CN104148127B - 一种双挂板自适应退吸头装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移液装置自动去除移液器吸头的机械部件，具体的说是一种双挂板自适应退吸头装置。该装置包括挂板组、前挡板、调节螺栓、挡板、底座、废吸头收集槽、调节弹簧、连接装置；其中挂板组由上挂板和下挂板组成，且上、下挂板共同形成可活动性挂板组U型凹槽。本发明的装置在工作过程中会自适应的配合移液器，由于适配头与可活动性U型凹槽侧壁接触产生横向的推力，上、下挂板会自适应左右调节，从而调节挂板组U型凹槽的宽度和位置，适应直径不同的适配头并适应一定范围内的位置误差，使所有适配头都能顺利到达指定的位置，提高了系统的通用性、容错度和稳定性。

Description

一种双挂板自适应退吸头装置

技术领域

本发明涉及移液器技术领域，尤其涉及一种移液装置自动去除移液器吸头的机械部件，具体的说是一种双挂板自适应退吸头装置。

背景技术

生物自动化工作站可以实现高通量吸液、移液和加液，大大地提高了样本的制备效率和准确率；而作为生物自动化工作站的一个核心部件——移液器，需要频繁的更换吸头。在样本的制备过程中，可靠、高效的将使用过的吸头从移液器上取下，可以很好地提高整个样本制备过程的效率，是实现生物自动化工作站高效工作的重要一步。

传统的退吸头装置，挂板固定在其底座上，退吸头动作的完成要依靠移液器机械臂精准的运动，容错度差，对整个移液系统软件控制和硬件设计的要求极高。当系统产生一定误差时，就不能顺利完成退吸头工作：有时由于位置偏差，适配头甚至会直接撞击到退吸头装置上，对仪器造成损害。

此外，传统的退吸头装置与移液器需要严格配套使用，不同型号的移液器，必须选用不同的退吸头装置，对实验设备的限制较多。目前市场上的退吸头装置与移液器只能是一对一的使用，传统的退吸头装置完全不具有通用性。在实际操作中，移液器一般每次安装8个吸头甚至更多，吸头与移液器适配头之间的摩擦力较大。传统的退吸头装置通过机械臂的提升，一次将全部吸头退下来(适配头与吸头分离)，机械臂将承受很大的载荷。对于操作频繁的系统而言，这种工作方式对机械臂的承受能力要求极高，机械臂的使用寿命也会受到极大影响，从而大大缩短了退吸头装置整体的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种双挂板自适应退吸头装置，可以适应一定范围内的误差，提升系统的容错度和稳定性，尤其是针对不同直径的吸头，在一定范围内具有通用性；同时，可以使吸头分批退下，减少所有吸头同时退下所产生的摩擦力，延长了退吸头装置整体的使用寿命。

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明采取的技术方案为：一种双挂板自适应退吸头装置，包括：由上挂板和下挂板组成的挂板组、前挡板、调节螺栓、挡板、底座、废吸头收集槽、调节弹簧、连接装置；所述上、下挂板共同形成可活动性挂板组U型凹槽。

具体形成方式为：上挂板进一步包括上挂板U型凹槽、上挂板齿和上挂板限位块，下挂板进一步包括下挂板U型凹槽、下挂板U型凹槽侧壁和下挂板限位块，上挂板齿延伸至下挂板U型凹槽侧壁中，使所述上挂板U型凹槽和所述下挂板U型凹槽契合，共同形成可活动性挂板组U型凹槽。

上、下挂板分别安装在可水平左右自由移动的连接装置上。上、下挂板一端各有调节挂板位置的调节弹簧，调节弹簧分别位于上、下挂板的不同端，调节弹簧另一端与调节螺栓相接触。通过调节螺栓，可确保自由状态时，上、下挂板分别与上、下挂板限位块接触。

在退吸头操作过程中，上、下挂板可自适应左右水平移动，从而调节挂板组U型凹槽的宽度和位置，因此在本发明的技术方案中，称作“可活动性挂板组U型凹槽”。由于限位块和调节弹簧的共同作用，两块挂板水平移动的方向不同。如果移液器的位置产生左右偏差，或适配头直径大于挂板自由状态时可活动性U型凹槽的宽度，适配头会先接触到可活动性挂板组U型凹槽前端，适配头继续向内运动，由于适配头与可活动性U型凹槽侧壁接触产生横向的推力，上、下挂板会自适应左右调节，从而调节可活动性U型凹槽的宽度和位置，适应直径不同的适配头并适应一定范围内的位置误差，使所有适配头都能顺利到达指定的位置，提高了系统的通用性、容错度和稳定性。

上、下挂板上U型凹槽的厚度可以不同，需要吸头优先退下的凹槽可以设置较厚的厚度，可先接触到吸头。

上、下挂板上U型凹槽下沿设有至少一级台阶。常见的移液器一次携带8个吸头，挂板可以设计为中间四个凹槽下沿设有一级台阶，即中间四个凹槽的整体厚度较厚，在这种情况下，吸头将分两批退下，每一批4个，这样可以减少吸头同时脱落所产生的摩擦力，降低移液器机械臂的工作强度，延长装置整体的使用寿命。

所述的退吸头装置底座在安装时要先确定位置并固定，防止来回移动。

所述的挂板组(含上挂板和下挂板)、前挡板、限位块、连接装置、底座和废吸头收集槽采用耐磨金属材质，确保上、下挂板可以在一定范围内左右移动。

所述的挡板采用透明材料制成，便于吸头脱落至废吸头收集槽中，易于观察仪器的工作情况。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1.本发明的装置可以打破传统退吸头装置与移液器“一对一”的呆板使用模式，针对不同直径的吸头，在一定范围内具有通用性。

2.本发明的装置可以自适应一定范围内的误差，提升移液系统的容错度和稳定性。

3.本发明的装置通过调节弹簧使挂板可以左右移动，并可以通过螺栓调节弹簧的松紧，调整挂板的初始位置，简化了设备的安装和调节。

4.本发明的装置实现了吸头的分批退下，在完成退吸头工作的同时，减少了移液器机械臂的受力，有利于维护整个系统和延长使用寿命。

5.本发明的装置使用物理的方法完成了退吸头过程的自适应，极大的简化了结构设计过程，效果显著；而且易装配，适用性广泛，可以适用于多种不同型号的移液装置，同时提高移液系统的使用效率，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明双挂板自适应退吸头装置的结构示意图；

图2为本发明双挂板自适应退吸头装置挂板组及其辅件局部放大图；

图3a为本发明双挂板自适应退吸头装置挂板组上挂板的结构示意图；

图3b为本发明双挂板自适应退吸头装置挂板组下挂板的结构示意图；

图3c为本发明双挂板自适应退吸头装置可活动性挂板组U型凹槽局部放大图；

图4a和图4b分别为本发明双挂板自适应退吸头装置上、下挂板极限状态时的相对位置图；

图5a为本发明双挂板自适应退吸头装置的初始工作状态的三维结构示意图；

图5b为本发明双挂板自适应退吸头装置的已完成部分工作状态的三维结构示意图；

其中：1.挂板组；1-1.上挂板；1-2.下挂板；2.前挡板；3.调节螺栓；4.挡板；5.底座；6.废吸头收集槽；7.调节弹簧；8.下挂板限位块；9.连接装置；10.下挂板限位块；11.移液器；12.适配头；13.吸头；A.台阶；B.上挂板齿；C.下挂板凹槽侧壁；D.可活动性挂板组U型凹槽。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明做进一步说明，以便于更好地理解发明。如图1、图2所示，本发明的一种双挂板自适应退吸头装置，包括挂板组1，前挡板2，调节螺栓3，挡板4，底座5，废吸头收集槽6，调节弹簧7，下挂板限位块8，连接装置9，上挂板限位10；其中，挂板组1由上挂板1-1和下挂板1-2组成，上挂板1-1的结构示意图如图3a所示，下挂板1-2的结构示意图如图3b所示，由图3a和3b所知，上挂板1-1和下挂板1-2的结构有所不同：上挂板包括上挂板U型凹槽和上挂板齿，而下挂板包括下挂板U型凹槽和U型凹槽侧壁。上挂板1-1的上挂板齿B延伸至下挂板1-2的U型凹槽侧壁C中，从而使得上挂板1-1的U型凹槽和下挂板1-2的U型凹槽契合，形成可活动性挂板组U型凹槽D，如图3c所示。图3c中还进一步包括设置在上挂板1-1的U型凹槽下沿的一级台阶A。

底座5、挡板4、废吸头收集槽6通过螺栓连接，并将底座5固定在工作台的相应位置上，废吸头收集槽6固定在挂板组1正下方。将连接装置9、下挂板限位块8和上挂板限位块10安装于底座5中，上挂板1-1和下挂板1-2分别固定在连接装置9上。前挡板2用螺栓固定在底座5上，上挂板1-1和下挂板1-2的相对侧放入调节弹簧7，弹簧7外侧安装调节螺栓3。

挂板组1(含1-1上挂板、1-2下挂板)、前挡板2、底座5采用铝合金板制作，连接装置9采用合金直线导轨，挡板4采用透明亚克力板制作，废吸头收集槽6采用不锈钢制作，移液器11为八通道移液器，适配头12前端可更换吸头13。上挂板1-1和下挂板1-2上分别开有U型凹槽，上挂板1-1的挂板齿可以延伸到下挂板1-2的U型凹槽侧壁中，上挂板齿B和下挂板凹槽侧壁C契合，连同上、下挂板的U型凹槽共同形成了8个可活动性挂板组U型凹槽D。自由状态时，上挂板1-1与上挂板限位块10接触，下挂板1-2与下挂板限位块8接触，此时可活动性挂板组U型凹槽D的宽度最小(如图4a所示)。上挂板齿B紧贴下挂板凹槽侧壁C时，挂板组可活动性U凹型槽D的宽度最大(如图4b所示)。也就是说，图4a和图4b分别示出了上、下挂板极限状态时的相对位置。在本实施例中，挂板组可活动性U凹型槽D的宽度范围从1～10mm可调，可以适应直径范围为3～7mm的适配头，针对不同直径的吸头，在一定范围内具有通用性。中间4个挂板组U型凹槽D的下沿设计了一级台阶A，台阶A高度为0.5mm。

该装置具体工作流程如下：首先编写移液器机械臂控制程序，使带有8个吸头13的移液器11运动至退吸头工作起始位置，适配头12缓慢靠近可活动性挂板组U型凹槽D，适配头12先接触到可活动性挂板组U型凹槽D前端，适配头12继续向内运动，由于适配头12与U型凹槽D侧壁接触产生横向的推力，上、下挂板会自适应左右调节，适应一定范围内的位置误差，同时调节可活动性挂板组U型凹槽D的宽度，适应直径不同的适配头，使8个适配头12全部进入可活动性挂板组U型凹槽D中，完成适配头12与自适应退吸头装置的结合(如图5a所示)，之后移液器11上移，由于台阶A的作用，中间4个吸头13先脱离适配头12(如图5b所示)，随后外侧的4个吸头13脱离。移液器11在机械臂的作用下离开自适应退吸头装置，退吸头过程结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种双挂板自适应退吸头装置，包括挂板组、前挡板、调节螺栓、挡板、底座、废吸头收集槽、调节弹簧、连接装置；所述挂板组由上挂板和下挂板组成，且所述上、下挂板分别安装在连接装置上；所述上、下挂板一端各有调节挂板位置的调节弹簧，上、下挂板在调节弹簧的弹性范围内可以左右移动；调节弹簧另一端与调节螺栓相接触，通过调节弹簧使挂板可以左右移动，并通过螺栓可以调节弹簧的松紧；其特征在于，所述上、下挂板共同形成可活动性挂板组U型凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种双挂板自适应退吸头装置，其特征在于，所述上挂板进一步包括上挂板U型凹槽、上挂板齿和上挂板限位块，所述下挂板进一步包括下挂板U型凹槽、下挂板U型凹槽侧壁和下挂板限位块，所述上挂板齿延伸至下挂板U型凹槽侧壁中，使所述上挂板U型凹槽和所述下挂板U型凹槽契合，共同形成可活动性挂板组U型凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种双挂板自适应退吸头装置，其特征在于，所述调节弹簧分别位于上、下挂板的相对侧。

4.根据权利要求1所述的一种双挂板自适应退吸头装置，其特征在于，所述可活动性挂板组U型凹槽宽度可以调节。

5.根据权利要求4所述的一种双挂板自适应退吸头装置，其特征在于，当上挂板与上挂板限位块相接触且下挂板与下挂板限位块相接触时，所述可活动性挂板组U型凹槽的宽度达到最小值。

6.根据权利要求4所述的一种双挂板自适应退吸头装置，其特征在于，当上挂板齿紧贴下挂板U型凹槽侧壁时，所述可活动性挂板组U型凹槽的宽度达到最大值。

7.根据权利要求1所述的一种自适应退吸头装置，其特征在于，所述挂板组、前挡板、连接装置、底座以及所述废吸头收集槽均采用耐磨金属材质制成。

8.根据权利要求7所述的一种自适应退吸头装置，其特征在于，所述挂板组、前挡板、连接装置、底座以及所述废吸头收集槽采用铝合金板材或者不锈钢板材制成。

9.根据权利要求1所述的一种自适应退吸头装置，其特征在于，所述前挡板采用透明材料制成。

10.根据权利要求9所述的一种自适应退吸头装置，其特征在于，所述前挡板采用亚克力板材制成。