CN115970782A - 吸液器的吸管尖连接装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸液器的吸管尖连接装置及连接方法，吸液器的吸管尖连接装置包含：底座；第一定位机构，设于底座上；第一定位机构具有：第一滑座；第一致动器；第二定位机构，与第一滑座联动，第二定位机构具有：第二滑座；第二致动器；连接座，设于第二滑座上；一吸液器固定座，吸液器固定座可相对连接座枢转；吸液器固定座具有：吸液器连接部，当吸液器固定座相对连接座枢转时，吸液器连接部相对底座同时朝第一方向及第二方向移动；倾斜致动器，控制该吸液器固定座相对连接座枢转的角度。因此，吸液器以倾斜的状态下移插入吸管尖，可大幅降低目前以人工视觉定位及手感反馈才能达到的准确度要求，进而使连接吸管尖的作业能够自动化。

Description

吸液器的吸管尖连接装置及连接方法

技术领域

本发明涉及生化实验室的自动化设备技术领域，尤指一种吸液器的吸管尖连接装置。

背景技术

吸液器是一种用于精确吸取定量体积的液体，并且将吸取的液体注入其他容器的实验室器材，吸液器使用时会与一吸管尖搭配使用。吸液器的底部具有一圆柱状的连接部，吸管尖的顶端为圆筒状且具有一安装开口，吸管尖通过安装开口紧密地套设固定于吸液器的连接部外，使用时通过吸管尖吸取及注入液体。吸管尖为抛弃式的耗材，会经常进行更换以避免吸管尖内残留的少量液体造成交叉污染。更换吸管尖时，会以吸液器的机构强制吸管尖与连接部分离，然后将连接部对准新的吸管尖的安装开口后，将连接部从安装开口插入以连接新的吸管尖。

为了确保吸液器与吸管尖能够紧密结合，连接部的外径与吸管尖的安装开口的内径非常接近，因此连接部的轴线必须精确对准吸管尖的轴线才能插入。以人工操作时，尚能根据视觉及手感反馈来将连接部对准插入吸管尖，但对于只能按照固定路径移动的自动化设备而言，只要吸管尖与或吸液器其中一者的原始位置稍有偏差，便会使连接部的轴线偏离吸管尖的轴线，造成更换失败。然而，实际上吸液器与吸管尖的原始位置容易存在偏差，因此目前只能以人工的方式将吸液器连接到新的吸管尖，导致作业速度缓慢以及人力需求较高。

因此，现有技术的吸液器的吸管尖连接装置及连接方法确实有待加以改进。

发明内容

为解决现有技术中只能以人工的方式替换吸液器的吸管尖，导致作业速度缓慢以及人力需求高的技术问题，本发明提供一种吸液器的吸管尖连接装置及连接方法，以使吸液器的吸管尖的替换能够通过自动化设备操作。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为设计一种吸液器的吸管尖连接装置，包含：

一底座；

一第一定位机构，其设于所述底座上，所述第一定位机构沿第一方向延伸；所述第一定位机构具有：

一第一滑座，其可沿所述第一方向滑动；

一第一致动器，其控制所述第一滑座在所述第一方向的位置；

一第二定位机构，其与所述第一滑座同步移动，所述第二定位机构沿第二方向延伸，所述第二定位机构具有：

一第二滑座，其可沿所述第二方向滑动；

一第二致动器，其控制所述第二滑座在所述第二方向的位置；

一连接座，其设于所述第二滑座上；

一吸液器固定座，其设于所述连接座上，所述吸液器固定座可以枢转轴线为轴相对所述连接座枢转；所述吸液器固定座具有：

一吸液器连接部，当所述吸液器固定座相对所述连接座枢转时，所述吸液器连接部相对所述底座同时朝所述第一方向及所述第二方向移动；

一倾斜致动器，其设于所述连接座上，并且控制所述吸液器固定座相对所述连接座枢转的角度；所述倾斜致动器经电连接所述第一致动器及所述第二致动器。

进一步的，所述吸液器的吸管尖连接装置，其中所述倾斜致动器具有：一本体；其设于所述连接座上；一驱动杆，其可直线移动地穿设于所述本体上，所述驱动杆控制所述吸液器固定座相对所述连接座枢转的角度。

进一步的，所述的吸液器的吸管尖连接装置，其中所述吸管尖连接装置还具有一连动机构，所述连动机构连接所述倾斜致动器及所述吸液器固定座；所述连动机构具有：一连接块，其固设于所述倾斜致动器的所述驱动杆上；一连接杆，其相对的两端分别为一第一端及一第二端，所述第一端与所述连接块枢接，所述第二端与所述吸液器固定座枢接。

进一步的，所述吸液器的吸管尖连接装置，其中所述连动机构还具有一导引滑座，其固设于所述倾斜致动器的所述本体上；一导引滑块，其可平行所述驱动杆移动地设于所述导引滑座上，所述导引滑块与所述倾斜致动器的所述驱动杆间隔设置；所述导引滑块固设于所述连接块上。

进一步的，所述吸液器的吸管尖连接装置，其中所述吸液器固定座具有一吸液器驱动端，所述吸液器驱动端位于所述枢转轴线的上方；所述连接杆的所述第二端与所述吸液器固定座的所述吸液器驱动端枢接；所述连接杆与所述驱动杆之间的夹角的角度为40度至60度。

进一步的，所述吸液器的吸管尖连接装置，其中所述吸液器的吸管尖连接装置还具有一第三定位机构，所述第三定位机构设于所述第一定位机构的所述第一滑座上，所述第三定位机构沿第三方向延伸，所述第三定位机构具有：一第三滑座，其可沿所述第三方向滑动；所述第二定位机构设于所述第三滑座上；一第三致动器，其控制所述第三滑座在所述第三方向的位置。

为达到上述的发明目的，本发明还提供一种吸液器的吸管尖连接方法，包含以下步骤：

换管预备：将吸液器固定于一吸液器固定座上，所述吸液器的底部突出有至少一圆柱状的连接部；通过一第一致动器控制所述吸液器固定座在第一方向的位置；通过一第二致动器控制所述吸液器固定座的上下移动；通过一倾斜致动器控制所述吸液器固定座的角度；准备至少一吸管尖；至少一所述吸管尖上下延伸；至少一所述吸管尖的顶部形成有一安装开口；

倾斜插入：通过所述倾斜致动器使所述吸液器的至少一所述连接部的轴线倾斜于至少一所述吸管尖的轴线；通过所述第一致动器将所述吸液器的至少一所述连接部的外端对准至少一所述吸管尖的所述安装开口；通过所述第二致动器下移所述吸液器，使至少一所述连接部从至少一所述吸管尖的所述安装开口处进入所述吸管尖；

回正下压：通过所述倾斜致动器、所述第一致动器及所述第二致动器使所述吸液器以至少一所述连接部为中心旋转，并使所述吸液器的至少一所述连接部的轴线重合于至少一所述吸管尖的轴线，并且使至少一所述连接部的外端面完全进入至少一所述吸管尖，通过所述第二致动器下压所述吸液器，以使所述吸液器的至少一所述连接部的外壁面紧贴至少一所述吸管尖的内壁面。

本发明具有以下优点：

本发明的吸管尖连接装置，倾斜致动器可控制吸液器固定座相对底座的倾斜角度，使吸液器能够以倾斜的姿态将连接部的尖点插入吸管尖的安装开口，因此，只要连接部的尖点位于安装开口的上方，连接部便能够插入安装开口；也就是说，从侧向观察连接部，连接部的尖点只要位于安装开口的宽度范围内，连接部便能够插入安装开口，不需要将连接部的尖点精确对准安装开口的中心点，因此大幅降低定位的准确度要求，进而使吸液器连接新的吸管尖的作业能够自动化，可提高作业速度并降低人力需求。

附图说明

图1为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的立体外观图。

图2为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的立体分解图。

图3为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的部分分解图。

图4为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的俯视示意图。

图5为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的侧视示意图。

图6为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的第一侧视动作图，显示吸液器的连接部的轴线倾斜于吸管尖的轴线。

图7为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的第二侧视动作图，显示吸液器下移，并且连接部从吸管尖的安装开口处进入吸管尖。

图8为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的第三侧视动作图，显示吸液器以连接部为中心旋转，以减少连接部的轴线与吸管尖的轴线的夹角，同时连接部的外端面完全进入吸管尖。

图9为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的第四侧视动作图，显示连接部的轴线重合于吸管尖的轴线，并且连接部被压入吸管尖内。

图10为本发明的吸液器的吸管尖连接装置的第五侧视动作图，显示吸液器上移，吸管尖连接于吸液器的连接部。

图11为本发明的吸液器的吸管尖连接方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1及图5所示，本发明的吸液器的吸管尖连接装置用于将吸管尖B连接至吸液器A的底部的连接部A1。吸液器A的底部较佳地突出有多个圆柱状的连接部A1，但不以此为限，吸液器A的底部也可只有一个连接部A1。多个待连接的吸管尖B整齐排列于一盒体内，吸管尖B的轴线上下延伸，吸管尖B的顶部形成有一安装开口。

请配合参阅图1、图2及图4所示，吸液器的吸管尖连接装置包含一底座10、一第一定位机构20、一第二定位机构30、一连接座40、一吸液器固定座50及一倾斜致动器60；且在本实施例中，进一步包含有一连动机构70及一第三定位机构80。

前述的第一定位机构20设于底座10上，并且沿第一方向D1延伸，第一方向D1较佳地为水平的方向。第一定位机构20具有一第一滑座21及一第一致动器22。第一滑座21可沿第一方向D1滑动，第一致动器22控制第一滑座21在第一方向D1的位置。具体来说，第一定位机构20为水平设置的一线性模块，第一致动器22为一马达，其通过一滚珠螺杆控制第一滑座21的位置。

前述的第二定位机构30与第一滑座21同步移动，因此可通过第一定位机构20控制第二定位机构30在第一方向D1的位置。在本实施例中，前述的第三定位机构80设于第一定位机构20的第一滑座21与第二定位机构30之间，也就是说，第二定位机构30是通过第三定位机构80与第一滑座21同步移动。第三定位机构80沿第三方向D3(如图4所示)延伸，且具有一第三滑座81及一第三致动器82。第三滑座81可沿第三方向D3滑动，第三致动器82控制第三滑座81在第三方向D3的位置，因此使第二定位机构30可沿第三方向D3移动以对准其他实验设备。在其他较佳实施例中，也可以省略第三定位机构80，将第二定位机构30直接设于第一滑座21上。

请配合参阅图5至图7所示，第二定位机构30沿第二方向D2延伸，第二方向D2较佳地为竖直方向，但第二方向D2不以完全竖直为限，也可以稍微倾斜于竖直方向。第二定位机构30具有一第二滑座31及一第二致动器32。第二滑座31可沿第二方向D2滑动，第二致动器32控制第二滑座31在第二方向D2的位置。第二定位机构30具体来说为一线性模块。

请配合参阅图3、图5及图6所示，连接座40设于第二滑座31上，因此可通过第一定位机构20及第二定位机构30控制连接座40分别在第一方向D1及第二方向D2的位置。

吸液器固定座50设于连接座40上，并且吸液器固定座50可以一枢转轴线L1为轴相对连接座40枢转。吸液器固定座50具有一吸液器连接部52及一吸液器驱动端51。吸液器连接部52用于固定吸液器A，当吸液器固定座50相对连接座40枢转时，吸液器连接部52相对底座10同时朝第一方向D1及第二方向D2移动；换句话说，当吸液器固定座50枢转时，吸液器连接部52以枢转轴线L1为轴沿一圆弧路径移动，因此吸液器连接部52相对底座10同时产生第一方向D1上及第二方向D2上的移动分量。枢转轴线L1非平行于第一方向D1及第二方向D2，且具体来说，枢转轴线L1垂直于第一方向D1及第二方向D2。吸液器驱动端51位于枢转轴线L1的上方。

前述的倾斜致动器60设于连接座40上，并且控制吸液器固定座50相对连接座40枢转的角度。在本实施例中，倾斜致动器60为一线性致动器，具有一本体61及一驱动杆62。本体61设于连接座40上。驱动杆62可直线移动地穿设于本体61上，通过驱动杆62的移动来控制吸液器固定座50相对连接座40枢转的角度。倾斜致动器60电连接第一致动器22及第二致动器32，因此当倾斜致动器60使吸液器固定座50枢转的过程中，第一致动器22及第二致动器32可配合倾斜致动器60分别动态调整连接座40在第一方向D1及第二方向D2的位置，使吸液器A的连接部A1的位置在枢转过程中大致保持固定。

前述的连动机构70连接倾斜致动器60及吸液器固定座50以将驱动杆62的线性移动转换为吸液器固定座50的旋转。连动机构70具有一连接块71、一连接杆72、一导引滑座73及一导引滑块74。

连接块71固设于倾斜致动器60的驱动杆62上。连接杆72的相对的两端分别为一第一端及一第二端，第一端与连接块71枢接，第二端与吸液器固定座50的吸液器驱动端51枢接。连接杆72与驱动杆62之间的夹角的角度较佳地为40度至60度，以使驱动杆62的线性移动能稳定且精确地转换为吸液器固定座50的旋转。

导引滑座73固设于倾斜致动器60的本体61上；导引滑块74可平行驱动杆62移动地设于导引滑座73上，并且导引滑块74与倾斜致动器60的驱动杆62间隔设置。导引滑块74固设于连接块71上，因此，当连接块71承受平行于驱动杆62的力量时，导引滑块74及导引滑座73可分摊力量，减少连接块71因驱动杆62弯曲而发生的位移量。倾斜致动器60不以通过连动机构70连接吸液器固定座50为限，例如在其他实施例中，倾斜致动器60具有一可控制旋转角度的输出端，该输出端直接连接固定座50以控制固定座50的角度，如此也可。

请配合参阅图11所示，本发明的吸液器的吸管尖连接方法包含以下步骤：换管预备S1、倾斜插入S2及回正下压S3。本实施例的吸管尖连接方法通过前述的吸液器的吸管尖连接装置进行作业，但不以此为限。

换管预备S1：请配合参阅图5所示，将吸液器A固定于吸液器固定座50上，吸液器A的底部如前述突出有多个圆柱状的连接部A1。通过第一致动器22控制吸液器固定座50在第一方向D1的位置，通过第二致动器32控制吸液器固定座50的上下移动(即吸液器固定座50在第二方向D2的移动)。通过倾斜致动器60控制吸液器固定座50的角度。准备多个吸管尖B，吸管尖B如前述上下延伸，各吸管尖B的顶部如前述形成有一安装开口。

倾斜插入S2：请配合参阅图6及图7所示，通过倾斜致动器60使吸液器A的连接部A1的轴线L2(如图6所示)倾斜于吸管尖B的轴线L3(如图6所示)。通过第一致动器22将吸液器A的连接部A1的外端对准吸管尖B的安装开口，具体来说，即是将连接部A1的外端面A11与连接部A1的外壁面的连接处所形成的直角的尖点A12定位于安装开口的上方，而后以第二致动器32下移吸液器A，使连接部A1的尖点A12从吸管尖B的安装开口进入吸管尖B。

回正下压S3：请配合参阅图7至图9所示，通过倾斜致动器60、第一致动器22及第二致动器32使吸液器A以连接部A1为中心旋转，并使吸液器A的连接部A1的轴线L2重合于吸管尖B的轴线L3，并且使连接部A1的外端面A11完全进入吸管尖B，然后通过第二致动器32下压吸液器A，以使连接部A1的外壁面紧贴该吸管尖B的内壁面，使连接部A1稳固地连接吸管尖B。

请配合参阅图9及图10所示，连接部A1与吸管尖B连接完成后，通过第二致动器32将吸液器A上移，然后便可将吸液器A移动至其他处以进行液体吸取及注入作业。

综上所述，本发明通过设置倾斜致动器60而使吸液器A能够以倾斜的状态将连接部A1的尖点A12插入吸管尖B的安装开口，因此，只要尖点A12位于安装开口的上方，连接部A1便能够插入安装开口；也就是说，从安装开口的开口方向观察尖点A12，尖点A12只要位于安装开口的范围内，连接部A1便能够插入安装开口，不需要将尖点A12精确对准安装开口的轴线中心，因此大幅降低定位的准确度要求，进而使吸液器A的吸管尖B的替换操作流程可通过自动化设备操作，可提高作业速度并降低人力需求。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有公知常识的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术构思对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，包含：

一底座；

一第一定位机构，其设于所述底座上，所述第一定位机构沿第一方向延伸；所述第一定位机构具有：

一第一滑座，其可沿所述第一方向滑动；

一第一致动器，其控制所述第一滑座在所述第一方向的位置；

一第二定位机构，其与所述第一滑座同步移动，所述第二定位机构沿第二方向延伸，所述第二定位机构具有：

一第二滑座，其可沿所述第二方向滑动；

一第二致动器，其控制所述第二滑座在所述第二方向的位置；

一连接座，其设于所述第二滑座上；

一吸液器固定座，其设于所述连接座上，所述吸液器固定座可以枢转轴线为轴相对所述连接座枢转；所述吸液器固定座具有：

一吸液器连接部，当所述吸液器固定座相对所述连接座枢转时，所述吸液器连接部相对所述底座同时朝所述第一方向及所述第二方向移动；

一倾斜致动器，其设于所述连接座上，所述倾斜致动器控制该吸液器固定座相对所述连接座枢转的角度；所述倾斜致动器电连接所述第一致动器及所述第二致动器。

2.根据权利要求1所述的吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，

所述倾斜致动器具有：

一本体；其设于所述连接座上；

一驱动杆，其可直线移动地穿设于所述本体上，所述驱动杆控制所述吸液器固定座相对所述连接座枢转的角度。

3.根据权利要求2所述的吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，

所述吸管尖连接装置还具有一连动机构，所述连动机构连接所述倾斜致动器及所述吸液器固定座；所述连动机构具有：

一连接块，其固设于所述倾斜致动器的所述驱动杆上；

一连接杆，其相对的两端分别为一第一端及一第二端，所述第一端与所述连接块枢接，所述第二端与所述吸液器固定座枢接。

4.根据权利要求3所述的吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，

所述连动机构还具有：

一导引滑座，其固设于所述倾斜致动器的所述本体上；

一导引滑块，其可平行所述驱动杆移动地设于所述导引滑座上，所述导引滑块与所述倾斜致动器的所述驱动杆间隔设置；所述导引滑块固设于所述连接块上。

5.根据权利要求3所述的吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，

所述吸液器固定座具有一吸液器驱动端，所述吸液器驱动端位于所述枢转轴线的上方；

所述连接杆的所述第二端与所述吸液器固定座的所述吸液器驱动端枢接；

所述连接杆与所述驱动杆之间的夹角的角度为40度至60度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸液器的吸管尖连接装置，其特征在于，

所述吸液器的吸管尖连接装置还具有一第三定位机构，所述第三定位机构设于所述第一定位机构的所述第一滑座上，所述第三定位机构沿第三方向延伸，所述第三定位机构具有：

一第三滑座，其可沿所述第三方向滑动；所述第二定位机构设于所述第三滑座上；

一第三致动器，其控制所述第三滑座在所述第三方向的位置。

7.一种吸液器的吸管尖连接方法，其特征在于，包含以下步骤：

换管预备：将吸液器固定于一吸液器固定座上，所述吸液器的底部突出有至少一圆柱状的连接部；通过一第一致动器控制所述吸液器固定座在第一方向的位置；通过一第二致动器控制所述吸液器固定座的上下移动；通过一倾斜致动器控制所述吸液器固定座的角度；准备至少一吸管尖；至少一所述吸管尖上下延伸；至少一所述吸管尖的顶部形成有一安装开口；

倾斜插入：通过所述倾斜致动器使所述吸液器的至少一所述连接部的轴线倾斜于至少一所述吸管尖的轴线；通过所述第一致动器将所述吸液器的至少一所述连接部的外端对准至少一所述吸管尖的所述安装开口；通过所述第二致动器下移所述吸液器，使至少一所述连接部从至少一所述吸管尖的所述安装开口处进入所述吸管尖；

回正下压：通过所述倾斜致动器、所述第一致动器及所述第二致动器使所述吸液器以至少一所述连接部为中心旋转，并使所述吸液器的至少一所述连接部的轴线重合于至少一所述吸管尖的轴线，并且使至少一所述连接部的外端面完全进入至少一所述吸管尖，通过所述第二致动器下压所述吸液器，以使所述吸液器的至少一所述连接部的外壁面紧贴至少一所述吸管尖的内壁面。

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