CN215389401U - 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；横向布置在所述基座上的螺杆，所述螺杆的第一端与所述驱动电机的输出端连接；两个彼此间隔开安装在所述螺杆上的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；其中，所述螺杆从中部向轴向两端分别设有正向螺纹和反向螺纹，两个所述抓手分别与所述螺杆上的正向螺纹和反向螺纹适配，所述驱动电机能够驱动所述螺杆转动，以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夹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，且夹取力度可调节，并且该机械手能够形成自锁，以对抓取的标准液体容器形成有效夹持，避免在运移过程中脱落。

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；横向布置在所述基座上的螺杆，所述螺杆的第一端与所述驱动电机的输出端连接；以及两个彼此间隔开安装在所述螺杆上的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；其中，所述螺杆从中部向轴向两端分别设有正向螺纹和反向螺纹，两个所述抓手分别与所述螺杆上的正向螺纹和反向螺纹适配，所述驱动电机能够驱动所述螺杆转动，以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，两个所述抓手均通过传动组件与所述螺杆适配连接，所述传动组件包括传动套和固定套装在所述传动套上的连接座，所述连接座用于固定连接所述抓手，所述传动套与所述螺杆的正向螺纹或反向螺纹对应适配，转动所述螺杆能够带动所述传动套沿轴向运动，从而通过所述传动组件带动两个所述抓手相互靠近或相互远离。

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，所述第二本体的长度大于所述第一本体的长度，所述第一本体与所述连接座固定连接，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，所述连接座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连接座固定连接。

在一个实施例中，所述第二本体设有采用弹性材料制成的夹持块，所述夹持块固定连接在靠近所述第二本体的末端位置处。

在一个实施例中，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，所述螺杆通过两个横向间隔开分布的支撑座安装在所述基座上，所述螺杆通过轴承与所述支撑座形成转动连接。

在一个实施例中，在所述基座上还设有导向机构，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螺杆平行，两个所述滑块与对应的所述连接座固定连接，所述导向机构能够在两个所述抓手相互靠近或相互远离的过程中，对两个所述抓手形成导向。

在一个实施例中，所述驱动电机通过电机调节座安装在所述基座上，所述驱动电机通过电机座与所述电机调节座固定连接，通过所述电机调节座能够调节所述驱动电机安装在所述基座上的位置。

在一个实施例中，所述驱动电机的输出端设有第一传动带轮，所述螺杆的第一端设有第二传动带轮，所述第一传动带轮与所述第二传动带轮通过同步带形成传动连接，所述驱动电机驱动所述第一传动带轮转动，并通过同步带带动所述第二传动带轮同步转动，从而驱动所述螺杆转动。

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。机械手通过驱动电机驱动，并通过螺杆传动，在夹持过程中能够形成自锁，从而使机械手能够对抓取的标准液体容器形成有效夹持，非常有利于避免在运移过程中避免脱落，提高了机械手夹持的可靠性。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。

图4显示了图1所示的用于移液仪的机械手夹取标准液体容器的状态。

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(见图4)，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、沿横向布置在基座1上的螺杆3，以及两个彼此间隔开安装在螺杆3上的抓手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。机械手100构造成能够通过驱动电机2驱动螺杆3转动，以使螺杆3带动两个抓手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。

如图1至图3所示，驱动电机2通过电机调节座21安装到基座1上，驱动电机2通过电机座22与电机调节座21固定连接。由此，驱动电机2通过电机调节座21和电机座22固定安装到基座1上。在图3所示实施例中，驱动电机2设置在基座1的后端面上。在一个实施例中，驱动电机2与电机座22通过螺栓紧固件固定连接，电机座22通过螺栓紧固件与电机调节座21形成固定连接。驱动电机2优选采用步进电机。

在本实施例中，电机调节座21构造成L型结构。如图3所示，电机调节座21包括与基座1固定连接的第一连接板和用于安装驱动电机2的第二连接板。第一连接板上设有多个用于安装螺栓紧固件的安装孔。通过电机调节座21能够调节驱动电机2安装在基座1上的位置，安装方便，便于调节。

根据本实用新型，螺杆3通过两个间隔开分布的支撑座7安装在基座1上。如图3所示，螺杆3设置在基座1的前端面上。由此，螺杆3与驱动电机2设置在基座1的相对的端面上。支撑座7构造成矩形板状结构，并且支撑座通过固定件与基座1固定连接。螺杆3通过轴承(未示出)与支撑座7形成转动连接。当然，可以理解，螺杆3与驱动电机2也可以设置在基座1同一端面上。

根据本实用新型，在驱动电机2的输出端设有第一传动带轮10，在螺杆3的第一端(图3中的右端)设有第二传动带轮11，第一传动带轮10与第二传动带轮11通过同步带12形成传动连接。由此，通过驱动电机2能够驱动第一传动带轮10转动，第一传动带轮10通过同步带12驱动第二传动带轮11同步转动，从而驱动螺杆3转动。控制驱动电机2正反转，从而能够控制螺杆3正转和反转。

如图3所示，两个抓手4均通过传动组件5与螺杆3适配连接。传动组件5包括传动套51和固定套装在传动套51上的连接座52。连接座52用于固定连接抓手4。螺杆3从中部向轴向两端分别设有正向螺纹和反向螺纹，两个传动组件5中的传动套51分别与螺杆3上的正向螺纹以及反向螺纹对应适配。由此，转动螺杆3能够带动两个传动组件5中的传动套51沿螺杆3的轴向相互靠近或相互远离，进而通过连接座52带动两个抓手4相互靠近或相互远离，从而能够实现通过机械手100的夹持部夹取或放下标准液体容器200。

在本实施例中，传动套51的内壁构造成能够与螺杆3上的正向螺纹或反向螺纹适配的内螺纹，从而在转动螺杆3时能够使相应的传动套51沿螺杆3轴向运动。

如图3所示，连接座52设有贯穿孔，连接座52通过贯穿孔套装在传动套51上。在一个实施例中，贯穿孔的一部分构造成内六方结构，传动套51的端部固定有螺母，螺母适配安装到内六方结构中，并且通过螺母座盖53将螺母固定安装在内六方结构中，从而使连接座52与传动套51形成固定连接。

在一个未示出的实施例中，传动套51的外壁可以构造成外多面体，连接座52的贯穿孔可以构造成能够与传动套51适配的内多边形孔。连接座52通过贯穿孔套装在传动套51上，从而使两者形成固定连接。

根据本实用新型，机械手100还包括导向机构。如图3所示，导向机构设置在基座1上。导向机构与螺杆3设置在基座1的同侧。导向机构包括直线导轨8和两个适配安装在直线导轨8上的滑块9，直线导轨8与螺杆3平行，滑块9能够沿直线导轨8滑动。两个滑块9与对应的连接座52固定连接。在一个实施例中，连接座52通过四个螺栓紧固件与滑块9形成固定连接。机械手100在工作时，当两个抓手4相互靠近或相互远离的过程中，一方面，导向机构能够对两个抓手4形成导向，另一方面，导向机构能够保证两个抓手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。

根据本实用新型，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用于与连接座52固定连接。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。

如图3所示，在连接座52的外侧设有沿竖向延伸的安装槽521，抓手4的第一本体41对应安装在安装槽521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。

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可以通过紧固件45可拆卸式地固定连接在第二本体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依次通过第一传动带轮10、同步带11和第二同步带轮12驱动螺杆3转动，使得螺杆3驱动机械手100中两个抓手4对应的传动套51相互靠近，进而通过连接座52带动两个抓手4沿导向机构相互靠近，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。图4显示了机械手100夹取标准液体容器200的状态。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，从而能够驱动螺杆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通过驱动电机2驱动，在夹持过程中能够形成自锁，从而使机械手100能够对抓取的标准液体容器200形成有效夹持，非常有利于避免在运移过程中避免脱落，提高了机械手100夹持的可靠性。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。

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)；

横向布置在所述基座上的螺杆(3)，所述螺杆的第一端与所述驱动电机的输出端连接；以及

两个彼此间隔开安装在所述螺杆上的抓手(4)，在两个所述抓手之间形成夹持部；

其中，所述螺杆从中部向轴向两端分别设有正向螺纹和反向螺纹，两个所述抓手分别与所述螺杆上的正向螺纹和反向螺纹适配，所述驱动电机能够驱动所述螺杆转动，以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，两个所述抓手均通过传动组件(5)与所述螺杆适配连接，所述传动组件包括传动套(51)和固定套装在所述传动套上的连接座(52)，所述连接座用于固定连接所述抓手，

所述传动套与所述螺杆的正向螺纹或反向螺纹对应适配，转动所述螺杆能够带动所述传动套沿轴向运动，从而通过所述传动组件带动两个所述抓手相互靠近或相互远离。

3.根据权利要求2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)，所述第二本体的长度大于所述第一本体的长度，

所述第一本体与所述连接座固定连接，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。

4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述连接座设有沿竖向延伸的安装槽(521)，所述第一本体安装在所述安装槽中，并通过固定件(43)与所述连接座固定连接。

5.根据权利要求3或4所述的机械手，其特征在于，所述第二本体设有采用弹性材料制成的夹持块(44)，所述夹持块固定连接在靠近所述第二本体的末端位置处。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述螺杆通过两个横向间隔开分布的支撑座(7)安装在所述基座上，所述螺杆通过轴承与所述支撑座形成转动连接。

8.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，在所述基座上还设有导向机构，所述导向机构包括直线导轨(8)和两个适配安装在所述直线导轨上的滑块(9)，所述直线导轨与所述螺杆平行，两个所述滑块与对应的所述连接座固定连接，

所述导向机构能够在两个所述抓手相互靠近或相互远离的过程中，对两个所述抓手形成导向。

9.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动电机通过电机调节座(21)安装在所述基座上，所述驱动电机通过电机座(22)与所述电机调节座固定连接，通过所述电机调节座能够调节所述驱动电机安装在所述基座上的位置。

10.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述驱动电机的输出端设有第一传动带轮(10)，所述螺杆的第一端设有第二传动带轮(11)，所述第一传动带轮与所述第二传动带轮通过同步带(12)形成传动连接，

所述驱动电机驱动所述第一传动带轮转动，并通过同步带带动所述第二传动带轮同步转动，从而驱动所述螺杆转动。

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