CN215618131U - 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传动齿轮；两个彼此间隔开的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；以及分别与两个所述抓手固定连接的第一传动齿条和第二传动齿条，所述第一传动齿条与所述第二传动齿条均沿横向设置且相互平行，且所述第一传动齿条和所述第二传动齿条分别与所述传动齿轮啮合；其中，所述驱动电机能够驱动所述传动齿轮转动，使所述传动齿轮带动所述第一传动齿条和所述第二传动齿条做相互靠近或相互远离运动，以带动两个所述抓手沿横向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，在所述驱动电机的输出端设有传动齿轮；两个彼此间隔开的抓手，在两个所述抓手之间形成夹持部；以及分别与两个所述抓手固定连接的第一传动齿条和第二传动齿条，所述第一传动齿条与所述第二传动齿条均沿横向设置且相互平行，且所述第一传动齿条和所述第二传动齿条分别与所述传动齿轮啮合；其中，所述驱动电机能够驱动所述传动齿轮转动，使所述传动齿轮带动所述第一传动齿条和所述第二传动齿条做相互靠近或相互远离运动，以带动两个所述抓手沿横向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，所述第一传动齿条通过第一连接组件与一个所述抓手固定连接，所述第一连接组件包括第一连接座和与所述第一连接座固定连接的第一连接板，所述第一连接座与一个所述抓手固定连接，所述第一连接板与所述第一传动齿条固定连接。

在一个实施例中，所述第二传动齿条通过第二连接组件与另一个所述抓手固定连接，所述第二连接组件包括第二连接座和与所述第二连接座固定连接的第二连接板，所述第二连接座与另一个所述抓手固定连接，所述第二连接板与所述第二传动齿条固定连接。

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连接的第二本体，所述第一本体与对应的所述滑块固定连接，且与对应的所述第一连接座或所述第二连接座固定连接，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，所述第二本体的竖向长度设置为所述第一本体的竖向长度的2～4倍。

在一个实施例中，所述第二本体的纵向厚度与第一本体的纵向厚度相同，且所述第二本体的横向宽度设置为处于所述第一本体的横向宽度的1/6～1/3范围内。

在一个实施例中，在所述第二本体的末端沿纵向对称设有凸起，所述凸起的纵向延伸尺寸设置为处于所述第二本体的纵向尺寸的1/6～1/3的范围内。

在一个实施例中，在所述第二本体的末端设有采用弹性材料制成的夹持块。

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，并通过齿轮齿条传动结构进行传动，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(未示出)，并将其移动至预定位置。

如图1至图3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、设置在驱动电机2的输出端的传动齿轮3、两个彼此间隔开的抓手4，以及分别与两个抓手4固定连接的第一传动齿条5和第二传动齿条6。在两个抓手4之间形成用于夹取标准液体容器的夹持部。第一传动齿条5与第二传动齿条6均沿横向设置且相互平行，并且第一传动齿条5和第二传动齿条6分别与传动齿轮3啮合。驱动电机2能够驱动传动齿轮3转动，使传动齿轮3带动第一传动齿条5和第二传动齿条6做相互靠近或相互远离运动，以带动两个抓手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。

在本实施例中，基座1作为机械手100的主体结构。基座1构造成矩形板，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。传动齿轮3连接在驱动电机2的输出轴上，且处于基座1的前端面。传动齿轮3优选设置在靠近基座1的中部位置。

如图1所示，第一传动齿条5沿横向延伸分布，并且第一传动齿条5的齿牙朝上而与传动齿轮3啮合。第二传动齿条6同样沿横向延伸分布，并且第二传动齿条6齿牙朝下而与传动齿轮3啮合。由此，通过传动齿轮3的转动能够使第一传动齿条5与第二传动齿条6在横向上做相互靠近或相互远离运动。

根据本实用新型，第一传动齿条5通过第一连接组件8与一个抓手4(图2 中的左侧抓手4)固定连接，第二传动齿条6通过第二连接组件9与另一个抓手 4(图2中的右侧抓手4)固定连接。由此，传动齿轮3的转动能够使第一传动齿条5与第二传动齿条6分别通过第一连接组件8和第二连接组件9同时带动两个抓手4在横向上做相互靠近或相互远离运动。

如图3所示，第一连接组件8包括第一连接座81和与第一连接座81固定连接的第一连接板82。第一连接板82与第一连接座81垂直。第一连接座81固定连接在左侧抓手4的横向外侧。在一个实施例中，第一连接座81例如可以通过螺栓紧固件与左侧抓手4形成固定连接。第一连接板82与第一传动齿条5固定连接。在一个实施例中，第一连接板82例如可以通过螺栓紧固件与第一传动齿条5形成固定连接。

在图3所示实施例中，第一连接座81构造成长方体形，且第一连接座81的上端设有第一台阶形连接部。第一连接座81构造成矩形板状，且第一连接座81 的一端设有能够与第一台阶形连接部适配连接的凸起安装部。第一连接座81的一端通过凸起安装部与第一台阶形连接部固定连接，另一端与第一传动齿条5固定连接，并且使第一传动齿条5处于左侧抓手4的上方。由此，使得左侧抓手4 通过第一连接组件8与第一传动齿条5形成固定连接。

同样地，如图3所示，第二连接组件9包括第二连接座91和与第二连接座 91固定连接的第二连接板92。第二连接座91与第二连接板92垂直。第二连接座91固定连接在右侧抓手4的横向外侧。在一个实施例中，第二连接座91例如可以通过螺栓紧固件与右侧抓手4形成固定连接。第二连接板92与第二传动齿条6固定连接。在一个实施例中，第二连接板92例如可以通过螺栓紧固件与第二传动齿条6形成固定连接。

在图3所示实施例中，第二连接座91构造成长方体形，且第二连接座91的上端设有第二台阶形连接部。第二连接板92构造成L型板状结构，包括第一边和与第一边垂直的第二边。第二连接板92的第一边能够与第二台阶形连接部适配并形成连接部固定连接，第二边与第二传动齿条6固定连接，并且使第二传动齿条6处于右侧抓手4的上方。由此，使得右侧抓手4通过第二连接组件9与第二传动齿条6形成固定连接。

根据本实用新型，如图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与对应的抓手4固定连接。在一个实施例中，抓手4通过四个螺栓紧固件与滑块72形成固定连接。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的侧壁面，以实现稳定夹取标准液体容器。

在一个未示出的实施例中，为了防止第一传动齿条5以及第二传动齿条6与传动齿轮3脱离，可以在直线导轨71的两端位置处分别设置限位块，以对两个抓手4的横向运动形成限位，这能够避免两个抓手4运动超出预定行程。

根据本实用新型，如图3所示，抓手4构造成包括第一本体41和与第一本体41连接的第二本体42。第一本体41构造成长方体形结构。第二本体42构造成条形板状结构，且形成于第一本体41的下端而沿第一本体41竖向向下延伸。第一本体41的横向外侧与对应的第二压块73固定连接，第一本体41的纵向内侧与对应的第一滑块52固定连接。两个抓手4对应的第二本体42相互平行且在两者之间形成夹持部。

在本实施例中，第二本体42的竖向长度设置为第一本体41的竖向长度的2～4 倍，第二本体42的纵向厚度与第一本体41的纵向厚度相同，且第二本体42的横向宽度设置为处于第一本体41的横向宽度的1/6～1/3范围内。

如图1所示，在第二本体42末端的纵向两侧分别设有凸起421，两个凸起 421沿纵向向外延伸设置，且相互对称。凸起421的纵向延伸尺寸设置为处于第二本体42的纵向尺寸的1/6～1/3的范围内。抓手4的这种结构使得抓手4能够充分夹持标准液体容器，非常有利于夹取标准液体容器。

根据本实用新型，在第二本体42的末端设有采用弹性材料制成的夹持块(未示出)。夹持块优选设置在第二本体42的下端。在一个实施例中，夹持块44通过紧固件可拆卸式地连接在第二本体42的下端。夹持块例如可以采用橡胶材料制成，并且夹持块的内侧相对于第二本体42的内侧面向内凸。夹持块63的厚度设置为不小于3mm，例如设置为3mm。夹持块63的长度设置为不小于15mm，例如设置为15mm。通过设置夹持块，一方面，能够增加抓手4与标准液体容器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，夹持块具有弹性，能够避免对标准液体容器的外壁造成损坏。

在一个未示出的实施例中，在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(未示出)。夹持块的这种结构能够充分保证抓手4对标准液体容器的夹取，进一步提高了抓手4夹取的可靠性。

机械手100在工作过程中，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的位置处，并将抓手4伸入到抓取的标准液体容器的外侧。然后，控制驱动电机2工作，使驱动电机2驱动传动齿轮3转动，传动齿轮3的转动使得第一传动齿条5与第二传动齿条6分别通过第一连接组件8和第二连接组件9同时带动两个抓手4沿横向相互靠近，从而使夹持部对标准液体容器形成夹持，以抓取标准液体容器，进而能够将标准液体容器移动到预定位置处。将标准液体容器运动到预定位置后，控制驱动电机2反向转动，从而能够传动齿轮3反向转动，传动齿轮3的反向转动使得第一传动齿条5与第二传动齿条6分别通过第一连接组件8和第二连接组件9同时带动两个抓手4沿横向相互原理，由此，使夹持部放下标准液体容器。

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抓取准液体容器时，能够通过压力传感器检测夹持部对准液体容器的夹持力的大小，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抓取标准液体容器的控制精度。机械手通过驱动电机 2驱动，并通过丝杠3和连杆机构7形成的传动结构进行传动，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能够充分保证抓手4对标准液体容器的夹取，进一步提高了抓手4夹取的可靠性。

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抓取标准液体容器的控制精度。机械手100通过驱动电机2驱动，并通过齿轮齿条传动结构进行传动，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能够充分保证抓手4对标准液体容器的夹取，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传动齿轮(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

分别与两个所述抓手固定连接的第一传动齿条(5)和第二传动齿条(6)，所述第一传动齿条与所述第二传动齿条均沿横向设置且相互平行，且所述第一传动齿条和所述第二传动齿条分别与所述传动齿轮啮合；

其中，所述驱动电机能够驱动所述传动齿轮转动，使所述传动齿轮带动所述第一传动齿条和所述第二传动齿条做相互靠近或相互远离运动，以带动两个所述抓手沿横向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3所述的机械手，其特征在于，所述第一传动齿条通过第一连接组件(8)与一个所述抓手固定连接，

所述第一连接组件包括第一连接座(81)和与所述第一连接座固定连接的第一连接板(82)，所述第一连接座与一个所述抓手固定连接，所述第一连接板与所述第一传动齿条固定连接。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述第二传动齿条通过第二连接组件(9)与另一个所述抓手固定连接，

所述第二连接组件包括第二连接座(91)和与所述第二连接座固定连接的第二连接板(92)，所述第二连接座与另一个所述抓手固定连接，所述第二连接板与所述第二传动齿条固定连接。

6.根据权利要求5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)和与所述第一本体连接的第二本体(42)，所述第一本体与对应的所述滑块固定连接，且与对应的所述第一连接座或所述第二连接座固定连接，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。

7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第二本体的竖向长度设置为所述第一本体的竖向长度的2～4倍。

8.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第二本体的纵向厚度与第一本体的纵向厚度相同，且所述第二本体的横向宽度设置为处于所述第一本体的横向宽度的1/6～1/3范围内。

9.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，在所述第二本体的末端沿纵向对称设有凸起(421)，所述凸起的纵向延伸尺寸设置为处于所述第二本体的纵向尺寸的1/6～1/3的范围内。

10.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，在所述第二本体的末端设有采用弹性材料制成的夹持块。

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