CN112760220A - 一种自动分样处理与收集装置 - Google Patents

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CN112760220A CN201911060587.4A CN201911060587A CN112760220A CN 112760220 A CN112760220 A CN 112760220A CN 201911060587 A CN201911060587 A CN 201911060587A CN 112760220 A CN112760220 A CN 112760220A
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Abstract

一种自动分样处理与收集装置，其包括设置有横向移动导轨的支撑架及其两端依次设置有自动分样模块和自动收集模块，及控制***，其中，自动分样模块，其包括在支撑架上设置的多样品盛载器，实现多样品盛载器中物品依次自动下样的样品下样结构，载物台及驱动载物台的第一电机；自动收集模块，其包括在支撑架下设置的载物转盘和驱动其运动的第二电机，所述载物转盘具有多个离圆心等径的大小结构相同的凹槽或可放置收集容器的中空部位；支撑架，其靠近自动收集模块端，设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘中的一凹槽或中空部位完全对应，且其尺寸略大于多样品盛载器中盛放物品；控制***，基于载物台和载物转盘位置参数程序控制第一电机、第二电机，实现精确位移与定位，其位移精度控制在0.01mm以内。本发明实现自动分样及样品多种条件处理操作，并实现运动精确自动控制，此外本发明，避免了样品一次性铺开，大大节省了空间的利用。

Description

一种自动分样处理与收集装置
技术领域
本发明涉及一种生物技术领域的分装与收集装置，尤其涉及一种自动分样处理与收集装置。
背景技术
在微生物诱变育种设备领域应用的传送装置，虽然可以实现样品自动添加和收集功能，如专利公开号为107267381A和专利公开号为205774461U等的专利文献。目前现有技术存在以下缺陷：
（1）通过采用载物传送带和样品收集带配合的方式，虽然可以实现样品的添加、处理和收集，但是传送带的精度较差，并且因为需要提前样品摆放到传送带上，增加了劳动量的同时还对传送带的长度有限制，即处理样品越多，传送带越长；此外，样品收集带也需要前后移动来配合样品收集，因此，机械结构占用空间大，不利于应用到成品仪器上；
（2）现有样品自动进样和收集装置的进样器是固定式设计，因此只能够进行单一种类的样品进样，无法满足多种类样品进样的需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种自动分样处理与收集装置，该装置自动实现样品的分装和收集功能，还可以处理大量生物样品。
本发明通过如下技术方案实现：
一种自动分样处理与收集装置，其包括设置有横向移动导轨的支撑架及其两端依次设置有自动分样模块和自动收集模块，及控制***，其中，
自动分样模块，其包括在支撑架上设置的多样品盛载器，实现多样品盛载器中物品依次自动下样的样品下样结构，载物台及驱动载物台的第一电机；
自动收集模块，其包括在支撑架下设置的载物转盘和驱动其运动的第二电机，所述载物转盘具有多个离圆心等径的大小结构相同的凹槽或可放置收集容器的中空部位；
支撑架，其靠近自动收集模块端设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘中的一凹槽或中空部位完全对应，且其尺寸略大于样品盛载器中盛放物品；
控制***，基于载物台和载物转盘位置参数程序控制第一电机、第二电机，实现精确位移与定位，其位移精度控制在0.01mm以内。
进一步，所述样品下样结构包括设置在支撑架上的固定板、设置在固定板上的样品固定座、与固定板弹性相连的滑台板，其中所述多样品盛载器与样品固定座相嵌合。
进一步，所述固定板与滑台板弹性相连的结构为弹簧，通过弹簧自动移动，实现样品盛载器中样品的分离。
所述滑台板为倒“L”型，其两端高度不同，与固定板相连的一端高度与固定板一致且高于与载物台相连的一端。
所述多样品盛载器通过样品固定座中设置与其结构相吻合的孔径相嵌合；所述载物台中样品孔为凹形孔槽，其尺寸大小略大于样品盛载器中物品；所述多样品盛载器中物品为样品或样品盛放容器。
所述样品盛载器、样品固定座的孔径、载物台样品孔均为圆形，多样品盛载器中盛放的样品盛放器为多个圆柱形载片。所述圆柱形载片的高度不得高于滑台板。
所述载物台通过第一电机控制其沿着支撑架上导轨进行往复移动，所述第二电机控制载物转盘沿着轴心线水平旋转或上下升降，收集过程中，载物转盘的凹槽或中空部位与支撑架的中空孔道对应。一种实施方式是所述第一电机与第二电机为步进电机，均由控制***控制。第一电机可精确控制载物台沿着支撑架来回往复移动，实现样品盛载器中多个样品或样品盛放容器自动连续处理，实现自动分样，第二电机精确控制载物转盘沿着轴心线按一定的接速度旋转与定位或者或上下升降，使载物转盘凹槽或中空部位与载物台中样品孔对应。本发明还包括限位控制开关，进一步优选光电开关，其由控制***控制。该实施方式是所述控制***通过光电开关对第一电机与第二电机进行控制，即分别在支撑架和载物转盘可以设置处理位置和光电开关，当到达该位置控制其工作情况。
所述载物转盘凹槽或中空部位为圆柱形，用于放置样品或样品盛放容器；若为中空部位，可以放置样品收集容器，进一步样品收集器为EP管，优选5mL EP管。
所述第二电机控制载物转盘沿着轴心线旋转和/或上下移动，收集过程中，载物转盘的凹槽或中空部位与支撑架的中空孔道对应，便于样品或样品盛放器通过中空孔道进入凹槽或中空部位的容器中。
本发明通过电机和控制***，精确实现运动控制，尤其是第一电机控制实现样品或样品盛放器的自动分样操作，第二电机控制转盘实现样品自动进样；通过多样品盛载器和载物台有效空间设计，避免了样品一次性铺开，大大节省了空间的利用。
附图说明
图1 为本发明一种自动分样处理与收集装置的功能示意图；
图2 为本发明一种自动分样处理与收集装置的另一功能示意图；
图3 为本发明一种自动分样处理与收集装置一实施方式结构示意图；
图4 为本发明一种自动分样处理与收集装置下料结构示意图；
图5 为本发明一种自动分样处理与收集装置固定板与滑台板结构示意图；
图6 为本发明一种自动分样处理与收集装置运动状态图；
图7 为本发明一种自动分样处理与收集装置另一运动状态图；
图8 为本发明一种自动分样处理与收集装置应用示意图。
符号说明：
1 支撑架 2 自动分样模块 3 自动收集模块 4 固定板 5滑台板
6 载物台 7 第一电机 8样品固定座 9多样品盛载器 10载物转盘
11第二电机 12支架 13底座 14自动移液枪 15液体样品容器
16等离子体发生器 17加液体样品位点 18等离子体处理位点 19控制***
20 下样结构。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明具体方案的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明的限定。
如图1所示，本发明涉及一种自动分样处理与收集装置，其包括设置有横向移动导轨的支撑架1及其两端依次设置有自动分样模块2和自动收集模块3，及控制***19，自动分样模块2，其包括在支撑架1上设置的多样品盛载器9，实现多样品盛载器9中物品依次自动下样的样品下样结构20，载物台6及驱动载物台6的第一电机7；自动收集模块3，其包括在支撑架1下设置的载物转盘10和驱动其运动的第二电机11，所述载物转盘10具有多个离圆心等径的大小结构相同的凹槽或可放置收集容器的中空部位；支撑架1，其靠近自动收集模块端设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘10中的一凹槽或中空部位完全对应，且其尺寸略大于多样品盛载器9中盛放物品；控制***19，用于控制第一电机7、第二电机11的运动。
具体来说，如图2、图3所示，在本发明的一种自动分样处理与收集装置中，自动分样模块包括在支撑架1上依次设置的固定板4、滑台板5、载物台6，及设置在固定板和滑台板上的样品固定座8、与样品固定座8相嵌合的多样品盛载器9，所述固定板4与滑台板5弹性相连，所述载物台6与第一电机7相连并由其控制移动，所述载物台6中设置中空的样品孔，所述多样品盛载器9中盛放物品，所述多样品盛载器9中盛放物品通过位置吻合及重力作用到达载物台6样品孔；自动收集模块包括在支撑架1下设置的载物转盘10和控制其运动的第二电机11，所述载物转盘10具有多个离圆心等径的凹槽或中空部位；在支撑架1靠近自动收集模块端，设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘10中的一凹槽或中空部位完全对应，且其尺寸略大于样品盛载器9中盛放物品；控制***19，基于载物台6和载物转盘10位置参数程序控制第一电机7、第二电机11，实现精确位移与定位，其位移精度控制在0.01mm以内。
作为自动分样模块的一个示例，如图4所示。从图4可以看出，所述滑台板5为倒“L”型，其两端高度不同，与固定板4相连的一端高度与固定板一致且高于与载物台6相连的一端，该结构的设置可以节省材料，有利于载物台6的移动与分离，更为重要的是让多样品盛载器9与载物台6之间有缓冲空间，让多样品盛载器9中物品更有序的一一分样。所述样品固定座8与多样品盛载器9通过在样品固定座8中设置多样品盛载器9的孔道进行嵌合，多样品盛载器9可通过螺纹等方式固定在样品固定座8上。
在一实施方式中，所述固定板4与滑台板5弹性相连的方式是通过弹簧实现，所述弹簧可以是一根，也可以是多根，其根据弹簧弹性性能选择数量。在具体实施方式中，如图5所示，所述弹簧为3根，使与滑台板5相邻的载物台6侧面受力更加均匀，有益于多样品盛载器9、样品固定座8孔道、载物台6样品孔完全对应。在下料分样过程中，通过弹簧自动位移控制样品盛载器9中物品单个进入载物台6样品孔，实现分样。
为了方便多样品盛载器9中物品更容易进入载物台6中样品孔中，对其下落通道结构与大小进行限定。在一实施方式中，所述载物台6中样品孔为凹形孔槽，其尺寸大小略大于样品盛载器9中物品，同时所述多样品盛载器9通过样品固定座8中设置与其结构相吻合的孔径相嵌合。
在一个具体实施方式中，所述自动收集模块中载物转盘10，其运动由第二电机11控制，所述第二电机11控制载物转盘10沿着轴心线水平旋转或上下升降，其运动受控制***控制，或者进一步通过光电开关进行控制。
在一个具体实施方式中，所述载物转盘10凹槽或中空部位为圆柱形，凹槽用于放置样品或样品盛放容器；若为中空部位，可以放置样品盛放器或者新增设的样品收集容器，具体的，新增设的样品收集容器可以为EP管，如5mL EP管等。
利用本发明装置进行样品收集，所述载物转盘10的凹槽或中空部位与支撑架1的中空孔道对应，便于样品或样品盛放器通过中空孔道进入凹槽或中空部位的新设置的样品容器中。
本发明装置中，所述第一电机7带动载物台6沿支撑架1进行往复移动。所述载物台6沿着支撑架1往复移动过程中，其动力由第一电机提供，其位移两端限制是一端点通过固定板4和滑台板5限定，位移过程中，由控制***控制，或者通过光电开关由控制***控制，其位移精度控制在0.01mm以内。
。在移动过程中，当载物台6到达固定板4端，再进一步移动使固定板4和滑台板5连接的弹性压缩状态，使所述样品盛载器9中盛放物品通过位置吻合及重力作用落入载物台6样品孔中，随着第一电机7带动载物台6沿着支撑板1向自动收集模块端移动，如图6所示，固定板4和滑台板5间弹性压缩状态恢复，滑台板5向左移动，到达多样品盛载器9下方，阻止样品盛载器9中盛放物品下移。当载物台6向自动收集模块端平移过程中，调整载物转盘10转动，使载物转盘10的凹槽或中空部位与支撑架1上靠近自动收集模块端中空孔道对应。当载物台6靠近自动收集模块端附近的某一位置，该位置可以根据需要自行确定，可以进行物品处理操作。完成处理后，进一步位移，使载物台6中样品孔与支撑架1上靠近自动收集模块端中空孔道对应，如图7所示，此时多样品盛载器9中盛放物品通过分样、平移进入自动收集模块的载物转盘10的凹槽或中空部位容器中，此时完成一个样品自动分样与收集，然后载物台6在第一电机7驱动下，返回到达固定板4端，使固定板4和滑台板5处于弹性压缩状态，自动重复进行下一样品分样和收集操作，反复循环。
在一具体实施方式中，所述第一电机7和第二电机10为步进电机，其由控制***19控制，可实现精确控制载物台6沿着支撑架1来回往复移动速度及开关状态，实现多样品盛载器9中多个样品或样品盛放器自动分样，连续处理；进一步，可在支撑架1上可以设置一个或多个样品处理位置，当载物台6到达该设定位置停止移动，然后对样品处理和/或样品盛放器加样等操作，从而实现不同条件处理。第二电机10在限位控制***的控制有序载物转盘10沿着轴心线按角度旋转和/或上下升降。
在一具体实施方式中，所述多样品盛载器9中物品为样品或样品盛放器，载物台6在第一电机带动下沿着支撑板1移动过程中，可以进行物品处理操作：若对样品进行处理，例如进行等离子体照射处理等；若对样品盛放器进行处理，例如添加液体样品，然后再对样品进行处理，如等离子体照射等。
具体地，所述多样品盛载器9、样品固定座8的孔径、载物台6样品孔均为圆形，多样品盛载器9中盛放的样品盛放器为多个圆柱形载片。所述圆柱形载片的高度不得高于滑台板。
在本发明一具体实施方式中，如图8所示，自动分样处理与收集装置自动分样模块、自动收集模块固定在底座13上，支撑架1通过底座13固定并由支架12支撑。
在自动分样模块2和自动收集模块3间支撑架上依次设置2个位点，加液体样品位点17和等离子体处理位点18。所述液体样品位点17靠近自动分样模块2，在其旁边设置液体样品容器15，其上端设置自动移液枪14，自动移液枪14由控制***19控制运动状态。所述等离子体处理位点18靠近自动收集模块3，位点上端设置等离子体发生器产生等离子体对其进行照射处理，如图8所示，其照射处理时间方式等由控制***19控制，从而实现全自动操作。所示多样品盛载器9中盛放圆柱形载片，载物台6在第一电机带动下沿着支撑板1移动过程中，通过自动移液枪14吸取液体样品容器15中的液体样品加入到圆柱形载片中，所述液体样品可以是相同的，也可以是不同的，加样量根据实验需求改变。完成样品加样后，载物台6移动到等离子体处理位点18处，对添加的液体样品进行相同条件或不同条件的等离子体照射处理，处理完成后，进一步移动到达载物转盘10的凹槽或中空部位与支撑架1的中空孔道对应处，圆柱形载片通过中空孔道进入新增设的样品容器中。
实施例
实施例1
如图2所示，自动分样处理与收集装置，自动分样模块2、自动收集模块3固定在底座13上，自动分样模块2和自动收集模块3依次设置在带有横向移动导轨的支撑架1的两端，支撑架1通过底座13固定并由支架12支撑。
自动分样模块包括在支撑架1上依次设置的固定板4、滑台板5、载物台6，所述滑台板5为倒“L”型，其两端高度不同，与固定板4相连的一端高度相同且高于与固定板4相连的一端，所述固定板4与滑台板5通过3根弹簧弹性相连。自动分样模块还包括设置在固定板和滑台板上的样品固定座8及与其通过孔道螺纹嵌合的多样品盛载器9。多样品盛载器9中盛放多个圆柱形载片，所述多样品盛载器9、样品固定座8的孔径、载物台6样品孔均为圆形，所述载物台6中样品孔为凹形孔槽，其尺寸大小略大于圆柱形载片。所述第一电机7带动载物台6沿支撑架1进行往复水平移动。所述载物台6沿着支撑架1往复移动过程中，其动力由第一电机提供，其位移控制由控制***19控制。
自动收集模块包括在支撑架1下设置的载物转盘10和控制其运动的第二电机11，所述载物转盘10具有多个离圆心等径的中空部位，其中5mL EP管设置中空部位上；在支撑架1靠近自动收集模块端，设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘10中的中空部位完全对应，且其尺寸略大于圆柱形载片，便于圆柱形载片通过中空孔道进入5mL EP管中；所述第二电机11控制载物转盘10沿着轴心线旋转和/或上下移动，其位移控制由控制***19控制。
本发明装置中，所述第一电机7带动载物台6沿支撑架1进行往复移动。在移动过程中，当载物台6到达固定板4端，使固定板4和滑台板5处于弹簧压缩状态，使所述多样品盛载器9中圆柱形载片落入载物台6样品孔中，随着第一电机7带动载物台6沿着支撑板1向自动收集模块端移动，弹簧弹性形变恢复，滑台板5向左移动，到达多样品盛载器9下方，阻止圆柱形载片下移。当滑台板5靠近自动收集模块端附近，载物转盘10转动使5mL EP管口与支撑架1上靠近自动收集模块端中空孔道对应；载物台6进一步移动，使圆柱形载片与支撑架1中空孔道对应，此时圆柱形载片落入5mL EP管中。第一个样品自动分样与收集过程完毕后，载物台6在第一电机7驱动下，到达固定板4端，使固定板4和滑台板5处于弹性压缩状态，自动重复分样和收集操作。
实施例2
采用与实施例相同的结构，对支撑架1进行结构改变，在自动分样模块2和自动收集模块3间依次设置2个位点，加液体样品位点17和等离子体处理位点18。所述液体样品位点17靠近自动分样模块2，在其旁边设置液体样品容器15，其上端设置自动移液枪14。所述等离子体处理位点18靠近自动收集模块3，位点上端设置等离子体发生器产生等离子体对其进行照射处理。
本发明装置中，所述第一电机7为步进电机，带动载物台6沿支撑架1进行往复移动。在移动过程中，当载物台6到达固定板4端，使固定板4和滑台板5处于弹簧压缩状态，使所述多样品盛载器9中圆柱形载片落入载物台6样品孔中，随着第一电机7带动载物台6沿着支撑板1向自动收集模块端移动，弹簧弹性形变恢复，滑台板5向左移动，到达多样品盛载器9下方，阻止圆柱形载片下移。当滑台板5到达加液体样品位点17，第一电机7停止移动，自动移液枪14吸取液体样品容器15中的液体样品加入到圆柱形载片中；完成加样后，第一电机7带动滑台板继续移动，当达到等离子体处理位点18处，停止移动，等离子体发生器对圆柱形载片中液体样品进行等离子体处照射处理；处理完成后，继续移动当滑台板5靠近自动收集模块端附近，第二电机11为步进电机，在其驱动下载物转盘10转动使5mL EP管口与支撑架1上靠近自动收集模块端中空孔道对应；载物台6进一步移动，使圆柱形载片与支撑架1中空孔道对应，此时圆柱形载片落入5mL EP管中。第一个样品自动分样与收集过程完毕后，载物台6在第一电机7驱动下，到达固定板4端，使固定板4和滑台板5处于弹性压缩状态，自动重复分样和收集操作。

Claims (9)

1.一种自动分样处理与收集装置，其包括设置有横向移动导轨的支撑架及其两端依次设置有自动分样模块和自动收集模块，及控制***，其中，
自动分样模块，其包括在支撑架上设置的多样品盛载器，实现多样品盛载器中物品依次自动下样的样品下样结构，载物台及驱动载物台的第一电机；
自动收集模块，其包括在支撑架下设置的载物转盘和驱动其运动的第二电机，所述载物转盘具有多个离圆心等径的大小结构相同的凹槽或可放置收集容器的中空部位；
支撑架，其靠近自动收集模块端设置有中空孔道，所述中空孔道与载物转盘中的一凹槽或中空部位完全对应，且其尺寸略大于多样品盛载器中盛放物品；
控制***，基于载物台和载物转盘位置参数程序控制第一电机、第二电机，实现精确位移与定位，其位移精度控制在0.01mm以内。
2.根据权利要求1所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述样品下样结构包括设置在支撑架上的固定板、设置在固定板上的样品固定座、与固定板弹性相连的滑台板，其中所述多样品盛载器与样品固定座相嵌合。
3.根据权利要求2所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述固定板与滑台板弹性相连的结构为弹簧。
4.根据权利要求2所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述滑台板为倒“L”型，其两端高度不同，与固定板相连的一端高度与固定板一致且高于与载物台相连的一端。
5.根据权利要求2所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述多样品盛载器通过样品固定座中设置与其结构相吻合的孔径相嵌合；所述载物台中样品孔为凹形孔槽，其尺寸大小略大于样品盛载器中物品；所述样品盛载器中物品为样品或样品盛放容器。
6.根据权利要求4所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述多样品盛载器、样品固定座的孔径、载物台中样品孔均为圆形，多样品盛载器中盛放的样品盛放容器为多个圆柱形载片。
7.根据权利要求1所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述载物台通过第一电机控制其沿着支撑架上导轨进行往复移动，所述第二电机控制载物转盘沿着轴心线水平旋转或上下升降，收集过程中，载物转盘的凹槽或中空部位与支撑架的中空孔道对应。
8.根据权利要求1-7中任一所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，所述第一电机与第二电机为步进电机，均由控制***控制。
9.根据权利要求1-8中任一所述的自动分样处理与收集装置，其特征在于，还包括限位控制开关，进一步优选光电开关，其由控制***控制对第一电机和第二电机进行运动控制。
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