CN112630459B - 一种移动扩增底座的三维上样装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种移动扩增底座的三维上样装置，其技术方案要点是：包括：X轴组件，包括设置在安装架上的第一动力部件以及与第一动力部件传动连接的第一传动部件；Z轴组件，包括在Z轴方向上取样的取样部件以及点油部件，取样部件与所述点油部件设置在第一传动部件上，第一动力部件用于驱动取样部件以及点油部件在X轴方向上移动；Y轴组件，包括第二动力部件、与第二动力部件传动连接的第二传动部件、设置在第二传动部件上的存料部件以及扩增反应底座，第二动力部件用于分别驱动存料部件以及扩增反应底座在Y轴方向移动。本申请提供的一种移动扩增底座的三维上样装置具有整体结构紧凑，协同工作，减少上样移动步骤，效率高的优点。

Description

一种移动扩增底座的三维上样装置

技术领域

本申请涉及自动上料技术领域，具体而言，涉及一种移动扩增底座的三维上样装置。

背景技术

在PCR扩增反应中，需要将样品吸取放置在扩增反应芯片上，然后进行扩增反应，然而目前常用的PCR上样装置主要由一个三自由度的机械臂组成，这样的机械臂可以完成X轴、Y轴、Z轴方向上的运动，因此可以将样品从放置在芯片上，因为一般的三轴机械臂通常是在X轴、Y轴、Z轴上分别进行动作，因此采用这种方式存在动作配合不紧密，工作效率低的问题。

针对上述问题，需要进行改进。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种移动扩增底座的三维上样装置，具有整体结构紧凑，协同工作，减少上样移动步骤，效率高且安全性高的优点。

第一方面，本申请实施例提供了一种移动扩增底座的三维上样装置，用于给PCR扩增反应进行上样，技术方案如下：

包括：

X轴组件，包括设置在安装架上的第一动力部件以及与所述第一动力部件传动连接的第一传动部件；

Z轴组件，包括在Z轴方向上取样的取样部件以及在Z轴方向上给样品点油的点油部件，所述取样部件与所述点油部件设置在所述第一传动部件上，所述第一动力部件用于驱动所述取样部件以及所述点油部件在X轴方向上移动；

Y轴组件，包括第二动力部件、与所述第二动力部件传动连接的第二传动部件、设置在所述第二传动部件上的存料部件以及扩增反应底座，所述第二动力部件用于分别驱动所述存料部件以及所述扩增反应底座在Y轴方向移动；

控制器，用于控制所述取样部件与所述点油部件的移动，所述控制器获取所述取样部件以及所述点油部件的位置信息；所述控制器根据所述取样部件以及所述点油部件的位置信息得到二者的最小距离；当所述取样部件以及所述点油部件的最小距离小于预设值时，所述控制器根据所述取样部件以及所述点油部件的移动速度控制所述取样部件以及所述点油部件进行动作。

进一步地，在本申请实施例中，所述第二动力部件包括第一Y轴电机以及第二Y轴电机，所述第二传动部件包括与所述第一Y轴电机传动连接的第一Y轴传动件以及与所述第二Y轴电机传动连接的第二Y轴传动件，所述存料部件设置在所述第一Y轴传动件上，所述扩增反应底座设置在第二Y轴传动件上。

进一步地，在本申请实施例中，所述第一Y轴传动件与所述第二Y轴传动件为平行并列设置，所述存料部件与所述扩增反应底座为平行并列设置。

进一步地，在本申请实施例中，在所述扩增底座远离所述存料部件的一侧设置有弃料部件。

进一步地，在本申请实施例中，所述弃料部件包括弃料盒以及设置在弃料盒上的刮料台，所述刮料台为空心结构并与所述弃料盒内部连通，所述刮料台侧边开设有进料口，所述刮料台的顶部设置有U形刮料板，所述刮料板开设有阶梯状的刮料口。

进一步地，在本申请实施例中，所述第一动力部件包括第一X轴电机以及第二X轴电机，所述第一传动部件包括与所述第一X轴电机传动连接的第一X轴传动件以及与第二X轴电机传动连接的第二X轴传动件，所述取样部件设置在所述第一X轴传动件上，所述点油部件设置在所述第二X轴传动件上，所述第一X轴电机驱动所述取样部件单独动作，所述第二X轴电机驱动所述点油部件单独动作。

进一步地，在本申请实施例中，所述取样部件包括第一移动座、第一升降件以及移液器，所述移液器设置在所述第一升降件上，所述第一升降件设置在所述第一移动座上，所述第一移动座与所述第一X轴传动件连接。

进一步地，在本申请实施例中，所述安装架上设置有滑轨与第一滑块，所述第一移动座为方形框体结构，所述第一移动座内侧底部设置有第一凸块以及与所述第一凸块配合连接的第一连接块，所述第一凸块位于所述第一X轴传动件与所述第二X轴传动件之间，通过所述第一连接块与所述第一凸块的连接配合使所述第一移动座与所述第一X轴传动件、第二X轴传动件任意一个配合。

进一步地，在本申请实施例中，所述点油部件包括第二移动座、第二升降件以及吸样针，所述吸样针设置在所述第二升降件上，所述第二升降件设置在所述第二移动座上，所述第二移动座与所述第二X轴传动件连接。

进一步地，在本申请实施例中，所述安装架上设置有滑轨与第二滑块，所述第二移动座为方形框体结构，所述第二移动座内侧底部设置有第二凸块以及与所述第二凸块配合连接的第二连接块，所述第二凸块位于所述第一X轴传动件与所述第二X轴传动件之间，通过所述第二连接块与所述第二凸块的连接配合使所述第二移动座与所述第一X轴传动件、第二X轴传动件任意一个配合。

由上可知，本申请实施例提供的一种移动扩增底座的三维上样装置，通过第一动力部件带动取样部件以及点油部件在X轴方向上进行移动，在这个过程中，取样部件以及点油部件可以同步在Z轴方向进行动作，而且，将存放样品物料的存料部件以及扩增反应底座设置在第二传动部件上，通过第二动力部件进行驱动，当第一动力部件带动取样部件以及点油部件在X轴方向上移动的时候，第二动力部件通过第二传动部件可以同时带动存料部件在Y轴方向动作，使取样部件可以迅速吸取样本，将样本放置在扩增反应底座上，并且扩增底座在第二动力部件的驱动下配合上样过程进行动作，使样品能够顺利准确的放置在扩增反应底座上，同时，通过控制器来根据取样部件以及点油部件的移动速度来控制取样部件以及点油部件在最小距离小于预设值时进行动作，防止二者发生碰撞，具有整体结构紧凑，协同工作，减少上样移动步骤，效率高以及安全性高的有益效果。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种移动扩增底座的三维上样装置结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种移动扩增底座的三维上样装置结构示意图。

图3为本申请实施例提供的弃料部件结构示意图。

图4为本申请实施例提供的弃料部件局部放大示意图。

图5为本申请实施例提供的X轴组件以及Z轴组件结构示意图。

图6为本申请实施例提供的X轴组件以及Z轴组件结构示意图。

图中：100、X轴组件；200、Z轴组件；300、Y轴组件；400、弃料部件；110、第一动力部件；120、第一传动部件；130、安装架；210、取样部件；220、点油部件；310、第二动力部件；320、第二传动部件；330、存料部件；340、扩增反应底座；410、弃料盒；420、刮料台；430、刮料板；111、第一X轴电机；112、第二X轴电机；121、第一X轴传动件；122、第二X轴传动件；131、滑轨；132、第一滑块；133、第二滑块；211、第一移动座；212、第一升降件；213、移液器；221、第二移动座；222、第二升降件；223、吸样针；311、第一Y轴电机；312、第二Y轴电机；321、第一Y轴传动件；322、第二Y轴传动件；421、进料口；431、刮料口；2111、第一凸块；2112、第一连接块；2211、第二凸块；2212、第二连接块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1至图6，一种移动扩增底座的三维上样装置，用于给PCR扩增反应进行上样，其技术方案具体包括：

X轴组件100，包括设置在安装架130上的第一动力部件110以及与第一动力部件110传动连接的第一传动部件120；

Z轴组件200，包括在Z轴方向上取样的取样部件210以及在Z轴方向上给样品点油的点油部件220，取样部件210与点油部件220设置在第一传动部件120上，第一动力部件110用于驱动取样部件210以及点油部件220在X轴方向上移动；其中安装架130上设置有光耦用于检测取样部位210与点油部件220。

Y轴组件300，包括第二动力部件310、与第二动力部件310传动连接的第二传动部件320、设置在第二传动部件320上的存料部件330以及扩增反应底座340，第二动力部件310用于分别驱动存料部件330以及扩增反应底座340在Y轴方向移动。

通过上述技术方案，利用第一动力部件110带动取样部件210以及点油部件220在X轴方向上进行移动，在这个过程中，取样部件210以及点油部件220可以同步在Z轴方向进行动作，而且，将存放样品物料的存料部件330以及扩增反应底座340设置在第二传动部件320上，通过第二动力部件310进行驱动，当第一动力部件110带动取样部件210以及点油部件220在X轴方向上移动的时候，第二动力部件310通过第二传动部件320可以同时带动存料部件330在Y轴方向动作，使取样部件210可以迅速吸取样本，将样本放置在扩增反应底座340上，并且扩增底座在第二动力部件310的驱动下配合上样过程进行动作，使样品能够顺利准确的放置在扩增反应底座340上，具有整体结构紧凑，协同工作，减少上样移动步骤，效率高的有益效果。

在其中一些实施例中，第二动力部件310包括第一Y轴电机311以及第二Y轴电机312，第二传动部件320包括与第一Y轴电机311传动连接的第一Y轴传动件321以及与第二Y轴电机312传动连接的第二Y轴传动件322，存料部件330设置在第一Y轴传动件321上，扩增反应底座340设置在第二Y轴传动件322上。其中，第一Y轴传动件321以及第二Y轴传动件322可以是同步带。

通过上述技术方案，第一Y轴电机311通过带动第一Y轴传动件321使存料部件330在Y轴方向上移动，第二Y轴电机312通过带动第二Y轴传动件322使扩增反应底座340在Y轴方向上移动，因为存料部件330上的样品具有多排多列，第一Y轴电机311驱动存料部件330移动至指定位置，然后在第一动力部件110的驱动下使取样部件210在X轴方向上移动，进而完成存料部件330上第一排样品的取样，当第一排样品被取样完成后，第一Y轴电机311驱动存料部件330进行移动，使第二排样品移动至原来第一排样品的位置，进而使取样部件210完成后续取样，依次类推直至所有样品取样完毕。第二Y轴电机312驱动扩增反应底座340移动到指定位置，当取样部件210取样之后，将样品放置在扩增反应底座340的容纳腔内，容纳腔同样具有多排多列，当第一排容纳腔室全部被放置样品之后，第二Y轴电机312驱动扩增反应底座340进行移动，使第二排容纳腔室移动至原来第一排容纳腔室的位置，并以此类推，直至将样品放置完毕。

在其中一些实施例中，第一Y轴传动件321与第二Y轴传动件322为平行并列设置，存料部件330与扩增反应底座340为平行并列设置。在扩增底座远离存料部件330的一侧设置有弃料部件400。弃料部件400包括弃料盒410以及设置在弃料盒410上的刮料台420，刮料台420为空心结构并与弃料盒410内部连通，刮料台420侧边开设有进料口421，刮料台420的顶部设置有U形刮料板430，刮料板430开设有阶梯状的刮料口431。

通过上述技术方案，取样部件210是通过tip头来取样和放样，当取样部件210将样品放置在扩增反应底座340之后，在第一动力部件110的带动下使取样部件210继续移动，使取样部件210上的tip头通过挂料台侧边的进料口421进入刮料台420内，然后取样部件210在Z轴方向往上移动，使tip头的顶部与刮料板430的阶梯状的刮料口431相接触，然后使tip头与取样部件210分离，取样部件210便可以继续取样。

在其中一些实施例中，第一动力部件110包括第一X轴电机111以及第二X轴电机112，第一传动部件120包括与第一X轴电机111连接的第一X轴传动件121以及与第二X轴电机112传动连接的第二X轴传动件122，取样部件210设置在第一X轴传动件121上，点油部件220设置在第二X轴传动件122上，第一X轴电机111驱动取样部件210单独动作，第二X轴电机112驱动点油部件220单独动作。其中，点油部件220是用于在取样部件210将样品放置在扩增反应底座340之后，在样品表面上进行滴油，这是因为扩增反应需要进行加热，滴油是为了防止样品蒸发，并且第一X轴电机111以及第二X轴电机112分别设置在安装架130的两侧，用于保持受力平衡。

通过上述技术方案，利用第一X轴电机111和第二X轴电机112分别单独驱动取样部件210以及点油部件220动作，可以有效节省能源消耗，因为取样部件210在放样之后，需要再继续移动一段路程与tip头进行脱离，如果取样部件210和点油部件220为一体式结构就需要多于的动力消耗。

在其中一些实施例中，取样部件210包括第一移动座211、第一升降件212以及移液器213，移液器213设置在第一升降件212上，第一升降件212设置在第一移动座211上，第一移动座211与第一X轴传动件121连接。其中，tip头就是移液器213的枪头，第一升降件212可以是滑台或其它直线驱动器。

在其中一些实施例中，安装架130上设置有滑轨131与第一滑块132，第一移动座211为方形框体结构，第一移动座211内侧底部设置有第一凸块2111以及与第一凸块2111配合连接的第一连接块2112，第一凸块2111位于第一X轴传动件121与第二X轴传动件122之间，通过第一连接块2112与第一凸块2111的连接配合使第一移动座211与第一X轴传动件121、第二X轴传动件122任意一个配合。

点油部件220包括第二移动座221、第二升降件222以及吸样针223，其中，吸样针223为双层结构，通过吸吐清洁液来清洗内外壁，在点油完毕之后会进行清洗，吸样针223设置在第二升降件222上，第二升降件222设置在第二移动座221上，第二移动座221与第二X轴传动件122连接。安装架130上设置有滑轨131与第二滑块133，第二移动座221为方形框体结构，第二移动座221内侧底部设置有第二凸块2211以及与第二凸块2211配合连接的第二连接块2212，第二凸块2211位于第一X轴传动件121与第二X轴传动件122之间，通过第二连接块2212与第二凸块2211的连接配合使第二移动座221与第一X轴传动件121、第二X轴传动件122任意一个配合。其中，第二升降机可以是滑台或其它直线驱动器，第一X轴传动件121和第二X轴传动件122可以是同步带或皮带或链条。

通过上述技术方案，取样部件210可以与第一X轴传动件121和第二X轴传动件122之间任一个连接，点油部件220可以与第一X轴传动件121和第二X轴传动件122之间任一个连接，即，取样部件210与点油部件220可以分别单独驱动也可以同步驱动，当其中一个电机出现故障时，可以通过调整使用一个电机用来驱动。不仅如此，第一移动座211以及第二移动座221的结构以及与第一X轴传动件121或第二X传动件的连接方式相同，有利于零件的批量化生产以及便于装配，零件之间具有互换性。

进一步地，本申请还提供一种取样部件210与点油部件220的移动控制方法，用于控制器控制取样部件210与点油部件220的移动，包括以下步骤：

控制器获取取样部件210以及点油部件220的位置信息；

控制器根据取样部件210以及点油部件220的位置信息得到二者的最小距离；

当取样部件210以及点油部件220的最小距离小于预设值时，控制器根据取样部件210和点油部件220的移动速度来控制取样部件210以及点油部件220进行动作；

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220在X轴方向均处于移动状态中，即二者速度均大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制取样部件210与点油部件220同时暂停移动。

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220在X轴方向均处于移动状态中，即二者速度均大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制取样部件210与点油部件220同时往远离对方的方向移动。

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220中的其中一个部件在X轴方向处于停止移动状态，即速度等于零，另一个部件在X轴方向均处于移动状态，即速度大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制在X轴方向均处于移动状态的部件停止移动。

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220中的其中一个部件在X轴方向处于停止移动状态，即速度等于零，另一个部件在X轴方向均处于移动状态，即速度大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制在X轴方向均处于停止移动状态的部件往远离另一个部件的方向进行移动。

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220中的其中一个部件在X轴方向处于停止移动状态，即速度等于零，另一个部件在X轴方向均处于移动状态，即速度大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制在X轴方向均处于移动状态的部件以远离另一个部件的方向进行移动。

具体的，在一些具体实施方式中，当取样部件210与点油部件220中的其中一个部件在X轴方向处于停止移动状态，即速度等于零，另一个部件在X轴方向均处于移动状态，即速度大于零，取样部件210以及点油部件220的距离小于预设值时，控制在X轴方向均处于移动状态的部件以远离另一个部件的方向进行移动，控制X轴方向均处于停止移动状态的部件以远离另一个部件的方向进行移动。

上述的各具体实施方式中，根据处于移动状态的部件的移动速度进行选择，并且，当取样部件210以及点油部件220的最小距离出现小于预设值之后，发出警告信号。

通过上述技术方案，当取样部件210与点油部件220分别通过第一X轴电机111以及第二X轴电机112进行驱动时，有可能发生电机故障或者传动件打滑等情况发生，当发生这种情况之后，就很容易使取样部件210以及点油部件220在高速移动下发生碰撞造成损坏，因此通过上述的控制方法便可以针对这种情况进行对应动作，防止取样部件210以及点油部件220在高速移动下发生碰撞造成损坏。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种移动扩增底座的三维上样装置，用于给PCR扩增反应进行上样，其特征在于，包括：

X轴组件，包括设置在安装架上的第一动力部件以及与所述第一动力部件传动连接的第一传动部件；

Z轴组件，包括在Z轴方向上取样的取样部件以及在Z轴方向上给样品点油的点油部件，所述取样部件与所述点油部件设置在所述第一传动部件上，所述第一动力部件用于分别驱动所述取样部件以及所述点油部件在X轴方向上移动；

Y轴组件，包括第二动力部件、与所述第二动力部件传动连接的第二传动部件、设置在所述第二传动部件上的存料部件以及扩增反应底座，所述第二动力部件用于分别驱动所述存料部件以及所述扩增反应底座在Y轴方向移动，在所述扩增底座远离所述存料部件的一侧设置有弃料部件，所述弃料部件包括弃料盒以及设置在弃料盒上的刮料台，所述刮料台为空心结构并与所述弃料盒内部连通，所述刮料台侧边开设有进料口，所述刮料台的顶部设置有U形刮料板，所述刮料板开设有阶梯状的刮料口；

所述第一动力部件包括第一X轴电机以及第二X轴电机，所述第一传动部件包括与所述第一X轴电机传动连接的第一X轴传动件以及与第二X轴电机传动连接的第二X轴传动件，所述取样部件设置在所述第一X轴传动件上，所述点油部件设置在所述第二X轴传动件上，所述第一X轴电机驱动所述取样部件单独动作，所述第二X轴电机驱动所述点油部件单独动作；

所述取样部件包括第一移动座、第一升降件以及移液器，所述移液器设置在所述第一升降件上，所述第一升降件设置在所述第一移动座上，所述第一移动座与所述第一X轴传动件连接；

所述安装架上设置有滑轨与第一滑块，所述第一移动座为方形框体结构，所述第一移动座内侧底部设置有第一凸块以及与所述第一凸块配合连接的第一连接块，所述第一凸块位于所述第一X轴传动件与所述第二X轴传动件之间，通过所述第一连接块与所述第一凸块的连接配合使所述第一移动座与所述第一X轴传动件、第二X轴传动件任意一个配合；

控制器，用于控制所述取样部件与所述点油部件的移动，所述控制器获取所述取样部件以及所述点油部件的位置信息；所述控制器根据所述取样部件以及所述点油部件的位置信息得到二者的最小距离；当所述取样部件以及所述点油部件的最小距离小于预设值时，所述控制器根据所述取样部件以及所述点油部件的移动速度控制所述取样部件以及所述点油部件进行动作。

2.根据权利要求1所述的一种移动扩增底座的三维上样装置，其特征在于，所述第二动力部件包括第一Y轴电机以及第二Y轴电机，所述第二传动部件包括与所述第一Y轴电机传动连接的第一Y轴传动件以及与所述第二Y轴电机传动连接的第二Y轴传动件，所述存料部件设置在所述第一Y轴传动件上，所述扩增反应底座设置在第二Y轴传动件上。

3.根据权利要求2所述的一种移动扩增底座的三维上样装置，其特征在于，所述第一Y轴传动件与所述第二Y轴传动件为平行并列设置，所述存料部件与所述扩增反应底座为平行并列设置。

4.根据权利要求1所述的一种移动扩增底座的三维上样装置，其特征在于，所述点油部件包括第二移动座、第二升降件以及吸样针，所述吸样针设置在所述第二升降件上，所述第二升降件设置在所述第二移动座上，所述第二移动座与所述第二X轴传动件连接。

5.根据权利要求4所述的一种移动扩增底座的三维上样装置，其特征在于，所述安装架上设置有滑轨与第二滑块，所述第二移动座为方形框体结构，所述第二移动座内侧底部设置有第二凸块以及与所述第二凸块配合连接的第二连接块，所述第二凸块位于所述第一X轴传动件与所述第二X轴传动件之间，通过所述第二连接块与所述第二凸块的连接配合使所述第二移动座与所述第一X轴传动件、第二X轴传动件任意一个配合。

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