CN110193388A - 一种多通道自动移液枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道自动移液枪，其解决了自动化取样、加样问题，并提高了效率，各通道的加样和排样能够完全一致和同步。一种多通道自动移液枪，包括驱动组件、活塞组件以及活塞套枪头组件，活塞组件可沿上下方向移动地设置在壳体中，活塞组件包括可沿上下滑动地连接于壳体的滑板及安装于滑板的多个可沿上下方向延伸的活塞；活塞套枪头组件设置在壳体的下端部，活塞套枪头组件包括多个移液单元，每个移液单元分别包括位于壳体内的活塞套、设置于壳体下端部的枪头座及位于壳体外的用于装载吸头的枪头，活塞套及枪头分别设置于枪头座，各活塞套及相应的活塞套构成供活塞插入并在其中上下移动的腔体，枪头上开设有连通腔体和吸头内腔的通孔。

Description

一种多通道自动移液枪

技术领域

本发明涉及医疗检测分析设备领域，特别涉及一种多通道自动移液枪。

背景技术

移液枪是生物试验中常用的试验用具，常用于少量或微量液体的取移。现有的移液用的排枪结构，其在排枪给液过程中不能确保所有通道的出液同步进行，不能保证品质质量。如中国专利CN208975834U公开了一种移液枪，包括：相互连接的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有第一空腔，所述第二腔体内设有第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔相互连通；所述第二腔体包括有多个，多个所述第二腔体之间间隔排列设置，每一个所述第二腔体的端部对应设置有与所述第二空腔连通的吸液头，用于向所述第二空腔内吸取试剂，所述第一腔体上设有与所述第一空腔连通的开口，所述开口处设置有抽取部件，用于调节所述第一空腔内的气体压力。然而，其每个第二腔体的吸液和出液不能保证完全一致。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道自动移液枪，其解决了自动化取样、加样问题，并提高了效率，各通道的加样和排样能够完全一致和同步。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多通道自动移液枪，包括驱动组件、由所述驱动组件驱动沿上下方向移动的活塞组件、以及活塞套枪头组件，所述活塞组件可沿上下方向移动地设置在壳体中，所述活塞组件包括可沿上下滑动地连接于所述壳体的滑板及安装于所述滑板的多个可沿上下方向延伸的活塞；所述活塞套枪头组件设置在所述壳体的下端部，所述活塞套枪头组件包括多个移液单元，每个所述活塞对应一个所述移液单元，每个所述移液单元分别包括位于所述壳体内的活塞套、设置于所述壳体下端部的枪头座及位于所述壳体外的用于装载吸头的枪头，所述活塞套及枪头分别设置于所述枪头座，各所述枪头及相应的活塞套均中空且二者相互连通构成供所述活塞插入并在其中上下移动的腔体，所述枪头上开设有用于连通所述腔体和所述吸头内腔的通孔。

优选地，所述滑板中开设有多个与所述活塞套相互配合的容槽，每个所述容槽中分别设置有一个所述活塞，当所述活塞组件向下滑动后，所述活塞套插入所述容槽中，所述活塞插入所述腔体中。

更优选地，各所述活塞的上端部分别通过活塞固定柱固定连接于所述壳体，所述活塞固定柱卡设在所述容槽的上端部。

优选地，所述壳体中固定设置有沿上下方向延伸的导向轴，所述滑板可滑动地套设于所述导向轴上。

更优选地，所述滑板上固定设置有线性轴承，所述线性轴承可滑动地套设于所述导向轴上。

优选地，所述多通道自动移液枪还包括光电传感器和控制器，当所述光电传感器在所述移液单元移动到取样区域上方时，所述控制器控制所述驱动组件运行以驱动所述活塞杆上移进行加液；当所述光电传感器在所述移液单元移动到排液区域上方时，所述控制器控制所述驱动组件运行以驱动所述活塞杆上移进行排液。

优选地，所述驱动组件包括电机及由所述电机驱动上下移动的丝杠，所述丝杠的下端部和所述滑板连接。

更优选地，所述丝杠的下端部上设有第一磁铁，所述滑板上设有第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁相互吸合以所述丝杠的下端部和所述滑板连接。

优选地，所述多通道自动移液枪还包括褪吸头组件，所述褪吸头组件包括可沿上下方向滑动地连接于所述壳体下端部的推盖，所述推盖上具有多个向上延伸的导向顶杆，所述导向顶杆穿入所述壳体中并位于所述滑板的正下方，所述推盖上开设有多个供所述枪头穿过的枪头孔，所述枪头穿过相应的枪头孔后连接至所述枪头座上，所述枪头孔的孔径须小于吸头的外径。

更优选地，所述褪吸头组件还包括用于使所述推盖复位的回位弹簧。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

能够多个通道同时加液和排液，且各个通道的加液过程、排液过程相互一致和同步，其解决了自动化取样、加样问题，并提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例的一种自动移液枪的主视图；

图2a是图1所示自动移液枪的分解示意图；

图2b是图1所示自动移液枪的剖视图；

图3是图2a中A处的局部放大图；

图4是光电传感器及驱动组件的立体接头图；

图5是图4所示光电传感器及驱动组件的剖视图；

图6为壳体的示意图；

图7为壳体局部的示意图；

图8为活塞组件的立体示意图；

图9为图8所示活塞组件的剖视图；

图10为活塞套枪头组件的其中一个移液单元的分解示意图；

图11为图10中的移液单元装配后的剖视图；

图12为自动移液枪在影藏部分壳体和部分活塞套后的示意图；

图13为图12所示的自动移液枪在进一步影藏壳体后的示意图。

其中：

1、驱动组件；11、电机；12、丝杠；13、第一磁铁；

2、活塞组件；21、滑板；210、线性轴承；211、容槽；22、活塞；23、推柄；24、第二磁铁；25、活塞固定柱；26、导向衬套；

3、活塞套枪头组件；31、活塞套；32、枪头座；33、枪头；331、第一凸缘；332、第二凸缘；34、无油衬套；35、密封圈；36、O形密封圈；37、缓冲弹簧；

4、壳体；41、枪头压板；42、导向轴；43、盲孔；

5、光电传感器；

6、褪吸头组件；61、推盖；62、导向顶杆；63、回位弹簧；64、回位柱；

7、吸头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实施例提供一种多通道自动移液枪，其配合机械臂用于自动移液加样。参照图1-2所示，该多通道自动移液枪包括：自上至下依次设置的驱动组件1、活塞组件2及活塞套枪头组件3；其中，活塞组件2可沿上下方向移动地设置在一大体封闭的壳体4中，驱动组件1设置在壳体4上端部，用于驱动活塞组件2沿上下方向移动，活塞套枪头组件3设置在壳体4的下端部。

参照图4至图5所示，所示驱动组件1包括电机11及由电机11驱动上下移动的丝杠12。本实施例中，电机11具体为步进电机，丝杠12和电机11的输出轴通过联轴器等传动部件连接，将电机11输出轴输出的旋转运动转换为直线运动。丝杠12的下端部穿入壳体4中和活塞组件2连接。本实施例中，丝杠12的下端部优选通过磁力和活塞组件2连接。磁力连接为软性连接，区别于杆状硬性连接，能够避免因为加工精度问题造成的连接精度的问题。

该多通道自动移液枪还包括用于控制驱动组件1动作的光电传感器5。光电传感器5具体用于控制电机11动作，光电传感器5和一控制器电性连接以向控制器发出检测信号，控制器和电机11电性连接以根据光电传感器5发出的检测信号而生成控制电机11运行的运行控制信号，并发送至电机11，三者可通过如线缆实现电性连接。具体地，光电传感器5用于在活塞套枪头组件3移动到取样区域（如存放试剂的试剂瓶）上方时发出第一检测信号，并将第一检测信号发送至控制器，控制器根据接收到的第一检测信号生成第一控制信号并发送至驱动组件1的电机11，响应于该第一控制信号，电机11转动使丝杠12上移，从而驱动活塞组件2上移，促使试剂被吸入吸头7中，实现加液；光电传感器5还用于在活塞套枪头组件3到排液区域（如待加入试剂的容器）上方时发出第二检测信号，并将第二检测信号发送至控制器，控制器根据接收到的第二检测信号生成第二控制信号并发送至驱动组件1的电机11，响应于该第二控制信号，电机11反向转动使丝杠12下移，从而驱动活塞组件2下移，将吸头7中的试剂排出，实现排液。

本实施例中，光电传感器5具体为零位光电传感器，且设置在驱动组件1上。

参照图6和图7所示，壳体4中具有内腔，所述活塞组件2即可沿上下方向移动地设置在壳体4中，壳体4的上端部开设有供驱动组件1的丝杠12穿入的通孔。壳体4的下端部上固定嵌置有一枪头压板41，壳体4的下端部及枪头压板41上对应开设有多个与所述活塞套枪头组件3配合的通孔，用于安装活塞套枪头组件3。

参照图8和图9所示，活塞组件2包括可沿上下滑动地连接于壳体4的滑板21及安装于滑板21的多个可沿上下方向延伸的活塞22。结合图5和图9所示，滑板21顶部上具有向上延伸的推柄23，推柄23和和丝杠12的下端部通过磁力连接；其中，丝杠12的下端部固定设置有第一磁铁13，推柄23上嵌设有第二磁铁24，第一磁铁13和第二磁铁24相互吸合，以实现丝杠12和滑板21的连接。本实施例中，第一磁铁13中空设置，第一磁铁13套设于第二磁铁24外。结合图6和图8所示，壳体4的左右两侧分别固定设置有沿上下方向延伸的导向轴42，滑板21的左右两侧部可滑动地套设于导向轴42上。优选地，滑板21的左右两侧部上固定设置有线性轴承210，线性轴承210可滑动地套设于导向轴42上。线性轴承210具体通过卡簧固定设置于滑板21上。

如图9所示，滑板21中沿上下方向开设有多个容槽211，每个容槽211分别对应一个活塞22。具体到本实施例中，活塞22的数量为八个并沿左右方向等间隔地开设在滑板21中，则容槽211的数量相应为八个。每个容槽211中分别设有一个活塞22，活塞22优选插设在容槽211的中心位置处。各活塞22的上端部分别通过一个活塞固定柱25固定在滑板21上，活塞固定柱25固定地卡设在相应的容槽211的上端部，而活塞22的上端部则固定地插接在活塞固定柱25上。各容槽211的下端部还分别固定设置有导向衬套26。本实施例中，活塞22具体为陶瓷柱塞；活塞固定柱25由塑料制成，一方面，活塞固定柱25将活塞22固定，增加稳定性，另一方面，活塞固定柱25将活塞22上端和容槽211上端密封，保证具有良好的气密性。

如图1和2a所示，活塞套枪头组件3包括多个移液单元，每个活塞22对应一个移液单元。本实施例中，活塞22的数量为八个，移液单元的数量也相应为八个，并沿左右方向等间隔线性排列。参照图10和图11所示，每个移液单元分别包括位于壳体4内的活塞套31、设置于壳体4下端部的枪头座32及位于壳体4外的用于装载吸头7的枪头33，活塞22可沿上下方向滑动地插设在对应的活塞套31中，活塞套31及枪头33分别设置于枪头座32上的，枪头33及活塞套31均中空且二者相互连通构成供活塞22插入并在其中上下移动的腔体，枪头33上开设有用于连通腔体和吸头7内腔的通孔。具体地，活塞套31插设在滑板21的相应的容槽211中，滑板21能够相对活塞套31上下滑动。枪头座32通过枪头压板41设置于壳体4的下端部，枪头座32的上端部插设在枪头压板41上的对应的通孔中，而枪头座32的其他部分则位于枪头压板41的下方；活塞套31的下端部套接于枪头座32的上端部，并依次穿过枪头压板41、壳体4的下端部而进入壳体4中，直至插入滑板21的容槽211中，枪头33插接于枪头座32的下端部，枪头座32也为中空的从而使活塞套31和枪头33相互连通构成所述腔体。当吸头7装载在枪头33上后，随着活塞22的上移，该腔体内压力减小从而具有负压，由于枪头33上的通孔连通腔体与吸头7的内腔，吸头7的内腔为负压环境，从而可以将试剂吸入；而随着活塞22的下移，该腔体内压力增大，从而可将吸头7内腔中的试剂排出。

本实施例中，活塞套31穿过容槽211下端部的导向衬套26，进入容槽211中。活塞22和活塞套31的上端部之间设置有密封圈35，从而保证腔体的气密性。具体地，结合图11所示，活塞套31的上端部开设有台阶孔，台阶孔上嵌设有无油衬套34，活塞22在无油衬套34中穿过并进入活塞套31中，所述密封圈35具体嵌设于活塞套31的台阶面及无油衬套34的下端面之间，并和活塞22的侧表面密封接触，该密封圈35优选为星形密封圈。枪头33和枪头座32之间设置有O形密封圈36，进一步保证气密性。

结合图10和图11所示，枪头33包括呈中空圆柱体的本体、自本体的外圆周面向外延伸的第一凸缘331和第二凸缘332，第一凸缘331的外径大于第二凸缘332，第一凸缘331位于第二凸缘332的上方，且第一凸缘331和第二凸缘332之间具有间隔。第一凸缘331的沿上下方向延伸的截面的外边沿呈弧形，第二凸缘332的沿上下方向延伸的截面的外边沿呈弧形。当装载吸头7时，枪头33自上至下插入吸头7中，吸头7卡在第一凸缘331和第二凸缘332上。也就是说，枪头33大体呈葫芦形，下方的圆弧略小一点，上方的圆弧略大，配合吸头7形状，使吸头7卡在枪上更紧密，防止吸头7滑动脱落。

进一步地，各枪头座32和壳体4之间分别设有缓冲弹簧37。结合图7和图12所示，枪头压板41上开设有多个供缓冲弹簧37穿过的通孔，壳体4的下端部上开设有多个与缓冲弹簧37相互配合的盲孔43，壳体4上的每个盲孔43分别和枪头压板41上的一个通孔对齐，缓冲弹簧37位于相应的盲孔43及通孔中并顶设于枪头座32和壳体4的下端部之间。缓冲弹簧37用于对枪头33在装载吸头7等情况下受到的过渡碰撞进行缓冲保护，避免损伤移液枪的其他部件而导致的精度损失。

参照图12和图13所示，多通道自动移液枪还包括褪吸头组件6，褪吸头组件6包括可沿上下方向滑动地连接于壳体4下端部的推盖61，枪头座31被卡于枪头压板41和推盖61之间，不会脱离枪头压板41。所述推盖61上具有多个向上延伸的导向顶杆62，本实施例中为六个。枪头压板41位于推盖61和壳体4之间，且枪头压板41和壳体4下端部上分别设有可供导向顶杆62穿过的通孔，导向顶杆62穿过枪头压板41和壳体4的下端部而进入壳体4中，导向顶杆62位于滑板21的正下方。推盖61上开设有多个供枪头33穿过的枪头孔，枪头33穿过相应的枪头孔后连接至枪头座32上，枪头孔的孔径须小于吸头7的外径；本实施例中，枪头孔和枪头33紧密配合。当所述活塞组件2向下滑动一段距离后，滑板21的下表面和导向顶杆62接触，滑板21抵在导向顶杆62上，推动导向顶杆62向下移动，推盖61随之相对枪头33向下移动，从而将枪头33上的吸头7褪掉。

该褪吸头组件6还包括用于使推盖61复位的回位弹簧63，回位弹簧63具体设于推盖61和壳体4或枪头压板41之间，用于在褪掉吸头7后，使推盖61向上移动复位。回位弹簧63套设于回位柱64上，回位柱64的下端连接于推盖61，枪头压板41和壳体4的下端部上对应开设有供回位柱64穿过的孔，其中枪头压板41上的孔为台阶孔，其上部的孔径大于下部的孔径而具有台阶面，回位柱64的上部具有凸起，回位弹簧63具体顶设在回位柱64的凸起和枪头压板41的台阶面之间。本实施例中，回位弹簧63和回位柱64的数量均为四个。

该自动移液枪至少具有如下三个工作状态：加液状态、排液状态及褪吸头状态。当自动移液枪在加液状态时，光电传感器5被触发而发出第一检测信号并发送至控制器，控制器根据接收到的第一检测信号生成第一运行控制信号并发送至电机11，响应于该第一运行控制信号，电机11正向运行，驱动丝杠12上移，活塞22随之上移，待移试剂被吸入吸头7中；当自动移液枪在排液状态时，光电传感器5被触发而发出第二检测信号并发送至控制器，控制器根据接收到的第二检测信号生成第二运行控制信号并发送至电机11，响应于该第二控制信号，电机11反向运行，驱动丝杠12下移，活塞组件2下移至第一位置，在此过程中，活塞22在腔体内下移，将吸头7中的试剂排出；当自动移液枪在褪吸头状态时，光电传感器5被触发而发出第三检测信号并发送至控制器，控制器根据接收到的第三检测信号生成第三控制信号并发送至电机11，响应于该第三控制信号，电机11继续反向运行，驱动丝杠12继续下移，活塞组件2继续下移至第二位置，第二位置的高度小于第一位置，滑板21和导向顶杆62接触，滑板21抵在导向顶杆62上推动推盖61下移，将吸头7自枪头33上褪除。

该自动移液枪用于自动移液系统中，该自动移液系统还包括机械臂。其具体工作过程如下：自动移液枪移动至工作位点，机械臂控制自动移液枪整体下移，使8个枪头33同步进入下方的吸头7存放区域中，直至枪头33均插入吸头7中，将吸头7装载在枪头33上，自动移液枪复位；自动移液枪移动到加样区域上方，光电传感器5被触发而发出第一检测信号，从而控制电机11运行驱动活塞22上移，将待转移的试剂吸入到吸头7中；自动移液枪移动到排液区域上方，光电传感器5被触发而发出第二检测信号，从而控制电机11反向运行驱动活塞组件2下移至第一位置处，在此过程中，活塞22在腔体内下移，将吸头7中吸入的试剂排出，完成试剂转移；机械臂使自动移液枪移动到废弃物区，光电传感器5被触发而发出第三控制信号，从而控制电机11继续反向运行驱动活塞组件2下移至第二位置处，第二位置的高度低于第一位置，在此过程中使滑板21和导向顶杆62相接并推动导向顶杆62下移，推盖61随之下移将吸头7自枪头33上褪除，以备枪头33下一次装载新的吸头7。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道自动移液枪，包括驱动组件、由所述驱动组件驱动沿上下方向移动的活塞组件、以及活塞套枪头组件，其特征在于：所述活塞组件可沿上下方向移动地设置在壳体中，所述活塞组件包括可沿上下滑动地连接于所述壳体的滑板及安装于所述滑板的多个可沿上下方向延伸的活塞；所述活塞套枪头组件设置在所述壳体的下端部，所述活塞套枪头组件包括多个移液单元，每个所述活塞对应一个所述移液单元，每个所述移液单元分别包括位于所述壳体内的活塞套、设置于所述壳体下端部的枪头座及位于所述壳体外的用于装载吸头的枪头，所述活塞套及枪头分别设置于所述枪头座，各所述枪头及相应的活塞套均中空且二者相互连通构成供所述活塞插入并在其中上下移动的腔体，所述枪头上开设有用于连通所述腔体和所述吸头内腔的通孔。

2.根据权利要求1所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述滑板中开设有多个与所述活塞套相互配合的容槽，每个所述容槽中分别设置有一个所述活塞，当所述活塞组件向下滑动后，所述活塞套插入所述容槽中，所述活塞插入所述腔体中。

3.根据权利要求2所述的多通道自动移液枪，其特征在于：各所述活塞的上端部分别通过活塞固定柱固定连接于所述壳体，所述活塞固定柱卡设在所述容槽的上端部。

4.根据权利要求1所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述壳体中固定设置有沿上下方向延伸的导向轴，所述滑板可滑动地套设于所述导向轴上。

5.根据权利要求4所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述滑板上固定设置有线性轴承，所述线性轴承可滑动地套设于所述导向轴上。

6.根据权利要求1所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述多通道自动移液枪还包括光电传感器和控制器，当所述光电传感器在所述移液单元移动到取样区域上方时，所述控制器控制所述驱动组件运行以驱动所述活塞杆上移进行加液；当所述光电传感器在所述移液单元移动到排液区域上方时，所述控制器控制所述驱动组件运行以驱动所述活塞杆上移进行排液。

7.根据权利要求1所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述驱动组件包括电机及由所述电机驱动上下移动的丝杠，所述丝杠的下端部和所述滑板连接。

8.根据权利要求7所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述丝杠的下端部上设有第一磁铁，所述滑板上设有第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁相互吸合以所述丝杠的下端部和所述滑板连接。

9.根据权利要求1所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述多通道自动移液枪还包括褪吸头组件，所述褪吸头组件包括可沿上下方向滑动地连接于所述壳体下端部的推盖，所述推盖上具有多个向上延伸的导向顶杆，所述导向顶杆穿入所述壳体中并位于所述滑板的正下方，所述推盖上开设有多个供所述枪头穿过的枪头孔，所述枪头穿过相应的枪头孔后连接至所述枪头座上，所述枪头孔的孔径须小于吸头的外径。

10.根据权利要求9所述的多通道自动移液枪，其特征在于：所述褪吸头组件还包括用于使所述推盖复位的回位弹簧。