CN109201133A - 一种机械臂实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于代替人工自动完成常规实验室操作的机械臂实验系统，包含实验平台、XYZ机械臂、工具模组、台面元件和电气控制箱，其特征在于：1）所述X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方，优选安装于实验平台后部；（2）所述Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；（3）所述Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；（4）所述工具模组安装于Z轴机械臂上；（5）所述台面元件安装于实验平台之上，以实现加热、搅拌、称重、测量等功能；（6）所述电气控制箱安装于实验平台的后部或下方。所述机械臂实验系统用于代替人工完成常见的实验室操作，减少劳动强度，降低劳动成本，大大提高实验效率。

Description

一种机械臂实验系统

技术领域

本发明提供了一种用于实验室的自动化系统。具体而言，本发明提供了一种可以代替人工进行常规实验室操作的自动化机械臂实验系统。

背景技术

在化学、化工、生物、医疗等领域，相关人员在进行理论验证、样品制备、样品表征、样品筛选、工艺条件优化等工作时经常需要进行大量的实验室工作。这些实验室工作主要由量取液体、量取固体、混合、加热、过滤等基本操作组合而成，目前通常由人工完成。这些重复性的操作不仅大量占用了工作人员的宝贵时间，影响了科研工作的效率，还导入了人工误差，严重影响了最终结果的准确性和可靠性。将工作人员从繁重的重复性操作中解放出来进行更有创造性的工作，同时提高实验室操作的准确性和可靠性，已经是许多实验室的当务之急。

目前，已经有若干用于代替实验室人工操作的自动化系统。移液工作站是其中最为常见的一种，其用途是自动完成批量液体的量取和分配。许多知名的实验设备公司，如Eppendorf、Tecan等均有此类设备销售。中国专利（CN103846114A）提供了一种全自动移液工作站，由移液机构支架和数个移液机构组成，相对于现有技术具有运行噪音小、维护简单的特点。对于固体粉末的量取和分配，METTLER TOLEDO公司提供一种基于分析天平的自动进样器（QS30），可对30个容器定量添加固体粉末。CHEMSPEED公司的Swing自动加样系统将天平集成在可移动的机械手臂上，可以对不同位置的容器自动定量添加固体粉末。这些系统可代替人工完成液体量取或固体量取，但只能完成单一操作，因此仅适用于某些需要大批量液体或固体分配的场景，并不具有广泛的适用性。

CHEMSPEED公司也提供了一种用于执行完整操作流程的系统（欧洲专利WO2017072351），可用于化学品的生产和测试。该系统包含至少两个操作站和一个自驱动运输小车，每个操作站用于执行一个工艺步骤，通过运输小车输送样品。该系统虽然能够实现多种操作的联用，但占地面积大、可扩展性差，并不适合普通实验室使用。

综上，现有可用于实验室代替人工操作的设备和技术或者功能单一，或者过于庞大，无法满足大部分实验室的自动化需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于机械臂的新型自动化实验系统，可以代替人工自动完成常规实验室操作。所述的系统包含实验平台、XYZ机械臂、工具模组、台面元件和电气控制箱，其特征在于：

（1）所述X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方，优选安装于实验平台后部；

（2）所述Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；

（3）所述Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；

（4）所述工具模组安装于Z轴机械臂上；

（5）所述台面元件安装于实验平台之上，以实现加热、搅拌、称重、测量等功能；

（6）所述的电气控制箱安装于实验平台的后部或下方。

所述的XYZ机械臂是系统的主要运动部件，用于挂载工具模组，实现XYZ三个方向上的运动并实现特定功能。其中X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方，优选安装于实验平台后部；承托Y轴机械臂和Z轴机械臂的组件连接于X轴机械臂上，通过电机带动在X轴机械臂上运行。Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；承托Z轴机械臂的组件连接于Y轴机械臂，通过电机带动在Y轴机械臂上运行。Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；Z轴机械臂承托于Y轴机械臂之上，可通过电机带动在垂直方向上运行。

所述的XYZ机械臂之间通过导轨、滑杆或其他现有技术手段稳定连接，XYZ轴组件各自通过电机及传动机构带动运行。所述的电机可采用步进电机或伺服电机，优选步进电机。所述的传动机构可采用齿轮齿条、同步带、丝杠等方案。对于X轴与Y轴，优选采用同步带；对于Z轴，优选采用丝杠。

所述的XYZ机械臂通常包含1个X轴和1个Y轴，在某些情况下也可以包含2个独立运作的Y轴，以携带更多工具模组完成较为复杂的操作组合。

所述的XYZ机械臂每个Y轴上可以带有1~2个Z轴，优选每个Y轴上带有2个Z轴。2个Z轴在垂直方向上独立运行。作为一个更优选方案，机械臂的配置为1个X轴，1个Y轴和2个Z轴。此种配置可在保持系统结构紧凑的前提下实现更多的操作功能，在面对实验室多种操作需求时具有更好的适应性；同时也能够节省成本，降低控制系统的复杂度。

所述的工具模组挂载于Z轴之上，在XYZ机械臂的带动下实现三维坐标的精确定位。工具模组内置运动组件和驱动系统，用于实现特定的功能，如液体分配、固体分配、样品瓶抓取移动、样品瓶加盖/去盖、样品瓶/管架抓取移动、pH测量、粘度测量、高速搅拌、样品瓶压盖、样品涂覆、液体过滤、加样采样等。作为一个优选方案，系统包含2个或多个工具模组，以实现多种功能的操作组合。作为一个更优选方案，每种工具模组均通过相同的连接点位固定于Z轴上，且通过相同的电气接口与控制系统连接，可以方便的更换以实现功能扩展。所述的电气接口可以采用现有技术所允许的各种形式，如电气控制信号、RS-232、RS-485、CAN总线、Profibus总线、工业以太网等，优选采用RS-485、CAN总线或Profibus总线。

优选所述的工具模组之一为多功能抓手。多功能抓手可以在只占用一个Z轴机械臂的情况下，通过匹配不同的工具为平台提供固体分配、液体分配、高粘度液体分配、顶置搅拌等多种操作功能，并且具有可扩展性。多功能抓手由工具夹持结构、旋转机构、升降机构、限位及接近传感器等组件构成。其中夹持机构用于拾取并固定工具，由电机或气缸驱动，配有接近传感器用于检测工具状态；接近传感器选光电传感器、电涡流传感器、霍尔传感器等传感器中的一种，优选光电传感器和电涡流传感器，更优选光电传感器。旋转机构用于向工具提供旋转驱动，以实现搅拌或定位等功能。旋转机构采用电机驱动，电机可选自直流电机、步进电机、伺服电机中的一种，优选步进电机以实现旋转角度的精确控制。升降机构用于向工具提供升降位移驱动，以实现阀门开闭、液体吸放等功能。升降机构采用电机驱动，电机可选自直流电机、步进电机、伺服电机中的一种，优选步进电机以实现位移距离的精确控制。作为一个更优选的方案，多功能抓手还设有电触点和压缩空气端口，可用于抓手与工具之间的供电、信号传输和气动驱动，以实现更多操作功能。

所述的多功能抓手工具可以包括固体分配器、液体分配器、搅拌装置、pH计、过滤装置、涂覆装置等等，并且可以根据操作需求进行扩展。作为一个优选方案，可以适配的工具包括固体分配器、液体分配器、搅拌装置中的至少一种。这些工具放置于平台专用位置，需要使用时，Z轴携带多功能抓手移动到对应位置，由夹持机构拾取并固定工具，再通过旋转机构、升降机构驱动工具内部机构实现所需的操作，在某些情况下也可通过电触点和压缩空气端口实现信号传输和气动驱动等功能。举例说明：对于固体分配器，多功能抓手的升降机构用于打开阀门和控制阀门开度，旋转机构用于驱动固体分配器内部的搅拌器控制下料速度。对于液体分配器，升降机构驱动液体分配器内部推杆，用于定量吸取或推出液体。使用此种方式可实现高粘度液体的分配，或液体的重量法分配。对于搅拌装置，采用旋转机构驱动搅拌器旋转。对于pH计，则通过电触点供电并传输测量信号。

所述的工具模组可以同时包含2个或两个以上的功能。其中一个优选方案是工具模组之一同时包括样品瓶抓手和移液针/移液枪头。样品瓶抓手为电机驱动的开合夹持机构，可用于抓取和移动不同外径的样品瓶和样品瓶盖；同时具有旋转功能，可用于瓶盖的旋紧和旋开。移液针/移液枪头通过管路与液体泵系统连接，可由液体泵供液，用于溶剂的连续分配；也可从样品瓶/管内吸液，转移到其他样品瓶内。所述的液体泵可控制液体流量或体积，通常选自双柱塞泵、蠕动泵、注射泵中的一种，优选采用注射泵。移液针/移液枪头安装于工具模组内的升降机构上，在不使用时可收起隐藏于工具模组内部。升降机构可安装移液针或移液枪头适配器，二者采用相同的连接和固定方式。移液针适用于分配溶剂，也可进行瓶盖穿刺。移液枪头适配器可以与一次性移液枪头连接，适用于溶液移取，在移液完成后可自动丢弃。视应用要求和工具模组内空间，升降机构上可安装1~8个移液针或移液枪头适配器，优选安装1个或2个移液针或移液枪头适配器。在安装多个移液针或移液枪头适配器时，优选采用移液针或移液枪头适配器间距可自动调节的方案。

所述的实验平台，用于放置台面元件，同时也作为机械臂的支撑机构。实验平台前部为台面元件区。实验平台后部、两侧或下方为液体泵等不占用平面单元的部件。电气控制箱可安装于平台后部或下方，用于为系统所有部件提供供电和通讯连接。电气控制箱还提供其他电气装置的接口，包括但不限于用于消除静电的离子发生器、用于检测保护门状态的开门传感器、用于检测易燃或危险气体的气体传感器以及第三方设备的驱动或通讯接口等。

所述的台面元件安装于实验平台上，用于放置样品、耗材、工具、仪器，提供加热、搅拌、样品瓶夹持、涡流混合、清洗、称重、测量等实验功能，并可根据需要更换或扩展。

作为一个优选方案，所述的台面元件包含以下装置中的至少4种：

（1）可适配不同直径和容积的样品瓶/管的标准尺寸样品瓶/管架；

（2）耗材供应装置；

（3）样品瓶固定装置；

（4）清洗装置；

（5）可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置；

（6）天平室；

（7）固体容器和工具存放装置。

作为一个更优选的方案，所述的台面元件占用的面积为标准台面单元面积的整数倍。所述的标准台面单元为实验平台台面元件区用于安装台面元件的标准区域，这些单元具有相同的尺寸和安装位点。一个台面元件可占用一个或若干个连续的标准台面单元，因此具有可互换性，可以方便的进行更换，以实现系统功能的快速扩展。

所述的台面元件之一为样品瓶/管架位，每个样品瓶/管架位上可放置一个标准尺寸的样品瓶/管架。样品瓶/管架具有多种规格，内部为不同孔数和直径的样品位，可以放置不同外径和容积的样品瓶/管。不同规格的样品瓶/管架可以互换。在一个优选方案中，样品瓶/管架外形尺寸为128 mm x 86 mm，内部孔位数可为96（12x8）、48（8x6）、24（6x4）、12（4x3）、8（4x2）、6（3x2）、2（2x1），可适配外径为8、12、15、16、27、50 mm的样品管/瓶；也可直接使用标准的96位或384位微孔板。

所述的台面元件还包含可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置，每个磁力搅拌装置占用一个台面平面单元，可容纳一个样品瓶/管架，对其中所有样品瓶提供温度控制和磁力搅拌功能。温度控制功能包含温度传感器、电加热器和温度控制器。温度控制器根据温度传感器反馈的温度信号控制电加热器的开度对样品瓶/管架进行加热，直到到达设定值。优选使用热电偶作为温度传感器，优选使用带有PID功能的温度控制器，以减少温度波动。

所述的磁力搅拌装置包含旋转磁场机构和搅拌磁子。搅拌磁子放置于样品瓶/管内部，由旋转磁场带动旋转，实现对样品的搅拌功能。旋转磁场可以由安装于电机驱动器上的可旋转磁铁产生，也可以由若干组电磁线圈产生。优选采用电磁线圈方案，相比于旋转磁铁方案，其优势在于旋转磁场范围与形状可调节，不受磁铁旋转半径限制，也不需和样品瓶位置匹配。电磁线圈方案特别适用于方形的样品瓶/管架，位于边缘和角落的样品瓶/管也可以获得均匀的搅拌，并且不受样品瓶/管架孔数与布局限制。作为一个优选方案，所述的旋转磁场机构包含若干组电磁线圈，驱动电路控制电磁线圈内电流的方向和强度形成连续旋转的磁场。磁场旋转速度可通过驱动电路进行控制。

所述的台面元件还包含耗材供应装置。系统所使用的耗材可以为实验室常用的各种耗材，包括但不限于样品瓶盖、一次性移液枪头、一次性分液器等。每个耗材供应装置占用一个台面平面单元，对于不同的耗材设有专用的存放装置，以便于机械臂抓取。如用于放置样品盖的凸台阵列、用于放置枪头的枪头架等。作为一个优选方案，耗材存放装置采用与样品架相同的外部尺寸，可以与样品瓶/管架互换，以增强系统的可扩展性。

所述的台面元件还包含清洗装置，用于清洗非一次性的液体分配针头或需要清洗的非一次性工具。根据不同的需求，清洗装置可采用被动式或主动式设计，占用一个或多个台面平面单元。被动式清洗装置具有特殊设计的导流结构，可利用针头自身提供的溶剂清洗针头的内部和外部表面。主动式清洗装置与溶剂泵相连，可向清洗槽内注入或喷射清洗溶剂，还可以设有超声、烘干等装置。清洗装置通常需配备溶剂回收容器，用于清洗溶剂的回收。

所述的台面元件还包含样品瓶固定装置，用于固定样品瓶以进行旋盖、开盖操作。样品瓶固定装置占用一个台面平面单元，具有可开合的固定脚，通过电机或气动驱动，可固定不同外径的样品瓶。

所述的台面元件还包含固体样品和工具存放位，用于存放固体分配器和多功能抓手工具。固体分配器同时作为存放固体样品的容器，其特征是具有可开闭的阀门和可控制下料速度的机构，可以与多功能抓手或多功能抓手适配工具配合，精确控制下料过程。下料速度控制机构可采用已知的技术方案，如旋转机构或振动机构。作为一个优选方案，采用内置开闭阀门和旋转机构的料斗作为固体分配器，该分配器可直接被多功能抓手拾取使用。作为另一个优选方案，采用盖子上带有可控阀门的小瓶作为固体分配器，该分配器通过内置振动机构的适配器工具被多功能抓手拾取使用，振动机构采用压缩空气或电磁线圈驱动。

所述的台面元件还包含天平室。天平室用于采用重量法分配固体或液体，由分析天平、样品瓶固定机构、样品室盖子等组件构成。一个完成的称量过程至少包括以下步骤：

（1）样品瓶抓手将样品瓶放入天平室内的样品瓶固定机构中；

（2）多功能抓手拾取固体分配器或液体分配器，向样品瓶内定量加入样品；

（3）加样结束后，样品瓶抓手将样品瓶移动到原位或指定位置。

作为一个优选方案，天平室带有自动开闭的盖子和分配器适配孔。放入样品瓶之前盖子自动打开，放入样品瓶之后盖子自动关闭，分配器通过适配孔向样品瓶内加入样品，以避免外界气流干扰，提高称量的稳定性。

作为另一个优选方案，样品瓶架抓手可将整个样品瓶/管架放入天平室内，一次完成多个样品瓶/管的加样操作。

作为另一个优选方案，天平室内装有摄像头和照明灯，可对样品进行拍照或录像，用于记录样品状态或对样品的颜色、浊度、可见粒子数等进行测定。所述的照明灯可安装于样品前部和/或后部，可以采用可见光、红外、紫外等多种光源，还可以添加偏振光滤片。

所述的电气控制箱用于安装系统的供电和硬件控制系统。硬件控制系统将软件系统的指令转化为硬件驱动信号，控制相应的硬件完成所需的操作，同时也向软件系统发送系统状态、传感器数据和警报等信息。本发明对硬件控制系统没有限制，可采用现有技术中的任何形式。控制器可采用可编程逻辑控制器（PLC）、单片机、PC机等，优选采用单片机；系统架构可采用电气控制信号、RS-232、RS-485、CAN总线、Profibus总线、工业以太网等，优选采用RS-485、CAN总线或Profibus总线等分布式总线，更优选采用RS-485和CAN总线。

本发明的机械臂实验系统将具有多种功能的工具模组集成于机械臂系统上，结合台面元件，实现在同一平台上完成多种实验操作，其功能和适用性显著优于现有功能单一的实验室自动化系统，并且具备以下显而易见的优势：（1） 功能丰富：在同一平台上实现液体量取分配、固体量取分配、搅拌混合、加热等多种操作。（2）结构紧凑：外形尺寸与自动移液工作站相近，可放置于普通实验台上。（3）扩展性强：采用模块化设计和通用接口，可以通过更换或添加模块快速进行功能扩展。

附图说明

图1是本发明所述的一种机械臂实验系统的架构示意图。

图2是本发明所述的一种机械臂实验系统的组成示意图。

图3是本发明所述的一种样品瓶抓手/移液工具模组的示意图。

图4是本发明所述的一种多功能抓手工具模组的示意图。

图5是本发明所述的一种可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置的示意图。

附图中各标记分别为：1-X轴机械臂；2-Y轴机械臂；3-Z轴机械臂；4-工具模组；5-电气控制箱；6-实验平台；7-台面元件；8-液体泵；9-样品瓶抓手工具模组；901-移液针/移液枪头升降机构；902-移液针/移液枪头；903-样品瓶抓手；10-多功能抓手工具模组；1001-升降机构；1002-旋转机构；1003-工具夹持机构；11-标准尺寸的样品瓶/管架；12-控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置；1201-样品瓶/管架；1202-样品瓶/管架托盘与加热器；1203-铁芯；1204-电磁线圈；1205-驱动电路；13-清洗装置；14-样品瓶固定装置；15-固体分配器与工具存放位置；16-耗材存放位置；17-天平室；18-分配器适配孔；19-天平室盖子；20-电气控制箱。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的机械臂实验系统及其用途做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施方式。

实施例1

如图1所示的机械臂实验系统，包括1个X轴机械臂（1）、1个Y轴机械臂（2）、1个或2个Z轴机械臂（3，图中仅显示一个），挂载于Z轴机械臂上的工具模组（4），以及电气控制箱（5）、用于放置台面元件的实验平台（6）、台面元件（7）。

X轴机械臂（1）与平台表面平行，安装于实验平台后部； Y轴机械臂（2）与X轴机械臂（1）连接，方向垂直于X轴机械臂（1）且平行于平台表面，可沿X轴机械臂（1）移动；Z轴机械臂（3）与Y轴机械臂（2）连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂（2）上移动；工具模组（4）安装于Z轴机械臂（3）上，与Z轴机械臂（3）共同运动。电气控制箱（5）、台面元件（7）安装于实验平台（6）之上。

实施例2

如图2所示的机械臂实验系统，除 XY轴机械臂之外，还包含2个在垂直方向上独立运动的Z轴机械臂（3）。其中一个Z轴机械臂（3）上挂载有样品瓶抓手工具模组（9），另一个Z轴机械臂机械臂（3）上挂载有多功能抓手工具模组（10）。实验平台上安装有若干标准尺寸的台面元件，包括：标准尺寸的样品瓶/管架（11）、可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置（12）、清洗装置（13）、样品瓶固定装置（14）、固体分配器与工具存放位置（15）、耗材存放位置（16）、天平室（17）。天平室还包含可自动开闭的盖子（18）和分配器适配孔（19）。实验平台后部安装有液体泵（8）和电气控制箱（5）。

如图2所示的机械臂实验系统，可用于代替人工完成下述实验室操作：液体量取分配、固体量取分配、样品瓶加盖、样品瓶去盖、磁力搅拌混合、样品加热。

实施例3

图3展示了一种可用于本发明所述的机械臂实验系统的样品瓶抓手/移液工具模组，该工具模组同时包括样品瓶抓手（903）和移液针/移液枪头（902）。样品瓶抓手为电机驱动的开合夹持机构，可用于抓取和移动不同外径的样品瓶和样品瓶盖；同时具有旋转机构（904），可用于瓶盖的旋紧和旋开。移液针/移液枪头（902）安装于工具模组内的升降机构（901）上，在不使用时可收起隐藏于工具模组内部，移液针/移液枪头（902）通过管路（图中未显示）与液体泵（8）连接。

此工具模组可用于液体量取分配、样品瓶移取、样品瓶加盖、样品瓶去盖功能。

实施例4

图4展示了一种可用于本发明所述的机械臂实验系统的多功能抓手工具模组。多功能抓手工具模组具有特殊设计的精密结构，由工具夹持结构（1003）、旋转机构（1002）、升降机构（1001）、限位及接近传感器等组件构成。其中夹持机构用于拾取并固定工具，由电机或气缸驱动，配有接近传感器用于检测工具状态。旋转机构采用电机驱动，用于工具的旋转和定位。升降机构用于向工具提供升降位移驱动，以实现阀门开闭、液体吸放等功能。多功能抓手还可设有电触点和压缩空气端口，可用于抓手与工具之间的供电、信号传输和气动供应，以实现更多操作功能。

此工具模组可拾取固体分配器、液体分配器、搅拌器、pH电极等多种工具，用于固体量取分配、液体量取喷配、顶置搅拌、pH测量等多种功能。

实施例5

图5展示了一种可用于本发明所述的机械臂实验系统的可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置。该装置安装于实验平台上，包含内置加热器的样品瓶/管架托盘（1202），可放置一个标准样品瓶/管架（1201），托盘下方安装有若干组用于提供旋转磁场的铁芯（1203），铁芯与下方的电磁线圈（1204）相连，电磁线圈（1204）与下部的驱动电路（1205）相连。加热器与加热控制器（未显示）相连，其开度由加热控制器根据温度传感器信号进行控制。驱动电路（1205）控制每组电磁线圈（1204）内的电流强度与方向，产生速度可调的旋转磁场。

Claims (10)

1.一种机械臂实验系统，包含实验平台、XYZ机械臂、工具模组、台面元件和电气控制箱，其特征在于：（1）所述X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方，优选安装于实验平台后部；（2）所述Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；（3）所述Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；（4）所述工具模组安装于Z轴机械臂上；（5）所述台面元件安装于实验平台之上，以实现加热、搅拌、称重、测量等功能；（6）所述电气控制箱安装于实验平台的后部或下方。

2.权利要求1所述的机械臂实验系统，其特征在于：每个Y轴机械臂上带有2个在垂直方向上独立运行的Z轴机械臂。

3.权利要求1所述的机械臂实验系统，其特征在于：系统包含2个或多于2个工具模组，优选这些工具模组采用相同的机械与电气接口与Z轴机械臂及电气控制箱相连接。

4.权利要求1所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的工具模组之一为可以适配多种工具的多功能抓手。

5.权利要求4所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的工具包括固体分配器、液体分配器、搅拌装置中的至少一种。

6.权利要求1所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的工具模组之一同时包括样品瓶抓手和移液针/移液枪头功能。

7.权利要求1所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的台面元件包括以下装置中的至少4种：

（1）可适配不同直径和容积的样品瓶/管的标准尺寸样品瓶/管架；

（2）耗材供应装置；

（3）样品瓶固定装置；

（4）清洗装置；

（5）可控制温度和搅拌速度的磁力搅拌装置；

（6）天平室；

（7）固体分配器和工具存放装置。

8.权利要求7所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的台面元件占用的面积为标准台面单元面积的整数倍。

9.权利要求7所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的磁力搅拌装置的旋转磁场由若干组电磁线圈产生。

10.权利要求7所述的机械臂实验系统，其特征在于：所述的天平室带有自动开闭的盖子和分配器适配孔。