CN212903100U - 用于自动微量加样设备的移液器校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于自动微量加样设备的移液器校准装置，包括底部具有定位单元的校准台，校准台具有坐标校准区，坐标校准区包括开设在校准台上表面的坐标原点校准孔和Z轴高度坐标校准点，坐标原点校准孔的孔径与枪头适配器的直径相匹配，其用于校准枪头适配器在XY平面上的坐标原点，Z轴高度坐标校准点用于校准枪头适配器下表面的高度坐标。本实用新型优点在于将自动微量加样设备各个区的校准孔集成在校准台上，校准孔布局合理，且通过定位单元可将校准台定位安装在自动微量加样设备的各个区，进而满足全自动微量加样设备各个区的校准需求，同时还能实现三轴机械臂在各个区原点位置的校准。

Description

用于自动微量加样设备的移液器校准装置

技术领域

本实用新型涉及自动微量加样装置中移液器的校准，尤其是涉及一种用于自动微量加样设备的移液器校准装置。

背景技术

自动微量加样设备具有自动化程度高、精度高等优点在临床和科研上得到了广泛的应用，其包括工作台，工作台的上方设置有由三轴机械臂（可实现水平横向、水平纵向和竖直方向的移动，即实现XYZ三个方向的移动）驱动的移液器（移液器包括泵、枪头适配器以及卡装在枪头适配器上的枪头），工作台具有枪头存放区、试剂和样本存放区、靶板点样区和废弃枪头存放区，三轴机械臂带动移液器在工作台上方移动，实现自动加样。

自动微量加样设备的三轴机械臂的精度是决定靶板加样精度和加样可靠性的重要因素，故在出厂前需要对其需要对三轴机械臂进行校准，且客户在使用一定时间后也需要定期校准，以确保加样精度。现有三轴机械臂在各个区的运行采用以下校准方式：在其中一个模块（如：靶板点样模块）上开设一个校准孔，在校准过程中使移液器的枪头尖端与该校准孔的底部刚好接触，然后以该坐标为原点，校准各个区的位置坐标形成校准坐标。该方式存在以下问题：首先，由于移液器在安装枪头的时候存在误差，故该校准过程叠加了枪头的安装误差；其次，每个模块都存在加工误差，在整个校准过程中误差叠加，导致校准后的坐标准确性不高，影响后续的精确加样；再者，整个校准都用到枪头，由于枪头的强度较低，枪头向下移动过程中其底端抵在校准孔的口沿时容易发生不易观察的微变形，进而影响三轴机械臂的Z向精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于自动微量加样设备的移液器校准装置，实现了移液器的高精度校准。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，包括底部具有定位单元的校准台，所述校准台具有坐标校准区，所述坐标校准区包括开设在校准台上表面的坐标原点校准孔和Z轴高度坐标校准点，所述坐标原点校准孔的孔径与枪头适配器的直径相匹配，其用于校准枪头适配器在XY平面上的坐标原点，所述Z轴高度坐标校准点用于校准所述枪头适配器下表面的高度坐标。

在本实用新型的优选实施方式中，所述坐标原点校准孔设置有多个，包括第一坐标原点校准孔、第二坐标原点校准孔、第三坐标原点校准孔和第四坐标原点校准孔，其中所述第一坐标原点校准孔用于校准加样设备的试剂和样本存放区的坐标原点，所述第二坐标原点校准孔用于校准加样设备的枪头存放区的坐标原点，所述第三坐标原点校准孔用于校准加样设备的加样区的坐标原点，所述第四坐标原点校准孔用于校准加样设备的废弃枪头存放区的坐标原点。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第三坐标原点校准孔的底壁上开设有与枪头尖端相配合的定位孔。

在本实用新型的优选实施方式中，所述Z轴高度坐标校准点为两个且间隔设置。

在本实用新型的优选实施方式中，所述定位单元包括开设在所述校准台的底表面一对角处的定位插孔。

在本实用新型的优选实施方式中，所述校准台上表面还具有准确性测试加样区，所述准确性加样区设置有多个与准确性测试所用T型管相配合的方形校准孔。

在本实用新型的优选实施方式中，所述校准台上还设有样本存放区，所述样本存放区具有至少一个与样本瓶适配的样本存放孔。

在本实用新型的优选实施方式中，所述校准台上具有试剂校准区，所述试剂校准区开设有至少一个用于存放试剂瓶的试剂校准孔。

在本实用新型的优选实施方式中，所述试剂校准孔为上大下窄的台阶孔。

在本实用新型的优选实施方式中，与所述试剂校准孔对应处的所述校准台侧壁上开设有观察窗，所述观察窗和对应的试剂校准孔相连通。

本实用新型优点在于将自动微量加样设备各个区的校准孔集成在校准台上，校准孔布局合理，且通过定位单元可将校准台定位安装在自动微量加样设备的各个区，进而满足全自动微量加样设备各个区的校准需求，同时还能实现三轴机械臂在各个区原点位置的校准，还能够对加样量进行校准，避免误差重叠，精度高，为实现样品的高精度加样打下基础。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的仰视图。

图4是图1的后视图。

图5是图4的A-A向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本实用新型所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，包括底部具有定位单元的校准台1，校准台1具有坐标校准区，坐标校准区包括开设在校准台1上表面的坐标原点校准孔和Z轴高度坐标校准点2，坐标原点校准孔的孔径与枪头适配器的直径相匹配，其用于校准枪头适配器在XY平面上的坐标原点，Z轴高度坐标校准点2用于校准枪头适配器的下表面的高度坐标；

Z轴高度坐标校准点2位于坐标校准区的后端部，其为两个且前后间隔设置，两个Z轴高度坐标校准点2的高度一直且其校准面的平面度控制在0.01mm以内。在校准时，使枪头适配器底部接触Z轴高度坐标校准点2的校准面，能够确认加样高度、取枪头高度和脱枪头高度，具体如下：

当枪头适配器的底部与Z轴高度坐标校准点2的校准面接触时，此时Z轴的高度记为A；在确定加样高度时，取枪头（即将枪头安装在枪头适配器上）后枪头的尖端与枪头适配器底部的高度差为定值，记为B，则加样高度为A+B；

取枪头高度确认如下：进行取枪头测试，使枪头与枪头适配器的松紧度适宜，此时Z轴的高度为C，取枪头的高度差D=C-A；当校准另一台加样设备时，只需确认该加样设备的Z轴高度A，即可确定该加样设备的加样高度为A+D；

吸液高度确认如下：样本瓶（或试剂瓶）的瓶底高度与Z轴高度坐标校准点2的高度差为定值E，吸液高度为A-E；

脱枪头高度确认如下：脱枪头时枪头适配器的底部伸入到废弃枪头存放盒内，废弃枪头存放盒上表面的高度与Z轴高度坐标校准点2的校准面等高，脱枪头时枪头适配器与废弃枪头存放盒上表面的高度差为定值F，故脱枪头高度为A-F。

如图3所示，定位单元包括设置在校准台11底表面一对对角处的定位插孔3，定位插孔3与加样设备的加样区、枪头存放区、废弃枪头存放区，以及试剂和样本存放区的定位插销相配合，能够固定插装在加样区、枪头存放区、废弃枪头存放区，以及试剂和样本存放区的定位插销内，在检测时可通过改变校准台11在工作台上的定位安装位置，以满足加样设备各个区的坐标原点的校准；

如图1-2所示，坐标校准区具有四个与枪头适配器直径一致的坐标原点校准孔（均为盲孔），依次为第一坐标原点校准孔4.1、第二坐标原点校准孔4.2、第三坐标原点校准孔4.3和第四坐标原点校准孔4.4，第一坐标原点校准孔4.1、第二坐标原点校准孔4.2和第三坐标原点校准孔4.3位于坐标校准区的前端部，第四坐标原点孔位于坐标校准区的右中部位置；其中：

第一坐标原点校准孔4.1用于校准加样设备的试剂和样本存放区的坐标原点，当校准台1安装在加样设备的试剂盒样本存放区时，第一坐标原点校准孔4.1与试剂和样本存放区的坐标原点相对应；

第二坐标原点校准孔4.2用于校准加样设备的枪头存放区的坐标原点，当校准台1安装在加样设备的枪头存放区时，第二坐标原点校准孔4.2与枪头存放区的坐标原点相对应；

第三坐标原点校准孔4.3用于校准加样设备的加样区的坐标原点，当校准台1安装在加样设备的加样区时，第三坐标原点校准孔4.3与该加样区的坐标原点相对应；且第三坐标原点校准孔4.3的底壁中心位置处开设有与枪头尖端相配合的定位孔，一便于对枪头尖端部的坐标进行准确性调试；

第四坐标原点校准孔4.4用于校准加样设备的废弃枪头存放区的坐标原点，当校准台1安装在加样设备的废弃枪头存放区时，第四坐标原点校准孔4.4与废弃枪头存放区的坐标原点相对应，用于校准废弃枪头存放区的坐标原点。

如图1-3所示，校准台1上还设置有准确性测试加样区，准确性加样区设置有三列等间距布设的方形校准孔5，每列方形校准孔5中的五个方形校准孔5前后等间距间隔布设（间距为20mm），且每个方形校准孔5的尺寸均与准确性测试所用的T型管的尺寸一致，以便于固定T型管。校准时，通过方形校准孔5校准移液器的加样量，具体校准过程为：根据校准需求在适宜数量的方形校准孔5内分别插装T型管，移液器吸取预设体积的液体，然后将吸取的液体添加到每个T型管内，用稀释试剂对T型管内的液体定量稀释，用分光光度计测定其吸光度值并计算浓度，从而计算出每个T型管内的实际添加量，将其与预设添加量进行比对，即可得出移液器的点样精度，若点样精度在预设范围内，则说明三轴机械臂在加样区的加样精度合格；若点样精度超过预设范围，则提示移液器的吸液精度出现问题，需调整移液器吸液量和吐液量参数以确保加样精度。

如图1-2所示，校准台1的右端部还设有样本存放区，样本存放区具有一列与样本瓶适配的样本存放孔6（其孔径与样本瓶的直径一致），相邻两样本存放孔6的间距为20mm。在进行准确性测试时，可将样本瓶（可以是离心管）存放在样本存放孔6内，以便于移液器吸取预设体积的液体，然后再分别注射到每个T型管内。

如图1-2和4-5所示，校准台1的右端部还设置有试剂校准区，试剂校准区具有一列等间距布设的试剂校准孔7（间距为25mm），每个试剂校准孔7均为上大下小的台阶孔，常用的试剂瓶有直筒型试剂瓶和瓶口带外翻边的锥底试剂瓶，台阶孔的下部直径大于瓶口带有外翻边的试剂瓶的瓶身外径，且小于直筒型试剂瓶的外径，试剂校准孔7的上部直径大于或等于直筒型试剂瓶的外径，且小于外翻边试剂瓶的外翻边外径，在使用时，瓶口带有外翻边的试剂瓶可以放入试剂校准孔7内，其外翻边支撑在孔口；直筒型试剂瓶的放入试剂校准孔7的上部，其瓶底位于试剂校准孔7的台阶处。当将校准台安装在加样设备的试剂和样本存放区时，试剂校准孔7和样本存放孔6与加样设备的试剂孔、样本孔相对应；

为便于准确观察移液器的枪头尖端与试剂瓶底部的距离，在于试剂校准区对应处的校准台1后侧面开设有与试剂校准孔7连通的观察窗8（当然观察窗8也可以开设在校准台1的其它位置，使其与其它任意一个试剂校准孔7相连通），通过观察窗8可直观观察枪头尖端与试剂瓶底部的距离。根据试剂瓶的类型和规格，自动微量加样设备的控制模块通常预设有枪头尖端到试剂瓶底部的取液阈值，以使试剂瓶中的试剂能够被最大限度地利用，避免浪费。在校准时，将透明的试剂瓶插装在试剂校准孔7内，三轴机械臂驱动移液器移动，使其枪头插装在试剂瓶内，观察枪头尖端与试剂瓶底部的间距是否在预设范围内。

本实用新型所述将加样设备各个区的坐标原点校准孔、以及Z轴高度坐标校准点2、准确性测试区集成在校准台1上，通过定位单元可实现校准台1在加样设备的各个区域的定位安装，能够满足各个区的坐标原点的校准需求，不仅提高了工作效率，而且本实用新型采用枪头适配器代替枪头来校准各个区的坐标原点，提高了校准精度。同时本实用新型所述的校准装置不仅可用于加样设备在生产线上的校准，还可以随加样设备配套销售，进而满足用户校准需求，提升用户体验。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图1所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：包括底部具有定位单元的校准台，所述校准台具有坐标校准区，所述坐标校准区包括开设在校准台上表面的坐标原点校准孔和Z轴高度坐标校准点，所述坐标原点校准孔的孔径与枪头适配器的直径相匹配，其用于校准枪头适配器在XY平面上的坐标原点，所述Z轴高度坐标校准点用于校准所述枪头适配器下表面的高度坐标。

2.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述坐标原点校准孔设置有多个，包括第一坐标原点校准孔、第二坐标原点校准孔、第三坐标原点校准孔和第四坐标原点校准孔，其中所述第一坐标原点校准孔用于校准加样设备的试剂和样本存放区的坐标原点，所述第二坐标原点校准孔用于校准加样设备的枪头存放区的坐标原点，所述第三坐标原点校准孔用于校准加样设备的加样区的坐标原点，所述第四坐标原点校准孔用于校准加样设备的废弃枪头存放区的坐标原点。

3.根据权利要求2所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述第三坐标原点校准孔的底壁上开设有与枪头尖端相配合的定位孔。

4.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述Z轴高度坐标校准点为两个且间隔设置。

5.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述定位单元包括开设在所述校准台的底表面一对角处的定位插孔。

6.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述校准台上表面还具有准确性测试加样区，所述准确性测试加样区设置有多个与准确性测试所用T型管相配合的方形校准孔。

7.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述校准台上还设有样本存放区，所述样本存放区具有至少一个与样本瓶适配的样本存放孔。

8.根据权利要求1所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述校准台上具有试剂校准区，所述试剂校准区开设有至少一个用于存放试剂瓶的试剂校准孔。

9.根据权利要求8所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：所述试剂校准孔为上大下窄的台阶孔。

10.根据权利要求8或9所述的用于自动微量加样设备的移液器校准装置，其特征在于：与所述试剂校准孔对应处的所述校准台侧壁上开设有观察窗，所述观察窗和对应的试剂校准孔相连通。

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