CN214877522U

CN214877522U - 用于生物摇床的样品自动存取装置及包含其的生物摇床

Info

Publication number: CN214877522U
Application number: CN202120191264.5U
Authority: CN
Inventors: 张宏亮; 刘雄光; 刘科
Original assignee: Shenzhen Eureka Biology Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Eureka Biology Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2031-01-22

Abstract

本实用新型涉及一种用于生物摇床的样品自动存取装置以及包含其的生物摇床，所述样品自动存取装置包括：载物底盘；一个或多个样品货架；X轴滑台以及设置在其上的X轴滑块；Y轴滑台以及设置在其上的Y轴滑块；Z轴滑台以及设置在其上的Z轴滑块；递送滑台以及设置在其上的用于放置样品容器的递送平台；设置在所述X轴滑块、所述Y轴滑块和所述Z轴滑块中的任一个上的抓取部件；所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台设置在所述载物底盘的上方，并且所述样品自动存取装置被配置成能够通过所述抓取部件从所述递送平台上抓取样品容器并将其放置在所述样品货架内，或者从所述样品货架内抓取样品容器并将其放置在所述递送平台上。

Description

用于生物摇床的样品自动存取装置及包含其的生物摇床

技术领域

本实用新型涉及生物摇床领域，具体涉及一种用于生物摇床的样品自动存取装置及包含其的生物摇床。

背景技术

生物摇床是生物实验室中常用的培养设备，也称作振荡培养箱。通过使箱体内部保持恒温恒湿并配有振荡器来完成微生物或者细胞的悬浮培养。

通常生物摇床是手动拉开箱体大门，然后实验操作人员手伸入箱体内部完成对样品的存入和取出。这种方式会造成气体明显流失，温度湿度迅速下降，也带来了很大的外部污染风险。

同时，随着实验室自动化的发展，需要实验室设备能够更方便的集成进自动化系统，便于机械手进行操作和信息化管理，而生物摇床传统的样品存取方式无法满足快速方便集成的要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种可以用于生物摇床的样品自动存取装置，其能够保证对生物摇床内部温湿度的有效控制，并降低污染风险，其通过一个递送机构可以方便的与其他自动化组件进行集成，内部巧妙的结构设计可以充分利用生物摇床内部空间，对常见孔板及其他容器都能良好适配。

在一个方面，本实用新型提供一种用于生物摇床的样品自动存取装置，其包括：载物底盘；一个或多个样品货架，所述一个或多个样品货架设置在所述载物底盘上用于放置并固定样品容器；X轴滑台，所述X轴滑台上设置有能够延X轴运动的X轴滑块；Y轴滑台，所述Y轴滑台上设置有能够延Y轴运动的Y轴滑块；Z轴滑台，所述Z轴滑台上设置有能够延Z轴运动的Z轴滑块；递送滑台，所述递送滑台上设置有能够延所述递送滑台水平运动的用于放置样品容器的递送平台；抓取部件，所述抓取部件设置在所述X轴滑块、所述Y轴滑块和所述Z轴滑块中的任一个上并能够随相应的滑块一起运动；所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台设置在所述载物底盘的上方，并且所述样品自动存取装置被配置成能够通过所述抓取部件从所述递送平台上抓取样品容器并将其放置在所述样品货架内，或者从所述样品货架内抓取样品容器并将其放置在所述递送平台上。

在一个方面，所述X轴滑台还包括X轴导轨和X轴滑块驱动机构，所述X轴滑块设置在所述X轴导轨上，所述X轴滑块驱动机构能够驱动所述X轴滑块在所述X轴导轨上延X轴运动。

在一个方面，所述Y轴滑台还包括Y轴导轨和Y轴滑块驱动机构，所述Y轴滑块设置在所述Y轴导轨上，所述Y轴滑块驱动机构能够驱动所述Y轴滑块在所述Y轴导轨上延Y轴运动。

在一个方面，所述Z轴滑台还包括Z轴导轨和Z轴滑块驱动机构，所述Z轴滑块设置在所述Z轴导轨上，所述Z轴滑块驱动机构能够驱动所述Z轴滑块在所述Z轴导轨上延Z轴运动。

在一个方面，所述Y轴导轨设置在所述X轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述Y轴滑块上。在一个方面，所述X轴导轨设置在所述Y轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述X轴滑块上。

在一个方面，所述X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台可以被设置在所述载物底盘上。在一个方面，所述X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台可以被设置在生物摇床的箱体上，例如设置在生物摇床的顶盖内侧，或者设置在生物摇床的侧壁上。

在一个方面，所述递送滑台包括递送导轨，用于放置样品容器的递送平台和递送平台驱动机构，所述递送平台设置在所述递送导轨上，所述递送平台驱动机构能够驱动所述递送平台在所述递送导轨上进行水平运动。

在一个方面，所述递送滑台可以被设置在所述载物底盘上。在一个方面，如本领域技术人员可以理解的，所述递送滑台也可以被设置在任何其他合适的位置，例如可以被设置在生物摇床的箱体上。在一个方面，所述递送平台的尺寸和形状被配置成与样品容器的尺寸和形状相适应。

在一个方面，所述样品自动存取装置还包括抓取驱动机构，所述抓取驱动机构与所述抓取部件相连以驱动所述抓取部件抓取或释放样品容器。在一个方面，所述抓取部件的结构被配置成适于抓取或释放特定形状的样品容器。

在一个方面，所述样品自动存取装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述X轴滑块驱动机构、所述Y轴滑块驱动机构、所述Z轴滑块驱动机构、所述递送平台驱动机构和所述抓取驱动机构。

在一个方面，所述样品货架可以根据样品容器的形状被设计成相适应的形状结构，以起到固定样品容器的作用。所述样品货架的数量不受具体限制，例如所述数量可以为所述载物底盘所能容载的最大数量。

在一个方面，在本实用新型中，X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块和/或递送平台可以采用多种传动方式，例如，丝杆传动，同步带传动，齿轮齿条传动等，其可依据具体情况进行选择。

在一个方面，在本实用新型中，抓取部件可以采用多种传动方式，例如，杠杆传动，转盘传动，对开型滑块传动，其可依据具体情况进行选择。

在一个方面，在本实用新型中，驱动机构可以采用电机，例如伺服电机或步进电机，其可依据具体情况进行选择。

在一个方面，本实用新型提供一种生物摇床，所述生物摇床设置有用于自动存取样品容器的装置。

在一个方面，本实用新型提供一种生物摇床，所述生物摇床设置有上述根据本实用新型的用于生物摇床的样品自动存取装置。

在一个方面，在本实用新型的生物摇床中，所述样品自动存取装置的所述递送平台的末端还设置有挡板，所述生物摇床的箱体上与所述挡板对应的位置处设置有开口，所述挡板被配置成能够与所述开口密封配合，当所述递送平台向所述生物摇床的箱体外运动时，所述挡板被向外推出从而与所述开口分离，使得所述递送平台能够通过所述开口运动到生物摇床的外部以进行样品的拿取或放置，当所述递送平台运动回到生物摇床内部时，所述挡板能够回到与所述开口密封配合的位置。

在一个方面，所述递送平台的末端设置有挡板，在安装有所述样品自动存取装置的生物摇床的箱体上与所述挡板对应的位置处设置有开口，所述挡板的尺寸和形状被配置成与所述开口相配合。在一个方面，优选地，所述挡板被配置成能够与所述开口密封配合，所述密封配合可以以本领域中已知的多种方式实现，例如可以通过在开口和/或挡板边缘设置密封垫圈181。

在一个方面，如上所述的生物摇床上根据实际用途还可以包括加热/制冷装置，温度传感器，二氧化碳进气阀，二氧化碳传感器，湿度传感器，增湿盘等部件，从而满足温度控制，二氧化碳控制，湿度控制等需求。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：传统生物摇床都是手动开关门，本实用新型采用小体积递送平台，传递样品时开口小，温湿度变化小；传统生物摇床手动存取样品，本实用新型采用相应抓取控制方案，能够自动存取样品，并且取样品和存样品都通过递送平台单个位置，非常易于进行自动化的集成；本实用新型结构设计合理，依据生物摇床的结构特点，设计的相应的运动控制及样品货架机构能够充分利用振荡培养箱的空间。

在一个方面，本实用新型提供以下各项：

第1项.用于生物摇床的样品自动存取装置，其包括：

载物底盘；

一个或多个样品货架，所述一个或多个样品货架设置在所述载物底盘上用于放置并固定样品容器；

X轴滑台，所述X轴滑台上设置有能够延X轴运动的X轴滑块；

Y轴滑台，所述Y轴滑台上设置有能够延Y轴运动的Y轴滑块；

Z轴滑台，所述Z轴滑台上设置有能够延Z轴运动的Z轴滑块；

递送滑台，所述递送滑台上设置有能够延所述递送滑台水平运动的用于放置样品容器的递送平台；

抓取部件，所述抓取部件设置在所述X轴滑块、所述Y轴滑块和所述Z轴滑块中的任一个上并能够随相应的滑块一起运动；

所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台设置在所述载物底盘的上方，并且所述样品自动存取装置被配置成能够通过所述抓取部件从所述递送平台上抓取样品容器并将其放置在所述样品货架内，或者从所述样品货架内抓取样品容器并将其放置在所述递送平台上。

第2项.根据第1项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述X轴滑台还包括X轴导轨和X轴滑块驱动机构，所述X轴滑块设置在所述X轴导轨上，所述X轴滑块驱动机构能够驱动所述X轴滑块在所述X轴导轨上延X轴运动；所述Y轴滑台还包括Y轴导轨和Y轴滑块驱动机构，所述Y轴滑块设置在所述Y轴导轨上，所述Y轴滑块驱动机构能够驱动所述Y轴滑块在所述Y轴导轨上延Y轴运动；所述Z轴滑台还包括Z轴导轨和Z轴滑块驱动机构，所述Z轴滑块设置在所述Z轴导轨上，所述Z轴滑块驱动机构能够驱动所述Z轴滑块在所述Z轴导轨上延Z轴运动。

第3项.根据第2项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述Y轴导轨设置在所述X轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述Y轴滑块上，或所述X轴导轨设置在所述Y轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述X轴滑块上。

第4项.根据第1项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述递送滑台包括递送导轨，用于放置样品容器的递送平台和递送平台驱动机构，所述递送平台设置在所述递送导轨上，所述递送平台驱动机构能够驱动所述递送平台在所述递送导轨上进行水平运动。

第5项.根据第1项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括抓取驱动机构，所述抓取驱动机构与所述抓取部件相连以驱动所述抓取部件抓取或释放样品容器。

第6项.根据第2-5项中任一项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述X轴滑块驱动机构、所述Y轴滑块驱动机构、所述Z轴滑块驱动机构、所述递送平台驱动机构和所述抓取驱动机构。

第7项.生物摇床，所述生物摇床设置有用于自动存取样品容器的装置。

第8项.生物摇床，所述生物摇床设置有根据第1-6项中任一项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置。

第9项.根据第8项所述的生物摇床，其中所述样品自动存取装置的所述递送平台的末端还设置有挡板，所述生物摇床的箱体上与所述挡板对应的位置处设置有开口，所述挡板被配置成能够与所述开口密封配合，当所述递送平台向所述生物摇床的箱体外运动时，所述挡板被向外推出从而与所述开口分离，使得所述递送平台能够通过所述开口运动到生物摇床的外部以进行样品的拿取或放置，当所述递送平台运动回到生物摇床内部时，所述挡板能够回到与所述开口密封配合的位置。

第10项.根据第7-9项中任一项所述的生物摇床，其还包括用于监测温度、湿度和/或气体的一个或多个传感器。

附图说明

图1显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置。

图2显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置。

图3显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置的递送滑台。

图4显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置的抓取部件。

图5显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置的样品货架。

图6显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置的样品货架。

图7显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置和包含其的生物摇床。

图8显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置和包含其的生物摇床。

图9显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置和包含其的生物摇床。

图10显示根据本实用新型的一个方面的样品自动存取装置和包含其的生物摇床。

具体实施方式

以下参考附图详细说明本公开的具体实施方案。应当理解，本文中描述的具体实施方案仅意在说明本实用新型而非限制其范围。

如图1和2所示，样品自动存取装置10包括：载物底盘100；一个或多个样品货架140，一个或多个样品货架140设置在载物底盘100上用于放置并固定样品容器142；X轴滑台110，X轴滑台110上设置有能够延X轴运动的X轴滑块112；Y轴滑台120，Y轴滑台120上设置有能够延Y轴运动的Y轴滑块122；Z轴滑台130，Z轴滑台130上设置有能够延Z轴运动的Z轴滑块132；递送滑台150，递送滑台150上设置有能够延递送滑台150水平运动的用于放置样品容器142的递送平台152；以及抓取部件160。X轴滑台110、Y轴滑台120和Z轴滑台130被设置在载物底盘100的上方，并且样品自动存取装置10被配置成能够通过抓取部件160从递送平台152上抓取样品容器142并将其放置在样品货架140内，或者从样品货架140内抓取样品容器142并将其放置在递送平台152上。

如图1所示，抓取部件160被设置在Z轴滑块132上。在其他实施方案中，如本领域技术人员可以理解的，抓取部件也可以被设置在X轴滑块或Y轴滑块上。

如图1所示，X轴滑台110还包括X轴导轨111和X轴滑块驱动机构113，X轴滑块112设置在X轴导轨111上，X轴滑块驱动机构113能够驱动X轴滑块112在X轴导轨111上延X轴运动。如图1所示，X轴滑块驱动机构113和X轴滑块112被设置在X轴导轨111上，当X轴滑块驱动机构113(电机)转动时，会与X轴齿条114发生啮合从而带动X轴滑块驱动机构113和X轴滑块112延X轴方向在X轴导轨111上直线运动。

如图1所示，Y轴滑台120还包括Y轴导轨121和Y轴滑块驱动机构123，Y轴滑块122设置在Y轴导轨121上，Y轴滑块驱动机构123能够驱动Y轴滑块122在Y轴导轨121上延Y轴运动。如图1所示，Y轴滑块驱动机构123和Y轴滑块122被设置在Y轴导轨121上，当Y轴滑块驱动机构123(电机)转动时，会与Y轴齿条124发生啮合从而带动Y轴滑块驱动机构123和Y轴滑块122延Y轴方向在Y轴导轨121上直线运动。

如图1所示，Z轴滑台130还包括Z轴导轨131和Z轴滑块驱动机构133，Z轴滑块132设置在Z轴导轨131上，Z轴滑块驱动机构133能够驱动Z轴滑块132在Z轴导轨131上延Z轴运动。如图1所示，Z轴滑台130还可以包括Z轴丝杆134，Z轴滑块驱动机构133能够驱动Z轴丝杆134上的Z轴滑块132在Z轴导轨131上进行上下运动。

如图1所示，X轴导轨111设置在Y轴滑块122上并且Z轴滑台130设置在X轴滑块112上。在其他实施方案中，如本领域技术人员可以理解的，Y轴导轨可以被设置在X轴滑块上并且Z轴滑台可以被设置在Y轴滑块上。

如图1、2和7所示，X轴滑台110、Y轴滑台120、Z轴滑台130被设置在生物摇床1箱体的侧壁上。在其他实施方案中，如本领域技术人员可以理解的，X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台也可以例如被设置在生物摇床顶盖的内侧，或者被设置在载物底盘上。

如图1和3所示，递送滑台150包括递送导轨151，用于放置样品容器142的递送平台152和递送平台驱动机构153，递送平台152设置在递送导轨151上，递送平台驱动机构153能够驱动递送平台152在递送导轨151上进行水平运动。如图3所示，递送滑台150还可以包括递送丝杆154，递送平台驱动机构153能够驱动递送丝杆154上的递送平台152在递送导轨151上进行水平运动。

递送滑台150可以被设置在载物底盘100上。在其他实施方案中，如本领域技术人员可以理解的，递送滑台也可以被设置在任何其他合适的位置，例如可以被设置在生物摇床的箱体上。递送平台152的尺寸和形状被配置成与样品容器142的尺寸和形状相适应。

如图1和4所示，样品自动存取装置10还包括抓取驱动机构161，抓取驱动机构161与抓取部件160相连以驱动抓取部件160抓取或释放样品容器142。抓取部件160的结构被配置成适于抓取或释放特定形状的样品容器142。

如图8所示，样品自动存取装置10还包括控制器190，控制器190用于控制X轴滑块驱动机构113、Y轴滑块驱动机构123、Z轴滑块驱动机构133、递送平台驱动机构153和抓取驱动机构161。

如图5和6所示，样品货架140可以根据样品容器142的形状(例如，圆形或矩形)被设计成相适应的形状结构，以起到固定样品容器142的作用。样品货架140的数量可以为一个或多个，例如可以为载物底盘所能容载的最大数量。如图1、5和6所示，样品货架140可以包括两个以上的货架支持臂141用于固定样品容器142。每个样品货架140所具有的货架支持臂141的数量可以为两个、三个、四个或更多。货架支持臂141依据不同位置可以例如具有十字型，L型或T型，其中十字型四周都可以放置样品，L型和T型的支架则位于载物底盘的边缘位置处。各货架支持臂141之间具有空隙以允许抓取部件160通过所述空隙抓取和放置样品容器142。

如图7、9和10所示，样品自动存取装置10可以被设置在生物摇床1内。

如图9和10所示，在生物摇床1中，样品自动存取装置10的递送平台152的末端还设置有挡板170，生物摇床1的箱体上与挡板170对应的位置处设置有开口180，挡板170被配置成能够与开口180密封配合，当递送平台152向生物摇床1的箱体外运动时，挡板170被向外推出从而与开口180分离，使得递送平台152能够通过开口180运动到生物摇床1的外部以进行样品的拿取或放置，当递送平台152运动回到生物摇床1内部时，挡板170能够回到与开口180密封配合的位置。例如，如图9和10所示，密封配合可以通过在开口180的边缘(也可以在挡板170的边缘)设置密封垫圈181实现。

生物摇床1根据实际用途还可以包括加热/制冷装置，温度传感器，二氧化碳进气阀，二氧化碳传感器，湿度传感器，增湿盘等部件(未图示)，从而满足温度控制，二氧化碳控制，湿度控制等需求。

样品自动存取装置10及包含其的生物摇床1的工作流程如下：

在控制器190内置的软件程序控制下，当需要将样品容器142放入生物摇床1时，递送平台152伸出生物摇床1，外部机械手将样品容器142放置在递送平台152上，递送平台152将样品容器142送入生物摇床1，挡板170压紧在开口180边缘的密封垫圈181上从而保持生物摇床1密封，X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160移动到待抓取的样品容器位置，抓取部件160将样品容器142抓紧，然后X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160移动到目标样品货架140上方，Z轴滑块132带动抓取部件160移动到放置高度，抓取部件160松开样品容器142，X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160回到上方，完成样品放置。

当需要将样品容器142取出生物摇床1时，X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160移动到目标样品货架的抓取高度，抓取部件160抓紧目标样品容器142，X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160移动到递送平台152处，抓取部件160松开样品容器142，X轴滑块112、Y轴滑块122和Z轴滑块132带动抓取部件160回到上方，递送平台152将样品容器142送出生物摇床1，待外部机械手将样品容器142抓走后，递送平台152回到生物摇床1内部，挡板170压紧在开口180边缘的密封垫圈181上从而保持生物摇床密封。

Claims

1.用于生物摇床的样品自动存取装置，其特征在于，所述用于生物摇床的样品自动存取装置包括：

载物底盘；

X轴滑台，所述X轴滑台上设置有能够延X轴运动的X轴滑块；

Y轴滑台，所述Y轴滑台上设置有能够延Y轴运动的Y轴滑块；

Z轴滑台，所述Z轴滑台上设置有能够延Z轴运动的Z轴滑块；

2.根据权利要求1所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述X轴滑台还包括X轴导轨和X轴滑块驱动机构，所述X轴滑块设置在所述X轴导轨上，所述X轴滑块驱动机构能够驱动所述X轴滑块在所述X轴导轨上延X轴运动；所述Y轴滑台还包括Y轴导轨和Y轴滑块驱动机构，所述Y轴滑块设置在所述Y轴导轨上，所述Y轴滑块驱动机构能够驱动所述Y轴滑块在所述Y轴导轨上延Y轴运动；所述Z轴滑台还包括Z轴导轨和Z轴滑块驱动机构，所述Z轴滑块设置在所述Z轴导轨上，所述Z轴滑块驱动机构能够驱动所述Z轴滑块在所述Z轴导轨上延Z轴运动。

3.根据权利要求2所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述Y轴导轨设置在所述X轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述Y轴滑块上，或所述X轴导轨设置在所述Y轴滑块上并且所述Z轴滑台设置在所述X轴滑块上。

4.根据权利要求1所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述递送滑台包括递送导轨，用于放置样品容器的递送平台和递送平台驱动机构，所述递送平台设置在所述递送导轨上，所述递送平台驱动机构能够驱动所述递送平台在所述递送导轨上进行水平运动。

5.根据权利要求1所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括抓取驱动机构，所述抓取驱动机构与所述抓取部件相连以驱动所述抓取部件抓取或释放样品容器。

6.根据权利要求2-3中任一项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括用于控制所述X轴滑块驱动机构、所述Y轴滑块驱动机构和所述Z轴滑块驱动机构的控制器。

7.根据权利要求4所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括用于控制所述递送平台驱动机构的控制器。

8.根据权利要求5所述的用于生物摇床的样品自动存取装置，其中所述样品自动存取装置还包括用于控制所述抓取驱动机构的控制器。

9.生物摇床，其特征在于，所述生物摇床设置有根据权利要求1-8中任一项所述的用于生物摇床的样品自动存取装置。

10.根据权利要求9所述的生物摇床，其中所述样品自动存取装置的所述递送平台的末端还设置有挡板，所述生物摇床的箱体上与所述挡板对应的位置处设置有开口，所述挡板被配置成能够与所述开口密封配合，当所述递送平台向所述生物摇床的箱体外运动时，所述挡板被向外推出从而与所述开口分离，使得所述递送平台能够通过所述开口运动到生物摇床的外部以进行样品的拿取或放置，当所述递送平台运动回到生物摇床内部时，所述挡板能够回到与所述开口密封配合的位置。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的生物摇床，其还包括用于监测温度、湿度和/或气体的一个或多个传感器。