一种自动化移液装置的制作方法

1.本发明属于医疗检测器械技术领域，具体涉及一种自动化移液装置。

背景技术：

2.在医疗检测过程中，需要用到移液来移取检测试剂，传统的操作方法是实验人员手动操作移液，手动吸取相应量的试剂，来完成加样检测分析工作，这样的工作量非常巨大，为了降低工作量，行业内研究开发了自动化移液设备，大大降低了实验人员的劳动强度。
3.然而当前行业内普遍采用的自动化移液设备中，多存在设备布局不合理，导致设备外形体积较大，且无效动作较多，因此移液效率较低等技术问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动化移液装置，已解决上述背景技术中提出的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明公开了一种自动化移液装置，用于移液头的移液操作，包括底板，在底板上设有平台模块和x轴悬臂模块；
6.所述平台模块通过y轴驱动机构安装于底板上，所述y轴驱动机构驱动平台面板进行y轴方向的往复运动；在x轴悬臂模块上设有x轴驱动机构，在x轴驱动机构上设有z轴驱动机构，在z轴驱动机构上设有排块；x轴驱动机构驱动排驱动机构进行x轴方向的往复运动；z轴驱动机构驱动排块进行z轴方向的往复运动；
7.所述排块包括连接板和移液机构，所述连接板与z轴驱动机构相连，所述移液机构包括头驱动机构、活塞棒和套筒，所述头驱动机构包括固定端和移动端，所述固定端和套筒分别固定安装于所述连接板上，所述活塞棒固定设于移动端上，且所述活塞棒自套筒的一端套设于套筒的内部，所述套筒的另一端套接有头密封柱，所述头密封柱连接移液头。
8.进一步的，所述套筒通过套筒安装块固定安装于连接板上，在所述套筒安装块内设有套筒安装通孔，所述套筒安装于套筒安装通孔内，所述头密封柱延伸至套筒安装块的外部；
9.所述排块还包括退头机构，所述退头机构包括退头板和导向杆，所述退头板上设有退头通孔，所述退头通孔与所述套筒安装通孔的位置相对应；
10.在所述套筒安装块内设有导向杆安装通孔，所述导向杆安装通孔与所述套筒安装通孔彼此平行设置，所述导向杆安装于导向杆安装通孔内，所述导向杆的一端为自由端，所述导向杆的另一端与退头板固定连接，所述导向杆的自由端的外径大于所述导向杆安装通孔的内径，所述退头通孔的内径大于头密封柱的外径，且小于移液头的外径；
11.当所述头驱动机构的移动端带动活塞棒向套筒内部移动时，所述移动端同时按压导向杆的自由端进而带动退头板向远离套筒的方向运动，将连接在头密封柱上的移
液头退掉。
12.进一步的，所述平台模块包括平台面板和安装于平台面板上的载具，所述y轴驱动机构包括第一丝杆电机，所述第一丝杆电机的机座固定于底板的一端，所述第一丝杆电机的螺母通过第一安装板与平台面板固定连接。
13.进一步的，在所述底板上，在第一丝杆电机的侧边安装有第一导轨，所述第一导轨与第一丝杆电机的运动方向一致，所述第一导轨上滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与所述平台面板固定连接。
14.进一步的，所述x轴悬臂模块通过龙门立柱架设在底板上位于平台模块的上方，所述x轴悬臂模块包括架设于龙门立柱顶部的侧板以及安装于侧板上的x轴驱动机构，所述x轴驱动机构包括伺服电机、主动轮、从动轮和同步带，所述伺服电机的输出轴与主动轮同轴相连，所述主动轮和从动轮分别安装于侧板的两端；所述z轴驱动机构通过第二安装板与同步带啮合连接。
15.进一步的，在所述侧板上安装有第二导轨，所述第二导轨与同步带平行设置，在第二导轨上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块与第二安装板固定连接。
16.进一步的，所述z轴驱动机构包括第二丝杆电机，所述第二丝杆电机安装于竖板上，所述竖板与第二安装板固定连接，所述第二丝杆电机的机座安装于竖板的一端，所述第二丝杆电机的螺母通过第三安装板与排块固定连接。
17.进一步的，在所述竖板上安装有第三导轨，所述第三导轨与第二丝杆电机的运动方向一致，在所述第三导轨上滑动连接有第三滑块，所述第三滑块与所述第三安装板固定连接。
18.进一步的，所述头驱动机构为第三丝杆电机，所述第三丝杆电机的机座为固定端，所述第三丝杆电机的螺母为移动端；所述第三丝杆电机的机座通过电机安装板固定于连接板上，所述第三丝杆电机的螺母通过活塞棒安装板与活塞棒固定连接。
19.进一步的，所述活塞棒、套筒和头密封柱的数量相等，且≧2。
20.与现有技术相比，本发明的自动化移液装置具有如下优点：本发明的自动化移液装置以底板为承载平台，在底板上设置有x轴悬臂模块、y轴驱动机构和z轴驱动机构，可驱动排块进行x轴、y轴和z轴方向上的往复循环运动，因此排块可在底板上的不同位置处进行定位，当定位完成后，排块即可实现移液头的插取、吸液和排液；优化了各个模块的布局，装置的外形体积大大减小，并简化了大量的无效动作，大大提高了装置的移液效率。
附图说明
21.图1：实施例1中自动化移液装置的整体结构示意图。
22.图2：实施例1中自动化移液装置的底板与平台面板之间的装配结构示意图。
23.图3：实施例1中自动化移液装置的x轴悬臂模块的装配结构示意图。
24.图4：实施例1中自动化移液装置的z轴驱动机构的装配结构示意图。
25.图5：实施例1中自动化移液装置的排块的内部结构示意图。
26.图6：实施例1中自动化移液装置的排块的内部局部结构示意图。
27.其中，1、底板；2、平台面板；3、第一导轨；4、第一丝杆电机；5、第一滑块；6、第一连
接件；7、第一安装板；8、第一光电传感器；9、第一感应光电片；10、坦克链；11、头盒载具；12、96孔板载具；13、头盒；14、96孔板；15、电控模块；16、龙门立柱；17、x轴悬臂模块；18、z轴驱动机构；19、排块；20、第一基板；21、第一顶板；22、第一侧板；23、第二侧板；24、盖板；25、伺服电机；26、主动轮；27、从动轮；28、同步带；29、第二导轨；30、第二滑块；31、第二安装板；32、第二光电传感器；33、第二感应光电片；34、第二丝杆电机机座；35、第二丝杆电机丝杆；36、第一竖板；37、第二竖板；38、第二基板；39、第三导轨；40、第三滑块；41、第三安装板；42、固定板；43、第三光电传感器；44、第三感应光电片；45、连接板；46、活塞棒安装板；47、电机安装板；48、第四导轨；49、第四滑块；50、活塞棒；51、套筒安装块；52、套筒；53、头密封柱；54、移液头；55、第三丝杆电机；56、导向杆；57、退头板；58、退头通孔；59、第四光电传感器；60、第四感应光电片。
具体实施方式
28.下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
29.实施例1
30.一种自动化移液装置，包括底板1，在底板1的上方设有平台模块，平台模块包括平台面板2，在底板1的上方设有第一导轨3，在实施例1中，第一导轨3的数量为两个，平行固定设置在底板1的上方，在两个第一导轨3的中间设有第一丝杆电机4，第一丝杆电机4的机座安装在第一导轨3的其中一端端部，第一丝杆电机4的螺母通过第一安装板7与平台面板2的底部固定连接；在两个第一导轨3上，分别滑动连接有1个第一滑块5；在两个第一滑块5上分别固定安装有两个第一连接件6，两个第一连接件6分别与平台面板2的底部固定连接。
31.在底板1上，位于其中一个第一导轨3的侧边，设有第一光电传感器8，在相应的第一连接件6上设有第一感应光电片9，第一光电传感器8和第一感应光电片9相适配，用于对第一连接件6(及平台面板2)在做y轴往复运动时的位置进行定位。
32.第一光电传感器8与第一丝杆电机4分别位于第一导轨3的两个相对应的端部，第一丝杆电机4为y轴驱动机构，驱动平台面板2在第一丝杆电机4的机座和第一光电传感器8之间的区域内进行y轴往复运动。在底板1上，位于两个第一导轨3的外侧固定安装有坦克链10，在平台面板2做y轴往复运动时，可对内置的电缆进行牵引和保护。
33.在平台面板2的上方安装有载具，载具为矩形框架结构，包括头盒载具11和96孔板载具12，头盒载具11和96孔板载具12的框架结构尺寸分别与头盒13和96孔板14的尺寸相适配，在头盒载具11和96孔板载具12内可分别装载头盒13和96孔板14。头盒载具11和96孔板载具12的数量分别为多个，可同时装载多个头盒13和96孔板14。
34.在其他实施例中，为适配不同的配套装置及应用场景，第一导轨3的数量也可为1个或多个，但安装位置关系与实施例1相同。
35.在底板1的上方，位于第一导轨3的两个侧边各自设有一个龙门立柱16，在龙门立柱16的顶部架设有x轴悬臂模块17，x轴悬臂模块17包括第一基板20、第一顶板21、第一侧板22和第二侧板23，第一基板20的两端分别固定安装在龙门立柱16的顶部，第一侧板22和第二侧板23分别垂直设置在第一基板20的上方，第一侧板22和第二侧板23平行设置，且沿着第一丝杆电机4朝向第一光电传感器8的方向依次设置，第一顶板21固定安装在第一侧板22
和第二侧板23的顶部。
36.在第一侧板22上远离第二侧板23的一侧端部固定安装有伺服电机25，伺服电机25的输出轴贯穿第一侧板22的厚度方向延伸至第一侧板22上靠近第二侧板23的一侧，伺服电机25的输出轴上同轴传动连接有主动轮26，在第一侧板22上远离设有主动轮26的一端端部设有从动轮27，在主动轮26和从动轮27上啮合传动连接有同步带28。
37.在第二侧板23上远离第一侧板22的一侧设有第二导轨29，第二导轨29沿着第二侧板23的长度方向设置，在实施例1中，第二导轨29的数量为两个，平行固定设置在第二侧板23的侧面，在两个第二导轨29上分别滑动连接有第二滑块30，第二滑块30上固定安装有第二安装板31，第二安装板31贯穿第二侧板23的厚度方向延伸至同步带28位置处，且第二安装板31与同步带28之间啮合连接，第二安装板31上远离同步带28的一侧固定安装有z轴驱动机构18；伺服电机25、主动轮26、从动轮27和同步带28共同构成了x轴驱动机构，在伺服电机25的转动作用下带动同步带28进而带动第二安装板31和z轴驱动机构18在主动轮26和从动轮27之间进行x轴往复运动。
38.在第二侧板23上与第一侧板22上设有从动轮27的一端同侧的端部安装有第二光电传感器32，第二光电传感器32设于在第二侧板23上第二导轨29的外侧，相应地，在第二安装板31上设有第二感应光电片33，第二光电传感器32和第二感应光电片33相适配，用于对第二安装板31(及z轴驱动机构18)在做x轴往复运动时的位置进行定位。
39.在第二侧板23上远离第一侧板22一侧的第一基板20上设有盖板24，盖板24用于遮盖第二导轨29，可对第二导轨29起到保护作用。
40.在其他实施例中，为适配不同的配套装置及应用场景，第二导轨29的数量也可为1个或多个，但安装位置关系与实施例1相同。
41.z轴驱动机构18包括第二丝杆电机、第一竖板36、第二竖板37和第二基板38，第一竖板36和第二竖板37平行设置，且沿着第一丝杆电机4朝向第一光电传感器8的方向依次设置，第一竖板36和第二竖板37的底部通过第二基板38固定连接，第一竖板36、第二竖板37和第二基板38共同围成了框架结构；第一竖板36上远离第二竖板37的一侧与第二安装板31固定连接，在第一竖板36上靠近第二竖板37的一侧设置有第三导轨39，在该实施例1中，第三导轨39的数量为1个，第三导轨39沿着第二竖板37的长度方向设置，在第三导轨39上滑动连接有第三滑块40，第三滑块40上固定安装有第三安装板41，第二丝杆电机机座34安装在第一竖板36和第二竖板37的顶部，第二丝杆电机的螺母与第三安装板41固定连接，第二丝杆电机丝杆35的底部通过轴承与第二基板38相连，第三安装板41上远离第三导轨39的一侧固定安装有排块19；第二丝杆电机驱动第三安装板41进而带动排块19沿着第三导轨39进行z轴往复运动。
42.在第一竖板36和第二竖板37的侧边安装有两个固定板42，在其中一个固定板42上靠近第二丝杆电机机座34的一端安装有第三光电传感器43，在第三安装板41上设有第三感应光电片44，第三光电传感器43和第三感应光电片44相适配，用于对第三安装板41(及排块19)在做z轴往复运动时的位置进行定位。
43.在其他实施例中，为适配不同的配套装置及应用场景，第三导轨39的数量也可为2个或多个，但安装位置关系与实施例1相同。
44.排块19包括连接板45和移液机构，移液机构包括头驱动机构、活塞棒50和
套筒52，连接板45的一侧与第三安装板41固定连接，连接板45的另一侧设有第四导轨48，在该实施例1中，第四导轨48的数量为2个，第四导轨48沿着z轴方向设置，在第四导轨48上滑动连接有第四滑块49，第四滑块49上固定安装有活塞棒安装板46，在第四导轨48的底部固定安装有电机安装板47。
45.在活塞棒安装板46上固定设有活塞棒50，在电机安装板47的下方设有套筒安装块51，在套筒安装块51内设有套筒安装通孔，在套筒安装通孔内安装有套筒52，活塞棒50自套筒52的一端套设于套筒52的内部，套筒52的另一端套接有头密封柱53，头密封柱53可用于连接移液头54。
46.头驱动机构为第三丝杆电机55，第三丝杆电机55的机座固定安装在电机安装板47上，第三丝杆电机55的螺母与活塞棒安装板46固定连接。第三丝杆电机55驱动活塞棒安装板46在第四导轨48上进行往复运动，进而带动活塞棒50在套筒52内进行往复运动：当活塞棒50向套筒52外部运动时，移液头54内部产生负压，可吸入液体；当活塞棒50向套筒52外部运动时，可将移液头54内的液体排出；由此实现移液头54内液体的吸入和排出。
47.排块19还包括退头机构，退头机构包括退头板57和导向杆56，退头板57上设有退头通孔58，退头通孔58与套筒安装通孔的位置对应；在套筒安装块51内设有导向杆安装通孔，导向杆安装通孔与套筒安装通孔彼此平行设置，导向杆56安装于导向杆安装通孔内，导向杆56的一端为自由端，导向杆56的另一端与退头板57固定连接，导向杆56的自由端的外径大于导向杆安装通孔的内径，退头通孔58的内径大于头密封柱53的外径，且小于移液头54的外径。
48.当第三丝杆电机55驱动活塞棒安装板46向靠近第三丝杆电机55的机座方向运动时，首先带动活塞棒50向套筒52内部运动，实现移液头54内液体的排出，然后，第三丝杆电机55驱动活塞棒安装板46向下运动，活塞棒安装板46会按压导向杆56的自由端向下运动，进而带动退头板57向远离套筒52的方向运动，将连接在头密封柱53上的移液头54退掉，由此实现退头的动作。
49.在连接板45上位于两个第四导轨48的中间设有第四光电传感器59，在活塞棒安装板46上设有第四感应光电片60，第四光电传感器59和第四感应光电片60相适配，用于对活塞棒安装板46在做z轴往复运动时的位置进行定位。
50.在该实施例1中，活塞棒50为陶瓷棒，套筒安装块51为pom块。
51.该实施例1中，活塞棒50的数量、套筒52的数量和头密封柱53的数量均为8个，可同时操作8个移液头54，导向杆56的数量为2个，分别位于套筒安装块51的两侧。
52.在其他实施例中，上述各零部件也可以为其他数量，但基本原理及安装位置关系与实施例1相同。
53.在其他实施例中，为适配不同的配套装置及应用场景，第四导轨48的数量也可为1个或多个，但安装位置关系与实施例1相同。
54.该实施例1中，x轴驱动机构和y轴驱动机构共同驱动排块19在底板1的上方进行插取移液头54的位置定位，定位完成后，由z轴驱动机构18带动排块19朝向底板1的方向运动，可实现头密封柱53插取移液头54的动作，然后x轴驱动机构和y轴驱动机构共同驱动排块19分别运行至吸液工位、排液工位和退头工位，排块19启动，
进行洗液和排液，当排液完成后，退头机构启动，将移液头54退出，可以自动完成所有的移液工序。
55.同时，在底板1的上方位于平台模块的一侧，设有电控模块15，电控模块15与其他机构之间电气连接，用于控制该自动化移液装置的运动。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制发明，凡在本发明的设计构思之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自动化移液装置，用于移液头的移液操作，其特征在于：包括底板，在底板上设有平台模块和x轴悬臂模块；所述平台模块通过y轴驱动机构安装于底板上，所述y轴驱动机构驱动平台面板进行y轴方向的往复运动；在x轴悬臂模块上设有x轴驱动机构，在x轴驱动机构上设有z轴驱动机构，在z轴驱动机构上设有排块；x轴驱动机构驱动排驱动机构进行x轴方向的往复运动；z轴驱动机构驱动排块进行z轴方向的往复运动；所述排块包括连接板和移液机构，所述连接板与z轴驱动机构相连，所述移液机构包括头驱动机构、活塞棒和套筒，所述头驱动机构包括固定端和移动端，所述固定端和套筒分别固定安装于所述连接板上，所述活塞棒固定设于移动端上，且所述活塞棒自套筒的一端套设于套筒的内部，所述套筒的另一端套接有头密封柱，所述头密封柱连接移液头。2.如权利要求1所述的自动化移液装置，其特征在于：所述套筒通过套筒安装块固定安装于连接板上，在所述套筒安装块内设有套筒安装通孔，所述套筒安装于套筒安装通孔内，所述头密封柱延伸至套筒安装块的外部；所述排块还包括退头机构，所述退头机构包括退头板和导向杆，所述退头板上设有退头通孔，所述退头通孔与所述套筒安装通孔的位置相对应；在所述套筒安装块内设有导向杆安装通孔，所述导向杆安装通孔与所述套筒安装通孔彼此平行设置，所述导向杆安装于导向杆安装通孔内，所述导向杆的一端为自由端，所述导向杆的另一端与退头板固定连接，所述导向杆的自由端的外径大于所述导向杆安装通孔的内径，所述退头通孔的内径大于头密封柱的外径，且小于移液头的外径；当所述头驱动机构的移动端带动活塞棒向套筒内部移动时，所述移动端同时按压导向杆的自由端进而带动退头板向远离套筒的方向运动，将连接在头密封柱上的移液头退掉。3.如权利要求1所述的自动化移液装置，其特征在于：所述平台模块包括平台面板和安装于平台面板上的载具，所述y轴驱动机构包括第一丝杆电机，所述第一丝杆电机的机座固定于底板的一端，所述第一丝杆电机的螺母通过第一安装板与平台面板固定连接。4.如权利要求3所述的自动化移液装置，其特征在于：在所述底板上，在第一丝杆电机的侧边安装有第一导轨，所述第一导轨与第一丝杆电机的运动方向一致，所述第一导轨上滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与所述平台面板固定连接。5.如权利要求1所述的自动化移液装置，其特征在于：所述x轴悬臂模块通过龙门立柱架设在底板上位于平台模块的上方，所述x轴悬臂模块包括架设于龙门立柱顶部的侧板以及安装于侧板上的x轴驱动机构，所述x轴驱动机构包括伺服电机、主动轮、从动轮和同步带，所述伺服电机的输出轴与主动轮同轴相连，所述主动轮和从动轮分别安装于侧板的两端；所述z轴驱动机构通过第二安装板与同步带啮合连接。6.如权利要求5所述的自动化移液装置，其特征在于：在所述侧板上安装有第二导轨，所述第二导轨与同步带平行设置，在第二导轨上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块与第二安装板固定连接。7.如权利要求1所述的自动化移液装置，其特征在于：所述z轴驱动机构包括第二丝杆电机，所述第二丝杆电机安装于竖板上，所述竖板与第二安装板固定连接，所述第二丝杆电
机的机座安装于竖板的一端，所述第二丝杆电机的螺母通过第三安装板与排块固定连接。8.如权利要求7所述的自动化移液装置，其特征在于：在所述竖板上安装有第三导轨，所述第三导轨与第二丝杆电机的运动方向一致，在所述第三导轨上滑动连接有第三滑块，所述第三滑块与所述第三安装板固定连接。9.如权利要求1所述的自动化移液装置，其特征在于：所述头驱动机构为第三丝杆电机，所述第三丝杆电机的机座为固定端，所述第三丝杆电机的螺母为移动端；所述第三丝杆电机的机座通过电机安装板固定于连接板上，所述第三丝杆电机的螺母通过活塞棒安装板与活塞棒固定连接。10.如权利要求2所述的自动化移液装置，其特征在于：所述活塞棒、套筒和头密封柱的数量相等，且≧2。

技术总结

本发明公开了一种自动化移液装置，属于医疗检测器械技术领域，包括底板，在底板上设置有X轴悬臂模块、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，Z轴驱动机构上安装有排块，排块可定位至底板上的不同位置处，实现移液头的插取、吸液和排液。本发明中，各模块和机构的布局设置合理，装置了体积得到了大大减小，并且简化了大量的无效动作，因此本发明的自动化移液装置移液效率大大提高。装置移液效率大大提高。装置移液效率大大提高。