JP2022120356A

JP2022120356A - Remote control pipette device and attachment structure of pipette to robot arm

Info

Publication number: JP2022120356A
Application number: JP2021017197A
Authority: JP
Inventors: 亮大手山; Ryo Oteyama; 俊一森本; Shunichi Morimoto; 真悟羽田; Shingo Haneda
Original assignee: Taisei Corp; Nichiryo Co Ltd
Current assignee: Taisei Corp; Nichiryo Co Ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-08-18

Abstract

To provide a remote control pipette device which can remotely control a pipette placed at a distant location, and to provide an attachment structure of a pipette to a robot arm.SOLUTION: A remote control pipette device operates a master side pipette 13A having a first plunger and thereby synchronously operates a slave side pipette 13B having a second plunger and placed at a distance location from the master side pipette. The remote control pipette device receives a signal from a master side linear encoder which outputs the signal generated according to a displacement magnitude of the first plunger and the second plunger causes the slave side pipette to absorb or discharge a liquid.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

Detailed description of the invention

本発明は、互いに離れた場所にあるピペットを遠隔的に操作し得る遠隔操作ピペット装置及びそのピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a remotely controlled pipette device capable of remotely manipulating pipettes located apart from each other and a structure for attaching the pipette to a robot arm.

従来、ＩＰＳ細胞等の細胞培養や微生物を培養する作業を行う研究施設や製造施設においては、作業者がピペットを使用してそれらの作業を行うことが多い。この場合、ピペット操作作業はシャーレやチューブなどの他の機材も併用して行う。即ち、作業者は片手でシャーレなどを把持し、もう一方の手でピペットを把持してシャーレ等の中に入っている液体を吸引して、他のシャーレに分注（排出）したりして細胞や微生物を播種回収する。
この時、作業者は、手で把持したピペットのプランジャを小刻みに上下させながら、しかもピペットを前後左右に適宜動かしながら作業を行う（この動きを、本明細書ではピペット操作という）。 2. Description of the Related Art Conventionally, in research facilities and manufacturing facilities where cell culture such as IPS cells and microorganisms are performed, workers often use pipettes to perform these tasks. In this case, the pipetting operation is performed using other equipment such as petri dishes and tubes. That is, an operator holds a petri dish or the like with one hand, holds a pipette with the other hand, aspirates the liquid contained in the petri dish or the like, and dispenses (discharges) it into another petri dish. Seed and harvest cells and microorganisms.
At this time, the operator moves the plunger of the pipette held by hand up and down in small increments while moving the pipette back and forth and right and left as appropriate (this movement is referred to as pipetting in this specification).

しかしながら、ピペット操作は、作業者の熟練度によって巧拙があり、細胞や微生物などの培養結果が異なる。また、このピペット操作の巧拙の程度をデータとして定量的に検出することは困難であり、初心作業者は熟練作業者の操作を観察しながら、時間をかけて試行錯誤することで暗黙知ともいうべき技能を習得しており、このプロセスの合理化が望まれていた。 However, the pipetting operation varies depending on the skill level of the operator, and results in different cultures of cells, microorganisms, and the like. In addition, it is difficult to quantitatively detect the degree of pipetting proficiency as data, and it is said that novice workers have tacit knowledge through trial and error over time while observing the operation of skilled workers. They had acquired the skills they needed to do, and there was a desire to streamline this process.

また、ピペット操作は、清浄環境下（クリーンルームなど）での作業となることから、作業環境としても過酷であり、人間の作業環境の面でも清浄度の面でも、遠隔操作による熟練ピペット操作の実施も望まれていた。 In addition, since pipetting is performed in a clean environment (such as a clean room), the working environment is also harsh. was also desired.

図１は、上記問題点を解決するための従来の遠隔操作ピペット装置である。同図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２は互いに所定距離離れて遠隔的に配置されているが、図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。マスター側ピペット１のシャフト３Ａの押しボタン３ａをばね（図示せず）に抗して押し下げてシャフト３Ａと一体のプランジャ（図示せず）をハウジング４Ａに対して下動させてノズルチップ９を所定量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させた後にシャフト３Ａを上動復帰させる。このとき、押しボタン３ａに連結アーム５ａを介して取付けられたラック５Ａに対して、回転サーボモータ６Ａの同軸ピニオン７Ａが噛合している。従って、ラック５Ａが分注のためシャフト３Ａと共に所定寸法だけ下動すると、それだけピニオン７Ａが回転して回転サーボモータ６Ａから上記所定寸法に対応した信号８が逐次出力される。 FIG. 1 shows a conventional remote control pipette device for solving the above problems. In the figure, the master-side pipette 1 and the slave-side pipette 2 are remotely arranged at a predetermined distance from each other. They are labeled A and B. The push button 3a on the shaft 3A of the master pipette 1 is pushed down against a spring (not shown) to move the plunger (not shown) integrated with the shaft 3A downward with respect to the housing 4A, thereby placing the nozzle tip 9 in place. After discharging and dispensing a fixed amount of liquid into a petri dish (not shown) or the like, the shaft 3A is returned upward. At this time, the coaxial pinion 7A of the rotary servomotor 6A is engaged with the rack 5A attached to the push button 3a via the connecting arm 5a. Therefore, when the rack 5A is moved downward by a predetermined distance together with the shaft 3A for dispensing, the pinion 7A rotates accordingly and the rotary servomotor 6A sequentially outputs a signal 8 corresponding to the predetermined distance.

スレーブ側ピペット２では、回転サーボモータ６Ｂがこの信号８を受け取って回転駆動されるので、ラック５Ｂがピニオン７Ｂとの噛合により下方へシャフト３Ａと共に移動されてマスター側と同一量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させ、かくしてマスター側ピペット１によりスレーブ側ピペット２を遠隔的に制御できる。 In the slave-side pipette 2, the rotary servomotor 6B receives this signal 8 and is driven to rotate, so that the rack 5B is engaged with the pinion 7B and moved downward together with the shaft 3A to dispense the same amount of liquid as the master-side petri dish. (not shown), etc., thus allowing the master pipette 1 to remotely control the slave pipette 2 .

しかしながら、図１に示した従来例によれば、ラックとピニオンの噛合動作に歯同士のガリガリという噛み合いがあって操作感が悪く、また噛み合い部にバックラッシュがあってマスター側及びスレーブ側の精密な移動寸法調整が難しく、また噛み合い部が摩耗して発塵する可能性があり、クリーンルーム内で行う作業にふさわしくないという問題点があった。更に、ピペット操作は熟練が必要であり、しかもピペット操作の上手・下手は定量的に把握できないので、初心作業者がピペット操作を習熟するために時間を要していたという問題点もあった。 However, according to the conventional example shown in FIG. 1, the meshing operation of the rack and pinion has a rough meshing between the teeth, which makes it difficult to operate. There is a problem that it is difficult to adjust the movement dimension precisely and that the meshing part may wear and generate dust, making it unsuitable for work in a clean room. Furthermore, pipetting requires skill, and since it is not possible to quantitatively determine how good or bad a pipetting operation is, there is also the problem that it takes time for a novice operator to master the pipetting operation.

本発明の目的は、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ又はリニアサーボモータを使用することにより、良好な操作感、精度、クリーンさを得て上記問題点を解決し得る遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a remotely operated pipette device and a pipette which can solve the above-mentioned problems by using linear encoders or linear servomotors on the master side and the slave side to obtain good operational feeling, accuracy and cleanness. It is to provide an attachment structure to a robot arm.

上記目的を達成するための本発明の第１の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（３４）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。 A first form of the present invention for achieving the above object is to operate a master side pipette (13A) having a first plunger (33) to have a second plunger (63) and the master side pipette (13A). In a remote control pipette device for synchronously operating a slave pipette (13B) located remotely from a side pipette (13A),
The master-side pipette (13A) is provided with a master-side linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33),
The slave-side pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave-side linear encoder (76) driven by receiving a signal from the master-side linear encoder (34). A remote operation characterized by driving a motor (75) to displace the second plunger (63) by a distance corresponding to the displacement amount to cause the slave pipette (13B) to suck in and discharge liquid. A pipette device.

好ましくは、本発明の第２の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられ、また前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は弾性手段が設けられないか又は前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の原点位置確認用の比較的小さな弾性力の弾性手段（４１ａ）が設けられる。 Preferably, in the second form of the present invention, the master pipette (13A) is provided with elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33), and the slave pipette (13B) is provided with elastic means (41). ) is provided with no elastic means or with elastic means (41a) with a relatively small elastic force for confirming the origin position of the slave-side linear servomotor (75).

また好ましくは、本発明の第３の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 Also preferably, in the third form of the present invention, the master pipette (13A) has a storage section for recording and storing the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第４の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ１）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ１）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（９２）付きリニアサーボモータ（９１）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（９２）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。 Next, according to the fourth aspect of the present invention, by operating the master pipette (13A1) having the first plunger (33), the master pipette (13A1) having the second plunger (63) and the master pipette (13A1) having the first plunger (33) is operated. ) to synchronously operate a slave-side pipette (13B) at a remote position,
The master-side pipette (13A1) is provided with a linear servomotor (91) with a master-side linear encoder (92) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33),
The slave pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave side linear encoder (76) driven by receiving a signal from the master side linear encoder (92). A remote operation characterized by driving a motor (75) to displace the second plunger (63) by a distance corresponding to the displacement amount to cause the slave pipette (13B) to suck in and discharge liquid. A pipette device.

好ましくは、本発明の第５の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側リニアサーボモータ（９１）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側のプランジャ押下げ力が同期する。 Preferably, in the fifth form of the present invention, the second plunger (63) of the slave-side pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a) to push down the second plunger (63). As a result, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, and a current load is generated in the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side linear servo motor (91). Synchronize the plunger pressing force on the master side and the slave side.

また好ましくは、本発明の第６の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 Also preferably, in the sixth form of the present invention, the master pipette (13A1) has a storage section for recording and storing the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第７の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット（１３Ａ）において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）へ出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられたことを特徴とする遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットである。 Next, according to the seventh aspect of the present invention, by operating the master side pipette (13A) having the first plunger (33), the master side pipette (13A) having the second plunger (63) and the master side pipette (13A) having the second plunger (63) ) in a master-side pipette (13A) of a remote-controlled pipette device that synchronously operates a slave-side pipette (13B) located remotely from
The master-side pipette (13A) is provided with a master-side linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33) to the slave-side pipette (13B). This is the master side pipette of the remote controlled pipette device.

好ましくは、本発明の第８の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられる。 Preferably, in the eighth form of the present invention, the master-side pipette (13A) is provided with elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33).

また好ましくは、本発明の第９の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 Also preferably, in the ninth form of the present invention, the master pipette (13A) has a storage section for recording and storing the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第１０の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）の前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットである。 Next, according to the tenth form of the present invention, by operating the master side pipette (13A) having the first plunger (33), the master side pipette (13A) having the second plunger (63) and the master side pipette (13A) having the second plunger (63) ) in a slave pipette (13B) of a remote-controlled pipette device that synchronously operates a slave pipette (13B) located remotely from
The slave pipette (13B) receives a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33) of the master pipette (13A) and is driven by a linear servomotor with a slave linear encoder (76). (75) is provided, and by driving the slave side linear servo motor (75), the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the displacement amount, and the liquid is transferred to the slave side pipette (13B). This is a slave side pipette of a remotely controlled pipette device characterized by sucking and discharging of .

好ましくは、本発明の第１１の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側ピペット（１３Ａ）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側の各プランジャ押下げ力が同期する。 Preferably, in the eleventh form of the present invention, the second plunger (63) of the slave-side pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a) to push down the second plunger (63). As a result, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, and a current load is generated in the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side pipette (13A). The push-down force of each plunger on the side and the slave side is synchronized.

また好ましくは、本発明の第１２の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記第２のプランジャ（６３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 Also preferably, in the twelfth form of the present invention, the slave pipette (13B) has a storage section for recording and storing the displacement amount of the second plunger (63) as digital data.

次に、本発明の第１３の形態は、ピペットのロボット(１４Ａ、１４Ｂ）のロボットアーム（５０，７０）への取付け構造において、一端側が前記ロボットアーム（５０，７０）へ取付けられ且つ多端側に第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）を設けられたクランプアーム（５１、７１）と、前記第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）に突き合わされて円形孔を形成する第２の半円形把持部（５１ｃ、７１ｃ）と、一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）であって、互いに付き合わされたときに非円形内周面と円形外周面とが形成される前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とを備え、
前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の内周面がピペットの非円形外周面ハウジング（３１、６１）に嵌合され、且つ前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の外周面が前記第１及び第２の半円形把持部（５１ｂ、５１ｃ；７１ｂ、７１ｃ）の円形孔に嵌合されることにより、ピペットをクランプアーム（５１、７１）に対して回転角度を調整自在に取付け得る、取付け構造である。 Next, a thirteenth form of the present invention is a structure for attaching a pipette to a robot arm (50, 70) of a robot (14A, 14B), wherein one end side is attached to the robot arm (50, 70) and the other end side is attached to the robot arm (50, 70). A clamp arm (51, 71) provided with a first semicircular gripping portion (51b, 71b) on the second and a pair of modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b) which, when mated together, form a non-circular inner peripheral surface and a circular outer peripheral surface. said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b);
The inner peripheral surfaces of said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b) are fitted into the non-circular outer peripheral surface housings (31, 61) of the pipette, and said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b) 72a, 72b) are fitted into the circular holes of the first and second semi-circular grips (51b, 51c; 71b, 71c) to attach the pipette to the clamp arms (51, 71). It is a mounting structure that can be mounted so that the angle of rotation can be adjusted.

好ましくは、本発明の第１４の形態は、変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の非円形内周面及びピペットのハウジング（３１、６１）の非円形外周面は楕円形であるが、これに限ることなく、楕円形以外の非円形でもよく、また場合によっては三角形、四角形又はそれ以上の多角形でもよい。 Preferably, according to the fourteenth aspect of the invention, the non-circular inner peripheral surface of the modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b) and the non-circular outer peripheral surface of the pipette housing (31, 61) are elliptical. However, it is not limited to this, and may be non-circular other than elliptical, and may be triangular, quadrangular, or more polygonal in some cases.

また好ましくは、本発明の第１５の形態は、前記変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とピペットハウジング（３１、６１）との間に滑り止めシート（５３、７３）が介在される。 Also preferably, in the fifteenth form of the present invention, non-slip sheets (53, 73) are interposed between the modified semicircular collars (52a, 52b; 72a, 72b) and the pipette housings (31, 61). be.

次に、本発明の第１６の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（３４）が設けられ、
該リニアエンコーダ（３４）は、ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）のハウジング（３１）の下方に設けた大径ハウジング（３１ｃ）内に収納された、ピペットである。 Next, a sixteenth aspect of the present invention is to operate a pipette (13A, 13B) having a plunger (33, 63) to synchronously operate a second plunger (63, 33) of another pipette. In pipettes (13A, 13B) that cause
The pipettes (13A, 13B) are provided with linear encoders (34) that output signals corresponding to displacement amounts of the plungers (33, 63),
The linear encoder (34) is a pipette housed in a large-diameter housing (31c) provided below the housing (31) of the pipettes (13A, 13B).

好ましくは、本発明の第１７の形態は、前記リニアエンコーダ（３４）は前記大径ハウジング（３１ｃ）に取付け具（３５）を介して取付け固定されている。 Preferably, in the seventeenth form of the present invention, the linear encoder (34) is attached and fixed to the large-diameter housing (31c) via a fixture (35).

次に、本発明の第１８の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（７６、９２）付きリニアサーボモータ（７５、９１）が設けられ、且つリニアサーボモータ（７５、９１）に移動自在に挿入されたスケール棒（８０，９３）が設けられ、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）の押しボタン（３２ａ）と前記スケール棒（８０，９３）とが連動部材（８１、９４）により連動されることにより、前記押しボタン（３２ａ）及び前記スケール棒（８０，９３）が一体に上下動可能である、ピペットである。 Next, according to the eighteenth form of the present invention, by operating a pipette (13A, 13B, 13A1) having a plunger (33, 63), the second plunger (63, 33) of another pipette is synchronously In the pipette (13A, 13B, 13A1) operated by
The pipettes (13A, 13B, 13A1) are provided with linear servo motors (75, 91) with linear encoders (76, 92) that output signals corresponding to the displacement amounts of the plungers (33, 63). scale rods (80, 93) movably inserted into servo motors (75, 91);
The push button (32a) and the scale rod (80, 93) of the pipettes (13A, 13B, 13A1) are interlocked by the interlocking members (81, 94) so that the push button (32a) and the scale rod (80, 93) are linked. A pipette in which (80, 93) can move up and down together.

Effects of the present invention

本発明の遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造によれば、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ及びリニアサーボモータを使用することにより、円滑な操作感、高精度の分注、及び発塵等のないクリーンなピペット作業を行なうことができ、しかもピペット装置をロボットアームに容易且つ確実に取付け得る。 According to the remote control pipette device and pipette attachment structure of the present invention, by using linear encoders and linear servo motors on the master side and the slave side, smooth operation feeling, highly accurate dispensing, and A clean pipetting operation can be performed without generating dust, and the pipetting device can be easily and reliably attached to the robot arm.

従来の遠隔操作ピペット装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a conventional remote-controlled pipette device; FIG. 本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体システム図である。1 is an overall system diagram of a remote-controlled pipette device according to the present invention; FIG. 図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図である。3A and 3B are respectively a front view and a side view of a first example of a master side pipette of one embodiment of the remote controlled pipette device of the present invention. 図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。4A and 4B are a perspective view and an exploded perspective view of the master-side pipette of FIG. 3, respectively. 図５（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットの一部断面の側面図、及び同図（Ａ）中ＶＢ―ＶＢ線に沿った拡大横断図である。5(A) and (B) are respectively a partial cross-sectional side view of the master-side pipette of FIG. 3 and an enlarged cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG. 5(A). 図６（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットのリニアエンコーダ部分のプランジャを押し下げた状態及び上動復帰した状態を示す要部斜視図である。6(A) and 6(B) are perspective views of the main part showing the state in which the plunger of the linear encoder portion of the master-side pipette in FIG. 図（７Ａ）及び（Ｂ）は夫々、マスター側ピペットのプランジャにＯリングを適用した例のプランジャ上動限位置及び下動限位置を示す部分断面図である。7A and 7B are partial cross-sectional views respectively showing the plunger upper movement limit position and lower movement limit position in an example in which an O-ring is applied to the plunger of the master pipette. 図８（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図７の構成の代替例であって、マスター側ピペットのプランジャにＰ形リップを適用した例のプランジャ上動限位置及び下動限位置を示す部分断面図である。FIGS. 8A and 8B are alternatives to the configuration of FIG. 7, showing upper and lower plunger movement limit positions of an example in which a P-shaped lip is applied to the plunger of the master-side pipette. It is a sectional view. 図９（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、本発明遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットの一例の正面図及び側面図である。9(A) and (B) are respectively a front view and a side view of an example of a slave side pipette of the remote control pipette device of the present invention. 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図９のスレーブ側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。10(A) and (B) are a perspective view and an exploded perspective view of the slave pipette of FIG. 9, respectively. マスター側ロボットの斜視図である。It is a perspective view of a master-side robot. スレーブ側ロボットの斜視図である。It is a perspective view of a slave-side robot. 本発明遠隔操作ピペット装置の第１の概略構成（図３に示したマスター側ピペット及び図９及び１０に示したスレーブ側ピペットを使用）を示すシステムズである。1 is a system showing a first schematic configuration of a remote controlled pipette device of the present invention (using the master side pipette shown in FIG. 3 and the slave side pipette shown in FIGS. 9 and 10). 図１４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３に示したマスター側ピペットの第２実施例の正面図及び側面図である。14A and 14B are front and side views, respectively, of the second embodiment of the master pipette shown in FIG. 本発明遠隔操作ピペット装置の第２の概略構成（図１４に示したマスター側ピペット及び図９及び１０に示したスレーブ側ピペットを使用）を示すシステムズである。Fig. 10 is a system showing a second schematic configuration of the remote controlled pipetting device of the present invention (using the master pipette shown in Fig. 14 and the slave pipette shown in Figs. 9 and 10); 本発明遠隔操作ピペット装置のピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the pipetting operation time (seconds) and the plunger depression amount (mm) of the remote-controlled pipetting device of the present invention. 本発明遠隔操作ピペット装置のプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the depression amount (mm) of the plunger and the spring resistance (N: Newton) of the remote-controlled pipette device of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図２は、本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体概略構成を示すシステム図、図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a system diagram showing the overall schematic configuration of the remote-controlled pipette device according to the present invention, and FIGS. 4A and 4B are perspective and exploded perspective views, respectively, of the master-side pipette of FIG. 3. FIG.

図２中、遠隔操作ピペット装置の全体システムは、互いに離れたマスター側エリア１１とスレーブ側エリア１２とを有するが、図中、両エリア１１及び１２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。 In FIG. 2, the overall system of the remote controlled pipette device has a master side area 11 and a slave side area 12 which are separated from each other. and B are attached.

マスター側エリア１１では、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａに取付けられ、マスター側ピペット１３Ａからのプランジャ移動寸法（例えばｄ）に係る信号がマスター側サーボアンプ１５Ａを介してマスター側ＰＣ１６Ａ（マスター側ソフトウエア１７Ａを有する）に提供される。マスター側ＰＣ１６Ａからの出力信号は伝送手段１８を介してスレーブ側エリア１２へ伝送される。そして、その信号はスレーブ側ＰＣ１６Ｂ（スレーブ側ソフトウエア１７Ｂを有する）に提供され、そこからスレーブ側サーボアンプ１５Ｂを介して、スレーブ側ロボット１４Ｂに取付けられたスレーブ側ピペット１３Ｂへ提供されてそのプランジャを上記寸法ｄだけ同期的且つリアルタイムで移動させる。上記伝送手段１８は、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＷｉＦｉ又は５Ｇ等の何れでもよいが、５Ｇを採用すれば、無線でも殆ど時間遅れのないピペット操作を実現し得る。また、図２中、符号１９及び２０は、ピペット１３Ａ及びロボット１４Ａの動作を観察する操作側モニターであり、また符号２１及び２２は、ピペット１３Ｂ及びロボット１４Ｂの動作を撮影するカメラである。 In the master side area 11, the master side pipette 13A is attached to the master side robot 14A, and a signal related to the plunger movement dimension (for example, d) from the master side pipette 13A is sent to the master side PC 16A (master side software 17A). An output signal from the master side PC 16A is transmitted to the slave side area 12 via the transmission means 18. FIG. The signal is then provided to the slave side PC 16B (having the slave side software 17B), from which it is provided to the slave side pipette 13B attached to the slave side robot 14B via the slave side servo amplifier 15B and the plunger of the slave side pipette 13B. is moved synchronously and in real time by the above dimension d. The transmission means 18 may be wired LAN, wireless LAN, WiFi, 5G, or the like, but if 5G is adopted, it is possible to realize wireless pipetting operation with almost no time delay. In FIG. 2, reference numerals 19 and 20 denote operating monitors for observing the movements of the pipette 13A and the robot 14A, and reference numerals 21 and 22 denote cameras for photographing the movements of the pipette 13B and the robot 14B.

次に、図３乃至図６はマスター側ピペット１３Ａの第１実施例の詳細を示す。各図中、マスター側ピペット１３Ａは、ハウジング３１（上側ハウジング３１ａ及び下側ハウジング３１ｂを組付けてなる）内をシャフト３２（押しボタン３２ａを有する）がプランジャ３３（図５及び図６参照）と共に上下動して液体の吸入及び排出分注動作を行う。なお、ハウジング３１の下方は大径ハウジング３１ｃとなっている。 3 to 6 show details of a first embodiment of the master pipette 13A. In each figure, the master-side pipette 13A has a shaft 32 (having a push button 32a) and a plunger 33 (see FIGS. 5 and 6) in a housing 31 (composed of assembled upper and lower housings 31a and 31b). It moves up and down to perform liquid suction and discharge dispensing operations. A large-diameter housing 31c is provided below the housing 31. As shown in FIG.

図３及び図４中、５１は、ロボット１４のロボットアーム５０（図１１も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム５１ａの半円形把持部５１ｂと、別部材の半円形把持部５１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂ（後述する如く円形外周面及び楕円形内周面を有する）と一対の滑り止めシート５３（図４Ｂ参照）を介在してピペットハウジング３１の大径ハウジング３１ｃの直上部の通常径部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃは一対のボルト５５（図４Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ５４によりハウジング３１および変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂを半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃに固定する。 3 and 4, 51 is a pipette clamp attached to the robot arm 50 (see also FIG. 11) of the robot 14, and has a semicircular grip portion 51b of the clamp arm 51a and a semicircular grip portion 51c of another member. , and a pair of deformed semi-circular collars 52a and 52b (having a circular outer peripheral surface and an elliptical inner peripheral surface as described later) and a pair of non-slip sheets 53 (see FIG. 4B) interposed therebetween. It grips and clamps the normal diameter portion directly above the diameter housing 31c. The semicircular gripping portion 51b and the semicircular gripping portion 51c are fixed by a pair of bolts 55 (FIG. 4B). Set screw 54 then secures housing 31 and modified semi-circular collars 52a and 52b to semi-circular grips 51b and 51c.

図５及び図６中、３４は、市販品のリニアエンコーダで、大径ハウジング３１ｃ内に上下方向に伸びるように取付け具３５を介して固定される。プランジャ３３は樹脂ベアリング３６（図５Ｂ参照）の案内によりこのリニアエンコーダ３４に沿って上下方向に平行的に移動可能である。即ち、図６（Ａ）は、押しボタン３２ａの押し下げ操作によりプランジャ３３が最下方位置まで押し下げられた状態であり、また図６（Ｂ）は、押しボタン３２ａが復帰してプランジャ３３が最上方位置まで復帰した状態を示す。なお、３７はリニアスケール（図５Ｂ及び図６Ａ参照）で、プランジャ３３の上下方向に伸びる平面に貼り付けられており、プランジャ３３が上下動するときに、リニアエンコーダ３４の所定位置に設けた検出器３４ａ（図６Ａ参照）（この場合発光素子及ぶ受光素子を有する）を横切るため、上記検出器３４ａによりプランジャ３３の上下方向移動量を検出可能である。 In FIGS. 5 and 6, 34 is a commercially available linear encoder, which is fixed via a fixture 35 so as to extend vertically inside the large-diameter housing 31c. The plunger 33 can move vertically and in parallel along the linear encoder 34 under the guidance of a resin bearing 36 (see FIG. 5B). That is, FIG. 6A shows a state in which the plunger 33 is pushed down to the lowest position by pushing down the push button 32a, and FIG. Indicates the state of returning to the position. A linear scale 37 (see FIGS. 5B and 6A) is affixed to a plane extending in the vertical direction of the plunger 33, and when the plunger 33 moves up and down, a detection sensor provided at a predetermined position of the linear encoder 34 is detected. The vertical movement of the plunger 33 can be detected by the detector 34a (see FIG. 6A) (in this case having a light emitting element and a light receiving element).

また３８はリニアエンコーダ３４からの信号ケーブルである。（図３Ｂ及び図５Ａ参照） 38 is a signal cable from the linear encoder 34; (See Figures 3B and 5A)

なお、図４（Ｂ）に示した１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂは、互いに突き合わせたときに、上側ピペットハウジング３１ａの楕円形外周面に嵌まるような楕円径内周面を構成して、上側ピペットハウジング３１ａに適切に嵌合する。他方、１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂの外周面は、ピペットクランプ５１の半円形把持部５１ｂ及び５１ｃを突き合わせたときに形成される円形内周面に対して嵌まるような円形外周面を構成して、半円形把持部５１ｂ及び５１ｃに適切に嵌合する。従って、ピペット１３Ａの外周面が楕円形であるに拘わらず、ピペット１３Ａをピペットクランプ５１に取付けた状態において、ピペット１３Ａを１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂと一体的に回動させると、該変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂが半円形把持部５１ｂ及び５１ｃと円形嵌合していることに起因して、ピペット１３Ａは円滑に回動することができる。かくして、ピペット１３Ａの角度位置を容易に調整設定できて便利であり、スレーブ側ピペット１３Ｂについても同様である。 The pair of deformed semicircular collars 52a and 52b shown in FIG. 4(B) form an elliptical inner peripheral surface that fits into the elliptical outer peripheral surface of the upper pipette housing 31a when they are butted against each other. to fit properly into the upper pipette housing 31a. On the other hand, the pair of deformed semicircular collars 52a and 52b has a circular outer peripheral surface that fits against the circular inner peripheral surface formed when the semicircular gripping portions 51b and 51c of the pipette clamp 51 are butted against each other. to properly fit the semi-circular grips 51b and 51c. Therefore, even though the outer peripheral surface of the pipette 13A is elliptical, when the pipette 13A is attached to the pipette clamp 51 and the pipette 13A is rotated integrally with the pair of deformed semicircular collars 52a and 52b, The pipette 13A can be rotated smoothly due to the circular fitting of the deformed semicircular collars 52a and 52b with the semicircular grips 51b and 51c. Thus, the angular position of the pipette 13A can be easily adjusted and conveniently set, and similarly for the slave pipette 13B.

次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の上端部に設けたＯリング３９が樹脂ベアリング３６を取付けたプランジャケース４０の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＯリング３９がプランジャケース４０の内周面に押圧的に摺動するので、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。 7A and 7B, in the master pipette 13A, the O-ring 39 provided at the upper end of the plunger 33 is pressed against the inner peripheral surface of the plunger case 40 to which the resin bearing 36 is attached. . Therefore, when the shaft 32 and the plunger 33 move downward from the position shown in FIG. 4A to the position shown in FIG. Since it slides against the surface, it gives a good feeling of resistance when the operator pipettes.

また、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、図７に示す機構の代替例であり、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の中間部に取付けたリップケース４２の外周に設けたゴム製Ｐ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＰ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に押圧的に摺動するので、図７の場合と同様に、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。 8(A) and (B) are alternative examples of the mechanism shown in FIG. A lip 43 is in pressure contact with the inner peripheral surface of the nozzle case 44 . Therefore, when the shaft 32 and the plunger 33 move downward from the position shown in FIG. 4A to the position shown in FIG. Since it slides on the peripheral surface in a pressing manner, it gives a good sense of resistance when the operator performs the pipetting operation, as in the case of FIG.

次に、図９及び図１０は、スレーブ側ピペット１３Ｂの詳細を示す。各図中、スレーブ側ピペット１３Ｂは、ハウジング６１内をシャフト６２（押しボタン６２ａを有する）がプランジャ６３（図９Ａ参照）と共に上下動して液体の吸入・分注動作を行う。 9 and 10 show details of the slave pipette 13B. In each figure, the slave-side pipette 13B performs liquid aspiration and dispensing operations by vertically moving a shaft 62 (having a push button 62a) in a housing 61 together with a plunger 63 (see FIG. 9A).

図９及び図１０中、７１は、ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（図１２も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム７１ａの半円形把持部７１ｂと、別部材の半円形把持部７１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂと一対の滑り止めシート７３を介在してピペットハウジング６１の中間部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃは一対のボルト８３（図１０Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ７４によりハウジング６１および変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂを半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃに固定する。 9 and 10, reference numeral 71 denotes a pipette clamp attached to the robot arm 70 (see also FIG. 12) of the robot 14B. are abutted against each other, and the intermediate portion of the pipette housing 61 is gripped and clamped via a pair of deformed semicircular collars 72a and 72b and a pair of non-slip sheets 73 interposed. The semicircular gripping portion 71b and the semicircular gripping portion 71c are fixed by a pair of bolts 83 (FIG. 10B). The set screw 74 then secures the housing 61 and modified semi-circular collars 72a and 72b to the semi-circular gripping portions 71b and 71c.

図９及び図１０中、７５はリニアエンコーダ７６を有するリニアサーボモータで、モータ支持具７７及びモータ固定ステー７８を介してピペットクランプ７１の平面状取付け面７１ｃに対してねじ７９により取付け固定されている。かくして、リニアサーボモータ７５はスレーブ側ピペット１３Ｂに対して該ピペット１３Ｂの軸線と平行に上下方向に伸びるように取付けられる。 9 and 10, 75 is a linear servomotor having a linear encoder 76, which is attached and fixed to the planar attachment surface 71c of the pipette clamp 71 via a motor support 77 and a motor fixing stay 78 with screws 79. there is Thus, the linear servo motor 75 is attached to the slave pipette 13B so as to extend vertically in parallel with the axis of the pipette 13B.

８０は、長尺のスケール棒であり、リニアサーボモータ７５の内部に。その下部がリニアエンコーダ７６に対応するように上下方向移動可能に挿入されている。このスケール棒８０の上端部が連動ロッド８１にボルトにより固定され、連動ロッド８１はピペット１３Ｂの押ボタン６１ａに固定されていないが重力により下動して押ボタン６１ａに当接しており、連動ロッド８１を押し下げると押ボタン６１ａと一体的に下動する。従って、押ボタン６１ａを連動ロッド８１と共に押し下げて下動又は上動させると、スケール棒８０がリニアエンコーダ７６を上下方向に横切ってその移動寸法が検出される。なお８２はリニアサーボモータ７５に接続された信号線である。また、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａからの信号に応じた分だけリニアサーボモータ７５により駆動されるからプランジャ６３の下動に反発するばねは設けないか又は設けても小さなばね定数を有するものでよい。なお、場合によっては、連動ロッド８１はスケール棒８０及び押ボタン６１ａの両者に固定されてもよい。 80 is a long scale bar inside the linear servo motor 75 . It is inserted vertically movably so that its lower part corresponds to the linear encoder 76 . The upper end of the scale rod 80 is fixed by a bolt to an interlocking rod 81. The interlocking rod 81 is not fixed to the push button 61a of the pipette 13B, but is moved downward by gravity to contact the push button 61a. When 81 is pushed down, it moves downward integrally with the push button 61a. Accordingly, when the push button 61a is pushed down together with the interlocking rod 81 to move downward or upward, the scale rod 80 crosses the linear encoder 76 in the vertical direction, and the movement dimension is detected. A signal line 82 is connected to the linear servo motor 75 . Further, since the plunger 63 of the slave pipette 13B is driven by the linear servomotor 75 in accordance with the signal from the master pipette 13A, a spring that repels the downward movement of the plunger 63 is not provided or is small even if provided. It may have a spring constant. In some cases, the interlocking rod 81 may be fixed to both the scale rod 80 and the push button 61a.

かくして、図２、図１１及び図１２に示す如く、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０（例えば６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ５１を介して取付けられ、他方、スレーブ側ピペット１３Ｂはスレーブ側ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（同様に６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ７１を介して取付けられる。なお、二つのロボット５０及び７０は遠隔的に配置されているが、同じ部屋の中でもまた異なる部屋でもよく、場合によっては、異なる都市間又は異なる国どうし又は地上と宇宙に配置されていてもよい。 Thus, as shown in FIGS. 2, 11 and 12, the master-side pipette 13A is attached to the tip of a robot arm 50 (having, for example, a 6-axis universal joint) of the master-side robot 14A via a pipette clamp 51. The slave-side pipette 13B is attached via a pipette clamp 71 to the tip of a robot arm 70 (similarly having a 6-axis universal joint) of the slave-side robot 14B. It should be noted that although the two robots 50 and 70 are remotely located, they may be located in the same room or in different rooms, possibly between different cities or different countries or on the ground and in space. .

次に、遠隔操作ピペット装置の操作について説明する。
まず、図２中、マスター側及びスレーブ側ロボット１４Ａ及び１４Ｂの各ロボットアーム５０及び７０の動作について説明する。最初に、マスター側エリア１１において、作業者がマスター側ピペット１３Ａを把持して移動させると、マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０はユニバーサルジョイントにより作業者の動きに従動的に追随して移動する。そして、マスター側ピペット１３Ａが所定の位置、例えば他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレ（又はテーブル上のシャーレでもよい）の直上方位置に移動される。なお、本実施例では、マスター側ピペット１３Ａは作業者が操作する際に実際に液体を吸入・排出するのでなくそのダミー動作のみを行うと、その動作に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂが動作して実際に液体の吸入・排出を行っている。しかし、これに限らず、マスター側及びスレーブ側の双方で実際に液体の吸入・排出を行ってもよく、これは本明細書中に記載した全ての実施例に適用可能である。 Next, operation of the remote control pipette device will be described.
First, the operations of the robot arms 50 and 70 of the master-side and slave-side robots 14A and 14B in FIG. 2 will be described. First, in the master-side area 11, when the operator grips and moves the master-side pipette 13A, the robot arm 50 of the master-side robot 14A moves following the movement of the operator through the universal joint. Then, the master-side pipette 13A is moved to a predetermined position, for example, a position directly above a petri dish (or a petri dish on a table) supported by a robot arm of another robot (not shown). In this embodiment, when the master pipette 13A is operated by the operator, the slave pipette 13B operates in synchronism with the dummy operation of the master pipette 13A instead of actually sucking and discharging the liquid. The liquid is actually sucked and expelled by the robot. However, the present invention is not limited to this, and liquid may be actually sucked and discharged on both the master side and the slave side, and this is applicable to all the embodiments described in this specification.

そこで、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａ及びプランジャ３３を押し下げて下限位置まで下動させ、この状態でピペット下端のノズルチップ９（図１３参照）をシャーレ（実際には液体が入っていない）の中に差し込む。続いて、押しボタン３２ａの押圧力を解除するとプランジャ３３が上動復帰してノズルチップ９内に所定量の液体がダミー的に吸入される。 Therefore, the operator pushes down the push button 32a and the plunger 33 of the master pipette 13A to the lower limit position, and in this state, the nozzle tip 9 (see FIG. 13) at the lower end of the pipette is moved to the petri dish (which actually contains liquid). not). Subsequently, when the pressing force of the push button 32a is released, the plunger 33 returns to its upward movement, and a predetermined amount of liquid is sucked into the nozzle tip 9 in a dummy manner.

続いて、作業者がマスター側ピペット１３Ａを、更に他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレの直上方位置に移動させる。続いて、押しボタン３２ａを所定寸法だけ押し下げて、所定量の液体をダミー的にシャーレに分注する。続いて、ピペット１３Ａを更に他のロボットが支持するシャーレに分注するダミー的動作を繰り返す。このとき、ロボットアーム５０の各軸の軸角度、トルク、電流値などを記録することにより、ピペット操作を行う空間上におけるピペット１３Ａの空間位置座標、角度等も同時にリアルタイムに、デジタルに記録されて伝送線１８を介してスレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂに送られる。 Subsequently, the operator moves the master-side pipette 13A to a position directly above the petri dish supported by the robot arm of another robot (not shown). Subsequently, the push button 32a is pushed down by a predetermined distance to dispense a predetermined amount of liquid into the Petri dish as a dummy. Subsequently, a dummy operation of dispensing the pipette 13A to a petri dish supported by another robot is repeated. At this time, by recording the axis angle, torque, current value, etc. of each axis of the robot arm 50, the spatial position coordinates, angle, etc. of the pipette 13A in the space in which the pipetting operation is performed are simultaneously digitally recorded in real time. It is sent to the robot 14B in the slave side area 12 via the transmission line 18. FIG.

このとき、スレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂのロボットアーム７０は、作業者は不在のままで、上記マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０の移動に起因したデジタル信号を受取って、マスター側ロボットアーム５０の移動動作と全く同じ移動動作を同期的且つリアルタイムで行って、スレーブ側の他のロボットのシャーレに近接又は離間する。（その詳細は省略する） At this time, the robot arm 70 of the robot 14B in the slave-side area 12 receives the digital signal caused by the movement of the robot arm 50 of the master-side robot 14A while the operator is absent, and moves the master-side robot arm 50. The same moving motion as the moving motion is performed synchronously and in real time to move closer to or away from the petri dish of another robot on the slave side. (The details are omitted)

続いて、スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３が押し下げ及び上動復帰されるときに、次に述べる如く、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてスレーブ側プランジャ６３が、マスター側プランジャ３３の移動と同期して移動されて、実際に液体の吸入及び分注動作を行うことができる。 Subsequently, when the plunger 33 of the master pipette 13A is pushed down and returned to upward movement, the slave pipette 13B moves the slave plunger 63 as the master plunger 33 moves, as described below. They can be moved synchronously to actually perform liquid aspiration and dispensing operations.

次に、図１３を使用して、上記同期機能について説明する。
同図中、例えば、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａを押し下げてプランジャ３３を下動させると、リニアエンコーダ３４がプランジャ３３の移動寸法を例えば１ＫＨｚ（１／１０００秒）間隔で検出して同時にこれがリアルタイムにデジタル記録される。このデジタル記録信号は、信号線３８（図３Ｂ参照）から伝送手段１８を介して、スレーブ側ピペット１３Ｂの信号線８２（図９Ａ参照）からリニアエンコーダ７６付きリニアサーボモータ７５に供給される。かくして、リニアサーボモータ７５がスケール棒８０を駆動して下方向へ移動させるが、リニアエンコーダ７６による移動寸法検出により上記デジタル記録信号に対応した移動量だけ移動される。即ち、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的に且つリアルタイムで下動する。 Next, using FIG. 13, the synchronization function will be described.
In the figure, for example, when the operator pushes down the push button 32a of the master pipette 13A to move the plunger 33 downward, the linear encoder 34 detects the movement dimension of the plunger 33 at intervals of 1 KHz (1/1000 seconds), for example. At the same time, this is digitally recorded in real time. This digital recording signal is supplied to the linear servo motor 75 with the linear encoder 76 from the signal line 82 (see FIG. 9A) of the slave pipette 13B via the transmission means 18 from the signal line 38 (see FIG. 3B). Thus, the linear servomotor 75 drives the scale bar 80 to move it downward, and the movement size is detected by the linear encoder 76 so that the scale bar 80 is moved by the movement amount corresponding to the digital recording signal. That is, the plunger 63 of the slave-side pipette 13B moves downward synchronously and in real time by the same dimension as the downward movement dimension of the plunger 33 of the master-side pipette 13A.

かくして、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の上下動に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３も、作業者の操作が全く不要に、自動的に上下動することができ、良好な遠隔的なピペット操作が可能となる。 Thus, the plunger 63 of the slave pipette 13B can be automatically moved up and down in synchronism with the vertical movement of the plunger 33 of the master pipette 13A. operation becomes possible.

なお、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の変位量のデジタルデータは後に利用できるように記録・保存する記憶部を有することができる。この記憶部は、ＰＣ１６Ａに設けた記憶部でもよく又はインターネット上のクラウドの記憶部として設けてもよく、インターネットを介して任意の場所でデータの解析、編集、ピペット動作の再生、自律動作に活用するようにしてもよい。またこのような記憶部は、マスター側に限らずスレーブ側に設けてもよい。 In addition, the digital data of the displacement amount of the plunger 33 of the master pipette 13A can be provided with a storage section for recording and saving so that it can be used later. This storage unit may be a storage unit provided in the PC 16A or may be provided as a cloud storage unit on the Internet, and is utilized for data analysis, editing, reproduction of pipetting operations, and autonomous operations at any location via the Internet. You may make it Moreover, such a storage unit may be provided not only on the master side but also on the slave side.

図１４は、マスター側ピペットの第２実施例のマスター側ピペット１３Ａ１を示すが、このピペット１３Ａ１は、上述したスレーブ側ピペット１３Ｂと同様の構成であり、マスター側リニアエンコーダ９２付きリニアサーボモータ９１、及びスケール棒９３及び連動ロッド９４（上記連動ロッド８１と同様の構成である）を有している。この場合マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３はリニアサーボモータ９１により駆動されるので、プランジャ３３の下動に反発するばね４１を設けないか、又は小さなばね定数のばねを設けてもよい。 FIG. 14 shows a master-side pipette 13A1 of the second embodiment of the master-side pipette. and a scale rod 93 and an interlocking rod 94 (having the same configuration as the interlocking rod 81). In this case, since the plunger 33 of the master-side pipette 13A1 is driven by the linear servo motor 91, the spring 41 that repels the downward movement of the plunger 33 may not be provided, or a spring with a small spring constant may be provided.

次に、図１５を使用して、図１４に示したマスター側ピペット１３Ａ１の動作について説明するが、マスター側ピペット１３Ａ１及びスレーブ側ピペット１３Ｂの双方が、リニアエンコーダ付きリニアサーボモータを有していることになり、しかもスレーブ側ピペット１３Ｂは押しボタン６２ａ及びプランジャ６３の押下げ力に抗する（反発する）ばね４１ａを内蔵している。従って、図１５中、図１３の場合と同様に、作業者がマスター側ピペット１３Ａ１の連動ロッド９４及びスケール棒９３を一体的に押し下げることにより、押しボタン３２ａをばね４１に抗して押し下げると、同様にリニアエンコーダ９２がスケール棒９３の移動寸法を検出して伝送手段１８を介してスレーブ側に伝達する。すると、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてリニアサーボモータ７５がスケール棒８０及びプランジャ６３を下方向へ駆動して、マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的にリアルタイムで移動させる。 Next, the operation of the master-side pipette 13A1 shown in FIG. 14 will be described using FIG. 15. Both the master-side pipette 13A1 and the slave-side pipette 13B have linear servomotors with linear encoders. In addition, the slave-side pipette 13B incorporates a spring 41a that resists (repels) the push-down force of the push button 62a and plunger 63. As shown in FIG. Therefore, in FIG. 15, similarly to FIG. 13, when the operator pushes down the interlocking rod 94 and the scale rod 93 of the master pipette 13A1 integrally to push down the push button 32a against the spring 41, Similarly, the linear encoder 92 detects the movement dimension of the scale rod 93 and transmits it to the slave side via the transmission means 18 . Then, the linear servo motor 75 of the slave pipette 13B drives the scale rod 80 and the plunger 63 downward to move them synchronously in real time by the same downward movement dimension as the plunger 33 of the master pipette 13A1.

しかるに、スレーブ側ピペット１３Ｂのばね４１ａがプランジャ６３の押下げ力に反発するので、プランジャ６３の同期的移動に伴ってリニアサーボモータ７５に電流負荷を生ずる。この電流負荷は伝送手段１８を介してマスター側サーボモータ９１へリアルタイムにフィードバックされる。これにより、マスター側のリニアサーボモータ９１又はプランジャ３３においてスレーブ側の上記反発力、即ち力触覚を感ずることが可能となり、マスター側ピペットを操作する作業者は、実際に分注操作をしているかのような臨場感を得ることができる。この場合、マスター側ピペット１３Ａのばね４１が存在しない場合でも、スレーブ側のばねの反発力の力触覚伝達によって自然なマスタースレーブ操作を行うことが可能である。 However, since the spring 41a of the slave-side pipette 13B repels the downward force of the plunger 63, a current load is generated in the linear servomotor 75 as the plunger 63 moves synchronously. This current load is fed back to the master side servomotor 91 via the transmission means 18 in real time. As a result, it is possible to sense the above-mentioned repulsive force on the slave side in the linear servomotor 91 or the plunger 33 on the master side, that is, the tactile sensation. You can get a sense of realism like. In this case, even if the spring 41 of the master-side pipette 13A does not exist, it is possible to perform a natural master-slave operation by haptic transmission of the repulsive force of the slave-side spring.

更に、上記実施例において、ピペット操作を行う目的のみであれば、作業者の使用感の維持とマスター側及びスレーブ側間で正確なプランジャ位置データの伝送が達成されればよい。従って、マスター側ピペット１３Ａ１にばね４１を設け且つスレーブ側ピペット１３Ｂにはばねを設けないか又はリニアサーボモータ７５の原点位置確認用のばね定数の小さいばね４１ａを設けることによって、マスター側ピペット１３Ａ１のばね４１をスレーブ側ピペット１３Ｂを遠隔操作する際の疑似的な力触覚として利用することもできる。 Furthermore, in the above embodiment, if it is only for the purpose of performing pipetting operations, it is sufficient to maintain operator's feeling of use and to achieve accurate transmission of plunger position data between the master side and the slave side. Therefore, by providing the master pipette 13A1 with the spring 41 and not providing the slave pipette 13B with a spring or providing a spring 41a with a small spring constant for confirming the origin position of the linear servo motor 75, the master pipette 13A1 can be The spring 41 can also be used as a pseudo haptic sensation when remote-controlling the slave-side pipette 13B.

次に、図１６は、上記遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。図中、１０１はばね４１が二段ばねとして二つ設けられている場合の１段目ばねが作動する領域、１０２は１段目ばね及び２段目ばねが共に作動する領域である。なお、２段目ばねが作動する領域とは、プランジャ３３が全ての液体の分注を終えた後に更に押し下げられてノズルチップ内部に付着残留した余計な液滴を吹き飛ばす作業である。なお、２段目ばねの意義については、本出願人による特許第２５５４６６６号の内容を参照されたい。 Next, FIG. 16 is a graph showing the relationship between the working time (seconds) of the pipetting operation of the master-side pipette 13A and the slave-side pipette 13B of the remote control pipette device and the depression amount (mm) of the plunger. In the figure, 101 is a region where the first stage spring operates when two springs 41 are provided as a two-stage spring, and 102 is a region where both the first and second stage springs operate. The region in which the second stage spring operates is the work of further pushing down the plunger 33 after all the liquid has been dispensed and blowing off extra liquid droplets that have adhered and remained inside the nozzle tip. For the significance of the second stage spring, please refer to the contents of Japanese Patent No. 2554666 filed by the present applicant.

同図中、プランジャ３３が曲線の上方ポイント１０３ａから出発して例えば１６ｍｍ押し下げられて下方ポイント１０３ａ１に至った状態でノズルチップをダミー動作的に液体に浸した後に押圧力を解除する。以下、マスター側ピペット１３Ａの動作については実際に液体を吸入・分注するのでなくダミー的動作である。すると、プランジャ３３は線１０３ｂ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｂ２に至ると、ノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、ピペットを移動させて、プランジャ３３を最初に３ｍｍ程度押し下げると、ポイント１０３ｃ１まで下動して上記３ｍｍに対応する量の液体をシャーレ等に分注したことになる。続いて、プランジャ３３をポイント１０３ｃ２・・・と段階的に下動させて分注を繰り返して最後に２段目ばねに抗して最下方ポイント１０３ｃｘに至る。この状態で、ノズルチップを更に液体に浸した後に、プランジャ３３が線１０３ｄ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｄ２に至ると、再びノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、プランジャ３３により、同様の動作を繰り返すと、二回目の分注動作１０３ｄ３、１０３ｄ４・・・１０３ｄｘ及び上方復帰ポイント１０３ｅ２等が得られる。かくして、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいても、図１６と同様の動作が同期的且つリアルタイムに実際に液体の吸入・分注動作を行いつつ行われる。 In the figure, the plunger 33 starts from the upper point 103a of the curve and is pushed down, for example, by 16 mm to reach the lower point 103a1. Hereinafter, the operation of the master-side pipette 13A is a dummy operation, not actually aspirating/dispensing the liquid. Then, the plunger 33 moves upward along the line 103b1 and returns to the upper point 103b2, whereupon a predetermined amount of liquid is sucked into the nozzle tip. Subsequently, when the pipette is moved and the plunger 33 is first pushed down by about 3 mm, the plunger 33 is moved downward to the point 103c1 and the amount of liquid corresponding to the above 3 mm is dispensed into a Petri dish or the like. Subsequently, the plunger 33 is lowered step by step to points 103c2 . In this state, after the nozzle tip is further immersed in the liquid, the plunger 33 moves upward along the line 103d1 and returns to the upper point 103d2, and a predetermined amount of liquid is sucked into the nozzle tip again. 103dx and an upward return point 103e2 are obtained by repeating the same operation with the plunger 33. As shown in FIG. Thus, in the slave-side pipette 13B as well, the same operation as in FIG. 16 is performed synchronously and in real time while actually performing liquid aspiration and dispensing operations.

次に、図１７は、本発明遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。同図中、点線グラフ１１０がマスター側ピペット１３Ａの動作を示し、また実線グラフ１１１がスレーブ側ピペット１３Ｂの動作を示すが、両方のピペット１３Ａ及び１３Ｂは同期的に動作する。この場合、マスター側ピペット１３Ａには１段目及び２段目の二つのばねが設けられており、図中、１０５は１段目ばねが抵抗（作動）する領域、１０６は１段目及び２段目ばねが共に作動する領域である。２段目ばねが作動するのは、プランジャ３３が全分注を終えた後に余計な液滴を吹き飛ばすときであるから、同図に示す如く、プランジャ３３の押し下げ量が１６ｍｍを超えてからである。なお、スレーブ側ピペット１３Ｂはマスター側ピペット１３Ａと同期されてあたかも２段目ばねが存在するかのように動作されるから、スレーブ側ピペット１３Ｂには１段目ばねのみを設ければよい。また１０７は、リニアサーボモータの定格推力５Ｎ及び瞬時能力１５Ｎの場合に、定格能力でカバーできる範囲、１０８は同じ条件で瞬時能力でカバーできる範囲、１０９は同じ条件で対応できない（プランジャを押し切れない）範囲を示す。 Next, FIG. 17 is a graph showing the relationship between the plunger depression amount (mm) and the spring resistance (N: Newton) of the master pipette 13A and the slave pipette 13B of the remote control pipette device of the present invention. In the figure, dotted line graph 110 indicates the operation of master pipette 13A and solid line graph 111 indicates the operation of slave pipette 13B, both pipettes 13A and 13B operating synchronously. In this case, the master-side pipette 13A is provided with two springs of the first stage and the second stage. This is the area where the step springs work together. The second stage spring is activated when the plunger 33 blows off excess liquid droplets after all dispensing is completed, so as shown in the figure, the plunger 33 is pushed down by an amount exceeding 16 mm. . Since the slave-side pipette 13B is synchronized with the master-side pipette 13A and operated as if the second-stage spring exists, only the first-stage spring needs to be provided in the slave-side pipette 13B. 107 is the range that can be covered by the rated capacity when the rated thrust of the linear servomotor is 5 N and the instantaneous capacity is 15 N; 108 is the range that can be covered by the instantaneous capacity under the same conditions; not).

最初に、マスター側ピペット１３Ａを点線グラフ１１０に沿って動作させる。同図中、プランジャ３３が上動限の停止状態から最初に押し下げられるときは、静摩擦から動摩擦へ移行するためにポイント１１０ａにおいて比較的大きな抵抗力（例えば３．４５Ｎ）が発生する。それ以降は動摩擦に移行したため一旦抵抗力が下がった後に、プランジャ３３の下動に伴ってばねが徐々に圧縮されるのでばね抵抗力は点線１１０ｂで示す如く、右上がりに徐々に大きくなっていき、ポイント１１０ｃに至る。更にプランジャ３３を押し下げると、ポイント１１０ｃから２段目ばねが抵抗開始するので、点線１１０ｄの如く抵抗力が急増し、最後は点線１１０ｅに沿って上昇して終わる。 First, the master-side pipette 13A is moved along the dotted line graph 110. FIG. In the figure, when the plunger 33 is first pushed down from the stop state of the upper movement limit, a relatively large resistance force (for example, 3.45 N) is generated at point 110a due to the transition from static friction to dynamic friction. After that, since the transition to dynamic friction occurs, the resistance drops once, and then the spring is gradually compressed as the plunger 33 moves downward, so the spring resistance gradually increases upward to the right as indicated by the dotted line 110b. , to point 110c. When the plunger 33 is further pushed down, the second stage spring begins to resist from the point 110c, so the resistance increases rapidly as indicated by the dotted line 110d, and finally rises along the dotted line 110e.

スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａの上記動作に同期して、実線グラフ１１１に沿って動作する。即ち、プランジャ６３は、プランジャ３３の動作に同期してポイント１１０ｃまでは点線グラフ１１０と同様に動作する。しかるに、この場合は図から明らかな如く、実線グラフ１１１は、リニアサーボモータの力によりプランジャ６３を押し下げる場合にモータの定格能力（５Ｎ）の範囲内でのみ押し下げられる。しかし、マスター側の点線グラフ１１０は、手動による瞬時能力（１５Ｎ）の範囲内で押し下げ可能であり、またばねの抵抗力が１５Ｎより大きい範囲では瞬時能力（１５Ｎ）でも対応できずにプランジャを押し切れないことがわかる。 The slave pipette 13B operates along the solid line graph 111 in synchronization with the above operation of the master pipette 13A. That is, the plunger 63 operates in synchronization with the operation of the plunger 33 and operates in the same manner as in the dotted line graph 110 up to the point 110c. However, in this case, as is clear from the figure, the solid line graph 111 is depressed only within the rated capacity (5N) of the motor when the plunger 63 is depressed by the force of the linear servomotor. However, the dotted line graph 110 on the master side indicates that it is possible to push down within the range of the instantaneous force (15N) by manual operation, and in the range where the resistance force of the spring is greater than 15N, even the instantaneous force (15N) cannot cope and the plunger is pushed. I know you can't cut it.

本発明の遠隔操作ピペット装置によれば次の効果が得られる。
（１）例えば、細胞培養液の分注を繰り返すことにより、時系列データと培養結果の合格・不合格結果とをひも付けておくことにより、ピペット操作の巧拙がわかるようになり、上手なピペット操作を定量的に掌握できるようになり、後に役立て可能で便利である。
（２）従って、初心作業者が熟練作業者のピペット操作を定量的な方法によって習熟することが期待される。
（３）ピペット操作データと、培養結果データを人工知能（ＡＩ）によって学習して学習モデルを構築していくことにより、事前に培養結果が予測できる。
（４）スレーブ側ピペット操作のデータをカメラ２１、２２とロボット１４Ｂのロボットアーム７０とのデータを合わせて取得した場合、取得されたデータを一括で人工知能（ＡＩ）によってディープラーニングすることにより、本発明ピペットを連結したロボットアーム７０が自律的に動作する学習モデルを得ることができる。 According to the remote control pipette device of the present invention, the following effects are obtained.
(1) For example, by repeatedly dispensing the cell culture medium, by linking the time-series data with the pass/fail results of the culture results, it becomes possible to understand the skill of the pipetting operation, and a good pipetting It becomes possible to grasp the operation quantitatively, which is convenient because it can be used later.
(2) Therefore, it is expected that a novice operator masters the pipetting operation of a skilled operator by a quantitative method.
(3) A culture result can be predicted in advance by building a learning model by learning pipetting operation data and culture result data using artificial intelligence (AI).
(4) When the data of the pipetting operation on the slave side is acquired by combining the data of the cameras 21 and 22 and the robot arm 70 of the robot 14B, deep learning is performed on the acquired data collectively by artificial intelligence (AI). It is possible to obtain a learning model in which the robot arm 70 connected with the pipette of the present invention operates autonomously.

１マスター側ピペット
２スレーブ側ピペット
３Ａ、３Ｂシャフト
３ａ、３ｂ押しボタン
４Ａ、４Ｂハウジング
５ａ、５ｂ連結アーム
５Ａ、５Ｂラック
６Ａ、６Ｂサーボモータ
７Ａ、７Ｂピニオン
８信号
９ノズルチップ
１１マスター側エリア
１２スレーブ側エリア
１３Ａマスター側ピペット
１３Ｂスレーブ側ピペット
１４Ａマスター側ロボット
１４Ｂスレーブ側ロボット
１５Ａ、１５Ｂサーボアンプ
１６Ａ、１６ＢＰＣ
１７Ａ、１７Ｂソフトウエア
１８伝送手段
１９、２０操作側モニター
２１、２２カメラ
３１、６１ピペットハウジング
３１ａ上側ハウジング
３１ｂ下側ハウジング
３１ｃ大径ハウジング
３２、６２シャフト
３２ａ、６２ａ押しボタン
３３、６３プランジャ
３４リニアエンコーダ
３４ａ検出器
３５取付け具
３６樹脂ベアリング
３７リニアスケール
３８信号ケーブル
３９Ｏリング
４０プランジャケース
４１、４１ａばね
４２リップケース
４３ＰＣ形リップ
４４ノズルケース
５０、７０ロボットアーム
５１、７１ピペットクランプ
５１ａ、７１ａクランプアーム
５１ｂ、５１ｃ、７１ｂ、７１ｃ半円形把持部
５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ変形半円形カラー
５３、７３滑り止めシート
５４、７４止めねじ
５５、８３ボルト
７５リニアサーボモータ
７６リニアエンコーダ
７７モータ支持具
８０スケール棒
８１連動ロッド
８２信号線
９１マスター側リニアサーボモータ
９２マスター側リニアエンコーダ
９３マスター側スケール棒
９４マスター側連動ロッド
１０１１段目ばね作動領域
１０２１段目及び２段目ばね作動領域
１０３ａ、１０３ａ１、１０３ｂ１、１０３ｂ２、１０３ｃ１、１０３ｃ２、１０３ｃｘ、１０３ｄ２、１０３ｅ２１１０ａ、１１０ｃポイント
１０３ｂ１。１０３ｄ１、１０３ｅ１実線
１０５１段目ばね抵抗領域
１０６１段目及び２段目ばね抵抗領域
１０７リニアサーボモータの定格能力でカバー可能範囲
１０８同上瞬時能力でカバー可能範囲
１０９リニアサーボモータの能力でカバーできない範囲
１１０点線グラフ（１段目ばね及び２段目ばね）
１１１実線グラフ（１段目ばねのみ）
１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｅ点線 1 master pipette 2 slave pipette 3A, 3B shafts 3a, 3b push buttons 4A, 4B housing 5a, 5b connecting arms 5A, 5B racks 6A, 6B servo motors 7A, 7B pinion 8 signal 9 nozzle tip 11 master side area 12 slave Side area 13A Master-side pipette 13B Slave-side pipette 14A Master-side robot 14B Slave-side robots 15A, 15B Servo amplifiers 16A, 16B PC
17A, 17B software 18 transmission means 19, 20 operating side monitors 21, 22 cameras 31, 61 pipette housing 31a upper housing 31b lower housing 31c large diameter housing 32, 62 shafts 32a, 62a push buttons 33, 63 plunger 34 linear encoder 34a Detector 35 Fixture 36 Resin bearing 37 Linear scale 38 Signal cable 39 O-ring 40 Plunger case 41, 41a Spring 42 Lip case 43 PC type lip 44 Nozzle case 50, 70 Robot arm 51, 71 Pipette clamp 51a, 71a Clamp arm 51b, 51c, 71b, 71c Semicircular grips 52a, 52b, 72a, 72b Modified semicircular collars 53, 73 Non-slip sheets 54, 74 Set screws 55, 83 Bolts 75 Linear servo motor 76 Linear encoder 77 Motor support 80 Scale Rod 81 Interlocking rod 82 Signal line 91 Master-side linear servo motor 92 Master-side linear encoder 93 Master-side scale rod 94 Master-side interlocking rod 101 1st stage spring operation area 102 1st and 2nd stage spring operation areas 103a, 103a1, 103b1, 103b2, 103c1, 103c2, 103cx, 103d2, 103e2 110a, 110c Point 103b1, 103d1, 103e1 Solid line 105 1st stage spring resistance area 106 1st and 2nd stage spring resistance area 107 Covered by the rated capacity of the linear servo motor Possible range 108 Range that can be covered by the same instantaneous capability 109 Range that cannot be covered by the capability of the linear servo motor 110 Dotted line graph (first stage spring and second stage spring)
111 Solid line graph (first stage spring only)
110b, 110d, 110e dotted lines

Claims

By manipulating the master pipette (13A) with the first plunger (33), the slave pipette (13B) with the second plunger (63) and remote from the master pipette (13A) is operated. In a remote control pipette device that synchronously operates
The master-side pipette (13A) is provided with a master-side linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33),
The slave-side pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave-side linear encoder (76) driven by receiving a signal from the master-side linear encoder (34). A remote operation characterized by driving a motor (75) to displace the second plunger (63) by a distance corresponding to the displacement amount to cause the slave pipette (13B) to suck in and discharge liquid. pipette device.

2. The remote control pipette device according to claim 1, wherein the master pipette (13A) is provided with elastic means (41) that repels the pushing force of the first plunger (33), and the slave pipette (13B) is provided with an elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33). ) is a remote-controlled pipette device provided with no elastic means or provided with elastic means (41a) with relatively small elastic force for confirming the origin position of the slave-side linear servomotor (75).

3. The remote-controlled pipette device according to claim 1, wherein said master-side pipette (13A) has a storage section for recording and storing the displacement amount of said first plunger (33) as digital data. Device.

By manipulating the master pipette (13A1) with the first plunger (33), the slave pipette (13B) with the second plunger (63) and remote from said master pipette (13A1) In a remote control pipette device that synchronously operates
The master-side pipette (13A1) is provided with a linear servomotor (91) with a master-side linear encoder (92) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33),
The slave pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave side linear encoder (76) driven by receiving a signal from the master side linear encoder (92). A remote operation characterized by driving a motor (75) to displace the second plunger (63) by a distance corresponding to the displacement amount to cause the slave pipette (13B) to suck in and discharge liquid. pipette device.

The remote control pipette device according to claim 4, wherein the second plunger (63) of the slave pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a) to push down the second plunger (63). As a result, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, and a current load is generated in the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side linear servo motor (91). A remote control pipette device that synchronizes the plunger pressing force on the master side and the slave side.

6. The remote controlled pipette device according to claim 4 or 5, wherein said master side pipette (13A) has a storage section for recording and storing the amount of displacement of said first plunger (33) as digital data. Device.

By manipulating the master pipette (13A) with the first plunger (33), the slave pipette (13B) with the second plunger (63) and remote from the master pipette (13A) is operated. In the master pipette (13A) of the remote control pipette device that synchronously operates
The master-side pipette (13A) is provided with a master-side linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33) to the slave-side pipette (13B). Master side pipette of remote controlled pipetting device.

8. The master side pipette of the remote controlled pipette device according to claim 7, wherein said master side pipette (13A) is provided with an elastic means (41) that repels the downward force of said first plunger (33). Master side pipette of the instrument.

9. The master pipette of the remote control pipette device according to claim 7 or 8, wherein the master pipette (13A) has a storage section for recording and storing the displacement amount of the first plunger (33) as digital data. , the master side pipette of a remotely controlled pipetting device.

By manipulating the master pipette (13A) with the first plunger (33), the slave pipette (13B) with the second plunger (63) and remote from the master pipette (13A) is operated. In the slave-side pipette (13B) of the remote-controlled pipette device that synchronously operates
The slave pipette (13B) receives a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33) of the master pipette (13A) and is driven by a linear servomotor with a slave linear encoder (76). (75) is provided, and by driving the slave side linear servo motor (75), the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the displacement amount, and the liquid is transferred to the slave side pipette (13B). A slave-side pipette of a remote-controlled pipette device, characterized by sucking and discharging .

11. The slave pipette (13B) of the remote controlled pipette device according to claim 10, wherein the second plunger (63) of the slave pipette (13B) is further provided with elastic means (41a). As the plunger (63) moves downward, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, thereby generating a current load on the slave side linear servomotor (75), and the current load acts on the master side pipette ( 13A), and the slave side pipette of the remote control pipette device in which the master side and slave side plunger depression forces are synchronized.

12. The slave pipette (13B) of the remote control pipette device according to claim 10 or 11, wherein the slave pipette (13B) has a memory for recording and storing the displacement amount of the second plunger (63) as digital data. A slave pipette of a remotely controlled pipetting device, comprising:

A clamp arm having one end attached to a robot arm (50, 70) of a robot (14A, 14B) and having a first semi-circular grip (51b, 71b) provided at the other end in a structure for attaching a pipette to a robot. (51, 71), second semi-circular grips (51c, 71c) abutting said first semi-circular grips (51b, 71b) to form circular holes, and a pair of deformed semi-circular collars ( 52a, 52b; 72a, 72b), said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b) forming a non-circular inner peripheral surface and a circular outer peripheral surface when mated together; prepared,
The inner peripheral surfaces of said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b; 72a, 72b) are fitted into the non-circular outer peripheral surface housings (31, 61) of the pipette, and said pair of modified semi-circular collars (52a, 52b) 72a, 72b) are fitted into the circular holes of the first and second semi-circular grips (51b, 51c; 71b, 71c) to attach the pipette to the clamp arms (51, 71). A mounting structure that can be mounted so that the angle of rotation can be adjusted.

14. A mounting structure according to claim 13, wherein the non-circular inner peripheral surface of the modified semi-circular collar (52a, 52b; 72a, 72b) and the non-circular outer peripheral surface of the pipette housing (31, 61) are elliptical. structure.

A mounting structure according to claim 13 or 14, wherein a non-slip sheet (53, 73) is interposed between the modified semi-circular collar (52a, 52b; 72a, 72b) and the pipette housing (31, 61). mounting structure.

In a pipette (13A, 13B) in which operating a pipette (13A, 13B) with a plunger (33, 63) causes synchronous operation of a second plunger (63, 33) of another pipette,
The pipettes (13A, 13B) are provided with linear encoders (34) that output signals corresponding to displacement amounts of the plungers (33, 63),
The linear encoder (34) is housed in a large-diameter housing (31c) provided below the housing (31) of the pipettes (13A, 13B).

17. The pipette according to claim 16, wherein said linear encoder (34) is attached and fixed to said large-diameter housing (31c) via a fixture (35).

In a pipette (13A, 13B, 13A1) in which operating a pipette (13A, 13B, 13A1) with a plunger (33, 63) synchronously operates a second plunger (63, 33) of another pipette ,
The pipettes (13A, 13B, 13A1) are provided with linear servo motors (75, 91) with linear encoders (76, 92) that output signals corresponding to the displacement amounts of the plungers (33, 63). scale rods (80, 93) movably inserted into servo motors (75, 91);
The push button (32a) and the scale rod (80, 93) of the pipettes (13A, 13B, 13A1) are interlocked by the interlocking members (81, 94) so that the push button (32a) and the scale rod (80, 93) are linked. A pipette in which (80, 93) can move up and down together.