CN218796004U - 移液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了移液装置，属于生物自动化检测设备技术领域，为解决现有移液装置装载多个吸头时需要承受较大偏矩等问题而设计。本实用新型公开的移液装置包括：导向组件，包括第一导轨、第二导轨、第一导轨安装板和第二导轨安装板；驱动组件，包括电机安装板、驱动电机和传动丝杆；以及移液器组件，包括移液器安装座、丝杠螺母和移液器，移液器连接至移液器安装座，丝杠螺母设置在移液器安装座上，传动丝杆穿设在丝杠螺母中。本实用新型公开的移液装置整体结构更紧凑，移液器与驱动电机之间的距离较短，减少了该移液装置承受的偏矩，能够适配多种厂家的吸头，便于推广液体自动化处理技术。

Description

移液装置

技术领域

本实用新型涉及生物自动化检测设备技术领域，尤其涉及移液装置。

背景技术

在生命科学技术领域的部分实验中，实验人员需要反复对实验溶液进行配比、添加、吸排等操作，在此基础上建立液体样本实验流程。上述操作主要通过液体样本自动化处理装置实现，使用仪器进行液体样本自动化处理并可追溯便于实验结果分析，缩短实验流程，减轻实验人员的劳动强度，减少实验人员误操作带来的研究风险。

多通道移液装置是一种重要的液体样本自动化处理装置，用于执行移液操作。现有多通道移液装置中，直线驱动电机通常设置在主体支架上，移液机构设置在可移动的摇臂上，直线驱动电机与移液机构的中心距离较远，同时装载多个吸头时偏矩较大，对整个移液装置产生巨大的反作用力，该反作用力使得整个移液装置及其中间部件产生形变，最终影响吸头装载的高度，吸头装载容易出现前高后低的现象，降低了对不同孔径公差吸头的适配性，导致用户对耗材的选择有很大的局限性；另外，现有移液器整体的体积较大，占用较大的装配空间，结构不够紧凑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出移液装置，其上承受的偏矩小，整体结构更紧凑。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

移液装置，包括：导向组件，包括第一导轨、第二导轨、第一导轨安装板和第二导轨安装板，所述第一导轨和所述第二导轨平行设置，所述第一导轨安装板连接在所述第一导轨上，所述第二导轨安装板连接在所述第二导轨上；驱动组件，包括电机安装板、驱动电机和传动丝杆，所述电机安装板的两端分别连接在所述第一导轨安装板和所述第二导轨安装板上，所述驱动电机设置在所述电机安装板上，所述传动丝杆的一端连接在所述驱动电机的输出端上，所述传动丝杆位于所述第一导轨和所述第二导轨之间；以及，移液器组件，包括移液器安装座、丝杠螺母和移液器，所述移液器连接至所述移液器安装座，所述丝杠螺母设置在所述移液器安装座上，所述传动丝杆穿设在所述丝杠螺母中。

其中一个优选实施例中，所述驱动组件还包括轴承安装板和轴承，所述轴承设置在所述轴承安装板上，所述传动丝杆的另一端连接至所述轴承，所述轴承安装板的两端分别连接在所述第一导轨安装板和所述第二导轨安装板上。

其中一个优选实施例中，所述第一导轨安装板和所述第一导轨之间相对位置固定，所述第二导轨安装板和所述第二导轨之间相对位置不固定；或，所述第一导轨安装板和所述第一导轨之间相对位置不固定，所述第二导轨安装板和所述第二导轨之间相对位置固定。

其中一个优选实施例中，所述丝杠螺母通过限位连接件连接至所述移液器安装座，所述限位连接件被配置为安装空间高度大于所述丝杠螺母的高度。

其中一个优选实施例中，所述限位连接件为台阶螺钉。

其中一个优选实施例中，所述移液装置上还设置有至少两个储油槽，所述储油槽分别位于所述第一导轨和所述第二导轨的下方。

其中一个优选实施例中，所述移液器组件还包括腔体，所述腔体内设置有多个陶瓷棒。

其中一个优选实施例中，所述移液器组件还包括浮动接头连接板和设置在所述浮动接头连接板上的多个浮动接头，每个所述浮动接头连接至一个所述陶瓷棒。

其中一个优选实施例中，所述移液器组件还包括腔体上盖，所述腔体上盖上开设有通孔，所述陶瓷棒穿过所述通孔连接至所述浮动接头。

其中一个优选实施例中，所述移液装置还包括上限位块和下限位块，所述上限位块被配置为用于限制所述移液器安装座的上移极限距离，所述下限位块被配置为用于限制所述移液器安装座的下移极限距离。

本实用新型公开的移液装置的移液器连接在移液器安装座上，移液器安装座连接至传动丝杆，传动丝杆位于两根导轨之间，而且传动丝杆的一端连接在驱动电机的输出端上，整体结构更紧凑，移液器与驱动电机之间的距离较短。装载吸头后移液器会向该移液装置施加反作用力，因为缩短了移液器与驱动电机之间的距离，使得偏载力臂变短，减少了该移液装置承受的偏矩，能够适配多种厂家的吸头，便于推广液体自动化处理技术。提高了该移液装置的刚性及使用寿命，优化了吸头的装载效果，确保多通道移液装载的吸头的装载完整性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的移液装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的移液装置的爆炸图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的移液装置的侧视图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的移液器的结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的陶瓷棒的安装结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的吸头适配器的结构示意图。

图中：

4、上限位块；5、下限位块；6、吸头适配器；7、吸头；11、第一导轨；12、第二导轨；13、第一导轨安装板；14、第二导轨安装板；21、电机安装板；22、驱动电机；23、传动丝杆；24、轴承安装板；25、轴承；31、移液器安装座；32、丝杠螺母；33、限位连接件；34、储油槽；35、移液器；36、腔体；61、导向部；62、密封部；63、适配部；64、定位部；65、扁位部；66、锁付部；351、移液器第一侧板；352、移液器第二侧板；353、移液器电机安装板；354、移液器背板；355、柱塞泵电机；356、滚珠丝杠；357、柱塞泵推拉板；358、联轴器；359、轴承座；362、陶瓷棒；363、腔体上盖；364、浮动接头连接板；365、浮动接头。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实施方式公开的移液装置包括导向组件、驱动组件和移液器组件，如图1至图3所示，导向组件包括第一导轨11、第二导轨12、第一导轨安装板13和第二导轨安装板14，第一导轨11和第二导轨12平行设置，第一导轨安装板13连接在第一导轨11上，第二导轨安装板14连接在第二导轨12上；驱动组件包括电机安装板21、驱动电机22和传动丝杆23，电机安装板21的两端分别连接在第一导轨安装板13和第二导轨安装板14上，驱动电机22设置在电机安装板21上，传动丝杆23的一端连接在驱动电机22的输出端上，传动丝杆23位于第一导轨11和第二导轨12之间；移液器组件包括移液器安装座31、丝杠螺母32和移液器35，移液器35连接至移液器安装座31，丝杠螺母32设置在移液器安装座31上，传动丝杆23穿设在丝杠螺母32中。驱动电机22能带动传动丝杆23旋转，传动丝杆23能带动移液器安装座31上下移动，从而进行吸头装载以及移液工作。其中，双导轨并非是对该移液装置的具体限定，也可以通过多导柱结合直线轴承的方式来实现。

移液器35连接在移液器安装座31上，移液器安装座31连接至传动丝杆23，传动丝杆23位于第一导轨11和第二导轨12之间，而且传动丝杆23的一端连接在驱动电机22的输出端上，整体结构更紧凑，移液器35与驱动电机22之间的距离较短。装载吸头7后移液器35会向该移液装置施加反作用力，因为缩短了移液器35与驱动电机22之间的距离，使得偏载力臂变短，减少了该移液装置承受的偏矩，能够适配多种厂家的吸头7，便于推广液体自动化处理技术。提高了该移液装置的刚性及使用寿命，优化了吸头7的装载效果，确保多通道移液装载的吸头7的装载完整性。

上述方案采用双导轨设计，减少运行阻力，并且通过电机安装板21和轴承安装板24限定第一导轨安装板13和第二导轨安装板14的装配，保障了最终的装配效果，整体运行稳定、噪音小。

在上述结构的基础上，驱动组件还包括轴承安装板24、轴承25和轴承压板(未示出)，轴承25设置在轴承安装板24上。轴承安装板24的两端分别连接在第一导轨安装板13和第二导轨安装板14上，安装方便，安装后结构稳定。传动丝杆23的一端连接在驱动电机22的输出端上，传动丝杆23的另一端连接至轴承25，当传动丝杆23能随驱动电机22的输出端同步旋转时，轴承25能对传动丝杆23起到限位支撑作用，避免传动丝杆23沿径向发生位移或弯曲。

该移液装置的两根导轨、两根导轨安装板、电机安装板21以及轴承安装板24之间分别有连接关系，为了避免过定义导致装配产生的卡堵及异响，两组导轨和导轨安装板中，一组有定位精度，一组放弃定位精度。即，第一导轨安装板13和第一导轨11之间相对位置固定，第二导轨安装板14和第二导轨12之间相对位置不固定；或，第一导轨安装板13和第一导轨11之间相对位置不固定，第二导轨安装板14和第二导轨12之间相对位置固定。在保证两侧导轨安装板加工精度的情况下，通过电机安装板21与轴承安装板24进行整体框架空间位置精度的限制。本实施方式中，以第一导轨11和第一导轨安装板13之间精准定位、第二导轨12和第二导轨安装板14之间没有精准定位为例进行说明。

装配时，先装配分别位于移液器35两侧的第一导轨11和第二导轨12，然后将带有精确定位结构的第一导轨安装板13安装到第一导轨11的滑块(未示出)上；第一导轨安装板13上开设有两个横槽(未示出)，分别将电机安装板21和轴承安装板24的一端插入第一导轨安装板13上相应的横槽中，横槽能对电机安装板21和轴承安装板24起到定位的作用，然后分别将电机安装板21和轴承安装板24锁紧连接至第一导轨安装板13；将电机安装板21和轴承安装板24的另一端分别插入第二导轨安装板14上的横槽中并锁紧，然后将第二导轨12和第二导轨安装板14固定在一起。

然后将移液器安装座31固定到移液器35的上端面上，将驱动电机22的安装面装配到电机安装板21中部的精定位面上，从而固定驱动电机22。传动丝杆23穿过移液器安装座31的内孔到达轴承安装板24内与轴承25配合，最后将丝杠螺母32安装到移液器安装座31上。

为了令传动丝杆23与丝杠螺母32之间的连接关系处于细微浮动状态，以适应双导轨装配所带来的平行度误差，丝杠螺母32通过限位连接件33连接至移液器安装座31，限位连接件33被配置为安装空间高度(或称为限位高度)略大于丝杠螺母32的高度，在将丝杠螺母32连接至移液器安装座31的同时不会完全固定两者之间的位置关系，允许丝杠螺母32有轻微的活动。限位连接件33可以为但不限于为台阶螺钉，产品成熟，造价低，安装方便，能容许传动丝杆23在执行往复运动时有微小的浮动量，不会对双滑轨机构的导向产生影响。

在导向机构运动过程中，需要持续地添加润滑剂，以免导向机构出现异动卡滞的现象。润滑剂在受摩擦后形成流动的润滑油，一旦润滑油滴落到工作台面上有可能对液体样本产生污染。为了解决这一问题，移液装置上还设置有至少两个储油槽34，储油槽34分别位于第一导轨11和第二导轨12的下方。润滑油能顺着第一导轨11和第二导轨12流入储油槽34中，仅需定期对储油槽34进行清理即可避免润滑油溢出。

该移液装置还包括上限位块4和下限位块5，上限位块4被配置为用于限制移液器安装座31的上移极限距离，下限位块5被配置为用于限制移液器安装座31的下移极限距离，避免移液器安装座31移动过多而撞到其它结构上，使用更安全。

该移液装置还包括设置在导轨安装板上的传感器座、设置在传感器座上的传感器以及设置在移液器安装座31上的传感器片，用于检测移液器安装座31的实时位置，确保移液过程中吸头7的位置更准确，使用更方便。

图4为移液器35的正视图。该移液器35可以是96通道移液器，也可以是其他通道数量的移液器，包括腔体36、柱塞泵电机355、移液器电机安装板353、移液器背板354、移液器第一侧板351、移液器第二侧板352、联轴器358、直线导轨(未示出)、滚珠丝杠356、轴承座359、锁紧螺母(未示出)、柱塞泵推拉板357、泵传感器片(未示出)、泵传感器座(未示出)以及泵传感器(未示出)等零件组成，腔体36内设置有多个陶瓷棒362。其中，柱塞泵电机355可以为但不限于为步进电机或者伺服电机，行进距离控制准确。

移液器电机安装板353、移液器背板354、移液器第一侧板351、移液器第二侧板352以及腔体36共同组成移液器35的整体框架，柱塞泵电机355通过移液器电机安装板353安装到移液器35上；滚珠丝杠356的一端通过联轴器358连接至柱塞泵电机355，滚珠丝杠356的另一端通过轴承(未示出)与轴承座359固定连接，锁紧螺母(未示出)连接在滚珠丝杠356的底端，从而限定轴承的轴向位置。

柱塞泵推拉板357通过螺钉连接至滚珠丝杠螺母(未示出)，柱塞泵推拉板357的背面一侧连接至第一导轨11和第二导轨12上的滑块上，第一导轨11和第二导轨12能对柱塞泵推拉板357起到导向与力传递的作用。

装载吸头7时，移液器35上也会受到巨大的反作用力。柱塞泵推拉板357与滑块相连接，在一定程度上平摊了反作用力产生的偏矩，加强了对偏矩的承受能力，改善整体机构的稳定性。即，该移液装置可以承受更大的吸头装载反作用力，因而可以适配更多不同孔径的吸头7。经过实际测验得知，普通移液装置可承受单个吸头7施加的5N-15N作用力，本实施方式中的移液装置能承受单个吸头7施加的5N-25N作用力，对吸头7的适配能力更强。

该移液器35中还包括一根导轨(未示出)，相较于现有技术的双导杆方式，本实施方式中的单导轨导向方式节约了安装空间，有利于缩小整机体积，该移液装置结构更紧凑，为其余部件的安装设计预留了空间，使用更方便，更适用于自动化液体处理仪器上。

泵传感器座、泵传感器片和泵传感器的具体安装位置不限，能准确地检测柱塞泵推拉板357的位置即可。本实施方式中，泵传感器座设置在移液器第一侧板351上，泵传感器安装在泵传感器座上，泵传感器片安装在柱塞泵推拉板357上，泵传感器通过检测泵传感器片的距离即可检测到柱塞泵推拉板357的移动距离，从而控制移液器35的运动距离，满足移液工作的要求。

在上述结构的基础上，还可以设置原点检测部件，用于检测柱塞泵推拉板357是否抵达上端极限位置以及下端极限位置，避免柱塞泵推拉板357与上下两端的其它结构发生碰撞，保护移液器35的使用安全。

图5为陶瓷棒362的安装结构示意图。具体地，移液器组件还包括浮动接头连接板364和设置在浮动接头连接板364上的多个浮动接头365，每个浮动接头365连接至一个陶瓷棒362。采用电动或气动执行器驱动滚珠丝杠356和柱塞泵推拉板357对浮动接头连接板364进行推拉，以实现陶瓷棒362的上下运动，令腔体36内的空气与目标位置的液体进行置换。

柱塞泵推拉板357运动时需要同时推拉多个陶瓷棒362，不同位置的陶瓷棒362的中心线位置一般而言都有细微的不平行，这些不平行会导致推拉阻力增大，柱塞泵电机355有可能运动丢步。本实施方式中设置浮动接头365，能微调陶瓷棒362的中心线位置，降低运动阻力，减少柱塞泵电机355驱动时的卡堵风险。

需要说明的是，由于移液量的控制是通过陶瓷棒362的运动行程控制的，浮动接头365所产生的细微浮动空间可能会对不同孔位的陶瓷棒362运动行程有细微的影响，因而需要严格控制浮动接头365的浮动量。经多次实验结果可知，当浮动接头365的浮动量为0.1mm时，可使整个移液装置取得较好的移液效果。

为了避免陶瓷棒362在移动过程中沿径向发生移动，移液器组件还包括腔体上盖363，腔体上盖363上开设有通孔(未示出)，陶瓷棒362穿过通孔连接至浮动接头365。通孔能对陶瓷棒362进行导向，确保陶瓷棒362仅能沿轴向移动。

图6所示为吸头适配器6，包括依次连接的导向部61、密封部62、适配部63、定位部64、扁位部65和锁付部66。其中，导向部61用于装载吸头装置时对吸头7进行导向，密封部62能令吸头适配器6与吸头7组装后没有缝隙，吸头7受密封部62挤压后略微变形，该形变量挤压到适配部63使得适配部63也起到一定密封的作用，定位部64能保证吸头7装载后处于竖直状态，扁位部65两端平行，方便对吸头适配器6进行拆装操作，锁付部66用于固定吸头适配器6。需要说明的是，适配部63可以设计得比较长，能适配直径处于更大范围中的吸头7；锁付部66可以为但不限于为螺纹结构，在螺纹退刀槽处装配有密封圈，以起到良好的密封作用。

传动丝杆23带动移液器安装座31和移液器35向下运动，当吸头适配器6接触到吸头7内孔时，开始装载吸头7。该吸头适配器6适用于多种吸头7，可广泛运用于自动化仪器上，对实验室液体自动化处理起到良好的推广作用。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施方式及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施方式，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施方式对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施方式，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施方式，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.移液装置，其特征在于，包括：

导向组件，包括第一导轨(11)、第二导轨(12)、第一导轨安装板(13)和第二导轨安装板(14)，所述第一导轨(11)和所述第二导轨(12)平行设置，所述第一导轨安装板(13)连接在所述第一导轨(11)上，所述第二导轨安装板(14)连接在所述第二导轨(12)上；

驱动组件，包括电机安装板(21)、驱动电机(22)和传动丝杆(23)，所述电机安装板(21)的两端分别连接在所述第一导轨安装板(13)和所述第二导轨安装板(14)上，所述驱动电机(22)设置在所述电机安装板(21)上，所述传动丝杆(23)的一端连接在所述驱动电机(22)的输出端上，所述传动丝杆(23)位于所述第一导轨(11)和所述第二导轨(12)之间；以及，

移液器组件，包括移液器安装座(31)、丝杠螺母(32)和移液器(35)，所述移液器(35)连接至所述移液器安装座(31)，所述丝杠螺母(32)设置在所述移液器安装座(31)上，所述传动丝杆(23)穿设在所述丝杠螺母(32)中。

2.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述驱动组件还包括轴承安装板(24)和轴承(25)，所述轴承(25)设置在所述轴承安装板(24)上，所述传动丝杆(23)的另一端连接至所述轴承(25)，所述轴承安装板(24)的两端分别连接在所述第一导轨安装板(13)和所述第二导轨安装板(14)上。

3.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述第一导轨安装板(13)和所述第一导轨(11)之间相对位置固定，所述第二导轨安装板(14)和所述第二导轨(12)之间相对位置不固定；或，所述第一导轨安装板(13)和所述第一导轨(11)之间相对位置不固定，所述第二导轨安装板(14)和所述第二导轨(12)之间相对位置固定。

4.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述丝杠螺母(32)通过限位连接件(33)连接至所述移液器安装座(31)，所述限位连接件(33)被配置为安装空间高度大于所述丝杠螺母(32)的高度。

5.根据权利要求4所述的移液装置，其特征在于，所述限位连接件(33)为台阶螺钉。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的移液装置，其特征在于，所述移液装置上还设置有至少两个储油槽(34)，所述储油槽(34)分别位于所述第一导轨(11)和所述第二导轨(12)的下方。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的移液装置，其特征在于，所述移液器组件还包括腔体(36)，所述腔体(36)内设置有多个陶瓷棒(362)。

8.根据权利要求7所述的移液装置，其特征在于，所述移液器组件还包括浮动接头连接板(364)和设置在所述浮动接头连接板(364)上的多个浮动接头(365)，每个所述浮动接头(365)连接至一个所述陶瓷棒(362)。

9.根据权利要求8所述的移液装置，其特征在于，所述移液器组件还包括腔体上盖(363)，所述腔体上盖(363)上开设有通孔，所述陶瓷棒(362)穿过所述通孔连接至所述浮动接头(365)。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的移液装置，其特征在于，所述移液装置还包括上限位块(4)和下限位块(5)，所述上限位块(4)被配置为用于限制所述移液器安装座(31)的上移极限距离，所述下限位块(5)被配置为用于限制所述移液器安装座(31)的下移极限距离。

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