CN117225494A - 一种多通道全自动移液装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道全自动移液装置，包括壳体和设于壳体内部的安装板、第一连接板、第二连接板、第三连接板和移液机构；安装板竖直设置；第一连接板水平设置，其顶面中部与安装板底端固定连接；第一连接板、第二连接板、第三连接板从上至下依次水平间隔设置，第一连接板、第二连接板、第三连接板通过连接杆连接；移液机构包括驱动机构、抽排机构、枪头机构；驱动机构上部与安装板连接，下部与第一连接板连接；抽排机构上端与驱动机构连接，下端与第二连接板连接；枪头机构与抽排机构连接，下端穿过第三连接板，抽排机构通过驱动机构带动，使枪头机构能够抽入或排出液体。本发明具有高通量的检测能力，自动化程度高，移液精度高。

Description

一种多通道全自动移液装置

技术领域

本发明涉及实验器材技术领域，尤其涉及一种多通道全自动移液装置。

背景技术

移液是实验室中常见的操作，它可以用于将液体从一个容器转移到另一个容器，或者进行液体的分配、稀释、混合等。移液的准确性和效率对实验结果的质量和可靠性有重要影响。传统的移液方法主要有手动移液和半自动移液两种。手动移液是使用移液器或吸管等工具，由操作者手动控制抽取和排出液体的量和速度。半自动移液是使用电子移液器或机械臂等设备，由操作者设置参数，然后由设备自动执行移液操作。

手动移液和半自动移液都存在一些问题和不足。例如：

手动移液需要操作者具有一定的技巧和经验，否则容易出现误差或污染。手动移液也比较耗时和劳累，不适合大批量或长时间的移液操作。

半自动移液虽然可以提高准确性和效率，但是仍然需要操作者进行参数设置、枪头更换、容器放置等步骤，不能实现完全自动化。半自动移液也不能灵活地适应不同的实验需求，例如不同的通道数、不同的枪头类型、不同的容器形状等。

无论是手动移液还是半自动移液，都需要频繁地更换枪头，以防止不同的液体之间发生交叉污染。同时，更换枪头是一个繁琐而容易出错的过程，需要操作者小心地拔出旧的枪头，并插入新的枪头，同时还要注意避免枪头与其他物体接触或掉落。更换枪头也会增加实验成本和环境负担。

中国发明专利申请(公开号：CN115672427A)中公开了一种自动移液设备，其包括：吸液机构、运动机构以及放置机构；吸液机构包括：吸液头以及液泵；吸液头与液泵相连通，液泵控制吸液头吸取或者排出液体；运动机构包括：X轴运动单元、Y轴运动单元以及Z轴运动单元；吸液机构由Z轴运动单元带动沿Z轴进行升降运动，吸液机构、Z轴运动单元整体地由X轴运动单元带动沿X轴进行平移运动，吸液机构、Z轴运动单元、X轴运动单元整体地由Y轴运动单元带动沿Y轴进行平移运动；放置机构位于吸液机构的下方，并能够接收来自吸液机构的液样。该发明的自动移液设备中，通过吸液机构和运动机构可实现液样的自动吸液和排液，并将液样转移到放置机构处，使液体得到摇匀及低温保存。

中国发明专利申请(公开号：CN115074232A)中公开了一种全自动移液工作站，包括机架，机架内具有容纳空间；移动件可在容纳空间上方的X轴和Y轴方向上移动；若干个Z轴驱动模组设于移动件上；移液部可拆卸的设于Z轴驱动模组上；移液部包括通过丝杆驱动电机可上下移动的移液抽针；移液抽针的底部具有吸附移液吸头的机头；移液吸头与机头相连；板位组件上设有多个板位，用于放置、废弃槽、耗材以及试剂管；该发明的拆装维护方便，并且其可以设置两个或多个不同规格的吸头，然后能自动实现移液和分液的相关功能，工作稳定精度高，同时吸头和移液管为凸点式装配，拔插方便，并且密封性和耐用性好，满足高通量的应用，在细胞培养、核酸检测以及自动化的移液中均能得到很好的应用。

中国发明专利(公开号：CN115779990A)中公开了一种全自动移液配液装置及方法，包括，基座；所述基座的前侧设置有控制面板；所述基座的顶部右侧贴合连接有烧杯；所述基座上设置有用于固定烧杯的固定组件；所述基座上设置有气缸，所述气缸的活塞杆连接有固定箱，所述固定箱的底部均匀设置有配液头，且配液头上设置有阀门；所述固定箱上设置有泵机，所述泵机上设置有与固定箱连通的送液管；所述泵机上设置有进液管，且进液管上设置有位于烧杯内的进液头；将试管从后到前由高到低放置，这样在向上移动配液头时，通过传动组件，可以从后到前自动移动试管，同时可以精准地将待配液的试管口对准配液头，避免将液体物质喷到试管外侧。

以上技术方案均能实现自动移液，但这些技术方案成本较高，且无法实现自动脱枪，仍需要手动更换枪头。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道全自动移液装置，本发明满足高通量的检测要求的同时，做到自动化程度高，移液精度高，工艺质量好。

为实现上述目的，本发明采用的技术如下：

一种多通道全自动移液装置，包括壳体和设于壳体内部的安装板、第一连接板、第二连接板、第三连接板和移液机构；所述的安装板竖直设置；所述的第一连接板水平设置，其顶面中部与安装板底端固定连接；所述的第一连接板、第二连接板、第三连接板从上至下依次水平间隔设置，第一连接板、第二连接板、第三连接板的四个角通过连接杆相互连接；

所述的移液机构包括驱动机构、抽排机构、枪头机构；所述的驱动机构上部与安装板固定连接，下部与第一连接板活动连接；所述的抽排机构上端与驱动机构连接，下端与第二连接板连接；所述的枪头机构上端与抽排机构连接，下端穿过第三连接板并向下伸出壳体底端，抽排机构通过驱动机构带动，使枪头机构能够抽入或排出液体。

进一步，所述的驱动机构包括电机座、电机、丝杆、法兰螺母、轴座，所述的电机通过所述电机座设于安装板上，电机输出轴朝下；所述的丝杆竖直设置，其顶端与电机输出轴底端连接，底端通过所述轴座与第一连接板连接；所述的法兰螺母通过滚珠与丝杆连接。

进一步，所述的抽排机构包括活塞杆、活塞套筒、套筒固定件；所述的套筒固定件竖直贯穿设于第二连接板上，其两端竖直挖空，且上下两端分别穿过第二连接板上下面；所述的活塞套筒下部向下穿过与套筒固定件顶面，并进入套筒固定件内部；所述的活塞杆上部与法兰螺母的法兰盘固定连接，下端竖直穿过第一连接板进入活塞套筒中心内部，并通过活塞与活塞套筒内壁连接。

进一步，还包括第一密封圈，所述的第一密封圈固定套设于活塞上。

进一步，所述的枪头机构包括软管、枪头连接管、枪头；所述的软管上端与套筒固定件下端中心内部连接，下端与枪头连接管连接；所述的枪头连接管竖直设置，其下端穿过第三连接板和壳体底部；所述的枪头与枪头连接管底端连接。

进一步，还包括第二密封圈；所述的第二密封圈固定套设于枪头连接管底端。

进一步，所述的移液机构设有8个，每4个为一组，分别设于安装板前后两侧，每组之间的移液机构从左到右依次间隔设置。

进一步，还包括脱枪机构；所述的脱枪机构包括脱枪连接板、脱枪套筒、脱枪组件；所述的脱枪连接板水平套设于枪头连接管下部，并位于第三连接板下方；所述的脱枪套筒套设于枪头连接管下部，其上端与脱枪连接板底端固定连接；所述的脱枪组件能够带动脱枪连接板升降。

进一步，所述的脱枪组件包括脱枪杆；所述的脱枪杆设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动机构左右两端的法兰螺母，另一端固定连接脱枪连接板顶部。

进一步，所述的脱枪组件包括脱枪杆和弹簧；所述的脱枪杆设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动机构左右两端的法兰螺母，另一端与脱枪连接板顶部接触；所述的弹簧套设于枪头连接杆上，其顶端与脱枪连接板连接，底端与壳体连接。

本发明采用上述技术方案，具有以下显著效果：

1.本发明设置有移液机构，移液机构中设有驱动机构、抽排机构、枪头机构，通过驱动机构中的电机驱动丝杆转动，使得法兰螺母移动，带动抽排机构中的活塞杆在活塞套筒内移动，产生大气压差，使得枪头机构中的枪头能够对液体进行抽吸或排出，驱动机构、抽排机构、枪头机构共同作用，实现自动化移液，自动化程度高，移液精度高。

2.本发明设有多个移液机构，可同时对液体进行多次移液操作，也可对每个移液机构进行独立控制，提高工作效率。

3.本发明的设有脱枪机构，脱枪机构中的脱枪组件为脱枪杆，脱枪杆在法兰螺母的带动下升降，使脱枪连接板升降，从而使脱枪套筒将枪头脱出并复位，实现枪头的自动更换，避免人工操作的误差和污染，进一步提高自动化程度。

4.在本发明的另一实施例中，脱枪机构中的脱枪组件为脱枪杆和弹簧，通过弹簧的弹性势能，使脱枪连接板和脱枪套筒在脱出枪头后自动复位，无需额外的驱动力，可以简化脱枪机构的结构和操作，同时减少能耗。

附图说明

图1是本发明的一种多通道全自动移液装置的结构示意图；

图2是本发明一种多通道全自动移液装置的内部结构示意图；

图3是本发明一种多通道全自动移液装置的内部结构主视图；

图4是本发明一种多通道全自动移液装置的内部结构左视图；

图5是本发明移液机构和脱枪机构的连接结构示意图；

图6是本发明活塞杆的结构示意图；

图7是本发明枪头连接管的结构示意图；

图8是本发明实施例2脱枪组件的结构示意图；

附图中，1-壳体；2-安装板；3-第一连接板；4-第二连接板；5-第三连接板；6-连接杆；7-移液机构；

71-驱动机构；711-电机座；712-电机；713-丝杆；714-法兰螺母；715-轴座；

72-抽排机构；721-活塞杆；722-活塞套筒；723-套筒固定件；724-第一密封圈

73-枪头机构；731-软管；732-枪头连接管；733-枪头；734-第二密封圈；

8-脱枪机构；81-脱枪杆；82-脱枪连接板；83-脱枪套筒；84-弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进行进一步说明。然而，需要说明的是，说明书中所述的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或是多个方面有一个透彻的认知理解，即使没有这些特定细节也可以实现本发明的这些方面。

实施例1

如图1-7所示，一种多通道全自动移液装置，包括壳体1和设于壳体1内部的安装板2、第一连接板3、第二连接板4、第三连接板5和移液机构6；所述的安装板2竖直设置，安装板2和壳体1上对应设有安装孔，可外接机械臂；所述的第一连接板3水平设置，其顶面中部与安装板2底端固定连接；所述的第一连接板3、第二连接板4、第三连接板5从上至下依次水平间隔设置，第一连接板3、第二连接板4、第三连接板5的四个角通过连接杆6相互连接；

所述的移液机构6包括驱动结构71、抽排机构72、枪头机构73；所述的驱动结构71上部与安装板2固定连接，下部与第一连接板3活动连接；所述的抽排机构72上端与驱动结构71连接，下端与第二连接板4连接；所述的枪头机构73上端与抽排机构72连接，下端穿过第三连接板5并向下伸出壳体1底端，抽排机构72通过驱动结构71带动，使枪头机构73能够抽入或排出液体。

所述的驱动结构71包括电机座711、电机712、丝杆713、法兰螺母714、轴座715，所述的电机712通过所述电机座711设于安装板2上，电机712输出轴朝下，电机712外接控制系统；所述的丝杆713竖直设置，其顶端与电机712输出轴底端连接，底端通过所述轴座715与第一连接板3连接；所述的法兰螺母714通过滚珠与丝杆713连接，电机712转动时，带动丝杆713在第一连接板3的轴座715上转动，使法兰螺母714上升或下降。

所述的抽排机构72包括活塞杆721、活塞套筒722、套筒固定件723；所述的套筒固定件723竖直贯穿设于第二连接板4上，其两端竖直挖空，形成通道，且上下两端分别穿过第二连接板4上下面；所述的活塞套筒722下部向下穿过套筒固定件723顶面，并进入套筒固定件723内部；所述的活塞杆721上部与法兰螺母714的法兰盘固定连接，下端竖直穿过第一连接板3进入活塞套筒722中心内部，并通过活塞与活塞套筒722内壁连接，法兰螺母714升降时，带动活塞杆721升降，使得活塞杆721在活塞套筒722内进行上下移动。

还包括第一密封圈724，所述的第一密封圈724固定套设于活塞上，第一密封圈724用于提高活塞杆721与活塞套筒722的气密性。

所述的枪头机构73包括软管731、枪头连接管732、枪头733；所述的软管731上端与套筒固定件723下端中心内部连接，下端与枪头连接管732连接；所述的枪头连接管732竖直设置，其下端穿过第三连接板5和壳体1底部；所述的枪头733与枪头连接管732底端连接，枪头733的底端设有出液孔，抽排机构72的活塞杆721在活塞套筒722内上下移动时，与大气产生压差，使得枪头733能够实现抽吸或排出液体。

还包括第二密封圈734；所述的第二密封圈734固定套设于枪头连接管732底端，第二密封圈734用于提高枪头733与枪头连接管732的气密性。

所述的移液机构6可根据需要设有多个，分别设于安装板前后两侧，多个移液机构6能够实现同时移液，提高工作效率。

所述的移液机构6设有8个，每四个为一组，分别设于安装板2前后两侧，每组之间的移液机构6从左到右依次间隔设置，多个枪头机构73的枪头连接管732和枪头733通过软管731形成多种排列方式，如符合96孔板的排列方式；每组移液机构的电机712和电机座711交错设置，节省安装板的安装空间。

还包括脱枪机构8；所述的脱枪机构8包括脱枪连接板82、脱枪套筒83、脱枪组件；所述的脱枪连接板82水平套设于枪头连接管732下部，并位于第三连接板5下方；所述的脱枪套筒83套设于枪头连接管732下部，其上端与脱枪连接板82底端固定连接；所述的脱枪组件能够带动脱枪连接板82升降，当脱枪组件带动脱枪连接板82下降时，脱枪套筒83向下移动，使得脱枪套筒83底部与枪头733顶部接触，并向下推动枪头733，从而使枪头733从枪头连接管732上脱落，再通过脱枪组件带动脱枪连接板82上升，使脱枪连接板82和脱枪套筒83复位。

所述的脱枪组件包括脱枪杆81；所述的脱枪杆81设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动结构71左右两端的法兰螺母714，另一端固定连接脱枪连接板82顶部的四个角，法兰螺母714下降时，带动脱枪杆81下降，从而使脱枪连接板82和脱枪套筒83下降，脱枪套筒83底部向下推动枪头733，使枪头733从枪头连接管732上脱落，再使法兰螺母714上升，带动脱枪杆81上升，使脱枪连接板82和脱枪套筒83复位。

为保证抽排液的正常工作，在初始状态下，活塞杆721的活塞位于活塞套筒722内中部位置，定义活塞杆721的活塞至活塞套筒722顶面和底面的距离分别为行程a和行程b。由于法兰螺母714同时带动活塞杆721和脱枪杆81升降，因此在初始状态下，枪头733连接板在枪头连接管732上时，枪头733连接板顶面与第三连接板5底面之间有一段间隙，定义该间隙为行程c。为防止在抽液时，枪头733连接板与第三连接板5接触，影响抽液量，应满足行程c不小于行程a。此外，在初始状态下，枪头733套筒底面与枪头733顶面之间也有一段间隙，定义该间隙为行程d，为使得在排液时，能够将枪头733脱出，应满足行程d不大于行程b。

本实施例的工作方式为：

首先，将外接机械臂通过安装孔与安装板2和壳体1连接。

当抽液时，通过机械臂将本装置移动至需要抽液的位置，并将枪头733放入液体中，通过控制系统控制电机712正转，带动丝杆713转动，使法兰螺母714向上移动，带动活塞杆721向上移动，使活塞杆721的活塞在活塞套筒722内向上运动，形成负压，从而使枪头733抽入液体。

当排液时，通过机械臂将本装置移动至需要排液的位置，并将枪头733对准液体的储存装置，通过控制系统控制电机712反转，带动丝杆713转动，使法兰螺母714向下移动，带动活塞杆721向下移动，使活塞杆721的活塞在活塞套筒722内向下运动，形成负压，从而使枪头733排出液体。

当需要更换枪头733时，控制系统控制电机712正传，使法兰螺母714向下移动，带动脱枪杆81向下移动，使得脱枪连接板82和脱枪套筒83向下移动，从而使脱枪套筒83底面下推动枪头733顶面，脱枪套筒83将枪头733推出，使枪头733脱落。然后将新的枪头733安装在枪头连接管732上，并控制电机712反向转动，使法兰螺母714向上移动，带动脱枪杆81上升，从而使脱枪连接板82和脱枪套筒83复位。

本技术方案设有8个移液机构6，每四个为一组分别设于安装板2前后两侧，并且每组之间的移液机构6从左到右依次间隔设置，因此可以实现同时对多个试管或容器进行移液操作，提高工作效率。

实施例2

如图8所示，本实施例与实施例1基本相同，唯有不同的是，所述的脱枪组件包括脱枪杆81和弹簧84；所述的脱枪杆81设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动结构71左右两端的法兰螺母714，另一端与脱枪连接板82顶部的四个角接触；所述的弹簧84套设于枪头733连接杆6上，其顶端与脱枪连接板82连接，底端与壳体1连接；当法兰螺母714下降时，带动脱枪杆81下降，从而使脱枪连接板82和脱枪套筒83下降，脱枪套筒83底部向下推动枪头733，使枪头733从枪头连接管732上脱落，此时弹簧84被向下压紧，再法兰螺母714上升，带动脱枪杆81上升，弹簧84向上复位，带动脱枪连接板82和脱枪套筒83复位。

本实施例的工作方式为：

本实施例与实施例1基本相同，唯有不同的是，当需要更换枪头733时，控制系统控制电机712正传，使法兰螺母714向下移动，带动脱枪杆81向下移动，脱枪杆81推动脱枪连接板82下降，脱枪连接板82带动脱枪套筒83下降，从而使脱枪套筒83底面下推动枪头733顶面，脱枪套筒83将枪头733推出，使枪头733脱落。然后将新的枪头733安装在枪头连接管732上，并控制电机712反向转动，使法兰螺母714向上移动，带动脱枪杆81上升，从而使脱枪杆81复位。

在脱枪时，弹簧84被向下压紧，储存了弹性势能。当法兰螺母714带动脱枪杆81向上移动与脱枪连接板82分离后，弹簧84释放弹性势能，向上复位，并带动脱枪连接板82和脱枪套筒83向上复位。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多通道全自动移液装置，其特征在于：包括壳体和设于壳体内部的安装板、第一连接板、第二连接板、第三连接板和移液机构；所述的安装板竖直设置；所述的第一连接板水平设置，其顶面中部与安装板底端固定连接；所述的第一连接板、第二连接板、第三连接板从上至下依次水平间隔设置，第一连接板、第二连接板、第三连接板的四个角通过连接杆相互连接；

所述的移液机构包括驱动机构、抽排机构、枪头机构；所述的驱动机构上部与安装板固定连接，下部与第一连接板活动连接；所述的抽排机构上端与驱动机构连接，下端与第二连接板连接；所述的枪头机构上端与抽排机构连接，下端穿过第三连接板并向下伸出壳体底端，抽排机构通过驱动机构带动，使枪头机构能够抽入或排出液体。

2.根据权利要求1所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的驱动机构包括电机座、电机、丝杆、法兰螺母、轴座，所述的电机通过所述电机座设于安装板上，电机输出轴朝下；所述的丝杆竖直设置，其顶端与电机输出轴底端连接，底端通过所述轴座与第一连接板连接；所述的法兰螺母通过滚珠与丝杆连接。

3.根据权利要求2所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的抽排机构包括活塞杆、活塞套筒、套筒固定件；所述的套筒固定件竖直贯穿设于第二连接板上，其两端竖直挖空，且上下两端分别穿过第二连接板上下面；所述的活塞套筒下部向下穿过与套筒固定件顶面，并进入套筒固定件内部；所述的活塞杆上部与法兰螺母的法兰盘固定连接，下端竖直穿过第一连接板进入活塞套筒中心内部，并通过活塞与活塞套筒内壁连接。

4.根据权利要求3所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：还包括第一密封圈，所述的第一密封圈固定套设于活塞上。

5.根据权利要求3所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的枪头机构包括软管、枪头连接管、枪头；所述的软管上端与套筒固定件下端中心内部连接，下端与枪头连接管连接；所述的枪头连接管竖直设置，其下端穿过第三连接板和壳体底部；所述的枪头与枪头连接管底端连接。

6.根据权利要求5所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：还包括第二密封圈；所述的第二密封圈固定套设于枪头连接管底端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的移液机构设有8个，每4个为一组，分别设于安装板前后两侧，每组之间的移液机构从左到右依次间隔设置。

8.根据权利要求7所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：还包括脱枪机构；所述的脱枪机构包括脱枪连接板、脱枪套筒、脱枪组件；所述的脱枪连接板水平套设于枪头连接管下部，并位于第三连接板下方；所述的脱枪套筒套设于枪头连接管下部，其上端与脱枪连接板底端固定连接；所述的脱枪组件能够带动脱枪连接板升降。

9.根据权利要求8所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的脱枪组件包括脱枪杆；所述的脱枪杆设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动机构左右两端的法兰螺母，另一端固定连接脱枪连接板顶部。

10.根据权利要求8所述的一种多通道全自动移液装置，其特征在于：所述的脱枪组件包括脱枪杆和弹簧；所述的脱枪杆设有四个，分别竖直设置，其上端分别连接每组驱动机构左右两端的法兰螺母，另一端与脱枪连接板顶部接触；所述的弹簧套设于枪头连接杆上，其顶端与脱枪连接板连接，底端与壳体连接。