CN112959347A - 自动上料手爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动上料手爪装置，包括电动夹爪，电动夹爪具有能够相对或者相背运行的第一平动爪、第二平动爪，第一平动爪上连接有第一夹持块，第二平动爪上连接有第二夹持块，第一夹持块朝向第二夹持块的一侧构造有第一排管夹持部，第二夹持块朝向第一夹持块的一侧构造有第二排管夹持部；第一夹持块上还构造有第一芯片夹持部，第一芯片夹持部处于第一排管夹持部的上方，第二夹持块上还构造有第二芯片夹持部，第二芯片夹持部处于第二排管夹持部的上方。本发明结构简单紧凑，能够对排管及芯片进行自动、精确、可靠地抓取、转移与放置，满足PCR检测过程的长时间、高速度、快节拍需求。

Description

自动上料手爪装置

技术领域

本发明属于数字PCR分析仪技术领域，具体涉及一种自动上料手爪装置。

背景技术

数字PCR是一种绝对定量技术，基于单分子PCR方法来进行计数实现核酸定量。常用的技术路线是将PCR反应体系制备成数以万计的微液滴，然后将这些微液滴存储在八连排管中，并放置于PCR扩增仪中实现核酸分子扩增。在扩增结束后，需要对八连排管内的微液滴进行封闭取样和荧光检测。在一些检测分析场合需要数字PCR分析仪进行长时间、高速度、快节拍的检测分析，这就需要一个夹持转移工具可以精准、可靠、有效的对八连排管和微流控芯片进行定位、夹持、转移和放置。八连排管为八个外形类似圆柱的管形成的组合体，形状复杂、质地较软，微流控芯片尺寸小巧紧凑，结构复杂，这二者均在夹持上有较大难度。为了至少解决现有技术中的八连排管或者微流控芯片的自动化夹持、转移提出本发明。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种自动上料手爪装置，结构简单紧凑，能够对排管及芯片进行自动、精确、可靠地抓取、转移与放置，满足PCR检测过程的长时间、高速度、快节拍需求。

为了解决上述问题，本发明提供一种自动上料手爪装置，包括电动夹爪，所述电动夹爪具有能够相对或者相背运行的第一平动爪、第二平动爪，所述第一平动爪上连接有第一夹持块，所述第二平动爪上连接有第二夹持块，所述第一夹持块朝向所述第二夹持块的一侧构造有第一排管夹持部，所述第二夹持块朝向所述第一夹持块的一侧构造有第二排管夹持部；所述第一夹持块上还构造有第一芯片夹持部，所述第一芯片夹持部处于所述第一排管夹持部的上方，所述第二夹持块上还构造有第二芯片夹持部，所述第二芯片夹持部处于所述第二排管夹持部的上方。

优选地，所述第一排管夹持部包括朝向所述第二排管夹持部一侧延伸凸起的凸块，所述第二排管夹持部包括与所述凸块位置对应的凹槽。

优选地，用于夹持八连排管组件，所述八连排管组件包括八连排管本体以及用于固定所述八连排管本体的排座，所述八连排管本体的管口密封连接有管盖，所述排座的长度第一端设有与所述凸块对应的排座凹槽，所述排座的长度第二端设有与所述凹槽对应的排座凸块。

优选地，所述排座凸块上具有信息载体部件。

优选地，所述凸块朝向所述排座凹槽的边缘处设有倒角；和/或，所述凹槽朝向所述排座凸块的边缘处设有倒角。

优选地，所述第一芯片夹持部包括第一芯片卡槽，所述第二芯片夹持部包括第二芯片卡槽。

优选地，所述第一芯片卡槽中还插装于定位销，所述定位销沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第一芯片卡槽，以对微流控芯片形成水平定位；和/或，所述第二芯片卡槽中还插装于定位销，所述定位销沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第二芯片卡槽，以对微流控芯片形成水平定位。

优选地，所述定位销通过顶丝固定连接于所述第一夹持块和/或第二夹持块上。

优选地，所述自动上料手爪装置还包括光电检测组件，所述光电检测组件包括传感器支架以及连接于所述传感器支架上的光电传感器，所述光电检测组件被设置于所述第一夹持块和/或第二夹持块的顶部。

本发明提供的一种自动上料手爪装置，通过所述电动夹爪1实现夹持动作，而通过在第一夹持块以及第二夹持块上设置于排管结构相适配的第一排管夹持部、第二排管夹持部、以及第一芯片夹持部、第二芯片夹持部实现对排管以及芯片的夹持作用，结构简单紧凑，能够对排管及芯片进行自动、精确、可靠地抓取、转移与放置，满足PCR检测过程的长时间、高速度、快节拍需求。

附图说明

图1为本发明实施例的自动上料手爪装置的拆解结构示意图；

图2为图1在另一视角下的结构示意图(拆解)；

图3为本发明实施例的自动上料手爪装置的夹持对象八连排管组件的结构示意图；

图4为图3在另一视角下的结构示意图；

图5为采用图1的自动上料手爪装置对八连排管组件夹持前的状态示意图；

图6为采用图1的自动上料手爪装置对八连排管组件夹持的状态示意图；

图7为采用图1的自动上料手爪装置对微流控芯片夹持前的状态示意图；

图8为采用图1的自动上料手爪装置对微流控芯片夹持的状态示意图。

附图标记表示为：

1、电动夹爪；11、第一平动爪；12、第二平动爪；2、第一夹持块；21、第一排管夹持部；22、第一芯片夹持部；23、定位销；24、顶丝；3、第二夹持块；31、第二排管夹持部；32、第二芯片夹持部；41、八连排管本体；42、排座；421、排座凹槽；422、排座凸块；43、管盖；51、传感器支架；52、光电传感器；6、微流控芯片；100、运动机构。

具体实施方式

结合参见图1至图8所示，根据本发明的实施例，提供一种自动上料手爪装置，其具体可以与运动机构100例如机械手配合使用以实现较大范围的位置转移，包括电动夹爪1，所述电动夹爪1具有能够相对或者相背运行的第一平动爪11、第二平动爪12，所述第一平动爪11上连接有第一夹持块2，所述第二平动爪12上连接有第二夹持块3，所述第一夹持块2朝向所述第二夹持块3的一侧构造有第一排管夹持部21，所述第二夹持块3朝向所述第一夹持块2的一侧构造有第二排管夹持部31，所述电动夹爪1采用市面上的电动夹爪即可，在功能上只要能够保证具有两个能够产生相对或者相背平动的部件即可，所述第一夹持块2上还构造有第一芯片夹持部22，所述第一芯片夹持部22处于所述第一排管夹持部21的上方，所述第二夹持块3上还构造有第二芯片夹持部32，所述第二芯片夹持部32处于所述第二排管夹持部31的上方，所述第一芯片夹持部22与所述第二芯片夹持部32两者共同对微流控芯片6形成夹持。该技术方案中，通过所述电动夹爪1实现夹持动作，而通过在第一夹持块2以及第二夹持块3上设置于排管结构相适配的第一排管夹持部21、第二排管夹持部22、以及第一芯片夹持部22、第二芯片夹持部32实现对排管以及芯片的夹持作用，结构简单紧凑，能够对排管及芯片进行自动、精确、可靠地抓取、转移与放置，满足PCR检测过程的长时间、高速度、快节拍需求。

进一步的，作为一种具体的实施方式，所述排管结构为八连排管组件，也即所述自动上料手爪装置用于夹持八连排管组件，所述八连排管组件包括八连排管本体41以及用于固定所述八连排管本体41的排座42，所述八连排管本体41的管口密封连接有管盖43，所述排座42的长度第一端设有与所述凸块对应的排座凹槽421，所述排座42的长度第二端设有与所述凹槽对应的排座凸块422，所述排座42的设置能够防止所述第一排管夹持部21以及第二排管夹持部31与八连排管本体41之间直接接触导致的结构复杂难以实现的问题发生。此时，与所述排座42的结构对应的，所述第一排管夹持部21包括朝向所述第二排管夹持部31一侧延伸凸起的凸块，所述第二排管夹持部31包括与所述凸块位置对应的凹槽。所述排座凸块422上优选地具有信息载体部件，例如二维码信息标签等，能够对所述八连排管本体41中的样本信息进行存储，具体的，所述排座凸块422具有6mm*7mm的平面，可激光打印二维码存储信息。

所述凸块朝向所述排座凹槽421的边缘处设有倒角；和/或，所述凹槽朝向所述排座凸块422的边缘处设有倒角，使之允许±0.1mm的位置误差，可在该误差范围内自适应夹持。

具体的，所述第一芯片夹持部22包括第一芯片卡槽，所述第二芯片夹持部32包括第二芯片卡槽，所述微流控芯片6的边缘被插装于所述第一芯片卡槽与所述第二芯片卡槽内，从而能够使所述微流控芯片6跟随所述自动上料手爪装置上升或者下降。最好的，所述第一芯片卡槽中还插装于定位销23，所述定位销23沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第一芯片卡槽，以对微流控芯片6形成水平定位；和/或，所述第二芯片卡槽中还插装于定位销23，所述定位销23沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第二芯片卡槽，以对微流控芯片6形成水平定位，此时，所述定位销23对所述微流控芯片6的水平自由度形成限制定位，具体的，所述微流控芯片6的边缘壁体上构造有半圆形的弧形槽，其与所述定位销23的圆柱面相配合形成水平方向的自由度限制，这能够有效防止微流控芯片6在转移过程中从芯片卡槽中滑脱。同样道理，所述第一芯片卡槽、第二芯片卡槽与所述微流控芯片6的边缘相匹配的边缘处也设有斜角，允许±0.1mm的位置误差，可在该误差范围内自适应夹持。

所述定位销23的直径与所述微流控芯片6的边缘壁体上的半圆形弧形槽的尺寸相匹配，在一个具体实施例中，其被设置为直径为4mm的柱体定位销23。而需要进一步说明的是，所述微流控芯片6的边缘壁体上与所述半圆形弧形槽还可以设置更多的半圆形弧形槽以用于其他的目的，例如放置定位，但应该在尺寸上与所述定位销23的尺寸保持不同，以保证夹持定位的便利。所述定位销23通过顶丝24固定连接于所述第一夹持块2和/或第二夹持块3上。

优选地，所述自动上料手爪装置还包括光电检测组件，所述光电检测组件包括传感器支架51以及连接于所述传感器支架51上的光电传感器52，所述光电检测组件被设置于所述第一夹持块2和/或第二夹持块3的顶部。所述光电检测组件用于对所述八连排管组件或者微流控芯片6的位置进行检测以及判断有无。具体的光电传感器52有效检测距离为2mm-25mm,电动夹爪1带动第一平动爪11和第二平动爪12张开，由运动机构100带动，运动到放置八连排管组件或微流控芯片6的位置，由光电传感器52进行检测，可判断该位置有无八连排管组件或微流控芯片6，当判断为“有”，可执行抓取动作进行抓取及移动。当电动夹爪1抓取八连排管组件或微流控芯片6后，光电传感器52可判断为“已抓取”，当电动夹爪1放下八连排管组件或微流控芯片6并离开一定距离后，光电传感器52可判断为“未抓取”。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动上料手爪装置，其特征在于，包括电动夹爪(1)，所述电动夹爪(1)具有能够相对或者相背运行的第一平动爪(11)、第二平动爪(12)，所述第一平动爪(11)上连接有第一夹持块(2)，所述第二平动爪(12)上连接有第二夹持块(3)，所述第一夹持块(2)朝向所述第二夹持块(3)的一侧构造有第一排管夹持部(21)，所述第二夹持块(3)朝向所述第一夹持块(2)的一侧构造有第二排管夹持部(31)；所述第一夹持块(2)上还构造有第一芯片夹持部(22)，所述第一芯片夹持部(22)处于所述第一排管夹持部(21)的上方，所述第二夹持块(3)上还构造有第二芯片夹持部(32)，所述第二芯片夹持部(32)处于所述第二排管夹持部(31)的上方。

2.根据权利要求1所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述第一排管夹持部(21)包括朝向所述第二排管夹持部(31)一侧延伸凸起的凸块，所述第二排管夹持部(31)包括与所述凸块位置对应的凹槽。

3.根据权利要求2所述的自动上料手爪装置，其特征在于，用于夹持八连排管组件，所述八连排管组件包括八连排管本体(41)以及用于固定所述八连排管本体(41)的排座(42)，所述八连排管本体(41)的管口密封连接有管盖(43)，所述排座(42)的长度第一端设有与所述凸块对应的排座凹槽(421)，所述排座(42)的长度第二端设有与所述凹槽对应的排座凸块(422)。

4.根据权利要求3所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述排座凸块(422)上具有信息载体部件。

5.根据权利要求3所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述凸块朝向所述排座凹槽(421)的边缘处设有倒角；和/或，所述凹槽朝向所述排座凸块(422)的边缘处设有倒角。

6.根据权利要求1所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述第一芯片夹持部(22)包括第一芯片卡槽，所述第二芯片夹持部(32)包括第二芯片卡槽。

7.根据权利要求6所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述第一芯片卡槽中还插装于定位销(23)，所述定位销(23)沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第一芯片卡槽，以对微流控芯片(6)形成水平定位；和/或，所述第二芯片卡槽中还插装于定位销(23)，所述定位销(23)沿所述自动上料手爪装置使用方位的竖直方向穿行所述第二芯片卡槽，以对微流控芯片(6)形成水平定位。

8.根据权利要求7所述的自动上料手爪装置，其特征在于，所述定位销(23)通过顶丝(24)固定连接于所述第一夹持块(2)和/或第二夹持块(3)上。

9.根据权利要求1所述的自动上料手爪装置，其特征在于，还包括光电检测组件，所述光电检测组件包括传感器支架(51)以及连接于所述传感器支架(51)上的光电传感器(52)，所述光电检测组件被设置于所述第一夹持块(2)和/或第二夹持块(3)的顶部。

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