CN215389400U - 用于移液仪的机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于移液仪的机械手，包括：基座；设置在所述基座上的驱动电机，在所述驱动电机的输出端设有凸轮；两个彼此间隔开的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；以及两个设置在所述凸轮的横向两侧且与所述凸轮的工作面接触配合的传动块，两个所述抓手分别与对应的所述传动块固定连接；其中，两个所述传动块之间通过弹性件形成连接，所述驱动电机能够驱动所述凸轮转动，在所述凸轮和所述弹性件的作用下，使两个所述传动块能够带动两个所述抓手相互靠近或相互远离，从而使所述夹持部夹取或放下标准液体容器。

Description

用于移液仪的机械手

技术领域

本实用新型涉及自动化液体处理设备技术领域，具体地，涉及机械手技术领域，尤其涉及一种用于移液仪的机械手。

背景技术

全自动液体处理工作站是将自动化操作与液体处理巧妙融合在一起的生物医药实验室自动化操作平台，可实现样品的自动加样、试剂分配、超微量移液以及与液体处理相关的振动、孵育等操作。可广泛应用于核酸纯化、基因蛋白质测序、克隆快速筛选、细胞培养、生物芯片样品制备等领域。而移液机构是全自动液体处理工作站的核心机构之一，用于实现液体在标准液体容器之间输送、抽提、转移等动作。

在现代全自动液体处理工作站的使用中，最常用的标准液体容器是例如8孔板、96孔板等标准液体容器。其中，实验室常用的96孔板等标准液体容器相邻孔间距最小为9mm，容积约0.5ml，单列分布8个孔。自动液体处理工作站，特别是其中的移液机构，需要高精度和高重复性地实现对标准液体容器的抓取和移动，以将存放液体的标准液体容器转移至预定位置。

现有技术中通常采用机械手抓取标准液体容器并将其转移。然而，现有的机械手运动控制精度较差，夹取力控制不稳定，且结构稳定性较差，无法实现移液仪器的高精度要求。此外，现有的机械手结构复杂，操作不便，且夹持部容易对标准液体容器中的液体造成污染。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于移液仪的机械手，该机械手能够精确抓取标准液体容器并将其转移至预定位置，其能够对抓取的标准液体容器形成有效夹持，并且能够有效避免对标准液体容器的外壁面造成损坏。

为此，根据本实用新型提出了一种用于移液仪的机械手，包括：基座；设置在所述基座上的驱动电机，在所述驱动电机的输出端设有凸轮；两个彼此间隔开的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；以及两个设置在所述凸轮的横向两侧且与所述凸轮的工作面接触配合的传动块，两个所述抓手分别与对应的所述传动块固定连接；其中，两个所述传动块之间通过弹性件形成连接，所述驱动电机能够驱动所述凸轮转动，在所述凸轮和所述弹性件的作用下，使两个所述传动块能够带动两个所述抓手相互靠近或相互远离，从而使所述夹持部夹取或放下标准液体容器。

在一个实施例中，在所述基座上设有横向布置的导向机构，两个所述抓手分别与所述导向机构适配连接，两个所述抓手能够沿所述导向机构运动。

在一个实施例中，所述导向机构包括直线导轨和两个适配安装在所述直线导轨上的滑块，所述直线导轨与所述基座固定连接，所述滑块能够沿所述直线导轨滑动，两个所述抓手与对应的所述滑块固定连接，从而使两个所述抓手仅能沿所述直线导轨相互靠近或相互远离。

在一个实施例中，所述弹性件的两端分别与两个所述传动块的上端面固定连接，两个所述传动块能够在所述凸轮作用下相互远离并拉长所述弹性件，所述弹性件能够收缩并使两个所述传动块相互靠近。

在一个实施例中，所述弹性件为伸缩弹簧。

在一个实施例中，所述抓手构造成包括第一本体和与所述第一本体垂直连接的第二本体，所述第一本体与所述传动块固定连接，两个所述抓手对应的第二本体相互平行且在两者之间形成所述夹持部。

在一个实施例中，所述第二本体的长度设置成不小于所述第一本体的长度的2倍。

在一个实施例中，所述传动块设有沿竖向延伸的安装槽，所述第一本体安装在所述安装槽中，并通过固定件与所述传动块固定连接。

在一个实施例中，在靠近所述第二本体的末端位置处设有采用弹性材料制成的夹持块，在所述夹持块的用于与标准液体容器的外壁接触的端面上设有若干凸起。

在一个实施例中，在所述传动块的横向外侧设有限位板，所述限位板与所述基座固定连接，用于对所述传动块的横向运动形成限位。

与现有技术相比，本实用新型的优点之处在于：

根据本实用新型的用于移液仪的机械手能够精确抓取标准液体容器并将其转移至预定位置，并且能够根据实际需要，调节控制机械手的夹取力度，非常有利于提高机械手抓取标准液体容器的控制精度。机械手通过弹性件的弹性力能够对抓取的标准液体容器形成有效夹持，并且能够有效避免对标准液体容器的表面造成损坏。此外，抓手通过设置具有弹性的夹持块能够充分保证抓手对标准液体容器的夹取，进一步提高了抓手夹取的可靠性。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1和图2显示了根据本实用新型的用于移液仪的机械手的不同视角的结构。

图3是图1所示的用于移液仪的机械手的爆炸视图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

在本实用新型中，需要说明的是，将图2中的水平方向定义为横向，将图2中的垂直方向定义为竖向，将图2中垂直于纸面的方向定义为纵向。还需说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1和图2显示了根据本实用新型的用于移液仪的机械手100的结构。机械手100用于连接到移液仪的位移传动装置上(未示出)，通过机械手100能够抓取标准液体容器200，并将其移动至预定位置。

如图1和图2所示，机械手100包括基座1、设置在基座1上且用于提供动力的驱动电机2，连接在驱动点击2的输出端的凸轮3，以及两个在横向上彼此间隔开分布的抓手4，在两个抓手4之间形成用于夹取标准液体容器200的夹持部。凸轮3设置在两个抓手4之间，并且两个抓手4通过弹性件6相连接。机械手100构造成能够通过驱动电机2凸轮3转动，并在弹性件6的共同作用下驱动两个抓手4相互靠近或相互远离，从而使夹持部夹取或放下标准液体容器200。该机械手100能够精确抓取标准液体容器200并将其转移至预定位置。

在本实施例中，基座1作为机械手100的主体结构，基座1大致呈矩形板状结构，且矩形板的一端弯折成直角，用于连接到其他零部件(例如移液仪的位移传动装置)上。驱动电机2固定安装在基座1上。在图1所示实施例中，驱动电机2沿纵向安装在基座1上，驱动电机2设置在基座1的后端面上，且驱动电机2的输出轴穿过基座1而沿纵向伸出。凸轮3连接在驱动电机2的输出轴上，且处于基座1的前端面，凸轮3设置在两个抓手4的横向之间。

在一个实施例中，驱动电机2与电机支撑座11通过螺栓紧固件固定连接。驱动电机2优选采用步进电机。

根据本使用新型，机械手100还包括两个设置在凸轮3的横向两侧的传动块5，两个抓手4分别与对应的传动块5固定连接。两个传动块5的横向内端面分别与凸轮3的工作面接触。同时，两个传动块5通过弹性件6形成连接，随着凸轮3转动，凸轮3和弹性件6共同作用，从而驱动两个传动块5能够带动相应的抓手4循环往复地相互靠近或相互远离。

在一个实施例中，弹性件6例如可以为伸缩弹簧。伸缩弹簧的两端分别通过固定件固定连接在传动块5的上端面上。

根据本实用新型，如图2和图3所示，机械手100还包括导向机构7，导向机构7沿横向设置在基座1上。导向机构7包括直线导轨71和两个适配安装在直线导轨71上的滑块72，直线导轨71沿横向延伸设置。滑块72能够沿直线导轨71滑动。两个滑块22与对应的传动块5固定连接。在一个实施例中，传动块5通过四个螺栓紧固件与滑块72形成固定连接。在图3所示实施例中，传动块5的纵向内端面(图3中的后端面)与导向机构7的滑块72固定连接，抓手4与传动块5的横向外端面固定连接。

机械手100在工作时，在驱动两个抓手4相互靠近或相互远离的过程中，一方面，导向机构7能够对两个抓手4形成导向，另一方面，导向机构7能够对两个抓手4形成限定，保证两个抓手4只能沿横向相对靠近或远离，从而保证夹持部的夹持力均匀作用于标准液体容器200的侧壁面，以实现稳定夹取标准液体容器200。

如图3所示，传动块5构造成包括第一部分和固定连接在第一部分的下端的第二部分。第一部分和与第二部分均构造成长方体形，且第一部分的纵向厚度大于第二部分的纵向厚度，由此，在传动块5的内端面上形成有端面朝下的台阶，台阶形成于第一部分和与第二部分的连接处。在安装时，台阶抵靠在滑块72的上端面上，且第二部分与滑块72固定连接。同时，第一部分对应处于凸轮3的横向两侧，并且第一部分的横向端面与凸轮3的工作面向接触。弹性件6的两端分别固定连接在第一部分的上端面。

在本实施例中，第一部分的横向宽度小于第二部分的横向宽度，并且在传动块5的第二部分的横向外侧设有沿竖向延伸的安装槽51。抓手4适配安装到安装槽51中，从而使抓手4对应固定连接在传动块5的横向外侧。

根据本实用新型，在两个传动块5的横向外侧对应设有限位板8，限位板8与基座1固定连接，用于对传动块5的横向运动形成限位。同时在弹性件6的共同作用下能够有效避免传动块5相互远离超出行程范围。

根据本实用新型，如图3所示，抓手4构造成L型结构，抓手4包括第一本体41和与第一本体41垂直连接的第二本体42。第一本体41用于与传动块5固定连接，第一本体41对应安装在安装槽51中，并通过固定件43与连接座51形成固定连接。固定件43例如可以采用紧固螺栓。两个抓手4对应的第二本体42相互平行，并且在两者之间形成夹持部。优选地，第二本体42的长度设置成大于第一本体41的长度。这样能够保证抓手4能够充分夹持标准液体容器200。此外，抓手4的这种结构非常有利于夹取标准液体容器200，并能够避免抓手4移动到标准液体容器200的正上方，从而有效避免对标准液体容器200中的液体造成污染。

根据本实用新型，抓手4的第二本体42设有采用弹性材料制成的夹持块44。如图1所示，夹持块44固定连接在靠近第二本体42的末端位置处，夹持块44优选设置在第二本体42的下端。在一个实施例中，夹持块44通过紧固件45可拆卸式地连接在第二本体42的下端。夹持块44例如可以采用橡胶材料制成，并且夹持块44的内侧相对于第二本体42的内侧面向内凸。夹持块44的厚度设置为不小于3mm，例如设置为3mm。夹持块44的长度设置为不小于15mm，例如设置为15mm。通过设置夹持块44，一方面，能够增加抓手4与标准液体容器200外壁之间的接触面积，从而有利于提高两者之间的摩擦力，保证了抓手4夹取的可靠性。另一方面，夹持块44具有弹性，能够避免对标准液体容器200的外壁造成损坏。

在一个未示出的实施例中，在夹持块44的用于与标准液体容器200的外壁接触的端面上设有若干凸起(未示出)。夹持块44的这种结构能够充分保证抓手4对标准液体容器200的夹取，进一步提高了抓手4夹取的可靠性。

下面简述根据本实用新型的用于移液仪的机械手100的工作过程。机械手100在实际工作过程中，首先通过移液仪的位移传动装置(未示出)将机械手100运动到待抓取的标准液体容器200的位置处，并将抓手4伸入到抓取的标准液体容器200的外侧。然后，控制驱动电机2工作，使驱动电机2驱动凸轮3转动，使得凸轮3驱动两个传动块5相互靠近，并带动两个抓手4沿导向机构7相互靠近，从而使夹持部对标准液体容器200形成夹持，以抓取标准液体容器200，进而能够将标准液体容器200移动到预定位置处。将标准液体容器200运动到预定位置后，控制驱动电机2反向转动，从而能够驱动凸轮3反向转动，使得两个抓手4沿导向机构相互远离而使夹持部放下标准液体容器200。

在一个未示出的实施例中，在机械手100的抓手4上设有压力传感器，压力传感器与驱动电机2信号连接。当机械手100抓取准液体容器200时，能够通过压力传感器检测夹持部对准液体容器200的夹持力的大小，通过设定预定压力，能够使驱动电机2精确控制抓手4对准液体容器200的夹持。由此，能够根据实际需要，调节控制机械手100的夹取力度，这非常有利于提高机械手100抓取标准液体容器200的控制精度。

根据本实用新型的用于移液仪的机械手100能够精确抓取标准液体容器200并将其转移至预定位置，并且能够根据实际需要，调节控制机械手100的夹取力度，非常有利于提高机械手100抓取标准液体容器200的控制精度。机械手100通过弹性件6的弹性力能够对抓取的标准液体容器200形成有效夹持，并且能够有效避免对标准液体容器200的表面造成损坏。此外，抓手4通过设置具有弹性的夹持块44能够充分保证抓手对标准液体容器200的夹取，进一步提高了抓手4夹取的可靠性。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于移液仪的机械手，其特征在于，包括：

基座(1)；

设置在所述基座上的驱动电机(2)，在所述驱动电机的输出端设有凸轮(3)；

两个彼此间隔开的抓手(4)，在两个所述抓手之间形成夹持部；以及

两个设置在所述凸轮的横向两侧且与所述凸轮的工作面接触配合的传动块(5)，两个所述抓手分别与对应的所述传动块固定连接；

其中，两个所述传动块之间通过弹性件(6)形成连接，所述驱动电机能够驱动所述凸轮转动，在所述凸轮和所述弹性件的作用下，使两个所述传动块能够带动两个所述抓手相互靠近或相互远离，从而使所述夹持部夹取或放下标准液体容器。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，在所述基座上设有横向布置的导向机构(7)，两个所述抓手分别与所述导向机构适配连接，两个所述抓手能够沿所述导向机构运动。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述导向机构包括直线导轨(71)和两个适配安装在所述直线导轨上的滑块(72)，所述直线导轨与所述基座固定连接，所述滑块能够沿所述直线导轨滑动，

两个所述抓手与对应的所述滑块固定连接，从而使两个所述抓手仅能沿所述直线导轨相互靠近或相互远离。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述弹性件的两端分别与两个所述传动块的上端面固定连接，

两个所述传动块能够在所述凸轮作用下相互远离并拉长所述弹性件，所述弹性件能够收缩并使两个所述传动块相互靠近。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述弹性件为伸缩弹簧。

6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述抓手构造成包括第一本体(41)和与所述第一本体垂直连接的第二本体(42)，

所述第一本体与所述传动块固定连接，两个所述抓手对应的第二本体相互平行且在两者之间形成所述夹持部。

7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第二本体的长度设置成不小于所述第一本体的长度的2倍。

8.根据权利要求6或7所述的机械手，其特征在于，所述传动块设有沿竖向延伸的安装槽(51)，所述第一本体安装在所述安装槽中，并通过固定件(43)与所述传动块固定连接。

9.根据权利要求6或7所述的机械手，其特征在于，在靠近所述第二本体的末端位置处设有采用弹性材料制成的夹持块(44)，在所述夹持块的用于与标准液体容器的外壁接触的端面上设有若干凸起。

10.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，在所述传动块的横向外侧设有限位板(8)，所述限位板与所述基座固定连接，用于对所述传动块的横向运动形成限位。

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