CN201596514U - 自动多通道配液定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吸液、分液准确度高的自动多通道配液加样装置，能自动实现对36样品位进行移动定位。自动多通道配液定位系统，包括机架、设于机架上的一直线移动机械机构、设于所述直线移动机械装置上的加液吸液机构、定位传感器机构，还包括用于控制上述机构的运行、加液、吸液的控制装置。本实用新型采用机电一体化控制，定位精度好、易操作、可靠性强；加液头为多通道可适应加液多种需求，安全性好；吸液装置是叠加在直线移动装置上，可和多通道加液头实现几何同步相互工作，工作速度快。

Description

自动多通道配液定位系统

技术领域

本实用新型涉及生物/医用的吸液、加液装置，具体涉及一种自动多通道吸液、加液的配液定位装置系统。

背景技术

医学临床实验室和生物实验室经常需要对批量样品做相同和/或不同项目的试验和/或检测。在进行项目检测时，需要在不同时间点向样品内加入不同的试剂，进行稀释、混合、反应等步骤，及最后的清洗处理。因此，在整个试验过程中，要进行大量的反复多次的加液、吸液操作，移取液体的操作通常占了整个试验操作80％以上的工作量。由于目前主要是依靠人工使用移液器的方法来移取不同的试剂，不仅工作强度高，而且人为因素影响强，误差比例大。

多通道加样设备是用于全自动化样本、试剂的稀释、分配、混匀及相关的文档自动化管理等操作的设备。多个加样通道具有多个加样器，多通道加样设备可以用于医学检验、食品检验、生物学实验等过程中的所有自动液体加样工作。如药物高通量筛选，生物实验室，基因测序前处理，固相萃取、液相萃取、自动蛋白沉淀操作等。现有的多通道加样设备在吸液、分液方面的准确度还不够高，不能实现液体高精确定量转移。

中国专利ZL91231414.1公开了一种手动操作的多通道加液吸头，由多通道滴液管、吸液器连接口和多通道滴管连接腔组成，在多通道滴管连接腔下端设有多通道滴液管。

中国专利ZL92219818.7公开了一种可调多道连续加液器，具有活塞式多通道加液吸头，通过中心轴的运动，使得加液吸头中的所有活塞头同时运动。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种吸液、分液准确度高的自动多通道配液加样装置，能自动实现对36样品位进行移动定位。

为了要解决上述的技术问题，本实用新型的技术方案如下：自动多通道配液定位系统，包括，机架、设于机架上的直线移动机械机构，即一滑动机构、设于所述直线移动机械机构上的加液、吸液机构，定位传感器机构和用于控制上述机构运行、加液、吸液的控制装置：

所述的定位传感器机构包括设于机架右端的作为系统起点的定位零点传感器，设于直线移动机械机构上的监控直线滑动位移的滑动定位传感器，和设于吸液机构上的用于监控吸液运动步进电机运转情况的吸液头零位传感器；

所述的控制装置包括计算机控制模块、显示器、操控键盘；

所述的计算机控制模块的信号输入端分别与所述的滑动定位传感器、吸液头零位传感器及定位零点传感器信号连接，所述的计算机控制模块的信号输出端分别与所述的滑动定位运动步进电机、吸液运动步进电机信号连接；所述的操控键盘与所述的计算机控制模块的信号输入端连接，将需要的定位数据输入至计算机控制模块，所述计算机控制模块的显示口与显示器连接，将定位数据显示在显示器上。

所述的机架包括水平台面、设于水平台面上的轴支架和设于所述轴支架间的滑动光杆轴，且在所述的机架上设有滑动机构；

所述的直线移动机械机构为一滑动机构，包括滑动定位运动步进电机、设于机架水平台面两端的同步轮、设于同步轮上的滑动定位传感器，所述的同步轮由滑动定位运动步进电机带动转动，同步轮上设有同步带，所述的同步轮转动时继而带动同步带转动，在同步带设有一联结点和加液头部件的下支点连接，当同步带在运动步进电机的控制下运动时，也同时带动加液头部件水平方向运动；

所述的加液机构包括套在滑动光杆轴上的加液支臂和设在所述加液支臂上的加液头部件；

所述的吸液机构包括垂直于所述滑动光杆轴方向的吸液运动步进电机、与所述步进电机偏心连接的滑动臂，且所述滑动臂的中间支点与所述电机出轴固联，在滑动臂的一端设有吸液头零位传感器，所述滑动臂的另一端设有一滑柱，滑动连接一吸液支臂，且所述的吸液支臂套入滑动光杆轴，在所述吸液支臂的远端设有吸液头部件。

本实用新型的自动多通道配液定位系统采用直线移动机械装置，分别通过滑动定位运动步进电机和吸液运动步进电机分别控制x轴方向和z轴方向位移的行程，在x轴位移过程中，将同时载有加液和吸液的机械装置移至36样品位内任何一个预设位置。且在所述的直线移动装置上设有在线的自动反馈传感器，包括滑动定位传感器和吸液头零位传感器，以确保位移定位的精确性。

吸液装置是一种上下移动吸咀可控装置，采用偏心旋转带动滑柱上下位移横臂的机械结构，控制步进电机的转向和速度，即可达到既定一个自由度的吸液要求。此吸液装置具有体积小、吸液移动距离合理、无噪声、可控性强特点。

所述的加液头部件包括加液咀和与其相连的加液管路，所述加液咀为6个通道，且并列设置，每个加液咀之间的距离为5毫米。

所述的吸液头部件包括吸液头和与其连接的吸液管路。

通过在x轴方向移动装置上叠加多通道加液装置，加液通道多达6通道，可以为多达6种不同的试剂提供加液通道。而且由于采用加液通道相互独立，避免了在单通道管道输送加液试剂的情况下，不同加液试剂的交叉影响及必需清洗管道的程序，反应的安全性和有效性得到了保障。

本实用新型的有益效果是：

(1)采用机电一体化控制，定位精度好，定位样品位密而多，速度快、易操作、可靠性强；

(2)加液头为多通道可适应加液多种需求，安全性好；

(3)吸液装置是叠加在直线移动装置上，可与多通道加液头实现几何同步相互工作，工作速度快。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的整体框架图。

图2为本实用新型的自动多通道配液定位系统的正面结构示意图。

图3为吸液机构结构示意图。

图4为自动多通道配液定位系统的俯视图。

图5为自动多通道配液定位系统的侧面视图。

其中，100水平台面                120轴支架            130滑动光杆轴

      200滑动定位运动步进电机    210同步轮            220滑动定位传感器

      230同步带                  240同步带联结点      300加液支臂

      310加液头部件              320加液头下支点      330加液咀

      340加液管路                400吸液部件运动步进电机

      410滑动臂                  420滑动臂支点

      430滑柱                    440吸液支臂          450吸液头部件

      460吸液管路                500定位零点传感器

      510吸液头零位传感器        60036个样品盘

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。

参看图1、图2和图3，本实用新型的自动多通道配液定位系统，包括，机架、直线移动机械机构、设于所述的直线移动机械机构上的加液和吸液机构、定位传感器机构，和用于控制上述机构的运行、加液、吸液的控制装置。

机架包括水平台面100、设于水平台面100上的轴支架120和设于所述轴支架120间的滑动光杆轴130，在机架上设有一直线移动机械机构。

直线移动机械机构即为一滑动机构，包括设于所述的水平台面100下方的滑动定位运动步进电机200、设于机架水平台面100两端的同步轮210、设于同步轮210上的滑动定位传感器220，同步轮210由滑动定位运动步进电机200带动转动，同步轮210上设有同步带230，当同步轮210转动时继而带动同步带230转动；在同步带230上设有一联结点240和加液头部件的下支点320连接，当同步带230在运动步进电机200的控制下运动时，也同时带动加液头部件310水平方向(x轴方向)运动。

所述的加液机构包括套在滑动光杆轴上的加液支臂300和设在所述加液支臂上的加液头部件310。

所述的吸液机构包括垂直于所述滑动光杆轴方向的吸液部件运动步进电机400、与所述步进电机400偏心连接的滑动臂410，且所述滑动臂410的中间支点420与所述电机出轴固联，在滑动臂410的一端设有吸液头零位传感器510，所述滑动臂410的另一端设有一滑柱430，滑动连接一吸液支臂440，且所述的吸液支臂440套入滑动光杆轴130，在所述吸液支臂440的远端设有吸液头部件450。

所述的定位传感器机构包括设于机架右端，作为系统起点的定位零点传感器500，设于直线移动机械机构上的监控直线滑动位移的滑动定位传感器220，和设于吸液机构上的用于监控吸液部件运动步进电机400运转情况的吸液头零位传感器510。

所述的计算机控制模块的信号输入端分别与所述的滑动定位传感器220、吸液头零位传感器510及定位零点传感器500信号连接，所述的计算机控制模块的信号输出端分别与所述的滑动定位运动步进电机200、吸液部件运动步进电机400信号连接；所述的操控键盘与所述的计算机控制模块的信号输入端连接，将需要的定位数据输入至计算机控制模块，所述计算机控制模块的显示口与显示器连接，将定位数据显示在显示器上。

如图3所示，吸液头部件450和加液头部件310并列装配套入滑动光杆轴130上，使吸液头部件450和加液头部件310可以在滑动光杆130上自由滑行。同步带230上的联结点240和加液头的下支点320固连，在滑动定位运动步进电机200的运动控制下，带动同步带230运动，进而使加液头部件310和吸液头部件450进行水平x轴的直线运动；控制滑动定位运动步进电机200的转向，就可以控制吸液头部件450和加液头部件310做来回x轴方向的直线运动。定位零点传感器500是系统的起点零位，可以确定(固定)36个样品位的定位距离，也可在36个样品位(一定的)范围内任意控制设定起始要求样品位和终止要求的样品位。从系统的起点零位(即定位零点传感器500)控制滑动定位运动步进电机200将加液头部件310和吸液头部件450精确滑动至设定的每一个定位。而且对每一定位的运动状态，滑动定位传感器220自动地检查每一个定位的移动距离，并反馈至计算机控制模块以便精确控制滑动定位运动步进电机200进行修正定位。

如图3和图4所示，加液头部件310由加液咀330和加液支臂300装配而成，所述的加液咀330为6通道，由6个独立的加液咀组成，每个加液咀上连接有加液管路340，每个加液咀之间的距离5毫米。反应的试剂通过试剂进入管路输送至加液咀330。并列装配的吸液头部件450和加液头部件310之间的距离相差一个样品位。与吸液运动步进电机400偏心连接的滑动臂410，通过其中间支点与吸液部件运动步进电机400出轴固连。滑动臂410的左端设有吸液头零位传感器510，以控制滑动臂410的运动状态。滑动臂410的右端设有一滑柱430，滑动连接一吸液支臂440，且吸液支臂440套入机架的滑动光杆轴130上。在吸液支臂440的右端装有吸液头部件450。吸液头部件450上段和真空泵管道相接，液体通过管道在负压的作用下，从吸液咀下端吸入输送至集液器中。

具体工作过程及工作原理为：

1.通过控制装置的计算机控制模块，运行滑动定位运动步进电机200运转，带动同步轮210及同步带230的转动；进而通过同步带230的联结点240带动加液头部件310和吸液头部件450(的)沿x轴方向运动，使得加液头部件310和吸液头部件450并列排列，它们之间的距离只相差一个样品位，吸液头部件在加液头部件前边，当控制电路控制X轴定位运动电机200运转时，先控制电机200至设定的样品位，然后控制吸液运动电机转动，带动吸液支臂440滑动作向下运动，使吸咀至样品槽内，样品槽内的废液在吸咀真空吸力下被移去，同时与之并列只差一个样品位的加液头部件310，同时在控制电路控制下进行加液操作，每移动一个样品位，重复同一个工作程序。

2.通过定位零点传感器500定位系统的起点零位，可消除一次样品加液和吸液的定位累积误差。

3.通过控制计算机控制模块的设置，可设置样品的加液位数，并可在多达36个样品位内任意设定起始位到终止位位数。

4.控制吸液部件运动步进电机400正反转运动有效角度，与吸液部件运动步进电机400偏心连接的滑动臂410同步作一定角度的偏心旋转，继而带动滑动臂410的右端的滑柱430运动，使得吸液支臂440围绕支点(即滑动光杆轴130圆心)带动吸液支臂440作上下运动。

5.吸液头零位传感器510监控吸液头部件450的z轴位移，并通过吸液部件运动步进电机400运动吸液头部件450到吸液的位置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1.自动多通道配液定位系统，包括机架、设于机架上的一直线移动机械机构、设于所述直线移动机械装置上的加液吸液机构、定位传感器机构，其特征在于，还包括用于控制上述机构的运行、加液、吸液的控制装置；

所述的定位传感器机构包括设于机架右端的作为系统起点的定位零点传感器，设于直线移动机械机构上的监控直线滑动位移的滑动定位传感器，和设于吸液机构上的用于监控吸液运动步进电机运转情况的吸液头零位传感器；

所述的控制装置包括计算机控制模块、显示器、操控键盘；

所述的计算机控制模块的信号输入端分别与所述的定位零点传感器、滑动定位传感器及吸液头零位传感器信号连接；所述的计算机控制模块的信号输出端分别与滑动定位运动步进电机、吸液运动步进电机信号连接；所述的操控键盘与所述的计算机控制模块的信号输入端连接，将需要的定位数据输入至计算机控制模块，所述计算机控制模块的显示口与显示器连接，将定位数据显示在显示器上。

2.根据权利要求1所述的自动多通道配液定位系统，其特征在于，

所述的机架包括水平台面、设于水平台面上的轴支架和设于所述轴支架间的滑动光杆轴，且在所述的机架上设有滑动机构；

所述的直线移动机械机构为一滑动机构，包括滑动定位运动步进电机、设于机架水平台面两端的同步轮、设于同步轮上的滑动定位传感器，所述的同步轮由滑动定位运动步进电机带动转动，同步轮上设有同步带，所述的同步轮转动时继而带动同步带转动，在同步带设有一联结点和加液头部件的下支点连接，当同步带在运动步进电机的控制下运动时，也同时带动加液头部件水平方向运动；

所述的加液机构包括套在滑动光杆轴上的加液支臂和设在所述加液支臂上的加液头部件；

所述的吸液机构包括垂直于所述滑动光杆轴方向的吸液运动步进电机、与所述步进电机偏心连接的滑动臂，且所述滑动臂的中间支点与所述电机出轴固联，在滑动臂的一端设有吸液头零位传感器，所述滑动臂的另一端设有一滑柱，滑动连接一吸液支臂，且所述的吸液支臂套入滑动光杆轴，在所述吸液支臂的远端设有吸液头部件。

3.根据权利要求2所述的自动多通道配液定位系统，其特征在于，所述的加液头部件包括加液咀和与其相连的加液管路。

4.根据权利要求3所述的自动多通道配液定位系统，其特征在于，所述的加液咀为6个通道，且并列设置。

5.根据权利要求2所述的自动多通道配液定位系统，其特征在于，所述的吸液头部件包括吸液头和与其连接的吸液管路。

Images