[0001] 本发明关于一种夹持装置及方法，并且特别地，关于一种能够将上盖自动密封或脱离容器的夹持装置以及夹持方法。

[0002] 在生物领域及医疗领域中，经常会进行生物采样以进行各种检测，并且检测人员会将采集到的生物样本储存至容器(如：试管、培养瓶等)中。而为了防止生物样本受到污染，通常会使用包含上盖的容器。进一步地，由于部分生物样本有可能需进行离心作业，因此，检测人员通常会采用旋盖的容器以防止上盖与容器分离而使生物样本漏出或洒出。

[0003] 然而，当生物样本检测完毕需取出或需再进行加样时，检测人员必须以人工的方式拧开容器的上盖。并且，当检测完毕的生物样本取出或完成加样后，检测人员必须再以人工的方式拧紧容器的上盖。若需检测大量生物样本时，不仅导致降低效率及操作稳定性之外，也会增加人力成本。

[0035] 为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是，这些具体实施例仅为本发明代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应的具体实施例。又，图中各装置仅系用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述，合先叙明。

[0036] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向、横向、上、下、前、后、左、右、顶、底、内、外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示所述的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0037] 请参阅图1、图2及图3。图1显示了根据本发明的一具体实施例的夹持装置1的结构示意图。图2显示了图1的夹持装置1未包含外壳10的结构组合图。图3显示了图2的夹持装置1的结构分解图。如图1至图3所示，在本具体实施例中，夹持装置1包含外壳10、第一齿盘11、第二齿盘12、导引盘13、第一马达14A、第二马达14B以及夹爪组件15。第二齿盘12位于第一齿盘11的一侧，并且导引盘13位于第一齿盘11及第二齿盘12之间。第一马达14A耦接第一齿盘11，并且第二马达14B耦接第二齿盘12。夹爪组件15的一端贯穿第一齿盘11、第二齿盘12及导引盘13，并且夹爪组件15的另一端突出于外壳10的外部。本发明的夹持装置系应用于容器的上盖，并且用以将上盖密封或脱离容器。于实务中，容器可为旋盖试管、旋盖离心管、组织培养瓶、血清瓶或其他旋盖容器。

[0038] 在本具体实施例中，第一齿盘11具有第一轴心110以及第一轨道孔111。第一轨道孔111设置于第一齿盘11的盘面上并且位于第一轴心110的一侧。进一步地，第一轨道孔111的形状呈圆弧形并且为通孔。在本具体实施例中，第一齿盘11具有三个第一轨道孔111，并且第一轨道孔111平均环设于盘面上。

[0039] 在本具体实施例中，第二齿盘12具有第二轴心120以及第二轨道孔121。第二轨道孔121设置于第二齿盘12的盘面上并且位于第二轴心120的一侧。第二轨道孔121的形状呈圆弧形并且为通孔。在本具体实施例中，第二齿盘12具有三个第二轨道孔121，并且第二轨道孔121平均环设于盘面上。进一步地，第二齿盘12的第二轴心120与第一齿盘11的第一轴心110共线，并且第二齿盘12的第二轨道孔121分别与第一齿盘11的第一轨道孔111互相交错。于实务中，当第一齿盘11及第二齿盘12互相迭合时，每一个第一轨道孔111会对应到一个第二轨道孔121，并且在第一轨道孔111及第二轨道孔121的交错处会形成贯穿孔。

[0040] 在本具体实施例中，导引盘13具有第三轴心130以及导引孔131。导引孔131设置于导引盘13的盘面上并且位于第三轴心130的一侧。导引孔131的形状呈直线形并且为通孔。在本具体实施例中，导引盘13具有三个导引孔131，并且导引孔131以径向的方式平均环设于盘面上。进一步地，导引孔131的第三轴心130与第一齿盘11的第一轴心110共线，并且导引盘13的导引孔131分别与第二齿盘12的第二轨道孔121及第一齿盘11的第一轨道孔111互相交错。于实务中，夹持装置1可包含固定轴101，并且第一齿盘11、第二齿盘12及导引盘13可设置于固定轴101上，而第一轴心110、第二轴心120及第三轴心130共线并且系为固定轴
101的轴心。第一齿盘11、第二齿盘12及导引盘13的尺寸可为相同，但不限于此，导引盘13的尺寸也可略小于第一齿盘11及第二齿盘12的尺寸。当第一齿盘11、第二齿盘12及导引盘13互相迭合时，每一个第一轨道孔111会对应到一个第二轨道孔121以及一个导引孔131，并且在第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔131的交错处会形成贯穿孔。也就是说，在本具体实施例中，夹持装置1包含三组轨道。

[0041] 在本具体实施例中，第一马达14A用以驱动第一齿盘11以第一轴心110为中心旋转，并且第二马达14B用以驱动第二齿盘12以第二轴心120为中心旋转。也就是说，第一齿盘11及第二齿盘12皆以固定轴101为轴心旋转。进一步地，夹持装置1包含第一主动盘141以及第二主动盘142。第一马达14A的转轴连接第一主动盘141的中心，并且第一主动盘141嵌合第一齿盘11。第二马达14B的转轴连接第二主动盘142的中心，并且第二主动盘142嵌合第二齿盘12。因此，第一马达14A可驱动第一主动盘141旋转进而带动第一齿盘11旋转，并且第二马达14B可驱动第二主动盘142旋转进而带动第二齿盘12旋转。进一步地，第一马达14A及第二马达14B可分别控制第一齿盘11及第二齿盘12的旋转方向。第一马达14A及第二马达14B可控制第一齿盘11及第二齿盘12同向旋转，也可控制第一齿盘11及第二齿盘12互相反向旋转，例如：第一马达14A控制第一齿盘11以顺时钟的方向旋转，并且第二马达14B控制第二齿盘12以逆时钟的方向旋转。此外，第一马达14A及第二马达14B可分别控制第一齿盘11及第二齿盘12以不同速度的旋转。因此，本发明的夹持装置1的第一齿盘11及第二齿盘12可以反向等速、反向不等速、同向等速或同向不等速的方式互相旋转。

[0042] 值得注意的是，夹持装置1的第一马达14A及第二马达14B是固定于外壳中，并且仅是分别透过第一主动盘141及第二主动盘142带动第一齿盘11及第二齿盘12旋转。因此，当第一马达14A带动第一齿盘11旋转时，第二马达14B以及第二齿盘12不会随着第一齿盘11的旋转而转动。

[0043] 在本具体实施例中，夹爪组件15包含三个夹爪元件151，并且每一个夹爪元件151对应一个第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔131，即每一个夹爪元件151对应一组轨道。进一步地，夹爪元件151具有连接部152以及接触部153。夹爪元件151的连接部152穿过并设置于第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔131的交错处所形成的贯穿孔中，而接触部153突出于外壳10的外部并用以接触容器的上盖。在本具体实施例中，夹爪元件151为圆杆，并且圆杆的尺寸可对应第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔131的尺寸。

[0044] 请一并参阅图2、图3、图4A至图4C。图4A至图4C显示了根据本发明的一具体实施例的夹持装置于不同运作情形的示意图。图4A至图4C为第一齿盘11、第二齿盘12、导引盘13及夹爪组件15组合后的俯视图。于实际应用中，如图4A所示，第一齿盘11的第一轨道孔111以及第二齿盘12的第二轨道孔121互相对称排列，并且导引盘13的导引孔131位于第一轨道孔111及第二轨道孔121的中间位置。此时，设置于第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔
131的交错处所形成的贯穿孔的夹爪元件151位于靠近第一齿盘11外侧的位置。如图4B及图
4C所示，当第一马达14A驱动第一齿盘11以顺时钟的方向旋转并且第二马达14B驱动第二齿盘12以逆时钟的方向旋转(即第一齿盘11与第二齿盘12互相反向旋转)时，第一齿盘11透过第一轨道孔111的内壁推动夹爪元件151移动，同时第二齿盘12亦透过第二轨道孔121的内壁推动夹爪元件151移动。由于第一轨道孔111及第二轨道孔121互相对称排列，因此，夹爪元件151将会沿着导引孔131朝向第一轴心的方向直线移动并移动至靠近第一齿盘11轴心的位置。从图4A至图4C的运作过程中，夹爪组件15的三个夹爪元件151的位置皆自导引孔
131靠近外缘的一端移动至导引孔131靠近轴心的一端，此时，夹爪组件15为夹持状态。

[0045] 值得注意的是，图4B及图4C显示了出当第一马达14A及第二马达14B的转轴皆以等速转动的方式驱动第一齿盘11与第二齿盘12互相反向等速旋转，以使第一轨道孔111及第二轨道孔121能够以互相对称且相对移动的方式带动夹爪元件151朝向第一轴心移动。于实务中，第一马达14A及第二马达14B也可驱动第一齿盘11与第二齿盘12以反向不等速的方式旋转。此时，第一轨道孔111及第二轨道孔121仍为相对移动而能够带动夹爪元件151朝向第一轴心移动，以使夹爪组件15为夹持状态。此外，第一马达14A及第二马达14B也可驱动第一齿盘11与第二齿盘12以顺时钟不等速(同向不等速)的方向旋转，并且第一齿盘11的旋转速度可大于第二齿盘12的旋转速度，但不限于此。由于第一齿盘11的旋转速度较快，因此，夹爪元件151于第一轨道孔111中的移动速度较快，也就是说，第一轨道孔111的内壁将会推动夹爪元件151第一轴心移动，也能够使夹爪组件15为夹持状态。

[0046] 而当第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11以逆时钟的方向并且第二齿盘12以顺时钟的方向等速或不等速旋转(即从图4C至图4A的运作过程)、或第一齿盘11及第二齿盘12以逆时钟不等速(同向不等速)的方向旋转时，夹爪组件15的三个夹爪元件151的位置皆自导引孔131靠近轴心的一端移动至导引孔131靠近外缘的一端，此时，夹爪组件15为打开状态。此外，当第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11及第二齿盘12以相同的方向等速旋转时，夹爪组件15的三个夹爪元件151可维持在固定的位置并且夹爪组件15将会以第一轴心为中心旋转。

[0047] 请一并参考图1、图4A至图4C、图5A及图5B。图5A显示了本发明的一具体实施例的夹持装置1夹持容器6时的示意图。图5B显示了本发明的一具体实施例的夹持装置1脱离容器6时的示意图。于实际应用中，如图4A及图5A所示，夹持装置1的夹爪组件15的初始状态为打开状态。当容器6欲进行开盖时，容器6的上盖61先移至突出于外壳10的夹爪组件15的中间位置，并且上盖61的位置对应夹爪组件15的夹爪元件151的接触部153的位置。接着，如图4C及图5B所示，第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11与第二齿盘12互相反向旋转，以使三个夹爪元件151接触并夹持容器6的上盖61。此时，上盖61固定于夹爪组件15上，并且夹爪组件15可带动上盖61作动。进一步地，第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11与第二齿盘12同向等速旋转(如：逆时钟旋转)，以使上盖61随着夹爪组件15旋转进而脱离容器6。

[0048] 当容器6欲进行关盖并且夹爪组件15已夹持上盖61时，容器6可先移至对应上盖61的位置，接着，第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11与第二齿盘12同向等速旋转(如：顺时钟旋转)，以使上盖61随着夹爪组件15旋转进而密封容器6。最后，第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11与第二齿盘12互相反向旋转，以使三个夹爪元件151脱离上盖61。因此，本发明的夹持装置可透过两个马达分别带动齿盘同向或反向旋转并且透过齿盘上的轨道孔控制夹爪组件的开合，可自动开关上盖而不需透过人工拧盖，进而提高效率并且降低人工成本及设备成本。

[0049] 此外，由于夹爪组件15的三个夹爪元件151分别设置于三组轨道中并且三个夹爪元件151之间未直接接触，三个夹爪元件151的开合程度不会受到夹爪组件15本身的结构限制，而可随着导引孔131的长度大幅度的打开及夹持。因此，本发明的夹持装置1的夹爪组件15可夹持多种具有不同直径的上盖的容器。

[0050] 请再次参阅图3。在本具体实施例中，进一步包含三个滑块16分别设置于三个导引盘13的导引孔131，并且滑块16用以在导引孔131中移动。滑块16包含安装孔161，并且夹爪元件151的连接部152设置于安装孔161中。于实务中，滑块16的尺寸对应导引孔131的尺寸。当夹爪组件15的夹爪元件151受到第一轨道孔111的内壁及第二轨道孔121的内壁的推动时，夹爪元件151可透过滑块16平稳且顺利地进行直线运动，进而提高夹持的稳定性。

[0051] 在本具体实施例中，夹持装置1包含控制器(图未示)用以分别控制第一马达14A及第二马达14B输出第一电流值及第二电流值以驱动第一主动盘141及第二主动盘142转动。第一电流值及第二电流值可为相同也可为不同，以控制第一主动盘141及第二主动盘142等速或不等速旋转。进一步地，控制器预存一堵转电流阈值，并且堵转电流阈值为第一电流值及第二电流值的3倍，但不以此为限，堵转电流阈值也可根据马达的输出电流安全值而决定。而当第一电流值或第二电流值大于堵转电流阈值时，控制器控制第一马达14A及第二马达14B停止运作。于实务中，当夹持装置1的夹爪组件15夹持容器的上盖后，夹爪元件151皆会接触并抵住上盖。此时，第一马达14A及第二马达14B会因无法继续带动夹爪元件151朝向第一轴心的方向移动，导致第一电流值及第二电流值上升而形成堵转电流。当第一电流值或第二电流值大于堵转电流阈值时，表示夹爪组件15已夹紧容器的上盖，此时，控制器控制第一马达14A及第二马达14B停止运作，以避免马达、齿盘及夹爪元件损坏。

[0052] 相同地，当夹持装置1打开夹爪组件15时，夹爪组件15的夹爪元件151皆会持续以远离第一轴心的方向移动并且抵住导引孔131的端部。此时，第一马达14A及第二马达14B会因无法继续带动夹爪元件151向外移动，导致第一电流值及第二电流值上升而形成堵转电流。当第一电流值或第二电流值大于堵转电流阈值时，表示夹爪组件15已打开至最大的状态，此时，控制器控制第一马达14A及第二马达14B停止运作。进一步地，当夹持装置1夹持上盖并密封于容器上后，第一马达14A及第二马达14B会因无法继续带动夹持装置1旋转，导致第一电流值及第二电流值上升而形成堵转电流。此时，控制器也可根据第一电流值、第二电流值及堵转电流阈值控制第一马达14A及第二马达14B停止运作。

[0053] 此外，控制器可进一步预存一开盖旋转圈数，并且开盖旋转圈数可根据容器与上盖的螺纹数而决定。于实务中，当夹持装置1夹持上盖并欲将上盖脱离容器时，控制器可控制第一马达14A及第二马达14B同时以开盖旋转圈数驱动第一齿盘11与第二齿盘12同向旋转，进而打开容器的上盖。

[0054] 请参阅图6。图6显示了根据本发明的一具体实施例的夹持方法的步骤流程图。图6的夹持方法的步骤可透过图1至图5的夹持装置1来达成。如图6所示，本发明的夹持方法包含以下步骤：步骤S1：设置容器6至夹持装置1中并且容器6的上盖61对应夹持装置1的夹爪组件15。其中，夹持装置1包含第一齿盘11、第二齿盘12及导引盘13。夹爪组件15的夹爪元件151分别同时设置于第一齿盘11的第一轨道孔111、第二齿盘12的第二轨道孔121及导引盘
13的导引孔131中，并且第一轨道孔111、第二轨道孔121及导引孔131互相交错；步骤S2：夹持装置1的第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11及第二齿盘12互相反向或同向不等速旋转，并且第一齿盘11及第二齿盘12分别透过第一轨道孔111及第二轨道孔121带动夹爪元件151沿着导引孔131向内移动，以使夹爪组件15夹持容器6的上盖61；以及步骤S3：
第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11及第二齿盘12同向等速旋转，以使上盖61密封或脱离容器6。

[0055] 此外，本发明的夹持方法进一步包含以下步骤：步骤S4：第一马达14A及第二马达14B分别驱动第一齿盘11及第二齿盘12互相反向或同向不等速旋转，并且第一齿盘11及第二齿盘12分别透过第一轨道孔111及第二轨道孔121带动夹爪元件151沿着导引孔131向外移动，以使夹爪元件151脱离容器6的上盖61。

[0056] 本发明的夹持装置除了可为前述具体实施例的样态之外，也可为其他样态。请参阅图7。图7显示了根据本发明的另一具体实施例的夹持装置2的结构示意图。如图7所示，本具体实施例与前述具体实施例的不同之处，是在于本具体实施例的夹持装置2的第一齿盘21具有二个第一轨道孔211，第二齿盘22具有二个第二轨道孔221，导引盘23具有二个导引孔231，并且夹爪组件25包含二个夹爪元件251。进一步地，夹爪元件251的连接部252为圆杆，并且接触部253的形状对应容器的上盖的形状。于实务中，该些第一轨道孔211、该些第二轨道孔221、该些二个导引孔231以及该些夹爪元件251可分别相对对称设置。当第一马达
24A及第二马达24B分别驱动第一齿盘21与第二齿盘22互相反向旋转，夹爪组件25的夹爪元件251可相对靠近移动，进而夹持容器的上盖。此外，夹爪元件251的接触部253面对上盖的表面可具有棘齿状结构。当夹爪组件25夹持容器的上盖时，夹爪元件251可透过棘齿状结构以增加接触部253以及上盖之间的摩擦力，进而提升夹持效果，以避免上盖自夹爪元件251上滑脱。在一具体实施例中，夹爪元件的接触部为可拆卸式的元件安装于连接部上，并且接触部可为具有高摩擦力材料所制成的弹性元件。当夹爪组件夹持容器的上盖时，夹爪元件的接触部会因夹持力而暂时塑形成对应上盖的形状，以提升夹持效果。

[0057] 综上所述，本发明的夹持装置可透过两个马达分别带动齿盘同向或反向旋转并且透过齿盘上的轨道孔控制夹爪组件的开合，可自动开关上盖而不需透过人工拧盖，进而提高效率并且降低人工成本及设备成本。此外，本发明的夹持装置的夹爪元件可透过滑块平稳且顺利地进行直线运动，进而提高夹持的稳定性。

[0058] 由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。