CN213529686U - 一种菌落自动筛选分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种菌落自动筛选分拣装置，其包括一旋转上料机械手、设置在所述旋转上料机械手两侧的培养皿供应单元与培养皿回收单元、设置在所述旋转上料机械手另一侧的检测工位、位于所述检测工位上方的且连接一内置有菌落筛选程序的上位机的视觉相机、一支撑板、放置在所述支撑板上的反应板、针头料盒以及孔板、SCARA机器人、以及设置在所述SCARA机器人活动末端的退针头定位组件，所述SCARA机器人根据所述视觉相机获取的菌落图像将被选择的菌落分拣到所述反应板和所述孔板中，并在所述针头料盒内拾取新针头。本实用新型利用视觉系统实现挑选、定位，配合SCARA机器人实现菌落自动分拣，大大提高了菌落筛选分拣效率和精准度，且可实现针头的自动更换，提高试验可信度。
Description
【技术领域】
本实用新型属于生物制药器械技术领域，特别是涉及一种菌落自动筛选分拣装置。
【背景技术】
国内大规模基因测序、生物芯片、生物制药、免疫检测及化学合成等领域都急需用机器人来代替繁重的手工作业；确保高精度、高通量、精密；实现自动化生产。在基因测序工作流程中克隆挑取环节的工作量很大，即将含有外源基因插入的宿主细胞挑取到液体培养基中。现有技术中虽然也有一些细胞自动筛选装置，但其结构比较复杂，空间占用大，且在挑选时重复利用挑选治具，存在交叉污染的现象，降低实验可信度；清洗或者加热浪费节拍时间。
因此，需要提供一种新的菌落自动筛选分拣装置来解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的主要目的在于提供一种菌落自动筛选分拣装置，利用视觉系统实现挑选、定位，配合SCARA机器人实现菌落自动分拣，大大提高了菌落筛选分拣效率和精准度，且可实现针头的自动更换，提高试验可信度。
本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种菌落自动筛选分拣装置，其包括一旋转上料机械手、设置在所述旋转上料机械手两侧的培养皿供应单元与培养皿回收单元、设置在所述旋转上料机械手另一侧的检测工位、位于所述检测工位上方的且连接一内置有菌落筛选程序的上位机的视觉相机、一支撑板、并排放置在所述支撑板上的反应板、针头料盒以及孔板、根据所述视觉相机获取的菌落图像将被选择的菌落分拣到所述反应板和所述孔板中并在所述针头料盒内拾取新针头的SCARA机器人、以及设置在所述SCARA机器人活动末端的退针头定位组件。
进一步的，所述旋转上料机械手包括第一电机、受所述第一电机驱动绕Z轴旋转的旋转板、固定在所述旋转板两端的两个夹持单元。
进一步的，所述夹持单元包括固定在所述旋转板上的第一气缸、受所述第一气缸驱动进行上下运动的第二气缸、受所述第二气缸驱动进行张开或夹持动作的夹爪。
进一步的，所述培养皿供应单元与所述培养皿回收单元结构相同且均包括料仓、位于所述料仓底部的第二电机、受所述第二电机驱动进行上下运动且托住所述料仓内堆叠状的培养皿的支撑托板。
进一步的，所述针头料盒中的针头数量与所述孔板的孔数、所述反应板的孔数一致。
进一步的，所述孔板为96孔板、或384孔板。
进一步的，所述退针头定位组件包括固定在所述SCARA机器人活动末端的固定安装块、固定在所述固定安装块上的第三气缸与支架、固定在所述支架下表面的固定导管、受所述第三气缸驱动进行上下运动且贯穿所述固定导管的吸管吸头。
进一步的，所述吸管吸头内部中空形成一连通一注射泵的吸附通道。
进一步的，还包括一输送机构，所述支撑板位于所述输送机构上且通过所述输送机构实现输入与输出。
与现有技术相比，本实用新型一种菌落自动筛选分拣装置的有益效果在于：基于视觉系统实现菌落的自动筛选定位，通过分析菌落的颜色和外观等多维度分析方式，可以判断其生长情况，协同机械手剔除不良菌落或者整个培养皿，实现质量控制；配合SCARA机器人实现空间位置的高速精准定位，使用自动抛针头模组实现快速精准的更换针头，保证针头安装后针头尖端保持和机械手R轴共圆心，实现偏心度可控，保证菌落间无交叉感染，且实现菌落的分拣与搬运，大大提高了筛选分拣效率和精准度；且在SCARA机器人活动末端设置退针头定位组件进行针头拾取，利用针头末端的细孔吸附菌落，配合气缸实现一次性针头的自动更换，有效的避免了交叉感应的风险，提高了试验过程的科学性和严谨性，提高了试验结果的可靠性，实现了自动化工业级生产。
【附图说明】
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例培养皿上下料的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中支撑板模组与检测工位的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中退针头定位组件的结构示意图；
图中数字表示：
100菌落自动筛选分拣装置；
1旋转上料机械手，11第一电机，12旋转板，13夹持单元，131第一气缸，132第二气缸，133夹爪；
2培养皿供应单元，21料仓，22第二电机，23支撑托板；
3培养皿回收单元；4检测工位；5视觉相机；6支撑板；7反应板；8针头料盒；9孔板；10SCARA机器人；
101退针头定位组件，1011固定安装块，1012第三气缸，1013支架，1014固定导管，1015吸管吸头；
102输送机构。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图4，本实施例为菌落自动筛选分拣装置100，其包括一旋转上料机械手1、设置在旋转上料机械手1两侧的培养皿供应单元2与培养皿回收单元3、设置在旋转上料机械手1另一侧的检测工位4、位于检测工位4上方的且连接一内置有菌落筛选程序的上位机的视觉相机5、一支撑板6、放置在支撑板6上的反应板7、针头料盒8以及孔板9、根据视觉相机5获取菌落图像将被选择的菌落分拣到反应板7和孔板9中并在针头料盒8内拾取新针头的SCARA机器人10、以及设置在SCARA机器人10活动末端的退针头定位组件101。
视觉相机5确定被选择的菌落，一部分挑选到反应板7，一部分挑选到96孔板9中；同时相机会读取培养皿底部的标签，自动生成对应的list，作为反应板和孔板的标签，实现可追溯。
旋转上料机械手1包括第一电机11、受第一电机11驱动绕Z轴旋转的旋转板12、固定在旋转板12两端的两个夹持单元13，夹持单元13包括固定在旋转板12上的第一气缸131、受第一气缸131驱动进行上下运动的第二气缸132、受第二气缸132驱动进行张开或夹持动作的夹爪133。旋转上料机械手1中的一个夹持单元13夹持住培养皿供应单元2中的培养皿盖子，另一个夹持单元13旋转至相同位置抓取培养皿供应单元2中的培养皿，然后旋转至检测工位4，并放下，待检测、筛选、分拣结束后，该夹持单元13夹持培养皿旋转至培养皿回收单元3位置并放下，然后两个夹持单元13旋转180°调换位置，夹持培养皿盖子的夹持单元13将培养皿盖子放置在培养皿回收单元3中的培养皿上，同时，位于培养皿供应单元2上方的夹持单元13夹持一个培养皿盖子，重复上述动作，进行下一个培养皿的自动上料。
培养皿供应单元2与培养皿回收单元3结构相同且均包括料仓21、位于料仓21底部的第二电机22、受第二电机22驱动进行上下运动且托住料仓21内堆叠状的培养皿的支撑托板23。培养皿供应单元2中，通过第二电机22驱动支撑托板23向上运动，将最上层的培养皿顶升至设定高度，供夹持单元13抓取；培养皿回收单元3中，通过第二电机22驱动支撑托板23向下运动，将最上层培养皿下降至设定高度，供夹持单元13放置培养皿。
反应板7内设置有若干收纳孔管结构，且每个收纳孔管结构内装载有试验培养液，用于与筛选的菌落发生反应进行试验，针头料盒8中的针头数量与孔板9的孔数、反应板7的孔数一致。孔板9为96孔板、或384孔板。
退针头定位组件101包括固定在SCARA机器人10活动末端的固定安装块1011、固定在固定安装块1011上的第三气缸1012与支架1013、固定在支架1013下表面的固定导管1014、受第三气缸1012驱动进行上下运动且贯穿固定导管1014的吸管吸头1015。吸管吸头1015内部中空形成一连通一注射泵的吸附通道。
本实施例还包括一输送机构102，支撑板6位于输送机构102上且通过输送机构102实现输入与输出。本方案的菌落的筛选与分拣可采用离线形式，即支撑板6固定设置在一设定位置，当一个孔板9和一个反应板7均分拣完成后，人工将其取走即可；也可采用在线形式，实现流水线式的筛选分拣，即一个孔板9和一个反应板7分拣完成后，通过输送机构102自动输出，然后下一个支撑板6模组整体再输入至分拣工位进行下一轮自动化筛选分拣。
培养皿被放置到检测工位4后，通过视觉相机5拍照，配合上位机的筛选程序筛选出对应的菌落，并获取其位置，SCARA机器人10根据获取的位置信息将对应的菌落提取出来然后移动至反应板7位置并在对应的收纳孔边缘走一圈，将菌落抹擦在孔壁表面，然后移动至孔板9位置，将菌落放入孔板9内；然后再移动至针头料盒8位置，第三气缸1012回缩，吸管吸头1015缩进固定导管1014内，套设在吸管吸头1015上的针头在固定导管1014孔壁的阻挡下落入针头料盒8内对应位置，然后移动至新的针头位置，第三气缸1012伸出，将吸管吸头1015压入新的针头内，将一次性针头安装在吸管吸头1015上，然后进行下一个培养皿菌落的分拣。
本实施例菌落自动筛选分拣装置100，基于视觉系统实现菌落的自动筛选定位，配合SCARA机器人实现菌落的分拣与搬运，大大提高了筛选分拣效率和精准度；且在SCARA机器人活动末端设置退针头定位组件进行针头拾取，利用针头末端的细孔吸附菌落，配合气缸实现一次性针头的自动更换，有效的避免了交叉感应的风险，提高了试验过程的科学性和严谨性，提高了试验结果的可靠性。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：其包括一旋转上料机械手、设置在所述旋转上料机械手两侧的培养皿供应单元与培养皿回收单元、设置在所述旋转上料机械手另一侧的检测工位、位于所述检测工位上方的且连接一内置有菌落筛选程序的上位机的视觉相机、一支撑板、并排放置在所述支撑板上的反应板、针头料盒以及孔板、根据所述视觉相机获取的菌落图像将被选择的菌落分拣到所述反应板和所述孔板中并在所述针头料盒内拾取新针头的SCARA机器人、以及设置在所述SCARA机器人活动末端的退针头定位组件。
2.如权利要求1所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述旋转上料机械手包括第一电机、受所述第一电机驱动绕Z轴旋转的旋转板、固定在所述旋转板两端的两个夹持单元。
3.如权利要求2所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述夹持单元包括固定在所述旋转板上的第一气缸、受所述第一气缸驱动进行上下运动的第二气缸、受所述第二气缸驱动进行张开或夹持动作的夹爪。
4.如权利要求1所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述培养皿供应单元与所述培养皿回收单元结构相同且均包括料仓、位于所述料仓底部的第二电机、受所述第二电机驱动进行上下运动且托住所述料仓内堆叠状的培养皿的支撑托板。
5.如权利要求1所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述针头料盒中的针头数量与所述孔板的孔数、所述反应板的孔数一致。
6.如权利要求5所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述孔板为96孔板、或384孔板。
7.如权利要求1所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述退针头定位组件包括固定在所述SCARA机器人活动末端的固定安装块、固定在所述固定安装块上的第三气缸与支架、固定在所述支架下表面的固定导管、受所述第三气缸驱动进行上下运动且贯穿所述固定导管的吸管吸头。
8.如权利要求7所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：所述吸管吸头内部中空形成一连通一注射泵的吸附通道。
9.如权利要求1所述的菌落自动筛选分拣装置，其特征在于：还包括一输送机构，所述支撑板位于所述输送机构上且通过所述输送机构实现输入与输出。
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Cited By (1)
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| CN115971878A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-18 | 浙江森森汽车零部件有限公司 | 一种减震器用油封装置的自动装配设备 |
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2020
- 2020-11-16 CN CN202022641776.5U patent/CN213529686U/zh active Active
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| CN115971878B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-05-14 | 浙江森森汽车零部件有限公司 | 一种减震器用油封装置的自动装配设备 |
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