CN115674278A - 手套箱系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种手套箱系统，包括箱体、交换装置、机械臂、功能单元和工作件；箱体设有密封腔室，交换装置安装于箱体，用于在外界和密封腔室之间传递实验用品；机械臂、功能单元和工作件均位于密封腔室内；工作件与机械臂连接，机械臂带动工作件移动，工作件使得实验用品从交换装置移动至功能单元，以及使得实验用品从功能单元移动至交换装置；功能单元用于存储实验用品和/或利用实验用品执行实验任务。在实验过程中，自动化程度较高，无需大量的实验人员参与，样品制备周期较短，且实验成功率较高。

Description

手套箱系统

技术领域

本申请涉及手套箱技术领域，尤其涉及一种手套箱系统。

背景技术

进行药品研发等科学研究过程中，为保证实验精度，需要在超纯环境中制备大量的样品。手套箱作为超纯环境的提供设备，成为科学实验必不可少的设备。

然而，目前的手套箱，需要大量实验人员参与，操作过程非常复杂，样品制备周期较长，且人为操作失误概率较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种手套箱系统，无需大量实验人员参与制备样品，样品制备周期较短，减少或避免了操作失误风险，提高了制备效率。

本申请提供一种手套箱系统包括：箱体、交换装置、机械臂、功能单元和工作件；箱体设有密封腔室，交换装置安装于箱体，用于在外界和密封腔室之间传递实验用品；机械臂、功能单元和工作件均位于密封腔室内；工作件与机械臂连接，机械臂带动工作件移动，工作件使得实验用品从交换装置移动至功能单元，以及使得实验用品从功能单元移动至交换装置；功能单元用于存储实验用品和/或利用实验用品执行实验任务。

一些实施例中，功能单元包括多个，多个功能单元围绕机械臂分布。

一些实施例中，密封腔室具有底壁面，机械臂和多个功能单元均安装于底壁面；机械臂置于底壁面的中心位置；远离机械臂的功能单元高于靠近机械臂的功能单元。

一些实施例中，靠近交换装置的功能单元低于远离交换装置的功能单元。

一些实施例中，功能单元包括电磁搅拌器、振荡器、溶清检测器、加粉器、读码器、开关盖旋转器和液面分层检测器中的至少一种。

一些实施例中，开关盖旋转器、液面分层检测器、读码器、加粉器、振荡器、溶清检测器和电磁搅拌器顺次的围绕在机械臂周围；读码器靠近交换装置设置。

一些实施例中，工作件包括多个，手套箱系统还包括储存库，储存库设置于密封腔室内，储存库用于存放多个工作件；每个工作件均能够与机械臂可拆卸连接。

一些实施例中，储存库包括储存板和多个立柱，储存板的一表面固定连接多个立柱的一端，多个立柱的另一端固定连接密封腔室的底壁面；储存板设有与工作件的数量相适配的多个容置孔；工作件的至少部分置于容置孔内。

一些实施例中，机械臂上设置有快换公头，每种工作件上均设置有快换母头，快换公头与快换母头配合以实现机械臂与工作件可拆卸连接。

一些实施例中，多个工作件包括第一工作件和第二工作件，在手套箱系统的高度方向上，第一工作件的高度尺寸大于第二工作件的高度尺寸；在第一工作件和第二工作件储存于储存库中时，第一工作件与机械臂之间的距离大于第二工作件与机械臂之间的距离。

一些实施例中，功能单元还包括溶剂库，溶剂库用于存放试剂；工作件包括移液器，机械臂与移液器连接，机械臂带动移液器移动，通过移液器在溶剂库中进行移液操作。

一些实施例中，溶剂库包括至少一层架体，架体包括具有开口的容置腔，容置腔内设置有用于承载容器的容器承载组件，容器承载组件设有多个容器放置部；容器承载组件通过第一运动机构与架体相连，第一运动机构用于带动容器承载组件在开口处直线运动；容置腔内还设置有容器密封组件，容器密封组件通过第二运动机构与架体相连；容器密封组件包括与容器放置部相对应的密封机构，第二运动机构用于带动密封机构靠近或远离容器放置部，用以使密封机构与容器的容器口密封配合或相脱离。

一些实施例中，功能单元还包括开关盖旋转器，开关盖旋转器设置于密封腔室的底壁面上；工作件还包括容器转移夹爪，机械臂与容器转移夹爪连接并带动容器转移夹爪移动，容器转移夹爪夹持用于盛放实验用品的容器的瓶盖，开关盖旋转器夹持容器的瓶身，容器转移夹爪与开关盖旋转器相配合以对容器进行开关盖操作。

一些实施例中，手套箱系统还包括缓存架，设置于密封腔室的底壁面或侧壁面上，且缓存架远离交换装置设置，机械臂带动工作件在缓存架中取放实验用品；缓存架包括至少一层置物板，置物板上设置有用于存放实验用品的仓位。

一些实施例中，缓存架还包括设置于仓位的固定件，固定件用于将实验用品限位于仓位；固定件为台阶销钉，台阶销钉用于与实验用品底部开设的销钉孔相插接；或者固定件为弹性抵接件，仓位为定位槽，弹性抵接件设置于定位槽内，在实验用品放置于定位槽内时弹性抵接件能够与实验用品抵接并产生弹性变形。

一些实施例中，实验用品盛放在置于托盘内的容器中，工作件包括容器转移夹爪和托盘转移夹爪，手套箱系统还包括：中转架，中转架设置于密封腔室的底壁面上，机械臂带动托盘转移夹爪将托盘放置于中转架上，机械臂带动容器转移夹爪将托盘内的容器移动至功能单元。

一些实施例中，中转架包括高度不等的多个中转架，高度越高的中转架距离机械臂越远。

一些实施例中，中转架包括放置板，放置板设置有台阶销钉，台阶销钉用于与托盘底部开设的销钉孔相插接；和/或，放置板的两端设置有托盘卡接件，以卡接托盘。

一些实施例中，交换装置包括交换仓、送料机构、第一封闭机构、第二封闭机构、真空机构和充气机构，交换仓设有交换腔室、第一开口和第二开口，第一开口和第二开口均与交换腔室连通，送料机构位于交换腔室内；第一封闭机构设于第一开口处，第二封闭机构设于第二开口处；真空机构和充气机构分别与交换腔室连通；第一封闭机构能够封闭或解封第一开口，第二封闭机构能够封闭或解封第二开口；送料机构能够在第一开口解封时从第一开口伸出；送料机构能够在第二开口解封时从第二开口伸出；真空机构用于对交换腔室进行抽真空处理，充气机构用于向真空下的交换腔室内充入实验气体；交换仓贯穿箱体，第一封闭机构位于密封腔室内，第二封闭机构位于密封腔室外。

一些实施例中，送料机构包括一级驱动部、二级驱动部和承载台，一级驱动部连接交换腔室的底面，二级驱动部滑动连接一级驱动部，承载台滑动连接二级驱动部；一级驱动部、二级驱动部和承载台沿交换腔室的高度方向依次层叠分布。

一级驱动部驱动二级驱动部向第一方向移动，二级驱动部驱动承载台向第一方向移动，以使承载台从第一开口伸出交换腔室；一级驱动部驱动二级驱动部向第二方向移动，二级驱动部驱动承载台向第二方向移动，以使承载台从第二开口伸出交换腔室；第一方向和第二方向相反。第一方向为从第二开口朝向第一开口的方向，第二方向为从第一开口朝向第二开口的方向。第一开口和第二开口位于交换腔室相对的两侧。

一些实施例中，手套箱系统还包括识别码标定件，识别码标定件用于供外部的移动机器人识别手套箱系统的位置；识别码标定件包括：三轴标定支架，设置于箱体的外壁，三轴标定支架包括两两相互垂直设置的X向连接板、Y向连接板和Z向连接板，Y向连接板的一端与X向连接板的一端相连接，Y向连接板的另一端与Z向连接板的一端相连接；三个识别码标定板，其中两个识别码标定板分设于X向连接板的两端，另一个识别码标定板设置于Z向连接板的另一端；其中，每个识别码标定板内置有识别码，识别码用于使外部进行样品存取操作的移动机器人定位手套箱系统。

一些实施例中，手套箱系统还包括送气设备，送气设备与箱体连接，送气设备用于向密封腔室内输送气体。

一些实施例中，箱体包括周板、第一围合板和第二围合板，第一围合板和第二围合板分别固定连接周板相对的两侧，第一围合板、第二围合板和周板合围成密封腔室；周板设有可视化的透明区域；交换装置设置于周板。

一些实施例中，箱体还包括底座，底座固定于第二围合板的下侧；手套箱系统还包括控制设备、电气设备和密封通讯器；控制设备和电气设备位于底座内，密封通讯器一端位于密封腔室内，另一端位于底座内，以使密封腔室与底座连通；控制设备电连接电气设备，密封通讯器的一侧连接控制设备和电气设备，密封通讯器的另一侧连接机械臂、功能单元和工作件；控制设备通过密封通讯器控制机械臂、功能单元和/或工作件。

在一些实施例中，手套箱系统还包括移动机器人，移动机器人位于箱体外，用于在交换装置的第二开口开启时，向送料机构中放置实验用品或者从送料机构中取出实验用品。

本申请提供的手套箱系统，机械臂旋转移动时，能够将工作件带动至任何需要与工作件配合的功能单元处，进而将工作件抓取的实验用品存储在功能单元，或者使得工作件对功能单元处的实验用品执行实验任务。在实验过程中，自动化程度较高，无需大量的实验人员参与，样品制备周期较短，且实验成功率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的手套箱系统的结构示意图；

图2是图1中所示手套箱系统另一视角的结构示意图；

图3是图1中所示手套箱系统又一视角的结构示意图；

图4是图1中所示手套箱系统的交换装置的结构示意图；

图5是图4中所示交换装置的送料机构的结构示意图；

图6是图4中所示交换装置的第一封闭机构的结构示意图；

图7是图1中所示手套箱系统的内部结构示意图；

图8是图1中所示手套箱系统的另一视角的内部结构示意图；

图9是图7中所示手套箱系统的托盘转移夹爪的结构示意图；

图10是图7中手套箱系统的所示储存库的结构示意图；

图11是图7中手套箱系统的所示溶剂库的结构示意图；

图12是图7中手套箱系统的所示缓存架的结构示意图。

附图标记说明：1000-手套箱系统，100-箱体，110-上壳体，111-周板，112-第一围合板，113-第二围合板，114-第一侧板，115-第二侧板，116-第三侧板，117-第四侧板，120-底座，200-交换装置，210-交换仓，220-第一封闭机构，221-第一封闭板，222-第一纵向驱动件，223-第一横向驱动件，224-第一固定板，225-第一轨道，230-第二封闭机构，240-第一安装板，240a-第二安装板，250-送料机构，251-一级驱动部，252-第一载板，253-第一滑轨，254-第一导滑块，255-第一驱动件，256-二级驱动部，257-第二载板，258-第二滑轨，259-第二导滑块，260-第二驱动件，261-承载台，300-机械臂，400-功能单元，420-中转架，430-实验单元，431-电磁搅拌器，432-振荡器，433-溶清检测器，434-加粉器，435-读码器，436-开关盖旋转器，437-液面分层检测器，440-储存库，441-储存板，442-立柱，443-第一容置孔，444-第二容置孔，445-第三容置孔，450-溶剂库，451-架体，4511-减重孔，455-容器承载组件，456-支撑板，457-连接杆，458-顶板，459-限位孔，460-缓存架，461-支撑杆，462-置物板，470-第一中转架，480-单联托盘架，490-第二中转架，510-快换母头，530-托盘转移夹爪，531-驱动件，532-第一夹爪，533-第二夹爪，600-识别码标定件，601-真空泵，601a-泵管，602-管道，603-水含量探测器，604-氧含量探测器，605-防爆照明灯组，606-排气阀，607-密封通讯器，700-操作手套。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1、图2和图7，本申请实施例提供一种手套箱系统1000，包括：箱体100、交换装置200、机械臂300、功能单元400、工作件、识别码标定件600、管道602、送气设备(图未示)、水含量探测器603、氧含量探测器604、防爆照明灯组605、排气阀606、密封通讯器607、电气设备(图未示)、控制设备(图未示)和操作手套700。

为便于描述，将手套箱系统1000的宽度方向定义为Y方向，将手套箱系统1000的长度方向定义为X方向，将手套箱系统1000的高度方向定义为Z方向。X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直。

箱体100用于承载其他部件。具体的，交换装置200、机械臂300、功能单元400、工作件、识别码标定件600、管道602、水含量探测器603、氧含量探测器604、防爆照明灯组605、排气阀606、密封通讯器607、电气设备、控制设备和操作手套700均可以安装于箱体100。此外，手套箱系统1000还可以包括用于用户查看和交互的显示装置，显示装置设置于箱体100的外壁上。

电气设备用于为手套箱系统1000中其余各设备进行供电。控制设备用于控制手套箱系统1000中各设备的运作。箱体100内设有密封腔室，密封腔室中保持有实验所需环境条件(如纯氮气或惰性气体、特定的水氧含量等)，需要在特定环境下完成的实验可以在密封腔室内进行。其中，机械臂300、功能单元400、工作件以及密封通讯器607位于该密封腔室内。密封通讯器607用于为密封腔室内外的设备进行信号和电源传输，其可以实现密封腔室内外连通，且自身具有密封作用。密封通讯器607可以为航空插头。位于密封腔室外的控制设备和电气设备可以与密封通讯器607的一侧连接，密封通讯器607的另一侧连接机械臂300、功能单元400和工作件，以使控制设备可以在密封条件下控制机械臂300、功能单元400和工作件的运作，以及使得电气设备可以在密封条件下为机械臂300、功能单元400和工作件供电。

交换装置200安装于箱体100，用于在外界和箱体100内部之间传递实验用品。具体的，交换装置200可以与箱体100的密封腔室连通，用作外界与密封腔室之间的交互桥梁。机械臂300用于与工作件配合，将实验用品移动至功能单元400处。功能单元400用于利用实验用品进行实验和/或存储实验用品。

识别码标定件600用于供外界的移动机器人识别手套箱系统1000的位置，以使移动机器人能够精准的与交换装置200配合，以便于进行实验用品的传递。识别码标定件600可以包括：三轴标定支架和三个识别码标定板，三轴标定支架设置于箱体100的外壁，三轴标定支架包括两两相互垂直设置的X向连接板、Y向连接板和Z向连接板，Y向连接板的一端与X向连接板的一端相连接，Y向连接板的另一端与Z向连接板的一端相连接。三个识别码标定板中的其中两个识别码标定板分设于X向连接板的两端，另一个识别码标定板设置于Z向连接板的另一端；其中，每个识别码标定板内置有识别码，识别码用于使外部进行样品存取操作的移动机器人定位手套箱系统1000。

送气设备用于通过管道602对箱体100的密封腔室送入实验气体(如氮气或惰性气体)，以确保实验在氮气或惰性气体保护下完成。水含量探测器603用于检测密封腔室内的水分含量，氧含量探测器604用于检测的密封腔室内的氧气含量。防爆照明灯组605用于对的密封腔室内进行照明，且具有防爆功能，可以增加手套箱系统1000的安全系数。操作手套700用于供实验人员手动操作。

一并参考图3，箱体100可以呈长方体状、正方体状或圆柱体状，包括上壳体110和底座120，上壳体110层叠于底座120上侧。上壳体110包括周板111、第一围合板112和第二围合板113，第一围合板112和第二围合板113均为长方体薄板，且沿Z轴方向相对设置，第一围合板112位于第二围合板113的上侧。周板111包括首尾顺次连接的第一侧板114、第二侧板115、第三侧板116和第四侧板117，其中第一侧板114和第三侧板116沿Y方向相对设置，第二侧板115和第四侧板117沿X方向相对设置。周板111位于第一围合板112和第二围合板113之间，周板111沿Z轴方向相对的两侧分别固定连接第一围合板112和第二围合板113。第一围合板112、第二围合板113和周板111围合成密封腔室。周板111设有可视化的透明区域，例如，第一侧板114、第二侧板115、第三侧板116和第四侧板117中至少有一侧板为透明挡板。透明区域用于供外界光线射进密封腔室内，以便于实验人员从外界观察密封腔室内部的实验进展等，以及便于防爆照明灯组605的光线透过透明区域照亮密封腔室内部。其中，为了便于实验人员借助操作手套700在手套箱系统1000内进行手动操作，第二侧板115设置为透明挡板。此外，周板111上还可以设置操作门，例如在第二侧板115和/或第四侧板117处设置操作门。在实验结束后需要更换或者维护设备时，实验人员可以打开操作门进行相应操作。底座120位于上壳体110的下侧，且与上壳体110共用第二围合板113。底座120设有容纳腔室，容纳腔室用于容纳控制设备和电气设备等。

一些实施例中，交换装置200安装于箱体100，用于在外界和密封腔室之间传递实验用品；机械臂300、功能单元400和工作件均位于密封腔室内。工作件与机械臂300连接，机械臂300带动工作件移动，工作件使得实验用品从交换装置200移动至功能单元400，以及使得实验用品从功能单元400移动至交换装置200；功能单元400用于存储实验用品和/或利用实验用品执行实验任务。

由此，机械臂300旋转移动时，能够将工作件带动至任何需要与工作件配合的功能单元400处，进而将工作件抓取的实验用品移送至功能单元400，以使功能单元400对实验用品进行存储和/或对实验用品执行实验任务。在实验过程中，自动化程度较高，无需大量的实验人员参与，样品制备周期较短，且实验成功率较高。可以理解，本申请实施例提供的手套箱系统1000，设置有操作手套700，在需进行的实验比较简单时，实验人员也可以选择人工操作。具体为实验人员穿戴操作手套700，隔着操作手套700在密封腔室内进行操作。由此提升了手套箱系统1000的适用性。

参考图3、图4和图5，交换装置200包括交换仓210、送料机构250、第一封闭机构220、第二封闭机构230、第一安装板240、第二安装板240a、真空机构和充气机构。交换装置200可以安装于上壳体110的至少一个侧板上，例如，交换装置200安装于第一侧板114、第二侧板115、第三侧板116和第四侧板117中的至少一侧。图3中所示交换装置200安装于第三侧板116。

第一安装板240固定于箱体100的密封腔室内，第二安装板240a固定于箱体100的密封腔室外侧，具体为与第三侧板116外侧固定，且与第三侧板116之间具有安装间隔。

交换仓210设有交换腔室、第一开口和第二开口，第一开口和第二开口均与交换腔室连通。交换仓210固定于安装间隔内，且交换仓210相对的两侧分别固定连接第一安装板240和第二安装板240a。交换仓210贯穿箱体100。具体的，交换仓210设有第一开口的一侧贯穿第三侧板116，且伸进密封腔室内与第一安装板240固定连接。交换仓210设有第二开口的一侧贯穿第二安装板240a，相对外界裸露。

送料机构250位于交换腔室内，且能够从第一开口或第二开口伸出交换腔室。第一封闭机构220设于第一开口处，且位于密封腔室内。第二封闭机构230设于第二开口处，且位于密封腔室外。第一封闭机构220能够封闭或解封第一开口，第二封闭机构230能够封闭或解封第二开口。真空机构和充气机构分别与交换腔室连通。

送料机构250能够在第一开口解封时从第一开口伸出；送料机构250能够在第二开口解封时从第二开口伸出。真空机构用于对交换腔室进行抽真空处理，充气机构用于向真空下的交换腔室内充入实验气体。

具体参考图1，真空机构包括真空泵601和泵管601a。泵管601a的两端分别连接真空泵601和交换仓210的交换腔室。真空泵601经由泵管601a对交换腔室进行抽真空处理。

充气机构可以包括开关阀和连通管，连通管的一端与交换腔室连通，连通管的另一端与送气设备相连通，开关阀设置于连通管的一端，用于打开或关闭连通管。送气设备内存储有实验气体，可以同时为交换腔室和手套箱系统1000的密封腔室内提供实验气体。在真空泵601对交换仓210进行抽真空处理后，开关阀被控制打开，使得送气设备经由连通管将实验气体输送至交换仓210内部。当充气结束时，开关阀被控制关闭，以关闭连通管。为了保证交换仓210内的环境能够最大化地接近密封腔室内的环境，上述抽真空处理和充入实验气体可以来回进行多次，例如3-5次，直至交换仓210内的环境与密封腔室101内的环境一致。

此外，真空机构还可以包括真空压力表，安装于交换仓210，且与交换腔室连通，以用于测量交换腔室内的压力。

参考图5，送料机构250具体包括一级驱动部251、二级驱动部256和承载台261，一级驱动部251连接交换腔室的底面，二级驱动部256滑动连接一级驱动部251，承载台261滑动连接二级驱动部256。在交换腔室的深度方向上，一级驱动部251驱动二级驱动部256向第一方向移动，二级驱动部256驱动承载台261向第一方向移动，以使承载台261从第一开口伸出交换腔室；一级驱动部251驱动二级驱动部256向第二方向移动，二级驱动部256驱动承载台261向第二方向移动，以使承载台261从第二开口伸出交换腔室；第一方向和第二方向相反。第一方向为从第二开口朝向第一开口的方向；第二方向为从第一开口朝向第二开口的方向。其中，第一开口和第二开口分别位于交换腔室相对的两侧。

第二封闭机构230封闭第二开口，且第一封闭机构220打开露出第一开口后，一级驱动部251驱动二级驱动部256向第一方向移动，此时，参考图5，一级驱动部251带动承载台261向第一方向移动第一距离。二级驱动部256驱动承载台261向第一方向移动第二距离，则承载台261向第一方向移动的总行程为第一距离和第二距离之和。由此，使得承载台261可以完全伸出交换腔室，且伸至密封腔室内部，进而便于机械臂300从承载台261上拿取实验材料，以及便于机械臂300向承载台261上放置实验材料。

一些实施例中，一级驱动部251、二级驱动部256和承载台261沿交换腔室的高度方向依次层叠分布。承载台261位于最上侧，一级驱动部251位于最下侧。由此，送料机构250的结构比较紧凑，体积较小，占用的空间较小，便于被安装在交换仓内。

一些实施例中，一级驱动部251包括第一载板252、第一滑轨253、第一导滑块254和第一驱动件255，第一载板252固定连接交换腔室的底面，第一滑轨253固定连接第一载板252，第一导滑块254滑动连接第一滑轨253，二级驱动部256连接第一导滑块254；第一驱动件255安装于第一载板252，第一驱动件255的驱动部连接二级驱动部256；第一驱动件255驱动二级驱动部256移动。第一驱动件255为可以为电机或气缸等。

其中，第一载板252用于支撑第一滑轨253和第一导滑块254，第一滑轨253和第一导滑块254用于对二级驱动部256的滑动进行引导，使得二级驱动部256滑动更加平稳。第一驱动件255用于驱动二级驱动部256，使得二级驱动部256可以顺利滑动。整个一级驱动部251结构简单，成本较低，且可以高效且平稳的驱动二级驱动部256。

一些实施例中，二级驱动部256包括第二载板257、第二滑轨258、第二导滑块259和第二驱动件260，第二载板257固定连接第一导滑块254；第一驱动件255的驱动部连接第二载板257，第一驱动件255驱动第二载板257沿第一方向或第二方向移动。第二滑轨258固定连接第二载板257，第二导滑块259滑动连接第二滑轨258，承载台261固定连接第二导滑块259；第二驱动件260安装于第二载板257，第二驱动件260的驱动部连接承载台261，第二驱动件260驱动承载台261移动。

其中，第二载板257用于支撑第二滑轨258和第二导滑块259，第二滑轨258和第二导滑块259用于对承载台261的滑动进行引导，使得承载台261滑动更加平稳。第二驱动件260用于驱动承载台261，使得承载台261可以顺利滑动。整个二级驱动部256结构简单，成本较低，且可以高效且平稳的驱动承载台261。

一些实施例中，承载台261包括至少一层置物板，置物板上设置有用于放置实验用品的至少一个放置位。放置位设置有定位件，定位件用于将实验样品限位于放置位。放置位还可以设置有传感器，传感器用于感应放置位是否存放有实验用品。放置位可以用于放置装有试管的试管托盘、装有溶剂瓶的溶剂瓶托盘、装有tip头的tip头托盘等托盘用品，也可以用于放置试管、溶剂瓶等容器用品。定位件与实验用品连接，对实验用品进行定位，以使实验用品在传递过程中保持稳定。传感器的设置能够增加传递精确程度。其中，传感器可以为光电传感器或压力传感器等。

一些实施例中，当放置位用于放置托盘用品时，定位件为台阶销钉，台阶销钉用于与托盘用品底部开设的销钉孔相插接。托盘用品放置于放置位时，台阶销钉插接于托盘用品底部的销钉孔内，对托盘用品进行定位，结构简单，成本较低，且定位稳定性较好。例如，在置物板上可以设置3个放置位，每个放置位上固定有两个间隔设置的台阶销钉，用于与托盘用品底部开设的两个销钉孔相适配，以将托盘用品定位在放置位中。其中，传感器可以设置于两个台阶销钉之间，用于感应托盘用品的有无。

另一些实施例中，当放置位用于放置容器用品时，定位件为弹性件，放置位为定位槽，弹性件设置于定位槽内，在容器用品放置于定位槽内时弹性件能够与容器用品抵接并产生弹性变形。弹性件可以为金属薄片、弹性很好的POM塑料件等等。利用弹性件和定位槽结合对容器用品进行定位，定位稳定性较好。例如，在置物板上可以设置12个放置位，每个放置位为凹槽状，以形成定位槽，在定位槽的内壁上均匀设置有3个弹性件，以形成卡爪状。当容器用品置于定位槽内时，每个弹性件的至少部分结构与容器用品进行抵接并发生弹性形变，以将容器用品定位在定位槽中。此外，设置弹性件还能够增加定位槽的兼容性和灵活度，以使其能够兼容不同直径大小的容器用品。其中，传感器可以设置在定位槽的底部。

第一封闭机构220位于密封腔室内，安装于第一安装板240，且用于封闭或解封第一开口。第一封闭机构220打开后，交换腔室与密封腔室连通。如图6所示，第一封闭机构220包括第一封闭板221、第一纵向驱动件222、第一横向驱动件223、第一固定板224和第一轨道225，第一固定板224滑动连接第一轨道225，第一轨道225沿Z方向延伸，且与第一安装板240固定连接。第一封闭板221与第一横向驱动件223的驱动端连接，第一横向驱动件223安装于第一固定板224，第一纵向驱动件222安装于第一安装板240，第一固定板224与第一纵向驱动件222的驱动端连接，第一封闭板221用于封闭或解封第一开口。第一横向驱动件223能够驱动第一封闭板221沿交换腔室的深度方向移动；交换腔室的深度方向为第一开口至第二开口的方向。第一纵向驱动件222能够驱动第一固定板224沿交换装置的高度方向移动，第一固定板224带动第一封闭板221沿交换装置的高度方向移动。

第二封闭机构230的结构与第一封闭机构220类似，第二封闭机构230安装于第二安装板240a，且用于封闭或解封第二开口。第二封闭机构230打开后，交换腔室与外界连通。一些实施例中，第二封闭机构230包括第二封闭板、第二纵向驱动件、第二横向驱动件、第二固定板和第二轨道，第二固定板滑动连接第二轨道，第二轨道固定连接第二安装板240a，第二轨道沿Z方向延伸。第二封闭板与第二横向驱动件的驱动端连接，第二横向驱动件安装与第二固定板，第二纵向驱动件安装于第二安装板240a，第二固定板与第二纵向驱动件的驱动端连接，第二封闭板用于封闭或解封第二开口。第二横向驱动件能够驱动第二封闭板沿交换腔室的深度方向移动；交换腔室的深度方向为第一开口至第二开口的方向。第二纵向驱动件能够驱动第二固定板沿交换装置的高度方向移动，第二固定板带动第二封闭板沿交换装置的高度方向移动。

在需要将外界的实验用品传递至密封腔室内时，使得第一封闭机构220关闭，第二封闭机构230打开，具体的，第二横向驱动件驱动第二封闭板远离第二开口，然后第二纵向驱动件驱动第一固定板224沿Z方向向上移动，此时，第二开口露出。然后一级驱动部251和二级驱动部256驱动承载台261从第二开口伸出交换腔室之外，将实验用品放置于承载台261上，再使得一级驱动部251和二级驱动部256驱动承载台261回到交换腔室内。然后使得第二封闭机构230关闭，接着真空泵601通过泵管601a将交换腔室抽真空，然后控制开关阀被打开，使得送气设备内存储的实验气体流动至交换腔室内，以使交换腔室和密封腔室内的环境一致。接着使得第一封闭机构220打开，一级驱动部251和二级驱动部256驱动承载台261从第一开口伸出交换腔室之外，且进入密封腔室内，此时机械臂300将实验用品从承载台261上取走。

在需要将密封腔室内的实验用品传递至外界时，使得第二封闭机构230关闭，第一封闭机构220打开，具体的，第一横向驱动件223驱动第一封闭板221远离第一开口，然后第一纵向驱动件222驱动第一固定板224沿Z方向向上移动，此时第一开口露出。然后一级驱动部251和二级驱动部256驱动承载台261从第一开口伸出交换腔室之外，且进入密封腔室内，将实验用品放置于承载台261上，再使得一级驱动部251和二级驱动部256驱动承载台261回到交换腔室内。然后使得第一封闭机构220关闭，第二封闭机构230打开，接着送料机构250从第二开口伸出交换腔室之外，且伸到外界，此时实验用品被传递至外界。

一些实施例中，手套箱系统1000还可以包括移动机器人，位于箱体100外，用于在交换装置200的第二开口开启时，向交换装置200的送料机构250中放置实验用品或者从送料机构250中取出实验用品。利用移动机器人进行交互，从而可降低人工工作强度，提升传输效率，进而可实现全自动化的实验过程。其中，识别码标定件600可以用于辅助移动机器人对箱体100进行定位。

机械臂300位于密封腔室内，且机械臂300与密封腔室的底壁面连接。机械臂300可以为六轴机械手，机械臂300包括活动臂、安装座和快换公头，活动臂能够沿着X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向、Y轴负方向、Z轴正方向和Z轴负方向六个方向旋转和移动。活动臂的一端与安装座转动连接，快换公头与活动臂的另一端固定连接。安装座用于与密封腔室的底壁面连接，快换公头用于与工作件连接。在其他实施例中，机械臂300也可以为三轴机械手、四轴机械手或者XYZ三轴模组搭建的机械手；机械臂300也可以与密封腔室的顶壁面或者侧壁面连接。

参考图7和图8，功能单元400的数量为多个，多个功能单元400围绕机械臂300分布。各个功能单元400环绕机械臂300分布，能够增加各个功能单元400分布的紧凑性，进而充分利用密封腔室的底壁面的面积，使得手套箱系统1000的结构更加紧凑，体积更小，有利于节省成本，且占用的空间较小，有利于节省实验室的空间，使得实验室有限的空间内可以布局更多的手套箱系统。具体的，机械臂300安装于密封腔室的底壁面的中心位置。多个功能单元400安装于密封腔室环绕中心位置的周围区域，且均与密封腔室的底壁面连接。由此，充分利用了密封腔室的底壁面的位置，且机械臂300和多个功能单元400均与底壁面连接，便于安装，且不易松脱，使得机械臂300和各个功能单元400的稳定性较好。可以理解的是，功能单元400也可以仅为一个，以实现单一功能的实验。

在一些实施例中，多个功能单元400包括第一功能单元和第二功能单元，在手套箱系统1000的高度方向上，第一功能单元的高度尺寸大于第二功能单元的高度尺寸；第一功能单元与机械臂300之间的距离大于第二功能单元与机械臂300之间的距离。换言之，高度越高的功能单元400，与机械臂300之间的距离越远，高度越矮的功能单元400，与机械臂300之间的距离越近。由此，当机械臂300与高度较高的功能单元400配合时，防止机械臂300碰触到其他功能单元400，确保机械臂300顺利与高度较高的功能单元400配合。

在一些实施例中，第一功能单元与交换装置200之间的距离大于第二功能单元与交换装置200之间的距离。换言之，高度越高的功能单元400，与交换装置200之间的距离越远，高度越矮的功能单元400，与交换装置200之间的距离越近。由此，在机械臂300从交换装置200的送料机构250处拿取实验用品时，不会有功能单元400与机械臂300发生干涉，以便于机械臂300顺利拿取实验用品。

多个功能单元400中，部分用于存储试剂等实验用品，另一部分用于完成实验任务。用于完成实验任务的部分功能单元400为实验单元430，实验单元430具体可以包括但不限于电磁搅拌器431、振荡器432、溶清检测器433、加粉器434、读码器435、开关盖旋转器436和液面分层检测器437中的至少一种。当实验单元430包括上述提及的所有仪器时，开关盖旋转器436、液面分层检测器437、读码器435、加粉器434、振荡器432、溶清检测器433和电磁搅拌器431顺次的围绕在机械臂300周围。读码器435靠近交换装置200设置，方便在机械臂300从交换仓210中取到实验用品后可以及时对实验用品进行扫码，以获知实验用品需要进行的实验流程和实验参数等信息，并将实验用品移送至对应的功能单元进行处理。用于存储试剂的功能单元400可以包括但不限于溶剂库450。实验单元430还可以包括过滤器、离心机等仪器，在此不作限定。

具体的，多个功能单元400中，溶剂库450和加粉器434的高度较高，设置溶剂库450和加粉器434距离机械臂300最远。开关盖旋转器436、读码器435、振荡器432、溶清检测器433的高度次之，开关盖旋转器436、液面分层检测器437、电磁搅拌器431的高度最矮，因此开关盖旋转器436、液面分层检测器437、电磁搅拌器431的高度最矮，因此与机械臂300之间没有任何障碍物。可以理解，设置多个功能单元400的位置时，需综合考虑功能单元400与机械臂300之间距离，功能单元400与交换装置200之间的距离，以及机械臂300工作时与各个功能单元400配合的顺序。考虑以上三个因素，综合设置功能单元400的位置。

实验单元430，也即电磁搅拌器431、振荡器432、溶清检测器433、加粉器434、读码器435、开关盖旋转器436、液面分层检测器437均用于执行实验任务，其中，电磁搅拌器431用于根据实验需求，利用磁力对试管内的试剂进行常温或冷热搅拌。电磁搅拌器431可以是常温电磁搅拌器和/或温控电磁搅拌器，可以根据实验要求选择相应功能的电磁搅拌器进行实验。振荡器432用于对试管内的试剂进行振荡处理。

溶清检测器433可以为摄像装置，或者为集成在电磁搅拌器431或者振荡器432上的激光传感器。溶清检测器433用于检测试剂的溶清状态，如试剂的均匀程度、结晶状态等。例如，对完成振荡或搅拌处理的试剂进行拍照，以便于观察溶剂的结晶等状态。具体实现时，溶清检测器433可以包括用于拍摄图像的摄像装置，该摄像装置可以在XYZ三轴上进行移动，当试管中的试剂在振荡器432振荡结束后或电磁搅拌器431搅拌结束后，可以利用溶清检测器433从振荡器432或电磁搅拌器431上的试管的底部或顶部进行拍照，并通过对图像进行分析，以获得试剂的清澈度、结晶等状态。当然，溶清检测器433也可与振荡器432上的用于放置待振荡容器的容器架或电磁搅拌器431上的容器架集成在一起，通过激光传感器以得出试剂的均匀程度。

加粉器434用于对容器内加入实验所需粉末。其中，加粉器434中可以集成有称重单元，用于对粉末加样进行定量，以提高实验精度。读码器435用于识别容器或托盘上的标识码(如条形码、二维码等)，以识别容器或托盘中的试剂的种类、所需进行的实验操作(如实验流程、实验参数等)等。开关盖旋转器436用于与机械臂300配合打开或关闭容器的盖子。液面分层检测器437用于检测试剂的分层情况。例如，获取振荡或搅拌实验后的试剂的图像，以便于对试剂的分层情况进行分析，进而便于观察实验结果。

一些实施例中，具体的，溶剂库450的数量为两个。溶剂库450具体包括至少一层架体。架体包括具有开口的容置腔，容置腔内设置有用于承载容器的容器承载组件455，容器承载组件455设有多个容器放置部。容器承载组件455通过第一运动机构与架体相连，第一运动机构用于带动容器承载组件455在开口处直线运动。容置腔内还设置有容器密封组件，容器密封组件通过第二运动机构与架体相连。容器密封组件包括与容器放置部相对应的密封机构，第二运动机构用于带动密封机构靠近或远离容器放置部，用以使密封机构与容器的容器口密封配合或相脱离。其中，溶剂库450位于密封腔室的底面的一侧，远离其它功能单元设置。在溶剂库450与机械臂300之间可以不设置功能单元，或者设置高度较低的功能单元，从而能够避免干涉。

具体的，参考图11，溶剂库450设有两层架体451。其中，每一层架体451为一侧开口的方体框状，形成容置腔。两层架体451层叠设置，每一层架体451均设置有减重孔4511，以减轻架体451的重量。由此，溶剂库450结构简单，且可以存储大量的试管、试剂瓶等容器，使得溶剂库450的存储量较大。在其他实施例中，仅设置一层架体，或者也可以设置三层、四层或者五层架体等。

一些实施例中，架体451用于容置容器承载组件455。容器承载组件455包括支撑板456、连接杆457和顶板458，支撑板456和顶板458间隔相对，连接杆457的相对两端分别固定连接支撑板456和顶板458；顶板458设有多个限位孔459，限位孔459即为上述的容器放置部。限位孔459沿厚度方向贯穿顶板458。存储试剂瓶等容器时，试剂瓶穿过限位孔459内，试剂瓶的一部分位于顶板458之上，试剂瓶的另一部分位于顶板458和支撑板456之间的间隙内。由此，试剂瓶被限位孔459的孔壁限位，能够防止试剂瓶倾倒、掉落，增加了实验的可靠性和安全性。

第一运动机构能驱动容器承载组件455在容置腔的开口处直线运动，例如经由开口向容置腔外或向容置腔内运动，使存液和移液操作更加便捷。每层架体451内的多个容器可以稳定地放置于容器承载组件455，能在相同空间内收纳更多的容器，降低了多个容器的空间占用。

容器密封组件位于容器承载组件455的上方，通过第二运动机构驱动容器密封机构远离或靠近容器口，在移液过程中，无需对多个容器逐个进行开启和密封操作，降低了移液过程的操作时间。第一运动机构和第二运动机构可以是电机或气缸等。

一些实施例中，手套箱系统1000还包括储存库440，储存库440设置于密封腔室内，储存库440用于存放多个工作件。参考图10，储存库440包括储存板441和多个立柱442，储存板441的一表面固定连接多个立柱442的一端，多个立柱442的另一端固定连接底壁面；储存板441设有多个容置孔，容置孔的数量可以与工作件的数量相适配。例如，储存板441设有第一容置孔443、第二容置孔444和第三容置孔445，每个容置孔分别用于存储一个工作件；第一容置孔443、第二容置孔444和第三容置孔445均沿手套箱系统1000的厚度方向贯穿储存板441。储存板441呈长方体薄板状，立柱442的数量可以为四个，四个立柱442分别固定连接储存板441朝向密封腔室的底壁面的表面的四个角落，由此立柱442既能对需要容置的工作件进行避让，又能够较好的支撑储存板441。

工作件的数量为多个，每个工作件均能够与机械臂300可拆卸连接。工作件上设有快换母头，快换母头用于与机械臂300的快换公头可拆卸连接。由此，便于更换不同的工作件与机械臂300配合。在工作件不使用时，可以将工作件暂时存储在储存库440中。

在一些实施例中，多个工作件包括第一工作件和第二工作件，在手套箱系统1000的高度方向上，第一工作件突出储存板441部分的高度尺寸大于第二工作件突出储存板441部分的高度尺寸；在第一工作件和第二工作件储存于储存库440中时，第一工作件与机械臂300之间的距离大于第二工作件与机械臂300之间的距离。也即，高度越高的工作件距离机械臂300越远，高度越矮的工作件距离机械臂300越远。这样，在机械臂300更换工作件时，能够避免更高的工作件对更矮的工作件产生干涉。

一些实施例中，第一工作件与交换装置200之间的距离大于第二工作件与交换装置200之间的距离。换言之，在放置工作件至储存库440中时，也需遵循越高的工作件距离交换装置200越远，越矮的工作件距离交换装置200越近的原则，由此防止工作件干扰机械臂300的工作。

具体的，工作件可以包括移液器、容器转移夹爪和托盘转移夹爪530。在各工作件放置于储存库440中时，移液器突出储存板441的高度较高，托盘转移夹爪530和容器转移夹爪突出储存板441的高度较矮。因此，设置移液器距离机械臂300较远，托盘转移夹爪530和容器转移夹爪距离机械臂300较近。移液器距离交换装置200较远，托盘转移夹爪530和容器转移夹爪距离交换装置200较近。

其中，移液器又可以称为移液枪，不工作时可以容置于第一容置孔443内。具体的，移液器穿过第一容置孔443，移液器的一部分位于第一容置孔443上侧，另一部分位于第一容置孔443下侧，且移液器的最下端与密封腔室的底壁面具有一定间隙。此外，在第一容置孔443的周边设置有定位件，如台阶销钉，通过定位件与移液器上设置的销钉孔配合，从而使得移液器稳定的被存储在储存库440中。

托盘转移夹爪530容置于第二容置孔444内，具体的，托盘转移夹爪530穿过第二容置孔444，托盘转移夹爪530的一部分抵接第二容置孔444的孔壁面，托盘转移夹爪530的其余部分位于第二容置孔444下侧，且与密封腔室的底壁面具有一定间隙。此外，在第二容置孔444的两侧设置有定位件，定位件与托盘转移夹爪530配合，使得托盘转移夹爪530稳定的存储在储存库440中。

容器转移夹爪容置于第三容置孔445内，具体的，容器转移夹爪穿过第三容置孔445，容器转移夹爪的一部分抵接第三容置孔445的孔壁面，容器转移夹爪的其余部分位于第三容置孔445的下侧，且与密封腔室的底壁面具有一定间隙。此外，在第三容置孔445的两侧设置有定位件，定位件与容器转移夹爪配合，使得容器转移夹爪稳定的存储在储存库440中。

当需要使用移液器时，机械臂300移动至移液器上方，然后机械臂300的快换公头与移液器上的快换母头快速连接。然后机械臂300带动移液器移动，通过移液器在溶剂库450中进行移液操作。

托盘转移夹爪530用于搬运托盘，如试管托盘、溶剂瓶托盘、tip头托盘等等。参考图9，托盘转移夹爪530包括驱动件531、第一夹爪532和第二夹爪533，第一夹爪532和第二夹爪533分别与驱动件531连接，控制设备控制驱动件531动作，驱动件531驱动第一夹爪532和第二夹爪533相互远离或者相互靠近。此外，托盘转移夹爪530还包括快换母头510，可以通过连接板固定在驱动件531的上方，用于与机械臂300上的快换公头实现可拆卸连接。

在第一夹爪532远离驱动件531的一端设置有第一指头，第一夹爪532与第一指头浮动连接。第一夹爪532与第一指头之间设置有弹性件，弹性件的两端分别抵接第一夹爪532和第一指头。在第二夹爪533远离驱动件531的一端设置有第二指头，第二夹爪533与第二指头浮动连接。第二夹爪533与第二指头之间也设置有弹性件，弹性件的两端分别抵接第二夹爪533和第二指头。其中，弹性件可以为间隔设置的弹簧，还可以为弹片或橡胶块等。通过将夹爪指头可浮动地连接于夹爪，当夹爪指头夹取面与托盘有轻微的不平行时，夹爪指头可调整夹取方向成功夹取托盘，使托盘在夹取和转运过程中不会掉落。

需要使用容器转移夹爪进行开关盖操作时，机械臂300移动至容器转移夹爪上方，然后机械臂300的快换公头与容器转移夹爪上的快换母头快速连接。接着机械臂300带动容器转移夹爪夹取容器并移动至开关盖旋转器436，开关盖旋转器436夹持容器的瓶身，容器转移夹爪夹取容器的瓶盖，容器转移夹爪与开关盖旋转器436相配合以对容器进行开关盖操作。具体为开关盖旋转器436夹持住容器的瓶身，然后旋转瓶身，使得瓶盖和瓶身盖合或分开。当然，容器转移夹爪也可以用于转移试管、试剂瓶等容器，例如将容器转移至交换装置200，或者是将容器转移至存储容器的溶剂库等。

可选的，容器转移夹爪可以为单一夹爪，该夹爪的夹取面可以为V形结构，或者夹爪为多个柱形结构组合而成，如四个平行设置的柱状体，以共同配合实现容器夹取与释放。容器转移夹爪也可以为双侧夹爪，一侧夹爪为V形结构，另一侧夹爪为四个柱状体组成的结构，双侧均可以用于实现容器夹取与释放。在开关盖操作时，可以使用一侧夹爪夹取容器，然后更换至另一侧夹爪夹取瓶盖，例如利用V形夹爪夹取容器，利用柱形夹爪夹取瓶盖。

可以理解的是，工作件还可以包括其它模块，如能够实现某一特定功能的夹爪、针管式过滤器等等，在此不作限定。

在一些实施例中，参考图12，手套箱系统1000还包括缓存架460，设置于密封腔室的底壁面或侧壁面上，且缓存架460远离交换装置200设置，机械臂300带动工作件在缓存架460中取放实验用品；缓存架460包括至少一层置物板462，置物板462上设置有用于存放实验用品的仓位。

具体的，当缓存架460设置于密封腔室的底壁面上时，缓存架460包括两个支撑杆461和多个置物板462；支撑杆461与置物板462相互垂直；两支撑杆461间隔相对，且两支撑杆461的一端均固定连接底壁面；多个置物板462间隔的分布于两个支撑杆461之间，且置物板462相对的两端分别连接两支撑杆461。置物板462的数量可以为两个、三个、四个等等。缓存架460可以放置大量的容器或盛放容器的托盘，便于实验使用，增加了实验便利性和实验效率。在从交换装置200中获取到多个容器或托盘的实验用品时，如果实验单元未空闲，可以将这些实验用品暂存在缓存架460中，在实验单元空闲后，可以从缓存架460中及时将实验用品移至实验单元进行实验。

其中，置物板462与支撑杆461可以是固定连接，也可以是滑动连接。当为滑动连接时，支撑杆461可以开设至少一条滑槽，在滑槽内设置有螺母，螺母可沿滑槽移动。置物板462的两端可以固定有角码，角码通过螺栓与螺母相连接，在锁紧前调节螺母在滑槽中的位置，以实现置物板462的位置可调，从而可以适用于不同高度尺寸的实验用品。

一些实施例中，缓存架460还包括设置于仓位的固定件，固定件用于将实验用品限位于仓位。具体的，当缓存架460用于存储托盘时，固定件可以为台阶销钉，台阶销钉用于与托盘底部开设的销钉孔相插接。可选的，固定件可以为两个间隔设置的台阶销钉，与托盘底部开设的两个销钉孔相配合将托盘固定在缓存架460中，从而对托盘进行定位，防止托盘晃动或掉落。其中，置物板462上可以设置多个仓位，如4个、6个、8个、10个或其它值。

其他实施例中，当缓存架460用于存储容器时，固定件为弹性抵接件，仓位为定位槽，弹性抵接件设置于定位槽内，在容器放置于定位槽内时弹性抵接件能够与容器抵接并产生弹性变形，以定位容器，放置容器晃动或掉落。

缓存架460中的不同置物板462上可以放置不同的实验用品，比如一层用于放置容器，另一层用于放置托盘。

一些实施例中，当缓存架460设置于密封腔室的侧壁面上时，缓存架460直接将置物板462设置于侧壁面，从而能够进一步节省空间。

缓存架460中最低的置物板462(即距离底壁面最近的置物板)与底壁面之间的距离大于缓存架460与机械臂300之间放置的功能单元400的高度，从而能够避免机械臂300从置物板462上取放实验用品时功能单元400对置物板462造成干涉。

一些实施例中，手套箱系统1000还包括中转架420，中转架420设置于密封腔室的底壁面上，机械臂300带动托盘转移夹爪530将托盘放置于中转架420上，机械臂300带动容器转移夹爪将托盘内的容器移动至功能单元400。中转架420具体用于容器中转，例如：交换仓取到的实验样品是装有多个试管的托盘时，当要对托盘内的试管进行实验而不能将整个托盘送进功能单元进行实验时，可以将托盘放在中转架420，再从中逐一取试管。

中转架420包括高度不等的多个中转架420，高度越高的中转架420距离机械臂300越远，从而能够避免高的中转架420对低的中转架420造成干涉。中转架420可以靠近交换装置200设置。多个中转架420包括第一中转架470、单联托盘架480和第二中转架490。其中，第一中转架470的高度可以设置为120mm，第二中转架490和单联托盘架480的高度可以设置为90mm，第一中转架470和第二中转架490可以用于放置容器托盘，单联托盘架480可以用于放置tip头托盘或过滤头托盘。

中转架420包括放置板，放置板设置有台阶销钉，台阶销钉用于与托盘底部开设的销钉孔相插接。和/或，放置板的两端设置有托盘卡接件，以卡接托盘。台阶销钉或卡接件对托盘进行定位，防止托盘晃动或被机械臂300带起。例如，第一中转架470和第二中转架490的放置板上设置有台阶销钉，单联托盘架480的放置板上设置有台阶销钉和卡接件。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。

Claims (24)

1.一种手套箱系统，其特征在于，包括：箱体、交换装置、机械臂、功能单元和工作件；

所述箱体设有密封腔室，所述交换装置安装于所述箱体，用于在外界和所述密封腔室之间传递实验用品；所述机械臂、所述功能单元和所述工作件均位于所述密封腔室内；

所述工作件与所述机械臂连接，所述机械臂带动所述工作件移动，所述工作件使得实验用品从所述交换装置移动至所述功能单元，以及使得实验用品从所述功能单元移动至所述交换装置；所述功能单元用于存储实验用品和/或利用实验用品执行实验任务。

2.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述功能单元包括多个，多个所述功能单元围绕所述机械臂分布。

3.根据权利要求2所述的手套箱系统，其特征在于，所述密封腔室具有底壁面，所述机械臂和多个所述功能单元均安装于所述底壁面；

所述机械臂置于所述底壁面的中心位置；

远离所述机械臂的功能单元高于靠近所述机械臂的功能单元。

4.根据权利要求2所述的手套箱系统，其特征在于，靠近所述交换装置的功能单元低于远离所述交换装置的功能单元。

5.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述功能单元包括电磁搅拌器、振荡器、溶清检测器、加粉器、读码器、开关盖旋转器和液面分层检测器中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的手套箱系统，其特征在于，所述开关盖旋转器、所述液面分层检测器、所述读码器、所述加粉器、所述振荡器、所述溶清检测器和所述电磁搅拌器顺次的围绕在所述机械臂周围；

所述读码器靠近所述交换装置设置。

7.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述工作件包括多个，所述手套箱系统还包括储存库，所述储存库设置于所述密封腔室内，所述储存库用于存放多个所述工作件；

每个所述工作件均能够与所述机械臂可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的手套箱系统，其特征在于，所述机械臂上设置有快换公头，每种所述工作件上均设置有快换母头，所述快换公头与所述快换母头配合以实现所述机械臂与所述工作件可拆卸连接。

9.根据权利要求7所述的手套箱系统，其特征在于，所述储存库包括储存板和多个立柱，所述储存板的一表面固定连接多个所述立柱的一端，多个所述立柱的另一端固定连接所述密封腔室的底壁面；所述储存板设有与所述工作件的数量相适配的多个容置孔；所述工作件的至少部分置于所述容置孔内。

10.根据权利要求7所述的手套箱系统，其特征在于，多个所述工作件包括第一工作件和第二工作件，在所述手套箱系统的高度方向上，所述第一工作件的高度尺寸大于所述第二工作件的高度尺寸；在所述第一工作件和所述第二工作件储存于所述储存库中时，所述第一工作件与所述机械臂之间的距离大于所述第二工作件与所述机械臂之间的距离。

11.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述功能单元包括溶剂库，所述溶剂库用于存放试剂；

所述工作件包括移液器，所述机械臂与所述移液器连接，所述机械臂带动所述移液器移动，通过所述移液器在所述溶剂库中进行移液操作。

12.根据权利要求11所述的手套箱系统，其特征在于，所述溶剂库包括至少一层架体，所述架体包括具有开口的容置腔，所述容置腔内设置有用于承载容器的容器承载组件，所述容器承载组件设有多个容器放置部；

所述容器承载组件通过第一运动机构与所述架体相连，所述第一运动机构用于带动所述容器承载组件在所述开口处直线运动；

所述容置腔内还设置有容器密封组件，所述容器密封组件通过第二运动机构与所述架体相连；

所述容器密封组件包括与所述容器放置部相对应的密封机构，第二运动机构用于带动所述密封机构靠近或远离所述容器放置部，用以使所述密封机构与容器的容器口密封配合或相脱离。

13.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述功能单元包括开关盖旋转器，所述开关盖旋转器设置于所述密封腔室的底壁面上；所述工作件包括容器转移夹爪，所述机械臂与所述容器转移夹爪连接并带动所述容器转移夹爪移动，所述容器转移夹爪夹持用于盛放实验用品的容器的瓶盖，所述开关盖旋转器夹持所述容器的瓶身，所述容器转移夹爪与所述开关盖旋转器相配合以对所述容器进行开关盖操作。

14.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述手套箱系统还包括缓存架，设置于所述密封腔室的底壁面或侧壁面上，且所述缓存架远离所述交换装置设置，所述机械臂带动所述工作件在所述缓存架中取放实验用品；

所述缓存架包括至少一层置物板，所述置物板上设置有用于存放实验用品的仓位。

15.根据权利要求14所述的手套箱系统，其特征在于，所述缓存架还包括设置于所述仓位的固定件，所述固定件用于将实验用品限位于所述仓位；

所述固定件为台阶销钉，所述台阶销钉用于与实验用品底部开设的销钉孔相插接；或者

所述固定件为弹性抵接件，所述仓位为定位槽，所述弹性抵接件设置于所述定位槽内，在实验用品放置于所述定位槽内时所述弹性抵接件能够与实验用品抵接并产生弹性变形。

16.根据权利要求1所述的手套箱系统，其特征在于，所述实验用品盛放在置于托盘内的容器中，所述工作件包括容器转移夹爪和托盘转移夹爪，所述手套箱系统还包括：

中转架，所述中转架设置于所述密封腔室的底壁面上，所述机械臂带动所述托盘转移夹爪将所述托盘放置于所述中转架上，所述机械臂带动所述容器转移夹爪将所述托盘内的容器移动至所述功能单元。

17.根据权利要求16所述的手套箱系统，其特征在于，所述中转架包括高度不等的多个中转架，高度越高的所述中转架距离所述机械臂越远。

18.根据权利要求16所述的手套箱系统，其特征在于，所述中转架包括放置板，所述放置板设置有台阶销钉，所述台阶销钉用于与所述托盘底部开设的销钉孔相插接；和/或，所述放置板的两端设置有托盘卡接件，以卡接所述托盘。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的手套箱系统，其特征在于，所述交换装置包括交换仓、送料机构、第一封闭机构、第二封闭机构、真空机构和充气机构，所述交换仓设有交换腔室、第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口均与所述交换腔室连通，所述送料机构位于所述交换腔室内；所述第一封闭机构设于所述第一开口处，所述第二封闭机构设于所述第二开口处；所述真空机构和所述充气机构分别与所述交换腔室连通；

所述第一封闭机构能够封闭或解封所述第一开口，所述第二封闭机构能够封闭或解封所述第二开口；所述送料机构能够在所述第一开口解封时从所述第一开口伸出；所述送料机构能够在所述第二开口解封时从所述第二开口伸出；所述真空机构用于对所述交换腔室进行抽真空处理，所述充气机构用于向真空下的所述交换腔室内充入实验气体；

所述交换仓贯穿所述箱体，所述第一封闭机构位于所述密封腔室内，所述第二封闭机构位于所述密封腔室外。

20.根据权利要求19所述的手套箱系统，其特征在于，所述送料机构包括一级驱动部、二级驱动部和承载台，所述一级驱动部连接所述交换腔室的底面，所述二级驱动部滑动连接所述一级驱动部，所述承载台滑动连接所述二级驱动部；所述一级驱动部、所述二级驱动部和所述承载台沿所述交换腔室的高度方向依次层叠分布；

所述一级驱动部驱动所述二级驱动部向第一方向移动，所述二级驱动部驱动所述承载台向第一方向移动，以使所述承载台从所述第一开口伸出所述交换腔室；所述一级驱动部驱动所述二级驱动部向第二方向移动，所述二级驱动部驱动所述承载台向第二方向移动，以使所述承载台从所述第二开口伸出所述交换腔室；所述第一方向和所述第二方向相反；

所述第一方向为从所述第二开口朝向所述第一开口的方向，所述第二方向为从所述第一开口朝向所述第二开口的方向；

所述第一开口和所述第二开口位于所述交换腔室相对的两侧。

21.根据权利要求1至18中任一项所述的手套箱系统，其特征在于，所述手套箱系统还包括识别码标定件，所述识别码标定件用于供外部的移动机器人识别所述手套箱系统的位置；

所述识别码标定件包括：

三轴标定支架，设置于所述箱体的外壁，所述三轴标定支架包括两两相互垂直设置的X向连接板、Y向连接板和Z向连接板，所述Y向连接板的一端与所述X向连接板的一端相连接，所述Y向连接板的另一端与所述Z向连接板的一端相连接；

三个识别码标定板，其中两个所述识别码标定板分设于所述X向连接板的两端，另一个所述识别码标定板设置于所述Z向连接板的另一端；

其中，每个所述识别码标定板内置有识别码，所述识别码用于使外部进行样品存取操作的移动机器人定位所述手套箱系统。

22.根据权利要求1至18中任一项所述的手套箱系统，其特征在于，所述箱体包括周板、第一围合板和第二围合板，所述第一围合板和所述第二围合板分别固定连接所述周板相对的两侧，所述第一围合板、所述第二围合板和所述周板合围成所述密封腔室；所述周板设有可视化的透明区域；

所述交换装置设置于所述周板。

23.根据权利要求22所述的手套箱系统，其特征在于，所述箱体还包括底座，所述底座固定于所述第二围合板的下侧；所述手套箱系统还包括控制设备、电气设备和密封通讯器；所述控制设备和所述电气设备位于所述底座内，所述密封通讯器一端位于所述密封腔室内，另一端位于所述底座内，以使所述密封腔室与所述底座连通；所述控制设备电连接所述电气设备，所述密封通讯器的一侧连接所述控制设备和所述电气设备，所述密封通讯器的另一侧连接所述机械臂、所述功能单元和所述工作件；

所述控制设备通过所述密封通讯器控制所述机械臂、所述功能单元和/或所述工作件。

24.根据权利要求19所述的手套箱系统，其特征在于，所述手套箱系统还包括移动机器人，所述移动机器人位于所述箱体外，用于在所述交换装置的第二开口开启时，向所述送料机构中放置实验用品或者从所述送料机构中取出实验用品。

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