CN112697569A - 一种全自动稀释仪及液体稀释方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动稀释仪及液体稀释方法,所述全自动稀释仪包括一工作台、设置于所述工作台上的容器置放区,所述容器置放区设置有多个容器位供放置容器,还包括连接于所述工作台的用于移送容器机械手、注液装置、用于将容器内的液体混匀的混匀装置、用于盛装待用移液枪枪头的容纳装置、移液枪装置、用于接收被换下枪头的废枪头容纳装置、控制装置,基于本发明的全自动稀释仪,采用本发明稀释方法进行液体稀释,如此,能极大地减轻操作人员的工作强度,有效避免人工操作带来的不确定性与误差,进而保证连续稀释结果的准确性和重复性,提升后续试验结果的可靠性,增加稀释过程的可追溯性。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域,尤其是涉及用于检测领域的全自动稀释仪以及液体稀释方法。
背景技术
在生物、医药和化学等领域中,经常需要对原液进行标准化连续稀释,以获得低浓度原液来进行后续试验。为了减少一次性稀释带来的误差,一般采取较小比例的连续稀释来获取准确度更高、浓度更低的目标液体。特别是在微生物测试领域,为了对液体中微生物数量进行计数,一般采用10倍连续稀释的方式对样品进行稀释。根据原样品中微生物数量,常对样本液体进行千倍稀释。对于益生菌样本、液体发酵样本以及制备的纯菌原液,常需要对样本进行百万倍的稀释,以使低浓度液体中微生物数量在几十个的数量级上,便于通过扩增培养等方式进行计数或其他分析。
对样本进行连续梯度稀释目前主要为人工稀释方式。以对某一样本稀释 1000倍为例,如图1所示,操作人员需要这样操作:取3只空试管,分别标记为第1、2、3只试管,往第1只试管内加注样本原液1mL以及稀释液 9mL,混匀,此时,第1只试管内已经稀释的10倍;从第1只试管移出1mL 混合液移入到第2只空试管,再往第2只空试管内注入9mL稀释液,此时,第2只试管中已经对原样本稀释了100倍;从第2只试管移出1mL混合液移入到第3只空试管,再往第3只空试管内注入9mL稀释液,此时,第3只试管中已经对原样本稀释了1000倍。依次类推,如果需要百万倍稀释(106),操作人员需要把上述过程重复6次
可见,虽然该项稀释工作内容简单,但工作量很大,单纯的重复性动作容易让工作人产生疲倦,导致在取液准确度、加液规范性等环节出现误差,即稀释结果出现误差,从而影响后续试验结果的偏离。此外,手工操作时,稀释过程不具有可追溯性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种全自动稀释仪及稀释方法,其检测效率高,而且能自动整合所有检测数据,并保证检测数据的可靠性,还能很方便地回溯检测数据。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种全自动稀释仪,其包括一工作台、设置于所述工作台上的容器置放区,所述容器置放区设置有多个容器位供放置容器,所述全自动稀释仪还包括连接于所述工作台的如下组件:
机械手,用于移送容器;
注液装置,用于往所述机械手移送过来的容器内注入定量稀释液;
混匀装置,用于将机械手移送过来的容器内的液体混匀;
待用移液枪枪头容纳装置,用于装待用移液枪枪头;
移液枪装置,其可与所述待用移液枪枪头容纳装置内的待用移液枪枪头可拆连接,该枪头从容器内吸取混匀后的液体,并将吸取的液体注入下一个机械手移送至混匀装置的容器内后,该枪头被换下,移液枪装置与新的待用移液枪枪头可拆连接;
废枪头容纳装置,用于接收被换下的枪头。
每一所述容器位上均设置有识别传感器,用于感应容器位是否放置有容器。
所述机械手、注液装置、混匀装置、待用移液枪枪头容纳装置、移液枪装置与一控制装置连接并受其控制。
本发明全自动稀释仪还包括连接于所述工作台上的用于确定注液装置注液量的定量装置。
一种用于稀释液体的稀释方法,包括以下步骤
b、将多个容器排成X列放置在容器置放区的容器位上,每一列的排数Y 可相同或不相同,且Y≥2,每一列朝向机械手一侧的第一排的容器内装有待稀释原液,其他排容器均为空容器,该些容器一侧有N列容器位为未放置任何容器的待放列,所述N≥1;
b、自第一列第一排装有待稀释原液的容器内吸取AmL待稀释原液;
c、往第一列第二排的空容器内注入BmL稀释液;
d、将步骤b中装有剩下原液的第一列第一排的容器移送至其中一待放列最后一排的容器位上;
e、将吸取的AmL待稀释原液注入装有BmL稀释液的第一列第二排的容器内并混匀;
若Y=2时,则进行步骤f
f、将装有混匀后液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中待放列倒数第二排的容器位上且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释 ((A+B)/A)倍后的液体,该列稀释动作完成;
若Y>2时,则进行如下步骤
g、吸取AmL混匀后的液体;
h、往第一列第三排的空容器内注入BmL稀释液;
i、将步骤g中装有剩下的混匀后的液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中的待放列倒数第二排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的BmL液体;
j、将步骤g中吸取的AmL混匀后的液体注入装有BmL稀释液第一列第三排的容器内并混匀;
其中,若Y=3时,则进行如下步骤
k、将装有混匀后液体的第一列第三排的容器移送至步骤d中待放列倒数第三排的容器位上且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的液体;
若Y>3时,则进行如下步骤
l、吸取AmL混匀后的液体;
m、往第一列第四排的空容器内注入BmL稀释液;
按照上述步骤依次进行,直至所述第一列第Y排的容器被移送至步骤d中的待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的液体,原放置第一列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按上述循环操作方法对第二列第一排容器内的待稀释原液进行稀释,直至所述第二列第Y排的容器被移送至步骤d中所述待放列相邻的待放列的倒数第Y排的容器位上,且该容器内为将第二列第一排容器内的待稀释原液稀释(A+B)Y-1倍后得到的液体,且原放置第二列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按照上述步骤依次进行,直至将第X列第Y排的容器移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内为第X列第一排容器内的待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后得到的液体。
本发明具有的优点和积极效果是:
1、本发明的全自动稀释仪极大地减轻了操作人员的工作强度,有效避免了人工操作带来的不确定性与误差,进而保证连续稀释结果的准确性和重复性,提升后续试验结果的可靠性;
2、一支枪头只用于一种液体的吸取与注入,从而可避免交叉污染,进一步提高稀释结果的准确性;
4、设置用于确定注液装置注液量的定量装置,通过该定量装置,可保证每次稀释液注入量的一致性,从而更是能保证连续稀释结果的准确性;
4、容器支架与工作台可拆连接,从而在稀释后面原液的过程中,可将前面已经放有装好稀释液的待放列的容器支架拿走,再在对应位置上放置新的容器支架,如此,使得本发明无需因为要更换容器支架而停机等待,从而实现不停机连续工作,如此,进一步大大提高了稀释效率,而且避免了频繁开、关机器而对机器造成不必要的损耗;
5、取、放容器的时候采用U-turn模式,即取的时候从前往后取,放的时候,从后往前放,如此,可避免前面的容器干涉后面容器的取、放,从而避免了因干涉带来的稀释效率低下,更避免了因为干涉带来的容器被撞坏的严重后果;
6、每一所述容器位上均设置有用于感应该容器位是否放置有容器的识别传感器,从而能保证所述U-turn模式的进行;
7、各组件都与控制装置连接,从而各容器在各组件中流转的相关息都反馈给控制装置,从而整个稀释过程信息均具有可追溯性。
附图说明
图1为传统手动稀释的示意图;
图2为本发明全自动稀释仪立体示意图一;
图3为本发明全自动稀释仪立体示意图二;
图4为本发明全自动稀释仪部分组件的立体示意图;
图5为本发明全自动稀释仪部分组件的俯视示意图;
图6为本发明全自动稀释仪机械手驱动装置的立体放大示意图;
图7为根据图2中A部分的放大示意图;
图8为根据图4中B部分的放大示意图;
图9为本发明全自动稀释仪另一部分组件的立体放大示意图;
图10为本发明全自动稀释仪的混匀装置的剖面放大示意图;
图11为本发明全自动稀释仪的漩涡振荡装置的爆炸放大示意图;
图12为本发明全自动稀释仪的夹持装置其中一实施例的剖面放大示意图;
图13为本发明全自动稀释仪的夹持装置其中一实施例的爆炸放大示意图;
图14为本发明全自动稀释仪的夹持装置另一实施例的立体放大示意图;
图15为本发明全自动稀释仪的移液枪驱动装置的立体放大示意图;
图16为本发明全自动稀释仪的移液枪支撑件第一段的部分放大示意图;
图17为本发明全自动稀释仪的移液枪驱动装置的剖面放大示意图;
图18为本发明全自动稀释仪的废枪头容纳装置以及第八驱动装置的剖面放大示意图;
图19为本发明全自动稀释仪的第八驱动装置的部分组件的放大示意图;
图20为多个容器置放于本发明全自动稀释仪容器位上的示意图;
图21为第一列第一排的装有待稀释原液的容器被移送至混匀装置后的容器位的示意图;
图22为装有剩下待稀释原液的原第一排第一列的容器被移送至待放列最后一排的示意图;
图23为第一列第二排的空容器被移送至注液装置后的容器位的示意图;
图24为装有稀释((A+B)/A)倍原液的原第一排第二列的容器被移送至待放列倒数第二排后的容器位的示意图;
图25为原第一排所有的容器在装有不同浓度的原液后被移送至待放列后的容器位的示意图;
图26为容器位上所有待稀释原液均被稀释后的示意图;
图27为每一列放置4个容器的示意图;
图28为根据图21中容器位上所有待稀释原液均被稀释后的示意图;
图29为本发明全自动稀释仪的容器支架与工作台相关部位的爆炸放大示意图;
图30为三列待放列放置有装有稀释后原液的容器的示意图;
图31为三个放置有装有稀释后原液容器的容器支架移离工作台后留下三列空容器位的示意图;
图32为重新在三空容器位上放上容器支架的示意图;
图33为本发明全自动稀释仪置于一净化工作台内的示意图。
具体实施方式
如图1、2所示,本发明全自动稀释仪包括一工作台1、设置于所述工作台1上的容器置放区,所述容器置放区设置有多个容器位供放置容器2,本发明全自动稀释仪还包括连接于所述工作台1的如下组件:
机械手3,用于移送容器2;
注液装置,用于往所述机械手3移送过来的容器内注入定量稀释液;
混匀装置5,用于将容器内的液体混匀;
待用移液枪枪头容纳装置6,用于装待用移液枪枪头7;
移液枪装置8,其可与所述待用移液枪枪头容纳装置6内的待用移液枪枪头7可拆连接,该枪头7从混匀后的液体中吸取定量混匀后的液体,并将吸取的液体注入下一个机械手3移送至混匀装置5的容器内后,该枪头7被换下,移液枪装置8与新的待用移液枪枪头7可拆连接;
废枪头容纳装置9,用于接收所述被换下的枪头7。
本发明全自动稀释仪还包括与所述机械手3、注液装置、混匀装置5、移液枪装置8连接的控制装置(图未示),所述控制装置控制所述机械手3、注液装置、混匀装置5、移液枪装置8的运动。所述控制装置可以为一微处理器,也可以为多个微处理器相连接的组合,且该多个微处理器中,其中一个为主处理器,其他微处理器接受并执行主处理器的命令而控制机械手3、注液装置、混匀装置5、移液枪装置8的动作,并将执行结果反馈给主处理器。所述微处理器可以采用型号为STM32F103VET6的芯片。
在本实施例中,优选地,所述控制装置连接于所述工作台1。在其他实施例中,也可以设置于一单独的控制箱内。
每一所述容器位上均设置有用于感应该容器位是否放置有容器的识别传感器。所述识别传感器也与所述控制装置连接,并将感应结果反馈给控制装置。在本实施例中,所述识别传感器设置为光电传感器。为提高该识别传感器对容器的识别度,可在容器底壁上粘贴便于光电传感器检测到的贴纸,或在容器底壁上涂覆便于光电传感器检测到的涂层。
在本实施例中,所述容器置放区、注液装置、混匀装置5、待用移液枪枪头容纳装置6、移液枪装置8、废枪头容纳装置9均设置于工作台1一侧,所述机械手3连接于所述工作台1另一侧。本发明全自动稀释仪工作时,操作人员一般站的位置为面对所述容器置放区、注液装置等的一侧。
所述工作台1包括工作支架11以及设置于所述工作支架11一侧上端的支撑板12,所述容器置于所述支撑板12上。
所述机械手3包括一电动夹爪31以及两分别连接于所述电动夹爪31两手指上的第一夹持件32,在所述控制装置的控制下,所述电动夹爪31的两手指相对靠近或相对远离移动,从而带动两第一夹持件32相互靠近而夹持住一容器,或相互远离而松开对容器的夹持。电动夹爪为市场上可以买到的成熟产品,其结构与工作原理为公知,故不在此赘述。
结合图3.4.5所示,所述机械手3受一机械手驱动装置的驱动而在X轴方向或/和Y轴方向或/和Z轴方向移动,所述机械手驱动装置包括固定连接于所述工作支架11上的第一电机、固定连接于所述第一电机输出轴上的第一主动轮(图未示)、沿着X轴方向延伸的第一从动轴33、间隔固定连接于所述第一从动轴33的第一从动轮332、第一驱动轮333、第二驱动轮334、连接于所述第一主动轮与第一从动轮332上的第一传动皮带(图未示)、旋转连接于所述工作支架11上的第三驱动轮335以及第四驱动轮336、连接所述第一驱动轮333与第三驱动轮335的第二传动皮带(图未示)、连接所述第二驱动轮334与第四驱动轮336的第三传动皮带(图未示)、两端分别与所述第二传动皮带、第三传动皮带连接的第一连接座34、固定连接于所述第一连接座34上的第二电机341、与所述第二电机341的输出轴固定连接的第二主动轮342、通过第四传动皮带(图未示)与第二主动轮342连接的第二从动轮343、与所述第四传动皮带相对固定连接的第二连接座35、上下延伸的与所述第二连接座35通过螺纹连接的第一螺杆351、输出轴与所述第一螺杆351下端固定连接的第三电机352,所述机械手3的电动夹爪31 旋转连接于所述第一螺杆351上端。
所述第二主动轮342与第二从动轮343分别枢接于所述第一连接座34 的两侧。
所述第一电机工作时,其输出轴旋转,通过第一主动轮、第一从动轮 332以及第一传动皮带的作用,所述第一从动轴33旋转;而第一从动轴33 旋转时,其上的第一驱动轮333与第二驱动轮334随之一起旋转,从而第二传动皮带与第三传动皮带转动,进而带动第二连接座35在Z轴方向上移动,即带动机械手3在Z轴方向移动。
第二电机341工作时,通过第二主动轮342、第二从动轮343、第三传动皮带的联动,带动第二连接座35在X方向移动,从而带动所述机械手3 在X方向移动。所述第一连接座34上还设置有沿着X轴方向延伸的导杆340,所述第二连接座35一侧固定连接有对应的滑块350,所述滑块350与所述第四传动皮带连接并与导杆340配合设置,从而第二连接座35在第四传动皮带的带动下在X方向上移动时,所述滑块350沿着导杆340移动,从而导杆与滑块不仅可以起到移动导向的作用,还能起到支撑第二连接座35、第二电机341、机械手3重量的作用。所述第二连接座35也可与滑块350一体成型。
第三电机352工作时,第一螺杆351旋转,在第二连接座35相对不上下移动的情况下,所述第一螺杆351自身同时上下移动,从而带动第三电机 352以及所述机械手3一起上下移动,即带动机械手3在Y轴方向上移动。
所述第一电机、第二电机341、第三电机352可不同时工作,也可以一起工作,从而机械手3可只沿着X轴方向移动,或只沿着Y轴方向移动,或只沿着Z轴方向移动,也可以三个方向上同时移动或其中的两个方向上同时移动。如此设置,使得机械手3能根据需要被驱动在不同的方向上移动。
所述电动夹爪31固定连接于一第一连接件353上,所述第一螺杆351 上端与所述第一连接件353枢接。所述第三电机352固定连接于一第二连接件354下端,第三电机352的输出轴往上穿过所述第二连接件354与第一螺杆351下端连接。第一连接件353与第二连接件354的设置方便机械手3与第三电机352的安装,而且可以限制机械手3上下移动的最大行程。具体的说,当第一螺杆351旋转并移动,第二连接件354随之一起往上移动到与第二连接座35抵靠时,机械手3不能再往上移动,同理,当第一连接件353 随之一起往下移动到与第二连接座35抵靠时,机械手3不能再往下移动。
优选地,所述第一连接座34上设置有用于检测机械手3在X轴方向上移动距离的第一感应器3401,第一感应器3401与控制装置连接并将感应结果反馈给控制装置。在本实施例中,所述第一感应器3401可以为两分别设置于所述第一连接座34两侧的接近开关,当第二连接座35沿着X方向往一侧移动到一定位置时,该侧的接近开关感应到,并反馈给控制装置,控制装置控制所述第二电机341,使得第二连接座35不能再往该侧移动。另一侧的接近开关的工作原理相同,从而避免发生第二连接座35碰撞到工作支架两侧的情况发生。
所述第二连接座35上还设置有用于检测机械手3在Y轴方向上移动距离的第二感应器355,所述第二感应器355可以是槽型光电开关,也可以是上下两个第一接近开关。所述第二感应器355与控制装置连接,其感应机械手3上下移动的距离并将数据反馈给控制装置。
所述槽型光电开关以及接近开关为市场上可以买到的成熟产品,型号不限,且其感应机械手3移动的工作原理为公知技术,故不在此赘述。
结合图7.8所示,所述注液装置包括连接于所述工作台1的蠕动泵41、供容器定位的第一容器置放架42、可相对旋转地连接于所述工作台的注液支架43、连接于所述注液支架43上的注液嘴44,一注液管(图未示)一端与所述注液嘴44连接,另一端穿过所述蠕动泵41后与稀释液储存装置45 连接,所述机械手3将容器移送至第一容器置放架42上,在所述蠕动泵41 的控制下,所述注液嘴44往第一容器置放架42上的容器内注入稀释液。所述稀释液储存装置45可直接放置于工作台上,也可以放置于其他合适的场所,如在本发明全自动稀释仪的边上放置一小车,所述稀释液储存装置45 置于所述小车上。所述注液管与稀释液储存装置45的连接方式可为任意公知可行的结构。
在本实施例中,所述第一容器置放架42固定连接于所述工作台1,且其设置有往上开口的第一容纳腔(图未示),且所述第一容纳腔的内壁形状至少与容器下侧的外表面匹配。从而所述容器下侧置于所述第一容纳腔内时其能保持竖直往上的状态。如此,可保证注入稀释液过程中,稀释液不会有漏撒的情况,从而保证稀释液注入量的精准,即保证稀释浓度的精准。
所述注液支架43可相对旋转地连接于所述工作台1,如此设置,当容器被送至第一容器置放架42上后,所述注液支架43旋转,使得注液嘴44 位于容器上方,此时,注液嘴44可往容器内注入稀释液;当机械手3要将容器送至第一容器置放架42上或将第一容器置放架42上的容器拿开时,所述注液嘴44随着注液支架43旋转而远离所述第一容器置放架42,从而可避免与机械手3及其夹持的容器产生干涉。
在本实施例中,所述注液支架43下端与一第四驱动装置连接,所述第四驱动装置连接于工作台1,在所述第四驱动装置的驱动下,所述注液支架 43可相对工作台1旋转。所述第四驱动装置包括一连接于所述工作台1的第四电机46(如图9所示),所述第四电机46的输出轴与注液支架43下端连接,在第四电机46的驱动下,所述注液装置旋转。
优选地,所述注液嘴44位于工作台1的支撑板12上方,所述注液支架 43下端往下延伸位于所述工作台1的支撑板12下方,所述第四电机46也位于所述工作台1的支撑板12下方。
所述注液支架43与注液嘴44的连接可采用任意公知技术,所述注液支架43与第四电机46的连接方式也可为任意公知可行的技术。
所述蠕动泵41与第四电机46均与所述控制装置连接,并受控制装置的控制,且每一容器的注液量也会传递给控制装置保存。
所述注液装置的具体工作原理为:
所述机械手3字容器位上夹持一空容器移动到第一容器置放架42的第一容纳腔上方,机械手3再往下移动,从而使得该空容器下侧位于第一容纳腔内,机械手3移走;此时,注液支架43在第四电机46的驱动下旋转,直至注液嘴44位于空容器的正上方;之后,蠕动泵41工作,定量稀释液从稀释液储存装置45经注液管从注液嘴44注入所述空容器内;注液完毕后,注液支架43再度在第四电机46的驱动下旋转至一侧。
机械手3移动过来夹持住盛有定量稀释液的容器,然后往上移动将该容器带离所述第一容器置放架42并送往混匀装置5。
其他实施例,所述注液支架43还也可相对工作台1上下移动或/和水平方向移动,即是说,所述注液支架43也可相对上下移动地连接于所述工作台1或/和可相对水平移动地连接于所述工作台1,只要在机械手3将容器送至第一容器置放架42上或将第一容器置放架42上的容器拿开的过程中,所述注液嘴44以及注液支架43能避免与机械手3及其夹持的容器干涉即可。
在其他实施例中(图未示),所述注液支架43也可设置为固定连接于所述工作台1上,所述第一容器置放架42设置为两可相对靠近或远离的两定位件,如此,所述机械手3在水平方向上将容器送入注液嘴44下方,两定位件相互靠近而将容器夹住定位,机械手3撤走;待注液完毕后,机械手 3再移动夹住所述容器,两定位件相对远离而松开对容器的夹持定位,机械手3将容器取走。在此设置下,注液支架43可相对工作台固定。
结合图10-13所示,所述混匀装置5设置为漩涡振荡装置,其包括用于夹持容器上侧的夹持装置51以及带动该容器下侧偏心旋转而使得容器内的液体旋涡振荡的振荡装置52。
所述振荡装置52包括与所述工作台1固定连接的第五电机521、与所述第五电机521的输出轴偏心旋转连接的偏心块522、旋转连接于所述偏心块522上侧的振荡座523,所述振荡座523上侧设置有供容器下侧置入的第三容纳腔5231。
在本实施例中,所述振荡座523包括同轴旋连接于所述偏心块522上侧的振荡块5232、相对固定连接于所述振荡座5232上侧的容纳座5233,所述第三容纳腔5231设置于所述容纳座5233上侧。
优选地,所述振荡块5232上端间隔设置有多个定位柱5234,所述容纳座5233由柔性材料制成,且容纳座5233下端对应设置有多个套筒5235,通过套筒5235过盈配合套设于定位柱5234上而使得所述容纳座5233与振荡块5232相对固定连接。柔性材料不会与容器之间产生硬性碰撞,从而效果更好。
在本实施例中,所述工作台1的支撑板12开设有通孔(图未示),所述第五电机521固定连接于工作支架11,所述容纳座5233置于所述支撑板12 上方。优选地,一环形阻挡部50置于所述支撑板12上,并围设于所述容纳座5233外,如此,即使容器内的液体倒在支撑板12上,也不会经流到下方的第五电机521或其他零件上而影响漩涡振荡装置52的工作。
一电机固定座520固定连接于工作支架11,且所述电机固定座中间设置有通孔5201,所述第五电机521固定连接于该电机固定座下端,且第五电机521的输出轴往上穿过所述通孔5201与偏心块522连接。
较佳的,一柔性材料制成的限位件(图未示)一端固定连接于工作台,一侧设置有与定位柱5234数量相同的多个孔供定位柱5234穿过,如此,振荡座523偏心旋转时,其不能做360度旋转,而是旋转到一定位置即在限位件的拉动下往回旋转,如此设置,可使得漩涡振荡的频率更快,从而使得容器内的液体被更快更好地混匀。
在本实施例中,所述夹持装置51包括两交叉枢接的第二夹持件511,所述两第二夹持件511上端分别水平延伸有有夹持段5110,且两第二夹持件511之间设置有弹簧(图未示),所述弹簧使得两第二夹持件511的夹持段5110一直保持相对远离的趋势;一磁力吸合器512固定连接于所述工作支架11,所述磁力吸合器512的活动铁芯5120的上端两侧分别通过柔性连接件513(如绳索等)交叉连接两第二夹持件511的下端,从而通过磁力吸合器512的通断电而实现活动铁芯的上下移动,进而拉动两第二夹持件511 下端相互靠近或远离,从而使得两第二夹持件511的夹持段5110相对远离或靠近。
一中空遮挡件514固定连接于所述支撑板12上,且所述遮挡件朝向漩涡振荡装置52一侧的侧壁上设置有避让孔5140,所述两第二夹持件511下端伸入支撑板12下方与磁力吸合器512连接,上侧位于所述中空遮挡件514 内,且夹持段5110自述避让孔伸出。优选地,枢接所述两第二夹持件511 的铆钉同时连接所述中空遮挡件514,从而使得组装更简便。设置中空遮挡件514,可以防止异物掉进两第二夹持件511之间而影响夹持功能。
在本实施例中,所述中空遮挡件514包括相对固定连接的第一遮挡部5141与第二遮挡部5142,其中第二遮挡部5142位于夹持段延伸的一侧,所述避让孔5140设置于第二遮挡部5142,从而供夹持段伸出。
所述第五电机521与磁力吸合器512与所述控制装置连接并受控制装置的控制。
所述混匀装置5的工作原理为:
在初始状态下,所述两第二夹持件511的夹持段5110相对远离而分开;机械手3将容器移送过来,使得容器下端可相对活动地置于第三容纳腔5231 内,此时,在控制装置的控制下,磁力吸合器512断电,活动铁芯往下移动,在两第二夹持件511不上下移动的基础上,两第二夹持件511的下端相互靠近,从而两第二夹持件511的夹持段5110相互靠近而分别夹持住容器上侧两边,使得容器不会上下移动,然后机械手3撤走,此时,弹簧被压缩;
在控制装置的控制下第五电机521工作,所述偏心块522偏心旋转,从而震荡座随着偏心块522一起旋转的同时还能相对偏心块522旋转,从而形成为一漩涡振荡的工作模式,容器内的液体在此漩涡振荡的作用下被振荡混匀。即是说,本发明混匀装置可以视为一漩涡振荡器。
每一次漩涡振荡的时间可由控制装置预设。
振荡混匀后,在控制装置的控制下,第五电机521停止工作,磁力吸合器512通电,活动铁芯往上移动,在两第二夹持件511不上下移动的基础上,柔性连接件放松对第二夹持件511的拉力,从而在弹簧的恢复力作用下,从而两第二夹持件511的夹持段5110相互远离,从而松开对容器的夹持。
所述磁力吸合器512的具体结构以及工作原理为公知技术,故不在此赘述。
如图14所示,在另一实施例中,所述夹持装置51′也可以设置为电动夹爪511′加两夹持件512′的设计,即两夹持件512′分别固定连接于电动夹爪511′的两手指上,从而在控制装置的控制下,电动夹爪31的两手指相对靠近或远离移动,从而带动两夹持件的相对靠近或远离移动,进而对容器进行夹持或松开对容器的夹持。
结合图15-17所示,所述移液枪装置8包括与所述工作台1连接并可相对工作台1旋转以及上下移动的支撑件81、连接于所述支撑件81上端的空心状枪头配合件82、与所述枪头配合件82通过气管连接的注射泵(图未示),所述枪头配合件82可与待用移液枪枪头容纳装置6内的枪头7可拆连接,藉以所述注射泵的控制,所述枪头7可从混匀装置5上的容器内吸取液体或往其内注入液体。
在本实施例中,所述枪头配合件82设置于所述工作台1的支撑板12上侧,所述支撑件81下端往下延伸穿过所述工作台1的支撑板12而位于所述支撑板12下侧。
优选地,所述支撑件81包括上下竖向延伸的第一段811以及自第一第一段811上端往一侧延伸的第二段812,所述枪头配合件82连接于所述第二段812远离第一段811的一侧。所述第二段812位于工作台1支撑板12 上方,所述第一段811下端往下延伸穿过所述工作台1的支撑板12而位于所述支撑板12下侧。所述第一段811与第二段812可一体成型,也可以是两个单独的零件连接于一起。
所述中空枪头配合件82设置有外螺纹,所述第二段812远离第一段811 的一侧设置有螺纹孔,通过所述外螺纹与螺纹孔的螺纹连接,实现枪头配合件82与支撑件81的可拆连接,从而便于枪头配合件82的更换、维修。
所述注射泵可采用兰格恒流泵有限公司生产的型号为MSP1-D1的工业注射泵,在其他实施例中,也可以采用其他具有一样功能的注射泵。所述枪头配合件上端通过气管与注射连接,下端位于枪头7内并与枪头相通;在所述控制装置的控制下,注射泵可控制枪头从混匀装置5上的容器内吸取液体或往其内注入液体。因为注射泵为公知技术,其结构、工作原理以及其与枪头配合件82的通过气管连接方式均为公知,故不在此赘述。
所述移液枪装置8的支撑件81下侧连接有移液枪驱动装置80,藉以所述移液枪驱动装置的驱动,所述支撑件81可相对所述工作台1旋转以及上下移动,从而支撑件81可在各设定位置之间移动,即所述枪头配合件82 可在各设定位置之间移动。
所述移液枪驱动装置80包括用于驱动所述支撑件81上下移动的第六驱动装置以及用于驱动所述支撑件81旋转的第七驱动装置。
所述工作台1下侧固定连接有相互间隔的上连接板13、下连接板14,所述第六驱动装置包括固定连接于所述下连接板14的第六电机831、与所述第六电机831的输出轴连接的第六丝杆832、螺纹连接于所述第六丝杆832 的第六连接座833,所述第六丝杆832上下两端分别枢接于所述上连接板13 以及下连接板14;所述支撑件81下端与所述第六连接座833枢接。在本实施例中,所述支撑件81下端与所述第六连接座833通过一第六轴承810连接,从而支撑件81可相对所述第六连接座833旋转。
在本实施例中,所述第六电机831上的输出轴上固定连接有第六主动轮 834,所述第六丝杆832上下侧固定有一第六从动轮835,所述第六主动轮 834与第六从动轮835通过第六皮带836连接。从而第六电机831工作时,通过第六主动轮834、第六从动轮835以及第六皮带836的传动,所述丝杆旋转,从而所述第六连接座833上下移动,从而带动所述支撑件81上下移动。
为使得所述第六连接座833上下移动更顺畅,所述上连接板13与下连接板14之间间隔设置有两导向柱15,所述两导向柱15穿过所述第六连接座833,从而在第六连接座833上下移动过程中,其沿着所述导向柱15上下移动。
优选地,为使得所述移液枪驱动装置更稳定,一支撑板16上下两端分别固定连接于所述上连接板13与下连接板14,且所述支撑板16下侧设置有供第六皮带836穿过的避让孔。
所述第七驱动装置包括固定连接于上连接板13下侧的第七电机841、与所述第七电机841的输出轴连接的第七主动轮842、可旋转连接于所述上固定板另一侧的旋转件843、固定套接于所述旋转件843外侧的第七从动轮 844、连接于所述第七主动轮842与第七从动轮844的第七皮带845,所述支撑件81下端往下穿过所述旋转件843后与所述第六驱动装置连接,且所述支撑件81可相对上下移动并可随所述旋转件843一起旋转地与所述旋转件843连接。
在本实施例中,如图16所示,所述支撑件81外表面至少部分设置为方形,对应的,所述旋转件843中间设置有上下贯穿的方形孔,支撑件81外表面设置为方形的部分从所述方形孔穿过,从而支撑件81可相对旋转件843 上下移动,而旋转件843旋转的时候,能带动支撑件81一起旋转。
所述旋转件843外侧与连接板13之间也设置有轴承8430。
在本实施例中,所述旋转件843包括一环形枢接件8431以及相对固定连接于所述环形枢接件内环内的配合件8432,所述配合件中间设置有所述上下贯穿的方形孔,支撑件81从配合件的方形孔穿过。优选地,一阻挡件 846固定连接于所述枢接件8431下端外,且所述阻挡部下侧抵靠于所述上连接板13下端,从而可避免旋转件843往上移动;环形枢接件8431的上端抵靠于上连接板13上端,从而可避免旋转件843往下移动。
优选地,所述支撑件81下端外表面设置为圆形,该圆形部分与第六连接座833旋转连接。
因为采用了如上设置,第七电机841工作时,通过第七主动轮842、第七皮带845、第七从动轮844的配合,所述旋转件843带动支撑件81旋转,且支撑件81也只能旋转,而不会有其他方位上的移动;而第六驱动装置工作时,支撑件81也只能上下移动时。即是说,第六驱动装置不会干涉第七驱动装置的工作,第七驱动装置也不会干涉第六驱动装置的工作,且第六驱动装置与第七驱动装置可不同时工作,也可以同时工作,同时工作时,所述支撑件81在旋转的同时上下移动。
所述注射泵与第六电机831、第七电机841均与所述控制装置连接,并受控制装置的控制,且注射泵控制枪头7吸入的液体量以及往容器内注入的液体量都会反馈给控制装置保存。
在其他实施例中,所述第六驱动装置与第七驱动装置也可设置为其他任意公知可行的结构。
所述枪头7为市面上可以买到的成熟产品,故不在此赘述。
所述待用移液枪枪头容纳装置6间隔设置有多个开口往上的竖向槽61 (如果8所示)供枪头7置放,一竖向槽61供放置一待用移液枪枪头7。
优选地,所述待用移液枪枪头容纳装置6连接于所述工作台1并可相对工作台1移动而靠近或远离所述移液枪装置8的支撑件81,如此,便于保证移液枪装置8上的枪7配合件82总能与一待用移液枪枪头7组装到一起。
结合图18.19所示,在本实施例中,一连接于所述工作台1的第八驱动装置与所述待用移液枪枪头容纳装置6连接并驱动所述待用移液枪枪头容纳装置6移动,所述第八驱动装置包括固定连接于工作台1的第八电机62、与所述第八电机62通过第八主动轮、第八从动轮、第八皮带(图未示)连接的第八丝杆63、通过螺纹连接于所述第八丝杆63的第八连接件64,所述第八丝杆63两端枢接于工作台1,所述待用移液枪枪头容纳装置6固定连接于所述第八连接件64。第八电机62工作时,丝杆旋转,第八连接件64 移动,从而待用移液枪枪头容纳装置6移动而靠近或远离所述移液枪装置8。
优选地,所述工作台1于对应位置固定连接有一导向座65,所述第八连接件64两侧与所述导向座之间分别形成有移动导向装置,从而可使得所述第八连接件64的移动更顺畅,即使得所述待用移液枪枪头容纳装置6的移动更顺畅。所述移动导向装置可设置为任意公知可行的结构。
在本实施例中,所述第八驱动装置设置于所述工作台1的支撑板12下侧,所述待用移液枪枪头容纳装置6设置于所述工作台1的支撑板12上侧。所述支撑板于对应位置设置有过孔,一竖向连接件66下端固定连接于第八连接件64,上端往上穿过该过孔而与所述待用移液枪枪头容纳装置6固定。优选地,所述,所述支撑板上端于该过孔周边也设置有一阻挡部67,从而防止倒在支撑板上的液体自该过孔流进支撑板下方而影响各电器部件的工作。
在其他实施例中,所述待用移液枪枪头容纳装置6也可通过其他公知技术驱动。
在其他实施例中,所述待用移液枪枪头容纳装置6也可以是设置为可相对旋转地连接于所述工作台1,从而当一侧的部分待用移液枪枪头7用完之后,所述枪头7容纳装置旋转至合适角度,从而可让枪头配合件82与合适位置的待用移液枪枪头7配合。
在其他实施例中,所述待用移液枪枪头容纳装置6可设置为固定连接于所述工作台1,而所述移液枪装置8的支撑件81设置为不仅可相对工作台1 上下移动以及旋转,还可相对工作台1移动而靠近或远离所述待用移液枪枪头容纳装置6。如此,也能保证移液枪装置8的枪头配合件82总能与一待用移液枪枪头7组装到一起。再一实施例中,所述支撑件81以及待用移液枪枪头容纳装置6均可相对移动地与所述工作台1连。
所述第八电机62与所述控制装置连接,并受控制装置的控制。
在本实施例中,所述废枪头容纳装置9设置为可拆连接于所述工作台1 上的容纳盒。
本发明全自动稀释仪还包括连接于所述工作台1上的用于与所述移液枪装置8配合而将移液枪装置8上的枪头7卸下的拆卸装置91。
所述拆卸装置91包括下端连接于所述工作台1的连接部911以及自所述连接部911上端往一侧横向延伸的拆卸部912,所述拆卸部912远离连接部911的一端设置有横向的U形槽913,且所述U形槽913的宽度小于所述枪头7上端面的外径,但是大于所述枪头配合件82下侧的外径。
初始状态下,在所述控制装置的控制下,所述支撑件81在第六驱动装置与第七驱动装置的驱动下往上移动并旋转,从而枪头配合件82移动到待用移液枪枪头容纳装置6上方,然后再在第六驱动装置的驱动下,所述支撑件81往下移动,所述枪头配合件82往下移动而与其中一待用移液枪枪头7 装配,具体的说,利用枪头7可弹性变形的特性,枪头配合件82往下插入一枪头7的上端内,从而两者连接,在没有外力的情况下,两者不会脱离;之后,在第六驱动装置的驱动下,所述支撑件81往上移动,从而使得待枪头7脱离待用移液枪枪头容纳装置6;
当混匀装置5将机械手3移送过来的容器内的液体振荡混匀后,所述支撑件81旋转并往下移动,使得待用移液枪枪头7伸入混匀装置5上的容器内,所述控制装置下达指令给注射泵,注射泵控制待用移液枪枪头7吸取定量混匀后的液体,之后,支撑件81往上移动并往一侧旋转;
机械手3将混匀装置5上装有剩下混匀液体的容器移送至容器置放区,再将新的装有定量稀释液的容器移送至混匀装置5,支撑件81旋转并往下移动,注射泵控制待用移液枪枪头7将吸取的混匀后的液体注入装有定量稀释液的容器内;
支撑件81再往上移动并旋转,直至所述枪头7上端位于U型槽的两侧边下方,而所述枪头配合件位于枪头7上端与支撑件第二段812之间的部分则位于U型槽913内,此时支撑件81再往上移动,枪头7上端被U型槽的两侧边挡住而不能往上移动,从而枪头7与枪头配合件82脱离,枪头7落入容纳盒内;在换下用过的枪头7后,支撑件81再次移动并旋转而装配新枪头7。每一枪头7只用一次,从而避免交叉污染,更进一步保证稀释的精准度。
优选地,在卸枪头7与装配新枪头7的过程中,混匀装置5工作将容器内的液体混匀,从而节省时间,提高效率。
在本实施例中,优选地,本发明全自动稀释仪还包括连接于所述工作台 1上的用于确定注液装置注液量的定量装置10。
所述定量装置10包括连接于所述工作台1上的第二容器置放架101,所述第二容器置放架101上设置有往上开口的第二容纳腔,所述第二容纳腔的侧壁上设置有视窗102;一侧壁上设置有刻度线的测量容器103至少下侧置于所述第二容纳腔内,且所述刻度线朝着视窗102的方向;所述定量装置 10还包括用于检测注入所述测量容器103内的稀释液是否达到规定刻度线的传感器(图未示)。该传感器也与控制装置连接,并将检测结果传递给控制装置。
所述定量装置10的工作原理为:
在本发明全自动稀释仪每次开机后,在其他组件为运作前,所述注液支架43旋转,注液嘴44位于所述测量容器103的上方,稀释液注入测量容器 103内,当注入稀释液达到要求量时,即达到规定刻度线时,所述传感器将信号传递给控制装置,控制装置控制所述蠕动泵41停止工作,且控制装置还记录下所述蠕动泵41为注入要求量稀释液而产生的转数。从而,当后续每次注液装置往空容器内注入稀释液时,所述控制装置控制所述蠕动泵41 转动上述转数,从而保证注入不同空容器内的稀释液均为统一的要求量。如此,该定量装置可保证每次注入稀释液的一致性,进而保证稀释的精度。
在其他实施例中,也可在注液嘴44的出液端设置流量传感器,当从注液嘴44输出规定量的稀释液时,所述流量传感器传递信号给微处理器,微处理控制所述蠕动泵41停止工作。
可以在本发明全自动稀释液工作台上设置一与所述控制装置连接的显示屏,优选地,所述显示屏为触摸式显示屏,从而工作人员可在该显示屏上查看相关信息以及进行相关操作(如每次漩涡振荡的时间、每次稀释液的注入量、每次吸取的液体量等)。或,所述控制装置与一另外设置的上位机连接,从上位机上可以看到相关信息以及进行相关操作。
如图20至28所示,本发明还公开了一种用于稀释液体的稀释方法,包括以下步骤:
a、将多个容器排成X列放置在容器置放区的容器位上,每一列的排数Y 可相同或不相同,且Y≥2,每一列朝向机械手一侧的第一排的容器内装有待稀释原液,其他排容器均为空容器,该些容器一侧有N列容器位为未放置任何容器的待放列,所述N≥1;
所述容器位也是以多排×多列的方式排布,以每一列设置有7个容器位为例,以每一列容器的排数Y均设置为7为例,为便于说明,容器位的列数分别以字母A-O命名,排数分别以数字0-6命名,并将第X列第Y排的位置命名为XY,比如第B列第0排位置即命名为B0位置,其中第一列(A列) 设置为列待放列,B-O列置放有容器,且,B-O列每一列的第一排(即0排) 均放置盛有样本原液的容器,B-O列的第1-6排放置空容器,如图20所示;
b、自第一列第一排装有待稀释原液的容器内(即B0位置的容器内)吸取AmL待稀释原液;
优选地,所述步骤b包括
b1.在所述控制装置的控制下,所述机械手3将第一列第一排装有待稀释原液的容器移送至混匀装置5后移开;
b2、混匀装置5将该容器内的原液漩涡振荡混匀;
b3、移液枪装置移动,其上的枪头吸取AmL混匀后的待稀释原液。
如此,可保证取样的均匀性,从而避免待稀释原液因有沉淀或其他原因导致的取样不均匀,进而影响后续稀释数据的准确性而影响后续试验;
在混匀装置5工作过程中,移液枪装置8与一待用移液枪枪头7连接,当混匀装置5上的原B0位置的容器内的原液被混匀时,所述移液枪装置移动,所述待用移液枪枪头7随支撑件81移动到位,注射泵工作,枪头7吸取AmL被混匀后的原液,然后枪头7移开;
c、往第一列第二排的空容器内注入BmL稀释液;
在所述控制装置的控制下,所述步骤c包括
第一步、机械手3将B1位置的空容器移送至注液装置后移开;
第二步、注液装置工作,往容器内注入BmL稀释液。具体的说,所述控制装置控制蠕动泵41工作,从而往该空容器内注入BmL稀释液(应当知道的是,所述AmL与BmL中的A和B仅仅代表液体的量,与列数的命名AB不是同一概念,也不相同);
d、将步骤b中装有剩下原液的第一列第一排的容器移送至其中一待放列最后一排的容器位上;
机械手3将装有剩下原液的原第一列第一排的容器移送至待放列最后一排的容器位上,即A6位置上(如图23所示);
e、将吸取的AmL待稀释原液注入装有BmL稀释液的第一列第二排的容器内并混匀;
等上述注液动作完成后,在所述控制装置的控制下,所述步骤e包括以下步骤:
第一步、机械手3将装有BmL稀释液的容器移送至混匀装置5后移开;
第二步、枪头将其内的液体注入装有BmL稀释液的容器后移开,具体的说,吸取有AmL待稀释原液的枪头7再次移动到混匀装置5上的容器上方,控制装置控制所述注射泵工作,从而将枪头7内的AmL被混匀的待稀释原液注入步骤d中装有BmL稀释液的容器内后移开;
第三步、所述混匀装置5将容器内的液体混匀,即将容器内的AmL被混匀的待稀释原液与BmL稀释液混匀;
第四步、所述移液枪装置将上述枪头卸下,再与新的待用移液枪枪头可拆连接,具体的说,所述移液枪装置8的支撑件81再次移动,并在拆卸装置的配合下换下其上已经用过的枪头7,然后再旋转到待用移液枪枪头容纳装置上方装配上新的枪头7;
即是说,在所述移液枪装置8进行换下枪头7以及装配新枪头7动作的过程中,混匀装置同时工作,从而节省时间,提高工作效率。
优选地,所述第三步与第四步同时进行,也可换序进行。
若Y=2时,则进行步骤f
f、将装有混匀后液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中待放列倒数第二排的容器位上且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释 ((A+B)/A)倍后的液体,该列稀释动作完成;
即是说,若一列就2个试管,则在第二个试管移送至对应待放列上,该一列的稀释动作完成,可以进行下一列的稀释动作。
若Y>2时,则进行如下步骤
g、吸取AmL混匀后的液体;
h、往第一列第三排的空容器内注入BmL稀释液;
机械手3将B2位置的空容器移送至注液装置移开,蠕动泵41工作,通过注液嘴44往该空容器内注入BmL稀释液;
i、将步骤g中装有剩下的混匀后的液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中的待放列倒数第二排的容器位(即A5位置)上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的BmL液体(如图24所示);
j、将步骤g中吸取的AmL混匀后的液体注入装有BmL稀释液第一列第三排的容器内并混匀;
在控制装置的控制下,该步骤的原理同步骤e,包括
第一步、机械手将步骤f中装有BmL稀释液的第一列第三排的容器移送至混匀装置后移开;
第二步、吸取有AmL混匀后的液体的新枪头7再次移动到位,并将吸取的AmL混匀后的液体注入装有BmL稀释液的容器内在移开;
第三步、移液枪装置8的支撑件81再次移动,并在拆卸装置的配合下将上述枪头卸下,然后再移动装配新的枪头7;
第四步、在控制装置的控制下,所述混匀装置5同时工作而将容器内的AmL混匀后的液体与BmL稀释液混匀;
优选地,所述第三步与第四步同时进行,也可换序进行。
其中,若Y=3时,则进行如下步骤
k、将装有混匀后液体的第一列第三排的容器移送至步骤d中待放列倒数第三排的容器位上且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的液体,该列稀释动作完成;
若Y>3时,则进行如下步骤
l、吸取AmL混匀后的液体;
m、往第一列第四排的空容器内注入BmL稀释液;
按照上述步骤依次进行,直至所述第一列第Y排的容器被移送至步骤d 中的待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的液体,原放置第一列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按上述循环操作方法对第二列第一排容器内的待稀释原液进行稀释,直至所述第二列第Y排的容器被移送至步骤d中所述待放列相邻的待放列的倒数第Y排的容器位上,且该容器内为将第二列第一排容器内的待稀释原液稀释(A+B)Y-1倍后得到的液体,且原放置第二列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按照上述步骤依次进行,直至将第X列第Y排的容器移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内为第X列第一排容器内的待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后得到的液体。
即是说,自容器位上取容器、将容器放回容器位,遵循的为U-turn模式,取的时候,机械手从最靠近本身一排开始取,即相对机械手而言,是从前往后取,放的时候,则相反,是从后往前放,采用这种模式取放容器,可避免前面的容器挡住后面要取/放的容器,从而避免了因干涉带来的稀释效率低下,更避免了因为干涉带来的容器被撞坏的严重后果。
应当理解的是,每一列第Y排的容器内的BmL稀释液与AmL混匀后的液体被混匀后,该容器可直接被移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的(A+B)mL液体;或每一列第Y排的容器内的BmL稀释液与AmL混匀后的液体被混匀后,枪头吸取AmL混匀后的液体,该容器再被移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的BmL液体,且枪头被卸下,且当第Y排的容器被移送至步骤d中的待放列倒数第Y排的容器位后,则表示该列的稀释动作完成,要进行下一列的稀释动作。
优选地,所述步骤b2与b3的同时可进行步骤c的第一步,即是说,在进行混匀待稀释原液以及吸取混匀后的待稀释原液的时候,机械手3可移动抓取空容器到注液装置供注入稀释液。具体的说,机械手3将装有待稀释原液的容器移送至混匀装置5之后移开,混匀装置5进行混匀动作,且机械手 3移开后即去抓取空容器送至注液装置,而不是等着混匀并吸取完混匀原液后将容器送回容器位,再去抓取空容器送至注液装置注液。
优选地,在进行所述步骤c第二步的同时可进行步骤d,在进行所述步骤h第二步的同时可进行步骤i;若Y≥3,则在进行步骤e的第二步至第四步以及步骤g的同时进行步骤h的第一步;若Y>3,在进行步骤j的第二步至第四步以及步骤l的同时进行步骤m的第一步,直至一列最后一排的容器被送至注液装置。具体说,当机械手将容器移送至混匀装置后即离开去夹持空容器移送至注液装置,而在机械手离开后,混匀装置5上的容器内的液体开始经历混匀、吸取或者注入、混匀、吸取的动作,当机械手3将将空容器移送至注液装置后,会移开并往混匀装置5所在的位置移动,等混匀装置5 上的容器内的液体被混匀并被吸取后,机械手3即将该容器移送至容器位对应位置,然后离开去夹持已经注液完毕的容器移送至混匀装置5,如此循环,直至一列的最后一排容器被送至注液装置,大大节省了等待时间,从而大大提高了稀释效率。
当最后一个空容器被注入稀释液移送至混匀装置,枪头往其内注入混匀后的液体后,混匀装置工作将容器内的液体混匀,此时,不再吸取混匀后的液体,从而该容器内装的是((A+B)/A)mL混匀后的液体,而同一待放列上的其他容器内,除装剩下待稀释原液的容器外,其他装的均是BmL液体。
图27、28所示,除待放列之外,其他容器位的每一列置放4容器,即排数Y为4,且第一排为装有待稀释原液的容器,其他为空容器。虽然排数Y 不同,但是稀释还是按照上述步骤进行。在稀释完之后,第O列无容器,第 A-N列每一列均有4排容器,且该些列中,每一列最后一排的容器内装的是被吸取AmL之后的原液,倒数第二排的容器内为原液被稀释((A+B)/A)倍的液体,倒数第三排的容器内为原液稀释((A+B)/A)2的液体,倒数第四排的容器内为原液稀释((A+B)/A)3的液体。
上述两图例为每一列排数相同的情况,每一列的排数Y也可不尽相同,因为每一容器位下都设有用于感应容器位是否放置有容器的识别传感器,从而当第一列的容器都给移送至一待放列之后,该一列的容器位下的识别传感器都反馈给控制装置的信息为识别不到容器时,则表示该列已经没有容器,在控制装置的控制下,机械手3会开始抓取第二列的容器进行稀释操作,并按照上述U-turn模式将装有不同稀释倍数的原第二列的容器移送至相邻待放列上(如果初始状态下只设置一列待放列,则在原第一列的容器均被移送至该待放列后,该第一列也形成新的待放列,则原本第二列的容置则被移送至原第一列容器的位置上;若初始状态下设置有两列待放列,以与第一列容器相邻的为第二列待放列,另一列则为第一待放列,如此,原第一列的容器被置放于第一待放列,原第二列的容器被置放于第二待放列,原第三列的容器被置放于原第一列,依次类推)。
即是说,每一列容器的排数可根据稀释倍数的需求而确定,若需要得到稀释((A+B)/A)n倍的原液,则该列的排数Y设置为n+1,每一列的第一排容器装有待稀释原液,第2至n排为空容器。
在本实施例中,AmL为1mL,BmL为9mL,从而A+B=10,在其他实施例中,AmL与BmL的数值根据需要而定。
结合图29所示,在本实施例中,所述容器置放区上设置有多个按列放置的容器支架100,每一所述容器支架100均与工作台1可拆连接,且每一所述容器支架100上设置有多排供容器放置的所述容器位;所述识别传感器设置于工作台1上。
所述工作台1于容器置放区对应的支撑板12的下方再设置有一容纳板 121,所述容纳板121上设置有多个与所述多个容器位一一对应的容纳槽 122,每一所述容纳槽122内放置有一所述识别传感器。
在本实施例中,所述工作台1上朝向机械手3的一侧连接有一支架定位块123,所述支架定位块123背离机械手3的一侧间隔设置有多个定位槽 124,每一定位槽124供一容器支架100的一端适配性插入。如此,容器支架100下端置于工作台1面上,一端插入一定位槽124内,从而被容器支架 100相对定位在工作台1上。
直接往背离机械手3的一侧移动所述容器支架100,即可将容器支架100 拿离所述工作台1,从而实现容器支架100可拆连接于工作台1的目的。因为本发明全自动稀释仪工作时,操作人员一般站的位置为面对所述容器置放区、注液装置等的一侧,所以相当于直接往外拿走容器支架100即可。
如图30至32所示,当一列或多列容器被一一移送至对应的待放列后,可将对应待放列的容器支架100拿走,再在对应位置上放置新的容器支架 100,且该些容器支架100上,至少一个容器支架100上未放置任何容器,其他容器支架100上根据稀释倍数需求放置容器。
在拿走容器支架100以及重新放上新容器支架100的过程中,机械手3 继续按照原顺序抓取原有的容器对之前剩下的原液进行稀释,当原有的最后一列第一排的原液稀释完之后,再稀释新放上来的原液。应当知道的是,在稀释新放上来原液的过程中,可以将之前剩下的容器支架100都拿开,再换上新的容器支架100,且容器支架100上都根据稀释倍数要求放上装有原液的容器以及空容器。如此,本发明自动稀释仪无需因为要置换容器支架100而停机等待,从从而可不停机地连续工作,如此,进一步大大提供了稀释效率,而且避免了频繁开、关机器而对机器造成不必要的损耗。
在本实施例中,所需容器采用试管,所述容器支架100即为试管架,即是说,容器支架100包括一体成型且上下间隔的上层1001与下层1002,上层间隔设置有多个穿孔,下层对应设置有多个容纳槽,试管下侧自上而下穿过穿孔后置于容纳槽内,如此,实现试管置放的功能。试管架的结构原理同常规的试管架,用在本发明中,只要试管架前端与定位槽124相适配即可。在其他实施例中,也可为其他形状的容器,从而对应的相关结构的形状可做适应性修改。
如图33所示,本发明全自动稀释仪可整体放入一净化工作台200内,从而避免有外来物自上而下掉入试管内,从而减少样本被污染的机会。净化工作台1为公知技术,故不在此赘述。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (14)
1.一种全自动稀释仪,其特征在于:包括一工作台、设置于所述工作台上的容器置放区,所述容器置放区设置有多个容器位供放置容器,所述全自动稀释仪还包括连接于所述工作台的如下组件:
机械手,用于移送容器;
注液装置,用于往所述机械手移送过来的容器内注入稀释液;
混匀装置,用于将容器内的液体混匀;
待用移液枪枪头容纳装置,用于装待用移液枪枪头;
移液枪装置,其可与所述待用移液枪枪头容纳装置内的待用移液枪枪头可拆连接,该枪头从容器内吸取混匀后的液体,并将吸取的液体注入下一个机械手移送至混匀装置的容器内后,该枪头被换下,移液枪装置与新的待用移液枪枪头可拆连接;
废枪头容纳装置,用于接收被换下的枪头。
2.根据权利要求1所述的全自动稀释仪,其特征在于:每一所述容器位上均设置有用于感应该容器位是否放置有容器的识别传感器。
3.根据权利要求2所述的全自动稀释仪,其特征在于:所述容器置放区上设置有多个按列放置的容器支架,每一所述容器支架均与工作台可拆连接,每一所述容器支架上均设置有多排供容器放置的所述容器位,所述识别传感器设置于工作台上;优选地,所述工作台包括工作支架以及设置于所述工作支架一侧上端的支撑板,所述工作台于容器置放区对应支撑板的下方再设置有一容纳板,所述容纳板上设置有多个与所述多个容器位一一对应的容纳槽,每一所述容纳槽内放置有一所述识别传感器;优选地,所述工作台上朝向机械手的一侧连接有一支架定位块,所述支架定位块背离机械手的一侧间隔设置有多个定位槽,每一定位槽供一容器支架的一端适配性插入。
4.根据权利要求1或2或3所述的全自动稀释仪,其特征在于:所述移液枪装置包括与所述工作台连接并可相对工作台旋转以及上下移动的支撑件、连接于所述支撑件上端的空心状枪头配合件、与所述枪头配合件通过气管连接的注射泵,所述枪头配合件下侧可与待用移液枪枪头容纳装置内的枪头可拆连接,藉以所述注射泵的控制,所述枪头可从混匀装置上的容器内吸取液体或往其内注入液体;优选地,所述待用枪头容纳装置可相对移动地连接于工作台,且所述待用枪头容纳装置可相对靠近或远离所述移液枪装置的支撑件。
5.根据权利要4所述的全自动稀释仪,其特征在于:还包括连接于所述工作台上的用于与所述移液枪装置配合而将移液枪装置上的枪头卸下的拆卸装置;优选地,所述拆卸装置包括下端连接于所述工作台的连接部以及自所述连接部上端往一侧横向延伸的拆卸部,所述拆卸部远离连接部的一端设置有横向的U形槽,且所述U形槽的宽度小于所述枪头上端面的外径,并大于所述枪头配合件下侧的外径。
6.根据权利要求5所述的全自动稀释仪,其特征在于:所述混匀装置设置为漩涡振荡装置,优选地,所述漩涡振荡装置包括用于夹持容器上侧的夹持装置以及带动该容器下侧偏心旋转而使得容器内的液体旋涡振荡的振荡装置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的全自动稀释仪,其特征在于:所述机械手、注液装置、混匀装置、待用移液枪枪头容纳装置、移液枪装置与一控制装置连接并受其控制;优选地,所述识别传感器也与控制装置连接并将感应信息传送给控制装置。
8.根据权利要求7所述的全自动稀释仪,其特征在于:所述注液装置包括连接于所述工作台的蠕动泵、供容器定位的第一容器置放架、可相对旋转地连接于所述工作台注液支架、连接于所述注液支架上的注液嘴,一一注液管一端与所述注液嘴连接,另一端穿过所述蠕动泵后与一稀释液储存装置连接;优选地,所述全自动稀释仪还包括连接于所述工作台上的用于确定注液装置注液量的定量装置;优选地,所述定量装置包括连接于所述工作台上的第二容器置放架,所述第二容器置放架上设置有往上开口的第二容纳腔,所述第二容纳腔的侧壁上设置有视窗,一侧壁上设置有刻度线的测量容器至少下侧置于所述第二容纳腔内,且所述刻度线朝着视窗的方向;所述注液嘴随着注液支架旋转到测量容器上方后可往测量容器内注入稀释液,所述定量装置还包括用于检测注入所述测量容器内的稀释液是否达到规定刻度线的传感器,所述传感器与所述控制装置连接并将检测信息传送给控制装置。
9.一种液体稀释方法,其特征在于:包括以下步骤
a、将多个容器排成X列放置在容器置放区的容器位上,每一列的排数Y可相同或不相同,且Y≥2,每一列朝向机械手一侧的第一排的容器内装有待稀释原液,其他排容器均为空容器,该些容器一侧有N列容器位为未放置任何容器的待放列,所述N≥1;
b、自第一列第一排装有待稀释原液的容器内吸取AmL待稀释原液;
c、往第一列第二排的空容器内注入BmL稀释液;
d、将步骤b中装有剩下原液的第一列第一排的容器移送至其中一待放列最后一排的容器位上;
e、将吸取的AmL待稀释原液注入装有BmL稀释液的第一列第二排的容器内并混匀;
若Y=2时,则进行步骤f
f、将装有混匀后液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中待放列倒数第二排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的液体,该列稀释动作完成;
若Y>2时,则进行如下步骤
g、吸取AmL混匀后的液体;
h、往第一列第三排的空容器内注入BmL稀释液;
i、将步骤g中装有剩下的混匀后的液体的第一列第二排的容器移送至步骤d中的待放列倒数第二排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的BmL液体;
j、将步骤g中吸取的AmL混匀后的液体注入装有BmL稀释液第一列第三排的容器内并混匀;
其中,若Y=3时,则进行如下步骤
k、将装有混匀后液体的第一列第三排的容器移送至步骤d中待放列倒数第三排的容器位上且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)倍后的液体,该列稀释动作完成;
若Y>3时,则进行如下步骤
l、吸取AmL混匀后的液体;
m、往第一列第四排的空容器内注入BmL稀释液;
按照上述步骤依次进行,直至所述第一列第Y排的容器被移送至步骤d中的待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的液体,原放置第一列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按上述循环操作方法对第二列第一排容器内的待稀释原液进行稀释,直至所述第二列第Y排的容器被移送至步骤d中所述待放列相邻的待放列的倒数第Y排的容器位上,且该容器内为将第二列第一排容器内的待稀释原液稀释(A+B)Y-1倍后得到的液体,且原放置第二列容器的容器位也形成为未放置任何容器的待放列;
按照上述步骤依次进行,直至将第X列第Y排的容器移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内为第X列第一排容器内的待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后得到的液体。
10.根据权利要求9所述的稀释方法,其特征在于:
所述步骤b包括
b1.机械手将第一列第一排装有待稀释原液的容器移送至混匀装置后移开;
b2.混匀装置将待稀释原液振荡混匀;
b3.移液枪装置移动,其上的枪头吸取AmL混匀后的待稀释原液。
11.根据权利要求10所述的稀释方法,其特征在于:
所述步骤c、h、m均包括
第一步、机械手将对应位置的空容器移送至注液装置后移开;
第二步、所述注液装置工作,往空容器内注入BmL稀释液;
优选地,在进行步骤b2与b3的同时进行步骤c的第一步;
优选地,在进行步骤c第二步的同时进行步骤d,在进行步骤h第二步的同时进行步骤i。
12.根据权利要求10或11所述的稀释方法,其特征在于:在步骤b2的同时,所述移液枪装置移动与待用移液枪枪头可拆连接,当待稀释原液被振荡混匀后,混匀装置暂停工作,移液枪装置移动而带动其上的枪头吸取AmL混匀后的待稀释原液。
13.根据权利要求9至12任一项所述的稀释方法,其特征在于:
所述步骤e和j均包括
第一步、所述机械手将装有BmL稀释液的容器送至混匀装置后移开;
第二步、枪头将其内的液体注入装有BmL稀释液的容器内后移开;
第三步、移液枪装置将上述枪头卸下,再与新的待用移液枪枪头连接;
第四步、混匀装置将容器内的液体混匀;
优选地,所述第三步与第四步同时进行,或,所述第三步与第四步换序进行;
优选地,若Y≥3,在进行步骤e的第二步至第四步以及步骤g的同时进行步骤h的第一步;若Y>3,在进行步骤j的第二步至第四步及步骤l的同时进行步骤m的第一步,直至一列最后一排的容器被送至待放列的对应位置。
14.根据权利要求13所述的稀释方法,其特征在于:每一列第Y排的容器内的BmL稀释液与AmL混匀后的液体被混匀后,该容器被移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的(A+B)mL液体;或每一列第Y排的容器内的BmL稀释液与AmL混匀后的液体被混匀后,枪头吸取AmL混匀后的液体,该容器被移送至对应待放列倒数第Y排的容器位上,且该容器内的液体为所述待稀释原液稀释((A+B)/A)Y-1倍后的BmL液体,且枪头被卸下。
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