直接作用于試管蓋的其它部件。而這種更換也需要耗費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本。

4、為此，現(xiàn)有技術(shù)還進(jìn)一步研發(fā)了可以適應(yīng)于多種不同試管蓋的開蓋設(shè)備。例如，專利文獻(xiàn)us20070095024a1公開了一種開蓋系統(tǒng)，其中，夾持器臂的相對(duì)位置由一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)凸輪改變，這使每組一個(gè)或兩個(gè)板上的夾持器臂相對(duì)于該組另一板的夾持器臂移動(dòng)，從而改變組合的寬度和/或夾臂的相對(duì)角度以操縱適合每個(gè)小瓶末端的蓋子。但這些開蓋設(shè)備的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)，因此成本較高，操作起來(lái)也不好控制。

5、因此，在本領(lǐng)域中始終存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、總體成本較低、自動(dòng)控制更方便的開蓋設(shè)備的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于試管蓋的開蓋設(shè)備，該開蓋設(shè)備可以包括：驅(qū)動(dòng)頭，驅(qū)動(dòng)頭可以用于與試管蓋接合，以對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頭可以包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頭元件，驅(qū)動(dòng)頭元件中的至少一個(gè)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頭元件可以包括在驅(qū)動(dòng)頭與試管蓋接合時(shí)靠近試管蓋的第一部段和遠(yuǎn)離試管蓋的第二部段，第一部段可以與第二部段位于旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)兩側(cè)上；彈性元件，彈性元件可以設(shè)置成能作用于第二部段，以向驅(qū)動(dòng)頭元件提供張緊力；切換元件，切換元件可以構(gòu)造成能在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)，其中，在第一位置，第二部段可以受到彈性元件的張緊力的作用，以使第一部段形成第一驅(qū)動(dòng)頭尺寸，而在第二位置，切換元件能作用于彈性元件以使第二部段所受到的張緊力變化，由此通過(guò)驅(qū)動(dòng)頭元件的轉(zhuǎn)動(dòng)，第一部段可以形成與第一驅(qū)動(dòng)頭尺寸不同的第二驅(qū)動(dòng)頭尺寸。

2、借助上述開蓋設(shè)備，能以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同尺寸的試管蓋的驅(qū)動(dòng)、特別是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而提高開蓋等操作的靈活性，并顯著提高實(shí)驗(yàn)效率、節(jié)約工作時(shí)間和降低成本。對(duì)不同尺寸的試管蓋的適應(yīng)可以通過(guò)開蓋設(shè)備的切換元件來(lái)完成轉(zhuǎn)換，切換元件與彈性元件之間的相互作用可以使得驅(qū)動(dòng)頭元件打開不同的程度，從而與不同尺寸的試管蓋有效接合。在此，無(wú)需在面對(duì)不同尺寸的試管蓋時(shí)要更換不同的驅(qū)動(dòng)頭。

3、有利地，第一部段可以從試管蓋的內(nèi)部與其接合。

4、當(dāng)切換元件運(yùn)動(dòng)到不同位置時(shí)，各驅(qū)動(dòng)頭元件的對(duì)應(yīng)第一部段可以彼此相距不同的距離，即打開不同程度。這種第一部段可以方便地與試管蓋的內(nèi)部接合，以對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。與外部接合相比，驅(qū)動(dòng)頭元件從內(nèi)部與試管蓋接合可以使得第一部段所需打開的角度更小，這樣更有利于設(shè)置彈性元件以及設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)頭元件的第一部段和第二部段的尺寸，由此提高整個(gè)工具設(shè)備的緊湊性。此外，在此情況下對(duì)應(yīng)的試管蓋可為內(nèi)部開槽的，有利于減輕試管蓋的總體材料重量。

5、優(yōu)選地，當(dāng)切換元件在第一位置與第二位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二部段所受到的張緊力可以連續(xù)變化，由此第一部段能形成尺寸彼此不同的多個(gè)驅(qū)動(dòng)頭尺寸，從而允許與不同尺寸的試管蓋接合以對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

6、通過(guò)在切換元件在不同位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致張緊力可連續(xù)變化，則第一部段可以打開的程度也可以無(wú)級(jí)變化，從而可以適應(yīng)于更多的(理論上尺寸連續(xù)變化的)試管蓋，靈活性相當(dāng)高。

7、特別是，切換元件實(shí)施成其在第一位置和第二位置之間的運(yùn)動(dòng)可以為沿著朝向或遠(yuǎn)離試管蓋的方向的平移運(yùn)動(dòng)。

8、借助平移運(yùn)動(dòng)，切換元件能以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一部段的打開程度的變化。特別是與傳統(tǒng)復(fù)雜傳動(dòng)鏈(例如，包括轉(zhuǎn)動(dòng)的情形或者需要多個(gè)部件之間配合的情形)相比，這種結(jié)構(gòu)更為高效和低成本，可靠性也更高。

9、有利的是，彈性元件可以在第二部段處連接于至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頭元件之間，以向其提供向外的張緊力，而切換元件可以從外部圍繞驅(qū)動(dòng)頭元件設(shè)置，其中，隨著切換元件朝向彈性元件移動(dòng)，切換元件可以從外部抵抗彈性元件的張緊力而作用于第二部段，以使第二部段向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而第一部段向外轉(zhuǎn)動(dòng)，以增大驅(qū)動(dòng)頭尺寸。

10、通過(guò)將彈性元件設(shè)置在驅(qū)動(dòng)頭元件的內(nèi)部，并且將切換元件布置在驅(qū)動(dòng)頭元件的外部，能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置彈性元件和切換元件，且切換元件的移動(dòng)范圍也更廣(相比于反過(guò)來(lái)設(shè)置的情形)。

11、尤其是，切換元件可以構(gòu)造成切換板，切換板可以包括至少一個(gè)貫通開口部，驅(qū)動(dòng)頭穿過(guò)貫通開口部延伸，切換板構(gòu)造成能沿著驅(qū)動(dòng)頭元件平移運(yùn)動(dòng)。

12、呈切換板形式的切換元件的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，且可以在其上容易地形成有貫通開口部，從而方便地將驅(qū)動(dòng)頭插入其中，以實(shí)現(xiàn)切換的功能。切換板也容易維修和更換，成本較低。

13、例如，切換板可以包括多個(gè)貫通開口部，以容納多個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)頭，從而允許同時(shí)接合多個(gè)試管蓋。

14、通過(guò)設(shè)置多個(gè)貫通開口部，可以同時(shí)利用不同的驅(qū)動(dòng)頭接合不同的試管蓋。尤其是，由于切換板為僅一塊，能非常方便地通過(guò)使同一塊切換板上下移動(dòng)來(lái)對(duì)多個(gè)試管蓋進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作，而無(wú)需針對(duì)每個(gè)試管蓋(即便它們尺寸是相同的)來(lái)設(shè)置不同的控制裝置驅(qū)動(dòng)各自的切換元件。

15、優(yōu)選地，在貫通開口部?jī)?nèi)可以設(shè)置有軸承，以使得切換板經(jīng)由軸承與驅(qū)動(dòng)頭元件接合。

16、通過(guò)設(shè)置軸承，可以使切換元件與驅(qū)動(dòng)頭、特別是驅(qū)動(dòng)頭元件之間的運(yùn)動(dòng)磨損減到最少。

17、特別優(yōu)選的是，至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頭元件可以構(gòu)造成鉸接于同一旋轉(zhuǎn)軸處，并且在受到的張緊力變化時(shí)均能圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

18、通過(guò)使驅(qū)動(dòng)頭元件僅圍繞同一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，可以獲得特別緊湊的整體結(jié)構(gòu)。

19、例如，驅(qū)動(dòng)頭元件可以構(gòu)造成兩個(gè)夾持臂，當(dāng)切換元件位于旋轉(zhuǎn)軸附近時(shí)，兩個(gè)夾持臂的各第一部段在彈性元件的張緊力的作用下可以彼此接觸閉合，以形成最小的驅(qū)動(dòng)頭尺寸。

20、通過(guò)設(shè)計(jì)彈性元件的彈性系數(shù)，可以獲得夾持臂之間為零的間距，從而使得驅(qū)動(dòng)頭尺寸最小。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)頭可以處于釋放狀態(tài)，即不與試管蓋接合。

21、此外，開蓋設(shè)備還可以包括用于驅(qū)動(dòng)前述驅(qū)動(dòng)頭旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)頭還可以包括安裝部件，用于接納并支承驅(qū)動(dòng)頭元件和旋轉(zhuǎn)軸，安裝部件能與驅(qū)動(dòng)裝置操作性連接。

22、通過(guò)利用與驅(qū)動(dòng)裝置連接的安裝部件來(lái)容納驅(qū)動(dòng)頭元件和旋轉(zhuǎn)軸，可以使驅(qū)動(dòng)頭元件減少磨損，并且便于各部件的支承。

23、本發(fā)明還提供一種利用開蓋設(shè)備打開試管蓋的方法，該開蓋設(shè)備可以包括驅(qū)動(dòng)頭，驅(qū)動(dòng)頭可以包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)頭元件，驅(qū)動(dòng)頭元件可以包括在驅(qū)動(dòng)頭接近試管蓋時(shí)靠近試管蓋的第一部段和遠(yuǎn)離試管蓋的第二部段，第一部段與第二部段位于旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)兩側(cè)上，其中，該方法可以包括：使切換元件從第一位置運(yùn)動(dòng)到第二位置，在第一位置，第二部段可以受到彈性元件的張緊力的作用，以使第一部段形成第一驅(qū)動(dòng)頭尺寸，具有第一驅(qū)動(dòng)頭尺寸的第一部段不與試管蓋接合，而在第二位置，切換元件能作用于彈性元件以使第二部段所受到的張緊力變化，驅(qū)動(dòng)頭元件中的至少一個(gè)可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，因而，第一部段可以形成與第一驅(qū)動(dòng)頭尺寸不同的第二驅(qū)動(dòng)頭尺寸，具有第二驅(qū)動(dòng)頭尺寸的第一部段可以與試管蓋接合，以驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)開蓋。

24、通過(guò)上述方法，能以非常簡(jiǎn)單且靈活的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)試管蓋的接合，從而以高效率來(lái)進(jìn)行開蓋。

25、本發(fā)明還提供一種用于試管蓋的開蓋設(shè)備，該開蓋設(shè)備可以包括：驅(qū)動(dòng)頭，驅(qū)動(dòng)頭可以包括主體，主體可以沿其縱向包括多個(gè)不同的部段，部段可以包括在驅(qū)動(dòng)頭接近試管蓋時(shí)靠近試管蓋的第一部段以及遠(yuǎn)離試管蓋的第二部段，第一部段的外部尺寸可以小于第二部段的外部尺寸，由此部段能與不同尺寸的試管蓋接合，以從試管蓋的內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

26、借助上述開蓋設(shè)備，能以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同尺寸的試管蓋的驅(qū)動(dòng)、特別是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而提高開蓋等操作的靈活性，并顯著提高實(shí)驗(yàn)效率、節(jié)約工作時(shí)間和降低成本。此外，不需要設(shè)置運(yùn)動(dòng)部件，僅利用驅(qū)動(dòng)頭的主體的不同部段就能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸的試管蓋的靈活適應(yīng)。

27、有利的是，第一部段可以設(shè)置成與第二部段緊鄰，第二部段可以在其外周緣上設(shè)有向外突出的多個(gè)凸部。

28、通過(guò)緊鄰設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)主體的緊湊結(jié)構(gòu)，而凸部可以便于有效接合試管蓋。凸部?jī)?yōu)選可以在擠壓下產(chǎn)生一定程度的變形。

29、優(yōu)選地，前述部段還可以包括第三部段，第三部段可以設(shè)置成緊鄰第二部段，且在驅(qū)動(dòng)頭接近試管蓋時(shí)可以比第二部段更遠(yuǎn)離試管蓋，第三部段可以包括多個(gè)錐臺(tái)部，錐臺(tái)部可以分別沿遠(yuǎn)離第二部段的方向漸縮。由此，利用錐臺(tái)部可以實(shí)現(xiàn)對(duì)更多種尺寸的試管蓋的適配，從而提高驅(qū)動(dòng)試管蓋的靈活性