CN110862906B - 试验系统以及定量地添加试剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基因检测技术领域，公开了一种试验系统以及定量地添加试剂的方法。一种试验系统，配置以定量地添加试剂，试验系统包括：第一机械臂，具有夹持工具；第二机械臂，具有按压面；移液枪，具有枪身，枪身的外围过盈配合地套设有移液枪套，移液枪套表面形成有为夹持工具提供夹持位置的凹槽，并且，移液枪的一端为用于操作移液枪的按钮，第二机械臂利用按压面实施对于按钮的按压操作。通过设置移液枪套，能够实现移液枪套和枪身的紧固连接、第一机械臂与移液枪套的紧固连接，从而实现第一机械臂与枪身的紧固连接，第一机械臂稳定夹持移液枪，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪移取液体的准确性。

Description

试验系统以及定量地添加试剂的方法

技术领域

本发明涉及基因检测技术领域，特别涉及一种试验系统以及定量地添加试剂的方法。

背景技术

在基因检测系统中，常使用移液枪(p i pette)进行少量或微量液体的移取。而在现代化基因检测系统中，为减少人工作业，提高基因检测系统中移液过程的效率，采用机械臂夹持移液枪并进行移液枪的动作。专利公开号为CN110124763A、名称为一种干细胞溶液全自动分装方法的中国专利，在机械臂的末端设置移液枪操纵机械手，移液枪操纵机械手的一侧设置有位于移液枪的按钮上方的挡板。移液枪操纵机械手夹持着移液枪，进行移液枪的位置移动，挡板按压按钮，进行移液枪的液体移取。

但是，由于机械臂一般是直接夹持在移液枪的枪身表面，在按压操作按钮以进行量程的调节或者液体的移取时，机械臂容易相对于枪身滑动，无法稳定地夹持移液枪，从而无法确保按压时运动行程的准确性。

发明内容

本发明针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种试验系统，本发明的试验系统通过设置移液枪套，能够实现移液枪套和枪身的紧固连接、第一机械臂与移液枪套的紧固连接，从而实现第一机械臂与枪身的紧固连接，第一机械臂稳定夹持移液枪，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪移取液体的准确性。

具体来说，本发明提供了一种试验系统，配置以定量地添加试剂，试验系统包括：

第一机械臂，第一机械臂的末端工具为夹持工具；

第二机械臂，第二机械臂的末端工具形成有按压面；

移液枪，具有截面形状为非圆形的枪身，枪身的外围过盈配合地套设有移液枪套，移液枪套表面形成有为夹持工具提供夹持位置的凹槽，并且，移液枪的一端为用于操作移液枪的按钮，第二机械臂利用按压面实施对于按钮的按压操作。

相较于现有技术而言，本发明提供的试验系统，通过设置移液枪套过盈套设在枪身的外围，依靠枪身和移液枪套所形成孔的过盈值，装配后使零件表面间产生弹性压力，从而获得枪身和移液枪套之间紧固的连接。在移液枪套的表面形成有凹槽，第一机械臂夹持在移液枪套的凹槽内，凹槽将第一机械臂的夹持工具限定在凹槽处，避免第一机械臂和移液枪套在夹持过程中沿着枪身的长度方向滑移，同时利用第一机械臂的夹持作用，获得第一机械臂和枪身之间紧固的连接。通过设置移液枪套，能够实现移液枪套和枪身的紧固连接、第一机械臂与移液枪套的紧固连接，从而实现第一机械臂与枪身的紧固连接，第一机械臂稳定夹持移液枪，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪移取液体的准确性。本发明中利用机械臂代替人手对移液枪进行操作，完成夹取移液枪、调整移液枪容量、吸取及排出液体等操作，大大提高了移液过程的效率。

另外，作为优选，在凹槽内设置有标签。

根据该优选方案，可以通过识别标签来识别第一机械臂的夹取位置，便于第一机械臂准确地进入凹槽并夹取移液枪。

进一步地，作为优选，夹持工具上设置有标签读取装置。

根据该优选方案，无需人工读取以及识别，标签读取装置能够自动读取标签的指示信息，提高试验系统的自动化和智能化，也提高了整个试验系统的效率。

另外，作为优选，标签指示移液枪的类型、量程信息、尺寸信息中的至少一种。

根据该优选方案，标签能够指示并提供多种信息，从而能够通过识别标签获取多种信息，便于根据获取的信息进行相应的动作。

进一步地，作为优选，移液枪套包括第一夹壁和第二夹壁，第一夹壁和第二夹壁配合套接在枪身的外壁，并利用螺丝锁附。

根据该优选方案，无需从枪身的端部套入移液枪套内，利用第一夹壁和第二夹壁即可包覆在枪身的外壁，方便移液枪套的安装，也便于将移液枪套安装在枪身的任意位置处。利用螺丝锁附第一夹壁和第二夹壁，能够实现移液枪套和移液枪的过盈配合，提高移液枪套与移液枪的位置连接稳定性。

另外，作为优选，移液枪套的横截面为矩形，凹槽设置于矩形的长边与短边的连接处。

根据该优选方案，如此设置的移液枪套，外形结构简单，便于生产加工。凹槽的设置结构有利于移液枪套从前方插入，减少机械臂的夹持工具的行程距离。

另外，作为优选，夹持工具被配置为两块相对设置的夹板，夹板的宽度等于凹槽的宽度。

根据该优选方案，夹板的形状与凹槽的形状完全匹配，能够减少夹持工具在凹槽内的移动，增加夹持工具利用凹槽夹持移液枪套的稳定性。

另外，作为优选，凹槽的槽口设置有引导面。

根据该优选方案，通过设置引导面，能够增加夹持工具插入凹槽的时开口的大小，对夹持工具起引导作用，便于夹持工具夹持移液枪套。

另外，作为优选，第一机械臂与第二机械臂被安装在同一载具上，载具上还设置有控制单元，以控制载具的移动、以及第一机械臂和第二机械臂的动作。

根据该优选方案，通过将第一机械臂和第二机械臂安装在载具上，能够利用载具改变第一机械臂和第二机械臂的位置，进而能够进行较大范围的移液工作。

进一步地，作为优选，试验系统还包括移液枪架、枪头盒、加液支架以及垃圾桶、试剂管旋盖机、PCR管开盖机。

本发明还提供了一种定量地添加试剂的方法，包括以下步骤：

提供移液枪，移液枪具有截面形状为非圆形的枪身，枪身的外围过盈配合地套设有移液枪套，移液枪套表面形成有为夹持工具提供夹持位置的凹槽，移液枪的一端为用于操作移液枪的按钮；

利用第一机械臂末端的夹持工具，在凹槽内夹持移液枪；

利用第二机械臂的末端工具形成的按压面实施对于按钮的按压操作。

相较于现有技术而言，本发明提供的定量地添加试剂的方法，通过设置与枪身紧固连接的移液枪套，第一机械臂插入移液枪套的凹槽内并夹紧移液枪套，从而实现第一机械臂与枪身的紧固连接，第一机械臂稳定夹持移液枪，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪移取液体的准确性。本发明中利用机械臂代替人手对移液枪进行操作，完成夹取移液枪、调整移液枪容量、吸取及排出液体等操作，大大提高了移液过程的效率。

附图说明

图1是本发明实施方式一中试验系统的整体示意图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是图1中B部的局部放大图；

图4是移液枪的爆炸示意图；

图5是本发明实施方式一中控制关系的示意图；

图6是本发明实施方式一中实验系统的整体示意图(包含移液支架等部件)；

图7是本发明实施方式二中定量地添加试剂的方法的基本流程图。

附图标记说明：

1、移液枪；2、第一机械臂；3、第二机械臂；4、枪身；5、按钮；6、夹持工具；7、按压面；8、移液枪套；9、凹槽；10、标签；11、标签读取装置；12、套孔；13、第一夹壁；14、第二夹壁；15、螺丝；16、夹板；17、引导面；18、载具；19、控制单元；20、加强凸起；21、移液枪架；22、枪头盒；23、加液支架；24、垃圾桶；25、试剂管旋盖机；26、PCR管开盖机；27、工作台。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了试验系统的结构等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，而不是指示或暗示所指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。

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种试验系统，配置以定量地添加试剂。参见图1、图2和图3所示，试验系统包括移液枪1以及用于夹持移液枪1的第一机械臂2、用于按压移液枪1的第二机械臂3。移液枪1包括杆状的枪身4，在移液枪1的一端，也即在枪身4的尾部，设置有用于操作移液枪1的按钮5，按压按钮5，能够进行液体的吸取以及排出。第一机械臂2的末端工具为夹持工具6，第二机械臂3的末端工具形成有按压面7。利用第一机械臂2和第二机械臂3进行移液枪1的移液时，第一机械臂2夹持在枪身4的外围，第二机械臂3抵接在按钮5上，第二机械臂3利用按压面7实施对于按钮5的按压操作。

特别地，试验系统还包括移液枪套8，移液枪套8过盈配合地套设在枪身4的外围。通过设置移液枪套8过盈套设在枪身4的外围，依靠枪身4和移液枪套8所形成孔的过盈值，装配后使零件表面间产生弹性压力，从而获得枪身4和移液枪套8之间紧固的联接连接。

在移液枪套8表面形成有凹槽9，凹槽9为夹持工具6提供夹持位置，第一机械臂2利用凹槽9夹持住移液枪套8，进而夹持住枪身4。通过设置凹槽9，能够利用凹槽9将第一机械臂2的夹持工具6限定在凹槽9处，避免第一机械臂2和移液枪套8在夹持过程中沿着枪身4的长度方向滑移，同时利用第一机械臂2的夹持作用，获得第一机械臂2和枪身4之间紧固的联接连接。

优选地，枪身4的截面形状为非圆形，这里的非圆形指的是，枪身4沿径向的横截面的形状，具有棱角，其边缘可以是由多条直线、多个半径不同的圆弧或者直线和圆弧的组合形成，也可以有由其他规则或者不规则的线条组成。在本实施方式中，参见结合图1和图4所示，枪身4沿径向的横截面由两对呈V形的直线以及分别连接两条直线的半径不一的圆弧组成。枪身4的截面形状为非圆形设置，避免移液枪套8与枪身4在周轴向上发生滑动，进一步地提高移液枪套8和枪身4的紧固连接。

简言之，通过设置移液枪套8，能够实现移液枪套8和枪身4的紧固连接、第一机械臂2与移液枪套8的紧固连接，从而实现第一机械臂2与枪身4的紧固连接，第一机械臂2稳定夹持移液枪1，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪1移取液体的准确性。本实施方式中利用第一机械臂2和第二机械臂3的配合代替人手对移液枪1进行操作，完成夹取移液枪1、调整移液枪1容量、吸取及排出液体等操作，大大提高了移液过程的效率。

参见图4所示，在凹槽9内设置有标签10，且优选在两个凹槽9内均设置有标签10。通过识别标签10能够识别第一机械臂2的夹取位置，便于第一机械臂2准确地进入凹槽9并夹取移液枪1。当然，按钮5的位置识别也可以通过在按钮5上设置标签10来实现，或者，通过将按钮5和移液枪套8的位置关系信息预存，然后第二机械臂3根据第一机械臂2的位置确定其按压位置。

优选地，结合图1和图2所示，夹持工具6上设置有标签读取装置11和/或第二机械臂3的按压面7上设置有标签读取装置11。标签读取装置11能够自动读取标签10的指示信息，无需人工读取以及识别，提高了试验系统的自动化和智能化，也提高了整个试验系统的效率。图中所示的标签读取装置11仅为示意性，其具体结构可以在夹持工具6的任意位置处，只要其设置在能够利用标签读取装置11读取到凹槽9内的标签10信息即可。第一机械臂2和第二机械臂3动作，灵活带动标签读取装置11改变位置，从而多角度地读取标签10。标签读取装置11的设置还能够避免由于第一机械臂2和第二机械臂3的设置而遮挡标签读取装置11的标签10读取。将标签读取装置11集成在第一机械臂2和第二机械臂3上，还能够减少部件数量，简化结构。

与之对应的，标签10可以是二维码、射频标签，也可以是图片信息、文字信息等。只要是可以通过肉眼或者标签读取装置11智能识别以及读取其指示信息的标签10类型，均可。标签10指示的信息为移液枪1的类型、量程信息、尺寸信息中的至少一种。如此设置，标签10能够指示并提供多种信息，从而能够通过识别标签10并获取多种信息，然后便于根据获取的信息进行相应的动作。

移液枪套8具有与枪身4外壁适配的套孔12，如将枪身4自端部套入移液枪套8的套孔12内，极为的不便，且还容易损坏枪身4的外壁。因此，设置移液枪套8由相互配合的第一夹壁13和第二夹壁14组成，第一夹壁13和第二夹壁14连接后形成与枪身4的外壁适配的上述套孔12。第一夹壁13和第二夹壁14配合套接在枪身4的外壁，并利用螺丝15锁附。利用第一夹壁13和第二夹壁14从外部包覆在枪身4的外围，大大地方便了移液枪套8的安装和拆卸，也不易在安装和拆卸过程中损坏枪身4外壁。利用螺丝15锁附第一夹壁13和第二夹壁14，能够实现移液枪套8和移液枪1的过盈配合，提高移液枪套8与移液枪1的位置连接稳定性。

移液枪套8的横截面为矩形，凹槽9设置于矩形的长边与短边的连接处。移液枪套8的横截面设置为矩形，其外形结构简单，便于生产加工。凹槽9的设置结构则有利于移液枪套8从前方插入，减少第一机械臂2的夹持工具6的行程距离，方便第一机械臂2快速而准确地插入凹槽9并夹持移液枪套8。

特别地，参见图1和图2所示，夹持工具6被配置为两块相对设置的夹板16，两块夹板16能够相互靠近或者远离，夹板16的宽度等于凹槽9的宽度。设置夹板16的宽度等于凹槽9的宽度，夹板16的形状与凹槽9的形状完全匹配，能够减少夹持工具6在凹槽9内发生的移位，增加夹持工具6利用凹槽9夹持移液枪套8的稳定性。

凹槽9的槽口设置有引导面17，引导面17可以是如本实施方式中所设置的与凹槽9平行的平面，也可以是倾斜的斜面，在移液枪套8短边的端面上，引导面17的开口大于凹槽9的开口。通过设置引导面17，能够扩大夹持工具6在初始插入凹槽9时开口的大小，便于夹持工具6的插入，同时，引导面17对夹持工具6的插入起引导作用，便于夹持工具6夹持移液枪套8。

在移液枪套8上设置有加强凸起20，加强凸起20沿枪身4的径向延伸在移液枪套8的两端，移液枪套8与加强凸起20一体成型设置。加强凸起20的设置有利于提高移液枪套8的结构强度，进而提升其与枪身4之间过盈配合的强度。

结合图1和图5所示，第一机械臂2与第二机械臂3被安装在同一载具18上，载具18为AGV小车，在其他实施方式中，载具18也可以是普通小车。将第一机械臂2和第二机械臂3安装在载具18上，能够利用载具18改变第一机械臂2的位置，进而能够进行较大范围的移液工作，并能够将在移液前后实现试剂在不同设备之间的位置转换。特别地，在载具18上还设置有控制单元19，利用控制单元19以控制载具18的移动、以及第一机械臂2和第二机械臂3的动作，能够实现载具18的位移与第一机械臂2和第二机械臂3动作的联动，无需人工动作，即可实现自动化、智能化的移液。

特别地，参见图6来看，试验系统还包括移液枪架21、枪头盒22、加液支架23以及垃圾桶24、试剂管旋盖机25、PCR管开盖机26，以上机构均设置于一工作台27上。移液枪架21用于承托移液枪1，枪头盒22内容纳有未使用的枪头，加液支架23则用于承载待加液的试剂管以及PCR管，便于移液枪1进行移液。将试剂管以及PCR管置于加液支架23上，移液枪1安装枪头盒22中的枪头，然后进行液体的移取，移液完毕后，将使用后的枪头丢入垃圾桶24中。另外，试剂管旋盖机25用于开闭试剂管的盖子、PCR管开盖机26用于开闭PCR管的盖子，辅助移液枪1的使用。

实施方式二

本发明的第二实施方式提供了一种定量地添加试剂的方法，第二实施方式是在实施对第一实施方式时所采取的定量添加试剂的方法，未做特别说明的部分包括附图标记及文字描述，均与第一实施方式相同，在此不再赘述。

在本发明的第二实施方式中，结合图7来看，该定量地添加试剂的方法包括以下步骤：

提供移液枪1，移液枪1具有截面形状为非圆形的枪身4，枪身4的外围过盈配合地套设有移液枪套8，移液枪套8表面形成有为夹持工具6提供夹持位置的凹槽9，移液枪1的一端为用于操作移液枪1的按钮5；

利用第一机械臂2末端的夹持工具6，在凹槽9内夹持移液枪1；

利用第二机械臂3的末端工具形成的按压面7实施对于按钮5的按压操作。

相较于现有技术而言，本实施方式提供的定量地添加试剂的方法，通过设置与枪身4紧固连接的移液枪套8，第一机械臂2插入移液枪套8的凹槽9内并夹紧移液枪套8，从而实现第一机械臂2与枪身4的紧固连接，第一机械臂2稳定夹持移液枪1，从而确保按压时运动行程的准确性，提高移液枪1移取液体的准确性。本实施方式中利用第一机械臂2与第二机械臂3配合代替人手对移液枪1进行操作，完成夹取移液枪1、调整移液枪1容量、吸取及排出液体等操作，大大提高了移液过程的效率。

对于本领域技术人员来说，在本发明技术思想的范围内能够根据需要而对于上述控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种试验系统，配置以定量地添加试剂，其特征在于，所述试验系统包括：

第一机械臂，所述第一机械臂的末端工具为夹持工具；

第二机械臂，所述第二机械臂的末端工具形成有按压面；

移液枪，具有截面形状为非圆形的枪身，所述枪身的外围过盈配合地套设有移液枪套，所述移液枪套表面形成有为所述夹持工具提供夹持位置的凹槽，并且，所述移液枪的一端为用于操作所述移液枪的按钮，所述第二机械臂利用所述按压面实施对于所述按钮的按压操作；

所述移液枪套的横截面为矩形，所述凹槽设置于所述矩形的长边与短边的连接处，所述凹槽的槽口设置有引导面；

在所述凹槽内设置有标签，所述夹持工具上设置有标签读取装置。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述标签指示所述移液枪的类型、量程信息、尺寸信息中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述移液枪套8包括第一夹壁和第二夹壁，所述第一夹壁和所述第二夹壁配合套接在所述枪身的外壁，并利用螺丝锁附。

4.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述夹持工具被配置为两块相对设置的夹板，所述夹板的宽度等于所述凹槽的宽度。

5.根据权利要求1、3、4任一项所述的试验系统，其特征在于，所述第一机械臂与所述第二机械臂被安装在同一载具上，所述载具上还设置有控制单元，以控制所述载具的移动、以及所述第一机械臂和所述第二机械臂的动作。

6.根据权利要求1、3、4任一项所述的试验系统，其特征在于，所述试验系统还包括移液枪架、枪头盒、加液支架以及垃圾桶、试剂管旋盖机、PCR管开盖机。

7.一种定量地添加试剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供移液枪，所述移液枪具有截面形状为非圆形的枪身，所述枪身的外围过盈配合地套设有移液枪套，所述移液枪套表面形成有为夹持工具提供夹持位置的凹槽，所述移液枪的一端为用于操作所述移液枪的按钮；

利用第一机械臂末端的夹持工具，在所述凹槽内夹持所述移液枪；

利用第二机械臂的末端工具形成的按压面实施对于所述按钮的按压操作；

所述移液枪套的横截面为矩形，所述凹槽设置于所述矩形的长边与短边的连接处，所述凹槽的槽口设置有引导面；

在所述凹槽内设置有标签，利用所述夹持工具上设置的标签读取装置读取所述标签。

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