CN212083000U - 一种样本处理装置 - Google Patents

Abstract

一种样本处理装置，用于处理反应杯内的样本，包括底板、清洗池、移液机构、机械手机构、混匀机构和磁分离结构；机械手机构连接于底板上，用于移动反应杯；磁分离结构设于机械手机构上，用于将反应杯内的样本磁分离出废液和磁珠；移液机构固定于底板上，用于取走分离出的废液并在反应杯内加入试剂；混匀机构设于机械手机构上，用于将分离出的磁珠与试剂混匀；清洗池固定于底板上，用于清洗移液机构。本实用新型涉及的一种样本处理装置，将反应杯移动至磁分离结构进行磁分离出废液和磁珠，通过移液机构将废液吸走处理，通过机械手机构将加入试剂的反应杯移动至混匀机构进行混匀后取走以待研究，操作过程稳定可靠，自动化程度高。

Description

一种样本处理装置

技术领域

本实用新型属于混合液分离技术领域，更具体地，涉及一种样本处理装置。

背景技术

在对血液分析或研究时，需要加入试剂形成混合液样本，而通常混合液含有一些杂质，对分析结果进行干扰，降低灵敏度和准确性，因此需要对混合液进行分离处理。现有的用于混合液分离的磁分离装置，大部分是采用一个磁性件，放置在反应杯的一侧，或者采用两个磁性件，放置在反应杯的两侧，将反应杯放置在两个磁性件的中间。这些装置都有一些共同的缺点：磁性件吸附面积小，吸附强度弱；一般反应杯是圆柱状的，磁珠会堆积到里磁性件最近的那一点上，磁珠堆积就会夹杂一些其他的粒子，导致磁珠分离不彻底。另外，磁分离过后，重新加入液体，反应液当中的磁珠易沉淀，必须通过移动及混匀过程以保证反应液状态均一。

因此，需要研发一种能够彻底分离磁珠的样本处理装置，使处理后的混合液抗干扰能力强、灵敏度高、杂质少、准确度高，能够提供磁分离、移动、混匀等多个程序的全自动化操作。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种样本处理装置，能够彻底分离磁珠，使处理后的混合液抗干扰能力强、灵敏度高、杂质少、准确度高，能够提供磁分离、移动、混匀等多个程序的全自动化操作。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种样本处理装置，用于处理反应杯内的样本，包括底板、清洗池、移液机构、机械手机构、混匀机构和磁分离结构；

所述机械手机构连接于所述底板上，用于移动所述反应杯；

所述磁分离结构设于所述机械手机构上，用于将所述反应杯内的样本磁分离出废液和磁珠；

所述移液机构固定于所述底板上，用于取走分离出的废液并在所述反应杯内加入试剂；

所述混匀机构设于所述机械手机构上，用于将分离出的磁珠与所述试剂混匀；

所述清洗池固定于所述底板上，用于清洗所述移液机构。

优选地，所述磁分离结构包括杯座、环形磁铁、底座和安装板；

所述杯座的底部设有磁铁槽，所述杯座的顶部设有连通于所述磁铁槽的反应杯孔；

所述环形磁铁设于所述磁铁槽内；

所述反应杯的上端插设于所述反应杯孔中，底端插设于所述环形磁铁的中心孔中；

所述底座固定连接于所述杯座的底部，所述底座的上表面贴合于所述环形磁铁的底面；

所述安装板固定连接于所述杯座的一侧底部。

优选地，所述机械手机构包括机械手支座、传动机构和机械手；

所述机械手支座通过机械手支架连接于所述底板上；

所述传动机构设于所述机械手支座上，用于驱动所述机械手转动；

所述机械手用于抓取所述反应杯；

所述磁分离结构与所述混匀机构均设于所述机械手支座上。

优选地，所述传动机构包括：

第一电机，所述第一电机通过第一电机支架固定于所述机械手支座上；

连接套，所述连接套套设于所述第一电机的输出轴上，所述连接套的底部连接有第一光耦片，所述第一光耦片上设有凸起部和若干缺口部；

抓手安装臂，所述抓手安装臂的一端连接于所述连接套，所述第一电机运转带动所述抓手安装臂转动；

光耦安装板，所述光耦安装板沿所述连接套的轴向连接于所述第一电机支架上；

第一光电耦合器，所述第一光电耦合器设于所述光耦安装板上，用于检测所述凸起部的位置以定位所述抓手安装臂的起始位置；

第二光电耦合器；所述第二光电耦合器设于所述光耦安装板上，用于检测所述若干缺口部的位置以定位所述抓手安装臂的工作位置。

优选地，所述机械手包括：

外壳，所述外壳内沿竖直方向设有第一直线导轨；

第二电机，所述第二电机通过第二电机支架连接于所述外壳内，所述第二电机支架连接于所述抓手安装臂的另一端；

抓手组件，所述抓手组件滑动连接于所述第一直线导轨，所述抓手组件通过齿轮和第一齿条传动连接于所述第二电机，所述第二电机带动所述抓手组件沿所述第一直线导轨上下运动；

第三光电耦合器，所述第三光电耦合器设于所述外壳的顶部，所述第一齿条上设有第二光耦片，所述第三光电耦合器用于检测所述第二光耦片；

第一拉簧，所述第一拉簧的一端连接于所述第二电机支架的顶部，所述第一拉簧的另一端连接于所述第一齿条的底部。

优选地，所述抓手组件包括：

抓手支架，所述抓手支架连接于所述第一齿条上，所述抓手支架的底部设有一对安装轴，所述抓手支架上设有电路板；

左抓手，所述左抓手的顶端沿轴向转动连接于一个所述安装轴，所述左抓手上设有突出片；

右抓手，所述右抓手的顶端沿轴向转动连接于另一个所述安装轴；

旋转电磁铁，所述旋转电磁铁连接于所述抓手支架上，所述旋转电磁铁的输出轴上设有凸轮，所述凸轮设于所述左抓手与所述右抓手之间；

第二拉簧，所述第二拉簧连接于所述左抓手与所述右抓手之间；

第四光电耦合器，所述第四光电耦合器设于所述电路板上，用于检测所述突出片和所述左抓手与所述右抓手的开合状态；

所述旋转电磁铁运转带动凸轮转动，当所述凸轮的突出部旋转至所述左抓手与所述右抓手之间时，所述凸轮能够将所述左抓手与所述右抓手撑开使其处于开合状态，当所述左抓手与所述右抓手闭合时，所述第四光电耦合器能够检测到所述突出片。

优选地，所述混匀机构包括：

混匀支座，所述混匀支座连接于所述机械手支座上，所述混匀支座的顶部设有倒U型的挡板和沿竖直方向设置的光耦安装臂；

混匀电机，所述混匀电机连接于所述混匀支座的底部，所述混匀电机的输出轴穿过所述混匀支座沿竖直方向设置；

混匀底座，所述混匀底座的底部与所述混匀电机的输出轴驱动连接，以在所述混匀电机的驱动下转动，所述混匀底座顶部设有斜孔，所述斜孔的轴线相对于所述混匀电机的输出轴倾斜，所述混匀底座的外壁套设有第三光耦片，所述第三光耦片上设有定位缺口；

反应杯座，所述反应杯座可转动地连接于所述斜孔内，用于插设所述反应杯，所述反应杯座的外壁上设有挡杆，所述挡杆卡接于所述挡板内；

第五光电耦合器，所述第五光电耦合器设于所述光耦安装臂上，用于检测所述第三光耦片上的定位缺口以对所述混匀底座的初始位置进行定位。

优选地，所述移液机构包括：

移液支座，所述移液支座固定于所述底板上；

第一移液电机，所述第一移液电机固定于所述移液支座上；

旋转支架，所述旋转支架沿竖直方向连接于所述第一移液电机的输出轴上，所述旋转支架上设有第四光耦片；

第六光电耦合器，所述第六光电耦合器设于所述移液支座上，用于检测所述第四光耦片以定位所述旋转支架在所述第一移液电机驱动下旋转的初始位置；

第二直线导轨，所述第二直线导轨沿竖直方向设于所述旋转支架上，所述第二直线导轨上滑动连接有滑块；

第二移液电机，所述第二移液电机设于所述旋转支架上，且所述第二移液电机通过齿轮和第二齿条传动连接于所述滑块，所述第二齿条上设有第五光耦片；

第七光电耦合器，所述第七光电耦合器设于所述旋转支架的顶部，用于检测所述第五光耦片以定位所述第二齿条在所述第二移液电机上下滑动的位置；

移液针支架，所述移液针支架连接于所述第二齿条的顶端；

一对移液针，所述一对移液针连接于所述移液针支架顶端，用于吸吐液体；

第三拉簧，所述第三拉簧连接于所述旋转支架和所述第二齿条之间。

优选地，所述移液针包括针头部和针管部，所述针头部位于所述针管部底部，用于吸取和吐出液体，所述针管部与柱塞泵连通，通过柱塞泵的阀门的开闭吸取或吐出液体。

优选地，所述清洗池包括池体、进水口、喷嘴和出水口；

所述池体，所述池体通过清洗池支架连接于所述底板上；

所述喷嘴设于所述池体内壁的靠近顶端处；

所述进水口设于所述池体的底端，且与外部水源连通，并与所述喷嘴在所述池体的侧壁内形成水流通道；

所述出水口设于所述池体底部，且连通于废液槽。

本实用新型涉及的一种样本处理装置，其有益效果在于：通过机械手机构将反应杯移动至磁分离结构进行磁分离，分离出废液和磁珠，通过移液机构将废液吸走处理，并在反应杯内加入试剂，通过机械手机构将加入试剂的反应杯移动至混匀机构进行混匀后取走以待研究，操作过程稳定可靠，自动化程度高；磁分离机构通过将环形磁铁套设于反应杯上，磁珠能够通过环形磁铁的吸附均匀的环形分布于反应杯的内壁上，增大了吸附面积，增强了吸附强度；吸附均匀，使磁珠不易产生堆积，不易夹杂反应后的粒子，取走废液后即能够很好的分离出磁珠；另外，磁分离过后，重新加入液体，反应液当中的磁珠易沉淀，必须通过移动及混匀过程以保证反应液状态均一，该装置可以提供磁分离、移动、混匀等多个程序的全自动化操作；机械手机构可以一步精准完成涵盖磁分离、混匀、清洗等多个位置的动作。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例样本处理装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中的磁分离结构的示意图；

图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中机械手机构的结构示意图；

图4示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中传动机构的结构示意图；

图5示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中机械手的结构示意图；

图6示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中抓手组件的结构示意图；

图7示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中抓手组件抓取反应杯的示意图；

图8a示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中混匀机构的结构示意图，图8b示出了混匀机构的剖视图；

图9示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置中移液机构的结构示意图；

图10a示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置清洗池的结构示意图，图10b示出了清洗池的剖视图；

图11示出了本实用新型的一个示例性实施例的样本处理装置工作状态示意图；

附图标记说明：

1磁分离机构，11环形磁铁，12杯座，13安装板，14底座；

2反应杯；

3底板；

4清洗池，41清洗池支架，42池体，43进水口，44出水口，45喷嘴；

5移液机构，51移液支座，52第一移液电机，521旋转支架，522第六光电耦合器，523第四光耦片；53第二直线导轨，531第二移液电机，532第七光电耦合器，533第五光耦片，534第二齿条；54移液针支架，55移液针，551吸液针，552吐液针；56第三拉簧；

6机械手机构，61机械手支座；

62传动机构，621第一电机，622第一电机支架，623连接套，624抓手安装臂，625光耦安装板，626第一光电耦合器，627第二光电耦合器，628第一光耦片；

63机械手，631第二电机，632第二电机支架，633第一齿条；634抓手组件，6341抓手支架，6342凸轮，6343左抓手，6344右抓手，6345第四光电耦合器，6346旋转电磁铁，6347第二拉簧；635第二光耦片，636外壳，637第一拉簧，638第一直线导轨，639第三光电耦合器；

64机械手支架；

7混匀机构，71混匀支座，72混匀电机，73混匀底座，74反应杯座，75挡板，76挡杆，77光耦安装臂，78第五光电耦合器，79第三光耦片。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种样本处理装置，用于处理反应杯内的样本，包括底板、清洗池、移液机构、机械手机构、混匀机构和磁分离结构；

机械手机构连接于底板上，用于移动反应杯；

磁分离结构设于机械手机构上，用于将反应杯内的样本磁分离出废液和磁珠；

移液机构固定于底板上，用于取走分离出的废液并在反应杯内加入试剂；

混匀机构设于机械手机构上，用于将分离出的磁珠与试剂混匀；

清洗池固定于底板上，用于清洗移液机构。

本实用新型涉及的样本处理装置，通过机械手机构将反应杯移动至磁分离结构进行磁分离，分离出废液和磁珠，通过移液机构将废液吸走处理，并在反应杯内加入试剂，通过机械手机构将加入试剂的反应杯移动至混匀机构进行混匀后取走以待研究，操作过程稳定可靠，包括磁分离、移动、混匀等多个程序的全自动化操作，自动化程度高。

优选地，还包括控制器，控制器控制机械手机构、移液机构、混匀机构和清洗池的运行。

优选地，磁分离结构包括杯座、环形磁铁、底座和安装板；

杯座的底部设有磁铁槽，杯座的顶部设有连通于磁铁槽的反应杯孔；

环形磁铁设于磁铁槽内；

反应杯的上端插设于反应杯孔中，底端插设于环形磁铁的中心孔中；

底座通过胶粘固定连接于杯座的底部，底座的上表面贴合于环形磁铁的底面，使环形磁铁封闭于磁铁槽内，一方面用于承托反应杯，另一方面用于封堵环形磁铁，避免环形磁铁脱落或者沾染杂质；

安装板通过焊接固定连接于杯座的一侧底部，用于安装在机械手机构上。

磁分离机构通过将环形磁铁套设于反应杯上，磁珠能够通过环形磁铁的吸附均匀的环形分布于反应杯的内壁上，增大了吸附面积，增强了吸附强度；吸附均匀，使磁珠不易产生堆积，不易夹杂反应后的粒子，取走废液后即能够很好的分离出磁珠。

优选地，环形磁铁的厚度不超过反应杯的高度的一半，反应杯的外壁与环形磁铁的中心孔的孔壁之间的最大间隙不超过3mm。

优选地，机械手机构包括机械手支座、传动机构和机械手；

机械手支座通过机械手支架连接于底板上；

传动机构设于机械手支座上，用于驱动机械手转动；

机械手用于抓取反应杯；

磁分离结构与混匀机构均设于机械手支座上。控制器控制机械手和传动机构的运转。

优选地，传动机构包括：

第一电机，第一电机通过第一电机支架固定于机械手支座上；

连接套，连接套套设于第一电机的输出轴上，连接套的底部连接有第一光耦片，第一光耦片上设有凸起部和若干缺口部；

抓手安装臂，抓手安装臂的一端连接于连接套，第一电机运转带动抓手安装臂转动；

光耦安装板，光耦安装板沿连接套的轴向连接于第一电机支架上；

第一光电耦合器，第一光电耦合器设于光耦安装板上，用于检测凸起部的位置以定位抓手安装臂的起始位置；

第二光电耦合器；第二光电耦合器设于光耦安装板上，用于检测若干缺口部的位置以定位抓手安装臂的工作位置。

第一光电耦合器检测的第一光耦片上的凸起部的位置，即抓手安装臂转动的起始位置，并将检测结果传输至控制器，控制器根据该检测信号定位抓手安装臂的起始位置，以控制第一电机运转，从而带动抓手安装臂以连接套的轴向为圆心转动；第二光电耦合器检测的第一光耦片上的缺口部的位置，即抓手安装臂转动的工作位置，控制器根据第二光电耦合器的检测信号控制第一电机停止运转使抓手安装臂位于预设的工作位置。

本实用新型涉及的光电耦合器为现有技术，以光为媒介传输电信号，其具体结构和工作原理不再赘述。

优选地，机械手包括：

外壳，外壳内沿竖直方向设有第一直线导轨；

第二电机，第二电机通过第二电机支架连接于外壳内，第二电机支架连接于抓手安装臂的另一端；

抓手组件，抓手组件滑动连接于第一直线导轨，抓手组件通过齿轮和第一齿条传动连接于第二电机，第二电机带动抓手组件沿第一直线导轨上下运动；

第三光电耦合器，第三光电耦合器设于外壳的顶部，第一齿条上设有第二光耦片，第三光电耦合器用于检测第二光耦片；

第一拉簧，第一拉簧的一端连接于第二电机支架的顶部，第一拉簧的另一端连接于第一齿条的底部。第一拉簧用于在第二电机断电状态时抓手组件位于第二电机支架的顶部，避免抓手组件滑落误碰。

当抓手安装臂位于预设工作位置时，控制器控制第二电机运转，以带动第一齿条滑动，从而带动抓手组件沿第一直线导轨上下移动，使抓手组件伸出或缩回，便于抓取反应杯；当第三光电耦合器检测到第二光耦片时，即第一齿条移动到外壳的顶部位置，控制器根据第三光电耦合器的检测信号控制第二电机停止运转以限位。

优选地，抓手组件包括：

抓手支架，抓手支架连接于第一齿条上，抓手支架的底部设有一对安装轴，抓手支架上设有电路板；

左抓手，左抓手的顶端沿轴向转动连接于一个安装轴，左抓手上设有突出片；

右抓手，右抓手的顶端沿轴向转动连接于另一个安装轴；

旋转电磁铁，旋转电磁铁连接于抓手支架上，旋转电磁铁的输出轴上设有凸轮，凸轮设于左抓手与右抓手之间；

第二拉簧，第二拉簧连接于左抓手与右抓手之间；第二拉簧用于在旋转电磁铁断电状态时拉紧左抓手与右抓手，使二者位于闭合状态；

第四光电耦合器，第四光电耦合器设于电路板上，用于检测突出片和左抓手与右抓手的开合状态；当左抓手与右抓手之间开合或抓取到反应杯时，突出片不在第四光电耦合器的检测位置；当左抓手与右抓手之间闭合时，突出片位于第四光电耦合器的检测位置；

旋转电磁铁运转带动凸轮转动，当凸轮的突出部旋转至左抓手与右抓手之间时，凸轮能够将左抓手与右抓手撑开使其处于开合状态，当左抓手与右抓手闭合时，第四光电耦合器能够检测到突出片。

控制器控制旋转电磁铁的运转，带动凸轮转动预设角度，使凸轮的突出部旋转至左抓手与右抓手之间，将左抓手与右抓手撑开处于开合状态，以便抓取反应杯，当抓手组件下移至反应杯位于左抓手与右抓手之间时，旋转电磁铁断电，左抓手与右抓手在第二拉簧的拉力作用下闭合夹紧反应杯。

优选地，混匀机构包括：

混匀支座，混匀支座连接于机械手支座上，混匀支座的顶部设有倒U型的挡板和沿竖直方向设置的光耦安装臂；

混匀电机，混匀电机连接于混匀支座的底部，混匀电机的输出轴穿过混匀支座沿竖直方向设置；

混匀底座，混匀底座的底部与混匀电机的输出轴驱动连接，以在混匀电机的驱动下转动，混匀底座顶部设有斜孔，斜孔的轴线相对于混匀电机的输出轴倾斜，混匀底座的外壁套设有第三光耦片，第三光耦片上设有定位缺口；

反应杯座，反应杯座可转动地连接于斜孔内，用于插设反应杯，反应杯座的外壁上设有挡杆，挡杆卡接于挡板内；

第五光电耦合器，第五光电耦合器设于光耦安装臂上，用于检测第三光耦片上的定位缺口以对混匀底座的初始位置进行定位。

控制器控制混匀电机运转，从而推动反应杯座在混匀底座上震动，挡杆与挡板配合限制反应杯座的转动，第五光电耦合器检测第三光耦片上的定位缺口，控制器根据第五光电耦合器的检测信号对混匀底座的初始位置进行定位；当光耦挡片转动预设圈数后，控制器控制混匀电机停止运转，使混匀底座的终止位置与初始位置相同，即斜孔的轴线相对于混匀电机的输出轴的倾斜方向和角度与输出位置时保持一致，便于机械手抓取和放置反应杯。反应杯在混匀底座的带动下转动且始终倾斜，能够以较快速度旋转而不用担心液体从杯口飞出，能够达到更快的混匀目的；通过挡板对杯座进行限位，使杯座形成震荡，模拟手摇试管的动作，混匀效果更好；无需额外与液体直接接触，避免交叉污染和产生气泡。

优选地，移液机构包括：

移液支座，移液支座固定于底板上；

第一移液电机，第一移液电机固定于移液支座上；

旋转支架，旋转支架沿竖直方向连接于第一移液电机的输出轴上，旋转支架上设有第四光耦片；

第六光电耦合器，第六光电耦合器设于移液支座上，用于检测第四光耦片以定位旋转支架在第一移液电机驱动下旋转的初始位置；

第二直线导轨，第二直线导轨沿竖直方向设于旋转支架上，第二直线导轨上滑动连接有滑块；

第二移液电机，第二移液电机设于旋转支架上，且第二移液电机通过齿轮和第二齿条传动连接于滑块，第二齿条上设有第五光耦片；

第七光电耦合器，第七光电耦合器设于旋转支架的顶部，用于检测第五光耦片以定位第二齿条在第二移液电机上下滑动的位置；

移液针支架，移液针支架连接于第二齿条的顶端；

一对移液针，一对移液针连接于移液针支架顶端，用于吸吐液体；

第三拉簧，第三拉簧连接于旋转支架和第二齿条之间，第三拉簧一端连接于旋转支架顶部，另一端连接于第二齿条底部，用于在第二移液电机断电状态下通过拉力使移液针支架位于旋转支架顶部，相应的移液针也位于高处，防止误碰移液针。

控制器控制第一移液电机运转，使旋转支架转动，第六光电耦合器检测第四光耦片，当旋转支架转动预设圈数，控制器根据第六光电耦合的检测信号控制第一移液电机停止运转；

控制器控制第二移液电机运转，使第二齿条带动移液针支架通过滑块在第二直线导轨上滑动，第七光电耦合器检测第五光耦片，控制器根据第七光电耦合器的检测信号控制第二移液电机停止运转，以对第二齿条限位。

移液针通过移液针支架在第一移液电机的驱动下实现转动，并在第二移液电机的驱动下实现上下滑动，便于对预设取液位置定位。

优选地，移液针包括针头部和针管部，针头部位于针管部底部，用于吸取和吐出液体，针管部与柱塞泵连通，通过柱塞泵的阀门的开闭以吸取或吐出液体。

优选地，一对移液针包括吸液针和吐液针，吸液针用于吸取反应杯中磁分离后的废液，吐液针用于吸取试剂加入磁分离后吸走废液的反应杯内，使磁珠与试剂混合。

优选地，清洗池包括池体、进水口、喷嘴和出水口；

池体，池体通过清洗池支架连接于底板上；

喷嘴设于池体内壁的靠近顶端处，用于对由池体顶端伸入的移液针进行清洗；

进水口设于池体的底端，且与外部水源连通，并与喷嘴在池体的侧壁内形成水流通道；

出水口设于池体底部，且连通于废液槽。

出水口处设有泵，控制器控制泵的运行，以控制水的喷出和停止。

本实用新型涉及的样本处理装置的工作原理如下：

控制器控制第一电机运转使抓手安装臂转动，并带动机械手转动到反应杯的位置；

控制器控制第二电机运转，以带动第一齿条滑动，从而带动抓手组件沿第一直线导轨向下移动至第一预设位置；控制器控制旋转电磁铁的运转，使凸轮的突出部旋转至左抓手与右抓手之间，将左抓手与右抓手撑开至开合状态，控制器继续控制第二电机运转使抓手组件下移预设距离，使反应杯位于左抓手与右抓手之间，控制器控制旋转电磁铁断电，左抓手与右抓手在第二拉簧的拉力作用下闭合夹紧反应杯；

控制器控制第二电机反向运转，使抓手组件上移至第二预设位置，并控制第一电机运转，使机械手转动至磁分离机构处，控制器控制第二电机运转使抓手组件下移以将反应杯置于杯座内，控制器控制旋转电磁铁的运转使左抓手与右抓手开合，释放反应杯进行第一预设时间的磁分离；

控制器控制移液机构运转使一对移液针下移至反应杯处，控制器控制吸液针的柱塞泵运转以吸取反应杯内磁分离后的废液，控制器控制吐液针在反应杯内加入试剂，控制器控制第一移液电机和第二移液电机运转使一对移液针移动至清洗池的喷嘴处进行依次清洗；

在移液针进行清洗的同时，控制器控制机械手转动至磁分离机构处，并控制抓手组件下移夹取反应杯后上移，控制器控制机械手转动至混匀机构处，并控制抓手组件下移以将反应杯置于混匀杯座内，控制器控制混匀电机运转第二预设时间使反应杯内的试剂和磁珠混匀；

待混匀完毕，控制器控制机械手机构运转将反应杯取出备用。

实施例1

如图1至图11所示，本实用新型提供了一种样本处理装置，用于处理反应杯2内的样本，包括底板3、清洗池4、移液机构5、机械手机构6、混匀机构7和磁分离结构；

机械手机构6连接于底板3上，用于移动反应杯2；

磁分离结构设于机械手机构6上，用于将反应杯2内的样本磁分离出废液和磁珠；

移液机构5固定于底板3上，用于取走分离出的废液并在反应杯2内加入试剂；

混匀机构7设于机械手机构6上，用于将分离出的磁珠与试剂混匀；

清洗池4固定于底板3上，用于清洗移液机构5。

在本实施例中，还包括控制器，控制器控制机械手机构6、移液机构5、混匀机构7和清洗池4的运行。

在本实施例中，磁分离结构包括杯座12、环形磁铁1、底座14和安装板13；

杯座12的底部设有磁铁槽，杯座12的顶部设有连通于磁铁槽的反应杯孔；

环形磁铁1设于磁铁槽内；

反应杯2的上端插设于反应杯孔中，底端插设于环形磁铁1的中心孔中；

底座14通过胶粘固定连接于杯座12的底部，底座14的上表面贴合于环形磁铁1的底面；

安装板13通过焊接固定连接于杯座12的一侧底部，用于安装在机械手机构6上。

在本实施例中，环形磁铁1的厚度不超过反应杯2的高度的一半，反应杯2的外壁与环形磁铁1的中心孔的孔壁之间的最大间隙不超过3mm。

在本实施例中，机械手机构6包括机械手63支座61、传动机构62和机械手63；

机械手63支座61通过机械手支架64连接于底板3上；

传动机构62设于机械手63支座61上，用于驱动机械手63转动；

机械手63用于抓取反应杯2；

磁分离结构与混匀机构7均设于机械手63支座61上。控制器控制机械手63和传动机构62的运转。

在本实施例中，传动机构62包括：

第一电机621，第一电机621通过第一电机支架622固定于机械手63支座61上；

连接套623，连接套623套设于第一电机621的输出轴上，连接套623的底部连接有第一光耦片628，第一光耦片628上设有凸起部和若干缺口部；

抓手安装臂624，抓手安装臂624的一端连接于连接套623，第一电机621运转带动抓手安装臂624转动；

光耦安装板625，光耦安装板625沿连接套623的轴向连接于第一电机支架622上；

第一光电耦合器626，第一光电耦合器626设于光耦安装板625上，用于检测凸起部的位置以定位抓手安装臂624的起始位置；

第二光电耦合器627；第二光电耦合器627设于光耦安装板625上，用于检测若干缺口部的位置以定位抓手安装臂624的工作位置。

第一光电耦合器626检测的第一光耦片628上的凸起部的位置，即抓手安装臂624转动的起始位置，并将检测结果传输至控制器，控制器根据该检测信号定位抓手安装臂624的起始位置，以控制第一电机621运转，从而带动抓手安装臂624以连接套623的轴向为圆心转动；第二光电耦合器627检测的第一光耦片628上的缺口部的位置，即抓手安装臂624转动的工作位置，控制器根据第二光电耦合器627的检测信号控制第一电机621停止运转使抓手安装臂624位于预设的工作位置。

在本实施例中，机械手63包括：

外壳636，外壳636内沿竖直方向设有第一直线导轨638；

第二电机631，第二电机631通过第二电机支架632连接于外壳636内，第二电机支架632连接于抓手安装臂624的另一端；

抓手组件634，抓手组件634滑动连接于第一直线导轨638，抓手组件634通过齿轮和第一齿条633传动连接于第二电机631，第二电机631带动抓手组件634沿第一直线导轨638上下运动；

第三光电耦合器639，第三光电耦合器639设于外壳636的顶部，第一齿条633上设有第二光耦片635，第三光电耦合器639用于检测第二光耦片635；

第一拉簧637，第一拉簧637的一端连接于第二电机支架632的顶部，第一拉簧637的另一端连接于第一齿条633的底部。第一拉簧637用于在第二电机631断电状态时抓手组件634位于第二电机支架632的顶部，避免抓手组件634滑落误碰。

当抓手安装臂624位于预设工作位置时，控制器控制第二电机631运转，以带动第一齿条633滑动，从而带动抓手组件634沿第一直线导轨638上下移动，使抓手组件634伸出或缩回，便于抓取反应杯2；当第三光电耦合器639检测到第二光耦片635时，即第一齿条633移动到外壳636的顶部位置，控制器根据第三光电耦合器639的检测信号控制第二电机631停止运转以限位。

在本实施例中，抓手组件634包括：

抓手支架6341，抓手支架6341连接于第一齿条633上，抓手支架6341的底部设有一对安装轴，抓手支架6341上设有电路板；

左抓手6343，左抓手6343的顶端沿轴向转动连接于一个安装轴，左抓手6343上设有突出片；

右抓手6344，右抓手6344的顶端沿轴向转动连接于另一个安装轴；

旋转电磁铁6346，旋转电磁铁6346连接于抓手支架6341上，旋转电磁铁6346的输出轴上设有凸轮6342，凸轮6342设于左抓手6343与右抓手6344之间；

第二拉簧6347，第二拉簧6347连接于左抓手6343与右抓手6344之间；第二拉簧6347用于在旋转电磁铁6346断电状态时拉紧左抓手6343与右抓手6344，使二者位于闭合状态或夹紧反应杯2；

第四光电耦合器6345，第四光电耦合器6345设于电路板上，用于检测突出片和左抓手6343与右抓手6344的开合状态；当左抓手6343与右抓手6344之间开合或抓取到反应杯2时，突出片不在第四光电耦合器6345的检测位置；当左抓手6343与右抓手6344之间闭合时，突出片位于第四光电耦合器6345的检测位置；

旋转电磁铁6346运转带动凸轮6342转动，当凸轮6342的突出部旋转至左抓手6343与右抓手6344之间时，凸轮6342能够将左抓手6343与右抓手6344撑开使其处于开合状态，当左抓手6343与右抓手6344闭合时，第四光电耦合器6345能够检测到突出片。

控制器控制旋转电磁铁6346的运转，带动凸轮6342转动预设角度，使凸轮6342的突出部旋转至左抓手6343与右抓手6344之间，将左抓手6343与右抓手6344撑开处于开合状态，以便抓取反应杯2，当抓手组件634下移至反应杯2位于左抓手6343与右抓手6344之间时，旋转电磁铁6346断电，左抓手6343与右抓手6344在第二拉簧6347的拉力作用下闭合夹紧反应杯2。

在本实施例中，混匀机构7包括：

混匀支座71，混匀支座71连接于机械手63支座61上，混匀支座71的顶部设有倒U型的挡板75和沿竖直方向设置的光耦安装臂77；

混匀电机72，混匀电机72连接于混匀支座71的底部，混匀电机72的输出轴穿过混匀支座71沿竖直方向设置；

混匀底座73，混匀底座73的底部与混匀电机72的输出轴驱动连接，以在混匀电机72的驱动下转动，混匀底座73顶部设有斜孔，斜孔的轴线相对于混匀电机72的输出轴倾斜，混匀底座73的外壁套设有第三光耦片79，第三光耦片79上设有定位缺口；

反应杯座74，反应杯座74可转动地连接于斜孔内，用于插设反应杯2，反应杯座74的外壁上设有挡杆76，挡杆76卡接于挡板75内；

第五光电耦合器78，第五光电耦合器78设于光耦安装臂77上，用于检测第三光耦片79上的定位缺口以对混匀底座73的初始位置进行定位。

控制器控制混匀电机72运转，从而推动反应杯座74在混匀底座73上震动，挡杆76与挡板75配合限制反应杯座74的转动，第五光电耦合器78检测第三光耦片79上的定位缺口，控制器根据第五光电耦合器78的检测信号对混匀底座73的初始位置进行定位；当光耦挡片转动预设圈数后，控制器控制混匀电机72停止运转，使混匀底座73的终止位置与初始位置相同，即斜孔的轴线相对于混匀电机72的输出轴的倾斜方向和角度与输出位置时保持一致，便于机械手63抓取和放置反应杯2。

在本实施例中，移液机构5包括：

移液支座51，移液支座51固定于底板3上；

第一移液电机52，第一移液电机52固定于移液支座51上；

旋转支架521，旋转支架521沿竖直方向连接于第一移液电机52的输出轴上，旋转支架521上设有第四光耦片523；

第六光电耦合器522，第六光电耦合器522设于移液支座51上，用于检测第四光耦片523以定位旋转支架521在第一移液电机52驱动下旋转的初始位置；

第二直线导轨53，第二直线导轨53沿竖直方向设于旋转支架521上，第二直线导轨53上滑动连接有滑块；

第二移液电机531，第二移液电机531设于旋转支架521上，且第二移液电机531通过齿轮和第二齿条534传动连接于滑块，第二齿条534上设有第五光耦片533；

第七光电耦合器532，第七光电耦合器532设于旋转支架521的顶部，用于检测第五光耦片533以定位第二齿条534在第二移液电机531上下滑动的位置；

移液针55支架54，移液针55支架54连接于第二齿条534的顶端；

一对移液针55，一对移液针55连接于移液针55支架54顶端，用于吸吐液体；

第三拉簧56，第三拉簧56连接于旋转支架521和第二齿条534之间。

控制器控制第一移液电机52运转，使旋转支架521转动，第六光电耦合器522检测第四光耦片523，当旋转支架521转动预设圈数，控制器根据第六光电耦合的检测信号控制第一移液电机52停止运转；

控制器控制第二移液电机531运转，使第二齿条534带动移液针55支架54通过滑块在第二直线导轨53上滑动，第七光电耦合器532检测第五光耦片533，控制器根据第七光电耦合器532的检测信号控制第二移液电机531停止运转，以对第二齿条534限位。

移液针55通过移液针55支架54在第一移液电机52的驱动下实现转动，并在第二移液电机531的驱动下实现上下滑动，便于对预设取液位置定位。

在本实施例中，移液针55包括针头部和针管部，针头部位于针管部底部，用于吸取和吐出液体，针管部与柱塞泵连通，通过柱塞泵的阀门的开闭以吸取或吐出液体。

在本实施例中，一对移液针55包括吸液针551和吐液针552，吸液针551用于吸取反应杯2中磁分离后的废液，吐液针552用于吸取试剂加入磁分离后吸走废液的反应杯2内，使磁珠与试剂混合。

在本实施例中，清洗池4包括池体42、进水口43、喷嘴45和出水口44；

池体42，池体42通过清洗池支架41连接于底板3上；

喷嘴45设于池体42内壁的靠近顶端处，用于对由池体42顶端伸入的移液针55进行清洗；

进水口43设于池体42的底端，且与外部水源连通，并与喷嘴45在池体42的侧壁内形成水流通道；

出水口44设于池体42底部，且连通于废液槽。

本实用新型涉及的样本处理装置的工作原理如下：

控制器控制第一电机621运转使抓手安装臂624转动，并带动机械手63转动到反应杯2的位置；

控制器控制第二电机631运转，以带动第一齿条633滑动，从而带动抓手组件634沿第一直线导轨638向下移动至第一预设位置；控制器控制旋转电磁铁6346的运转，使凸轮6342的突出部旋转至左抓手6343与右抓手6344之间，将左抓手6343与右抓手6344撑开至开合状态，控制器继续控制第二电机631运转使抓手组件634下移预设距离，使反应杯2位于左抓手6343与右抓手6344之间，控制器控制旋转电磁铁6346断电，左抓手6343与右抓手6344在第二拉簧6347的拉力作用下闭合夹紧反应杯2；

控制器控制第二电机631反向运转，使抓手组件634上移至第二预设位置，并控制第一电机621运转，使机械手63转动至磁分离机构1处，控制器控制第二电机631运转使抓手组件634下移以将反应杯2置于磁分离机构1的杯座12内，控制器控制旋转电磁铁6346的运转使左抓手6343与右抓手6344开合，释放反应杯2以进行第一预设时间的磁分离；

控制器控制移液机构5运转使一对移液针55下移至反应杯2处，控制器控制吸液针551的柱塞泵运转以吸取反应杯2内磁分离后的废液，控制器控制吐液针552在反应杯2内加入试剂，控制器控制第一移液电机52和第二移液电机531运转使一对移液针55移动至清洗池4的喷嘴45处进行依次清洗；

在移液针55进行清洗的同时，控制器控制机械手63转动至磁分离机构1处，并控制抓手组件634下移夹取反应杯2后上移，控制器控制机械手63转动至混匀机构7处，并控制抓手组件634下移以将反应杯2置于混匀杯座12内，控制器控制混匀电机72运转第二预设时间使反应杯2内的试剂和磁珠混匀；

待混匀完毕，控制器控制机械手机构6运转将反应杯2取出备用。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种样本处理装置，用于处理反应杯(2)内的样本，其特征在于，所述样本处理装置包括底板(3)、清洗池(4)、移液机构(5)、机械手机构(6)、混匀机构(7)和磁分离结构(1)；

所述机械手机构(6)连接于所述底板(3)上，用于移动所述反应杯(2)；

所述磁分离结构(1)设于所述机械手机构(6)上，用于将所述反应杯(2)内的样本磁分离出废液和磁珠；

所述移液机构(5)固定于所述底板(3)上，用于取走分离出的废液并在所述反应杯(2)内加入试剂；

所述混匀机构(7)设于所述机械手机构(6)上，用于将分离出的磁珠与所述试剂混匀；

所述清洗池(4)固定于所述底板(3)上，用于清洗所述移液机构(5)。

2.根据权利要求1所述的样本处理装置，其特征在于，所述磁分离结构(1)包括杯座(12)、环形磁铁(11)、底座(15)和安装板(13)；

所述杯座(12)的底部设有磁铁槽，所述杯座(12)的顶部设有连通于所述磁铁槽的反应杯孔；

所述环形磁铁(11)设于所述磁铁槽内；

所述反应杯(2)的上端插设于所述反应杯孔中，底端插设于所述环形磁铁(11)的中心孔中；

所述底座(15)固定连接于所述杯座(12)的底部，所述底座(15)的上表面贴合于所述环形磁铁(11)的底面；

所述安装板(13)固定连接于所述杯座(12)的一侧底部。

3.根据权利要求1所述的样本处理装置，其特征在于，所述机械手机构(6)包括机械手支座(61)、传动机构(62)和机械手(63)；

所述机械手支座(61)通过机械手支架(64)连接于所述底板(3)上；

所述传动机构(62)设于所述机械手支座(61)上，用于驱动所述机械手(63)转动；

所述机械手(63)用于抓取所述反应杯(2)；

所述磁分离结构(1)与所述混匀机构(7)均设于所述机械手支座(61)上。

4.根据权利要求3所述的样本处理装置，其特征在于，所述传动机构(62)包括：

第一电机(621)，所述第一电机(621)通过第一电机支架(622)固定于所述机械手支座(61)上；

连接套(623)，所述连接套(623)套设于所述第一电机(621)的输出轴上，所述连接套(623)的底部连接有第一光耦片(628)，所述第一光耦片(628)上设有凸起部和若干缺口部；

抓手安装臂(624)，所述抓手安装臂(624)的一端连接于所述连接套(623)，所述第一电机(621)运转带动所述抓手安装臂(624)转动；

光耦安装板(625)，所述光耦安装板(625)沿所述连接套(623)的轴向连接于所述第一电机支架(622)上；

第一光电耦合器(626)，所述第一光电耦合器(626)设于所述光耦安装板(625)上，用于检测所述凸起部的位置以定位所述抓手安装臂(624)的起始位置；

第二光电耦合器(627)；所述第二光电耦合器(627)设于所述光耦安装板(625)上，用于检测所述若干缺口部的位置以定位所述抓手安装臂(624)的工作位置。

5.根据权利要求4所述的样本处理装置，其特征在于，所述机械手(63)包括：

外壳(636)，所述外壳(636)内沿竖直方向设有第一直线导轨(638)；

第二电机(631)，所述第二电机(631)通过第二电机支架(632)连接于所述外壳(636)内，所述第二电机支架(632)连接于所述抓手安装臂(624)的另一端；

抓手组件(634)，所述抓手组件(634)滑动连接于所述第一直线导轨(638)，所述抓手组件(634)通过齿轮和第一齿条(633)传动连接于所述第二电机(631)，所述第二电机(631)带动所述抓手组件(634)沿所述第一直线导轨(638)上下运动；

第三光电耦合器(639)，所述第三光电耦合器(639)设于所述外壳(636)的顶部，所述第一齿条(633)上设有第二光耦片(635)，所述第三光电耦合器(639)用于检测所述第二光耦片(635)；

第一拉簧(637)，所述第一拉簧(637)的一端连接于所述第二电机支架(632)的顶部，所述第一拉簧(637)的另一端连接于所述第一齿条(633)的底部。

6.根据权利要求5所述的样本处理装置，其特征在于，所述抓手组件(634)包括：

抓手支架(6341)，所述抓手支架(6341)连接于所述第一齿条(633)上，所述抓手支架(6341)的底部设有一对安装轴，所述抓手支架(6341)上设有电路板；

左抓手(6343)，所述左抓手(6343)的顶端沿轴向转动连接于一个所述安装轴，所述左抓手(6343)上设有突出片；

右抓手(6344)，所述右抓手(6344)的顶端沿轴向转动连接于另一个所述安装轴；

旋转电磁铁(6346)，所述旋转电磁铁(6346)连接于所述抓手支架(6341)上，所述旋转电磁铁(6346)的输出轴上设有凸轮(6342)，所述凸轮(6342)设于所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)之间；

第二拉簧(6347)，所述第二拉簧(6347)连接于所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)之间；

第四光电耦合器(6345)，所述第四光电耦合器(6345)设于所述电路板上，用于检测所述突出片和所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)的开合状态；

所述旋转电磁铁(6346)运转带动凸轮(6342)转动，当所述凸轮(6342)的突出部旋转至所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)之间时，所述凸轮(6342)能够将所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)撑开使其处于开合状态，当所述左抓手(6343)与所述右抓手(6344)闭合时，所述第四光电耦合器(6345)能够检测到所述突出片。

7.根据权利要求3所述的样本处理装置，其特征在于，所述混匀机构(7)包括：

混匀支座(71)，所述混匀支座(71)连接于所述机械手支座(61)上，所述混匀支座(71)的顶部设有倒U型的挡板(75)和沿竖直方向设置的光耦安装臂(77)；

混匀电机(72)，所述混匀电机(72)连接于所述混匀支座(71)的底部，所述混匀电机(72)的输出轴穿过所述混匀支座(71)沿竖直方向设置；

混匀底座(73)，所述混匀底座(73)的底部与所述混匀电机(72)的输出轴驱动连接，以在所述混匀电机(72)的驱动下转动，所述混匀底座(73)顶部设有斜孔，所述斜孔的轴线相对于所述混匀电机(72)的输出轴倾斜，所述混匀底座(73)的外壁套设有第三光耦片(79)，所述第三光耦片(79)上设有定位缺口；

反应杯座(74)，所述反应杯座(74)可转动地连接于所述斜孔内，用于插设所述反应杯(2)，所述反应杯座(74)的外壁上设有挡杆(76)，所述挡杆(76)卡接于所述挡板(75)内；

第五光电耦合器(78)，所述第五光电耦合器(78)设于所述光耦安装臂(77)上，用于检测所述第三光耦片(79)上的定位缺口以对所述混匀底座(73)的初始位置进行定位。

8.根据权利要求2所述的样本处理装置，其特征在于，所述移液机构(5)包括：

移液支座(51)，所述移液支座(51)固定于所述底板(3)上；

第一移液电机(52)，所述第一移液电机(52)固定于所述移液支座(51)上；

旋转支架(521)，所述旋转支架(521)沿竖直方向连接于所述第一移液电机(52)的输出轴上，所述旋转支架(521)上设有第四光耦片(523)；

第六光电耦合器(522)，所述第六光电耦合器(522)设于所述移液支座(51)上，用于检测所述第四光耦片(523)以定位所述旋转支架(521)在所述第一移液电机(52)驱动下旋转的初始位置；

第二直线导轨(53)，所述第二直线导轨(53)沿竖直方向设于所述旋转支架(521)上，所述第二直线导轨(53)上滑动连接有滑块；

第二移液电机(531)，所述第二移液电机(531)设于所述旋转支架(521)上，且所述第二移液电机(531)通过齿轮和第二齿条(534)传动连接于所述滑块，所述第二齿条(534)上设有第五光耦片(533)；

第七光电耦合器(532)，所述第七光电耦合器(532)设于所述旋转支架(521)的顶部，用于检测所述第五光耦片(533)以定位所述第二齿条(534)在所述第二移液电机(531)上下滑动的位置；

移液针支架(54)，所述移液针支架(54)连接于所述第二齿条(534)的顶端；

一对移液针(55)，所述一对移液针(55)连接于所述移液针支架(54)顶端，用于吸吐液体；

第三拉簧(56)，所述第三拉簧(56)连接于所述旋转支架(521)和所述第二齿条(534)之间。

9.根据权利要求8所述的样本处理装置，其特征在于，所述移液针(55)包括针头部和针管部，所述针头部位于所述针管部底部，用于吸取和吐出液体，所述针管部与柱塞泵连通，通过柱塞泵的阀门的开闭吸取或吐出液体。

10.根据权利要求4所述的样本处理装置，其特征在于，所述清洗池(4)包括池体(42)、进水口(43)、喷嘴(45)和出水口(44)；

所述池体(42)，所述池体(42)通过清洗池支架(41)连接于所述底板(3)上；

所述喷嘴(45)设于所述池体(42)内壁的靠近顶端处；

所述进水口(43)设于所述池体(42)的底端，且与外部水源连通，并与所述喷嘴(45)在所述池体(42)的侧壁内形成水流通道；

所述出水口(44)设于所述池体(42)底部，且连通于废液槽。

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