CN212083464U - 一种电动移液设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动移液设备，其包括对称设置在一中心横轴的相对两侧的两个滑台，每个滑台上安装有至少一个电动移液器；每个电动移液器包括加载机构和执行机构，加载机构包括支撑架和第一电机，执行机构包括机架、第二电机和移液组件，移液组件位于中心横轴处，第二电机位于中心横轴的外侧，第一电机位于支点的外侧；当两个滑台上的电动移液器并排聚拢时，两个滑台上的电动移液器的移液组件在中心横轴处沿中心横轴依次交替排列。本实用新型在满足器皿基础中心距要求的前提下，采用普通电机，并实现执行机构的往复运动轴线与支点之间垂线距离最短化，减小由于执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形。

Description

一种电动移液设备

技术领域

本实用新型涉及一种加样设备，尤其是一种电动移液设备。

背景技术

在医学、食品、生物学等领域的检测工作中，需要对生物材料和样品(通常为液态)进行许多前期处理工作，采用高通量自动化的生物样品自动化处理***，能够在短时间内批量完成移液、加样、混合等操作，以及大量生物性检材的模板的制备。

电动移液器是生物样品自动化处理***中的核心技术单元。电动移液器组合使用时，因其工作对象为各种不同用途且已经标准化的器皿限制，任一移液器其运动轴线与旁侧移液器的运动轴线间距必须满足常规器皿基础中心距这一要求，一般为9mm。使得该移液器在组合应用时的结构空间极其狭窄，还要在此逼仄的移液执行机构中安装各种机械零件、电机和多种用途的传感器等部件。

根据电动移液器对液体的抽吸驱动方法不同，将电动移液器分为两种：气液混合置换式和气体置换式。

气液混合置换式移液器采用液体柱塞，由移液头中保留的气隙隔离液体柱塞和样本液体，气液混合置换式移液器的优点是把电动往复运动注射机构和压力传感器等分离出去，只有一根细导管进入移液执行机构，大大减轻了移液执行机构组件的设计压力和载荷，满足器皿最小中心距要求；同时，可以使移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离最短化，减轻了由于移液执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和支撑部件疲劳变形；且由于液体柱塞和样本液体之间的隔离气隙很小，移液精度高。缺点是存在气液管路压力***，组件多，调试复杂且维护成本高；当室温较低时容易产生漏液。

气体置换式移液器采用固体柱塞，固体柱塞的往复运动由电机通过连轴器或其它连接部件驱动螺杆或同步齿形带实现，也就是电动往复运动注射机构和压力传感器等部件与移液执行机构组装在一起，形成独立的模组，既可单独使用，又可组成功能强大的多模组并行液体处理***，无须复杂的压力管路和泵系，结构层次分明，大大减小了单元结构安装与调试的工作量。

为了满足器皿最小中心距要求，目前的气体置换式移液器有两种结构设置：一是使用小直径高转速带减速机的电机组成刀片式的移液执行机构单元，尽管其能满足器皿最小中心距要求，并实现移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离最短化，但其价格极其昂贵，运保维护成本高，调试难度大；二是改变结构布局，使用常规电机和配套的运动控制器，虽然这样可以大幅度降低装机运保维护成本，但为满足使用常规电机的后置宽体移液执行机构组件错位分布，移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离变大，移液执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和支撑部件疲劳变形因素变大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动移液设备，其在满足器皿基础中心距要求的前提下，既能解决现有技术采用小直径高转速电机存在的价格昂贵问题，又能解决现有技术采用常规电机存在的移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离大、移液执行机构沿轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩大和疲劳变形问题。

为达到上述目的，本实用新型提出一种电动移液设备，其包括对称设置在一中心横轴的相对两侧的两个滑台，两个所述滑台与所述中心横轴平行，每个所述滑台上安装有至少一个电动移液器；每个所述电动移液器包括加载机构和执行机构，所述加载机构包括能横向滑动地与所述滑台连接的支撑架和固定在所述支撑架上的第一电机，所述支撑架和所述滑台的连接处为所述电动移液器的支点，所述执行机构包括能上下滑动地与所述支撑架连接的机架、固定在所述机架上的第二电机和移液组件，所述移液组件包括与所述机架连接的注射管和竖直插设于所述注射管内的柱塞，所述第一电机与所述机架连接并能驱动所述机架带动所述注射管相对于所述支撑架上下滑动，所述注射管通过向下移动与移液头插接，所述第二电机与所述柱塞连接并能驱动所述柱塞在所述注射管内上下移动以吸排液体，所述移液组件位于所述中心横轴处，所述第二电机位于所述中心横轴的外侧且位于所述支点的内侧，所述第一电机位于所述支点的外侧；当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，两个所述滑台上的电动移液器的移液组件在所述中心横轴处沿所述中心横轴依次交替排列。

如上所述的电动移液设备，其中，所述移液组件的中心轴穿过所述中心横轴并垂直于所述中心横轴，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，相邻两所述移液组件的中心距不大于9mm。

如上所述的电动移液设备，其中，每个所述滑台上安装有多个所述电动移液器，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，相邻两所述移液组件的中心距小于位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器的第一电机的中心距，且相邻两所述移液组件的中心距小于位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器的第二电机的中心距。

如上所述的电动移液设备，其中，每个所述滑台上安装有多个所述电动移液器，两个所述滑台分别为第一滑台和第二滑台，所述第一滑台上的各电动移液器为第一电动移液器，所述第二滑台上的各电动移液器为第二电动移液器，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，多个所述第一电动移液器和多个所述第二电动移液器分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次排列，且多个所述第一电动移液器和多个所述第二电动移液器在平行于所述中心横轴的方向上依次错位；多个第一电动移液器的第一电机和多个第二电动移液器的第一电机分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次并排，且多个所述第一电动移液器的第一电机和多个所述第二电动移液器的第一电机在平行于所述中心横轴的方向上依次错位；多个第一电动移液器的第二电机和多个第二电动移液器的第二电机分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次并排，且多个所述第一电动移液器的第二电机和多个所述第二电动移液器的第二电机在平行于所述中心横轴的方向上依次错位。

如上所述的电动移液设备，其中，每个所述滑台包括两根滑台导轨，所述滑台导轨与所述中心横轴平行，两根所述滑台导轨上下间隔设置，所述支撑架上固定有支撑滑块，所述支撑滑块与所述滑台导轨滑动连接，所述支撑滑块与所述滑台导轨的连接处为所述支点，位于同一所述滑台上的任意相邻的两个所述电动移液器的支撑滑块在竖直方向上相间隔并分别与两根所述滑台导轨滑动连接。

如上所述的电动移液设备，其中，所述支撑滑块的长度大于所述支撑架的宽度，所述支撑滑块具有在所述支撑架的宽度方向上凸出于所述支撑架的凸出部分，每个所述电动移液器的支撑架上设有用于避让相邻另一电动移液器的支撑滑块的凸出部分的避让凹槽，当位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器并排聚拢时，其中一个所述电动移液器的支撑滑块的凸出部分伸入另一个所述电动移液器的避让凹槽内。

如上所述的电动移液设备，其中，每个所述滑台包括两根固定螺杆，所述固定螺杆与所述中心横轴平行，两根所述固定螺杆上下间隔设置，所述支撑架上固定有供所述固定螺杆穿过的穿心电机，所述穿心电机位于所述支点外侧，所述穿心电机的内部设有用于与所述固定螺杆螺纹连接的第一消隙螺母，所述第一消隙螺母能在所述穿心电机的转子的带动下转动，所述穿心电机在所述第一消隙螺母相对于所述固定螺杆转动时沿所述固定螺杆滑动，任意相邻的两个所述电动移液器的穿心电机在竖直方向上相间隔并分别与两根所述固定螺杆螺纹连接。

如上所述的电动移液设备，其中，所述加载机构还包括能转动地竖直安装在所述支撑架上且位于所述支点内侧的第一螺杆、连接在所述第一螺杆上方的从动带轮、以及通过水平设置的同步带与所述从动带轮连接且位于所述支点外侧的主动带轮，所述第一电机与所述主动带轮同轴连接，所述第一电机能依次通过所述主动带轮、所述同步带和所述从动带轮驱动所述第一螺杆转动，所述第一螺杆通过转动驱动所述机架相对于所述支撑架上下滑动；所述执行机构位于所述支点内侧，所述移液组件还包括设于所述注射管上方并与所述柱塞连接的错位滑块，所述执行机构还包括能转动地竖直安装在所述机架上并与所述错位滑块螺纹连接的第二螺杆，所述第二电机位于所述第二螺杆上方并与所述第二螺杆连接，所述第二电机能驱动所述第二螺杆转动，所述第二螺杆通过转动驱动所述错位滑块带动所述柱塞上下移动，所述柱塞通过上下移动将液体吸入或排出所述移液头。

如上所述的电动移液设备，其中，所述支撑架包括顶板，所述从动带轮安装在所述顶板的顶部，所述顶板朝所述支点的外侧延伸形成延伸板，所述延伸板的宽度大于所述顶板的宽度，所述主动带轮安装在所述延伸板的顶部，所述第一电机倒置固定在所述延伸板的底部，所述顶板和所述延伸板组成一支撑板，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，位于同一所述滑台上的多个所述电动移液器的支撑板依次拼接组合成平板。

如上所述的电动移液设备，其中，所述注射管的下端具有能***所述移液头内的插接壁，所述注射管的侧壁上邻近所述插接壁处设有穿孔，所述穿孔位于所述插接壁上方，且位于所述柱塞下方，所述执行机构还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括取样管和设于所述机架上的压力传感器，所述取样管的一端***所述穿孔并与所述注射管连通，所述取样管的另一端与所述压力传感器连接。

本实用新型的电动移液设备的特点和优点是：

1、本实用新型的电动移液设备，电动移液器所采用的第一电机和第二电机为普通电机，而非小直径高转速带减速机的电机，价格低，由于普通电机的尺寸较大，在排布时，将第一电机置于支点的外侧，因此第一电机不会占据执行机构的往复运动轴线与支点之间的空间，能实现执行机构的往复运动轴线与支点之间垂线距离最短化，从而减小由于执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形；

2、本实用新型的电动移液设备，通过将电动移液器的移液组件置于两个滑台内侧的中心横轴处，将尺寸较大的第一电机和第二电机置于中心横轴的外侧，当两个滑台上的所有电动移液器并排聚拢时，所有电动移液器的移液组件沿中心横轴依次交替排列，相邻的两个移液组件之间的中心距仅取决于移液组件自身的宽度，完全不受尺寸较大的第一电机和第二电机的影响，能实现相邻移液组件之间中心距的最小化，满足常规器皿基础中心距要求；

3、本实用新型的电动移液设备，电动移液器沿滑台导轨的往复运动是依靠穿心电机内部转子内置的第一消隙螺母的旋转实现的，不仅起停平稳，而且机械震动小，同时程控位置精确，易于校准，滑台上的多个电动移液器可以在等距指令下同步运行，也可以非等距异步运行，也就是说，每个电动移液器都有在不同移液参数下独立工作的能力，可以分别同时适应各自的器皿和移液参数设置，使得电动移液设备可以胜任复杂度很高的自动化液体处理工作；

4、本实用新型的电动移液设备，通过在每个滑台上安装至少四个电动移液器，也就是每根固定螺杆上至少连接两个穿心电机，每根超细长的固定螺杆上由两个以上的穿心电机共轴往复运动、互为支撑，不仅有效防止了超细长固定螺杆的抖动卡滞，同时简化了机构和部件成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型一实施例的电动移液设备在电动移液器处于并排聚拢状态的示意图；

图2是图1的立体示意图；

图3是本实用新型一实施例的电动移液设备在电动移液器处于分散状态的示意图；

图4是图3的立体示意图；

图5是本实用新型中电动移液器的一实施例的主视图；

图6是图5中执行机构的剖视图；

图7是图5的电动移液器的立体示意图。

主要元件标号说明：

1、电动移液器；

100、加载机构；

101、支撑架；1011、连接板；1012、顶板；1013、底板；1014、延伸板；

102、第一螺杆；103、从动带轮；104、同步带；

105、主动带轮；106、第一电机；107、导轨；108、基准位置传感器；

109、支点；

200、执行机构；

201、机架；2011、顶架；2012、底架；2013、侧板；2014、安装槽；

2015、贯通孔；2016、线槽；2017、滑动空间；

202、注射管；2021、插接壁；2022、穿孔；2023、环形凸起；

2024、O型密封圈；

203、柱塞；204、错位滑块；205、第二螺杆；

206、第二电机；207、缓冲器；208、取样管；209、压块；210、顶杆；

211、弹性件；212、调节环；213、第一顶丝；214、第二顶丝；215、第一挡片；

216、信号调理板；217、第二挡片；218、光轴；219、连杆；220、球头；

221、橡胶塞；222、调节螺母；223、O型密封圈；224、空心法兰；

225、导轨滑块；226、螺母滑块；227、第二消隙螺母；228、电机法兰；

229、支撑滑块；230、移液组件；

300、移液头；400、穿心电机；

2、滑台；21、基材；22、滑台导轨；23、固定螺杆；24、螺杆支撑端块；

25、螺杆锁紧端块。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“顶”和“底”、“内”和“外”、“横”和“纵”、“前”和“后”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的“内侧”为本实用新型图1所示的靠近中心横轴的一侧，“外侧”为本实用新型图1所示的远离中心横轴的一侧，本文中涉及到的“横向”以本实用新型的图1所示的中心横轴的方向为准，“上”、“下”、“竖直”、“水平”等方向均是以本实用新型的图5所示的上、下、竖直、水平等方向为准，在此一并说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型提供一种电动移液设备，其包括电动移液器1和对称设置在一中心横轴X的相对两侧的两个滑台2，两个滑台2与中心横轴X平行，每个滑台2上安装有至少一个电动移液器1，该电动移液器1为气体置换式移液器；

每个电动移液器1包括用于加载移液头300的加载机构100和用于吸排液体的执行机构200，移液头300为标准化的容积为50微升至1000微升的移液头，移液头300为一次性用品，通常采用塑料制成，属于消耗品，完成一次液体处理后就丢弃；

其中，加载机构100包括能横向滑动地与滑台2连接的支撑架101和固定在支撑架101上的第一电机106，支撑架101和滑台2的连接处为电动移液器1的支点109，执行机构200包括能上下滑动地与支撑架101连接的机架201、固定在机架201上的第二电机206、以及移液组件230，移液组件230包括与机架201连接的注射管202和竖直插设于注射管202内的柱塞203，注射管202内形成注射腔，第一电机106与机架201连接并能驱动机架201相对于支撑架101上下滑动，机架201在向下滑动时带动注射管202向下移动，以使注射管202与其下方的移液头300插接，从而实现加载移液头300，第二电机206与柱塞203连接并能驱动柱塞203在注射管202内上下移动，以使柱塞203将液体吸入或排出移液头300，实现吸排液体，移液组件230位于中心横轴X处，第二电机206位于中心横轴X的外侧且位于支点109的内侧，第一电机106位于支点109的外侧，即移液组件230、第二电机206、支点109和第一电机106自中心横轴X朝外侧依次排列；当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，两个滑台2上的所有电动移液器1的移液组件230在中心横轴X处沿中心横轴X依次交替排列。

本实用新型的电动移液设备，电动移液器1所采用的第一电机106和第二电机206为普通电机(即常规电机)，而非小直径高转速带减速机的电机，价格低，由于普通电机的尺寸较大，在排布时，将第一电机106置于支点109的外侧，因此第一电机106不会占据执行机构200的往复运动轴线与支点109之间的空间，能实现执行机构200的往复运动轴线与支点109之间垂线距离最短化，从而减小由于执行机构200沿其轴线向下与移液头300频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形；

另外，通过将电动移液器1的移液组件230置于两个滑台2内侧的中间位置(即置于中心横轴X处)，将尺寸较大的第一电机106和第二电机206置于中心横轴X的外侧，当两个滑台2上的所有电动移液器1并排聚拢时，所有电动移液器1的移液组件230沿中心横轴X依次交替排列，相邻的两个移液组件230之间的中心距仅取决于移液组件230自身的宽度，完全不受尺寸较大的第一电机106和第二电机206的影响，能实现相邻移液组件230之间中心距的最小化，满足常规器皿基础中心距要求；

此外，由于注射管202能直接与移液头300插接，实现注射泵与注射腔合二为一，不仅使结构简单紧凑，还使注射管202和柱塞203得以加长，从而加大量程范围。

当采用本实用新型的电动移液设备进行移液时，将器皿摆放在电动移液器1的下方，根据器皿中心距，调节各电动移液器1在滑台2上的位置，使相邻的两个移液组件230的中心距等于器皿中心距，即可进行批量移液操作。

如图1、图2所示，进一步，移液组件230的中心轴穿过中心横轴X并垂直于中心横轴X，即移液组件230的中心轴和中心横轴X位于同一竖直平面上，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，相邻的两个移液组件230的中心距不大于9mm，满足常规器皿基础中心距的要求。

如图1、图2所示，进一步，每个滑台2上安装有多个电动移液器，由于第一电机106的宽度和第二电机206的宽度都大于移液组件230的宽度，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，相邻两移液组件230的中心距小于位于同一滑台2上的相邻两电动移液器1的第一电机106的中心距，且相邻两移液组件230的中心距小于位于同一滑台2上的相邻两电动移液器1的第二电机206的中心距。

如图1、图2所示，为便于描述，将两个滑台2分别称为第一滑台和第二滑台，将第一滑台上的电动移液器1称为第一电动移液器，将第二滑台上的电动移液器1称为第二电动移液器，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，多个第一电动移液器和多个第二电动移液器分别在中心横轴X的相对两侧沿平行于中心横轴X的方向依次并排，多个第一电动移液器的移液组件230和多个第二电动移液器的移液组件230在中心横轴X处沿中心横轴X依次交替排列，也就是电动移液设备的所有电动移液器1的移液组件230沿中心横轴X排列成一条直线，而多个第一电动移液器的第二电机206和多个第二电动移液器的第二电机206在中心横轴X的相对两侧沿平行于中心横轴X的方向依次并排，形成分别位于中心横轴X的相对两侧的两排第二电机206，多个第一电动移液器的第一电机106和多个第二电动移液器的第一电机106在中心横轴X的相对两侧沿平行于中心横轴X的方向依次并排，形成分别位于中心横轴X的相对两侧的两排第一电机106，两排第一电机106位于两排第二电机206的外侧。

如图1、图2所示，进一步，由于第一电机106的宽度和第二电机206的宽度都大于移液组件230的宽度，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，多个第一电动移液器和多个第二电动移液器在平行于中心横轴X的方向上依次错位，多个第一电动移液器的第一电机106和多个第二电动移液器的第一电机106在平行于中心横轴X的方向上依次错位，多个第一电动移液器的第二电机206和多个第二电动移液器的第二电机206在平行于中心横轴X的方向上依次错位。

如图1、图2、图3、图4所示，在一个具体实施例中，每个滑台2包括基材21和两根滑台导轨22，滑台导轨22固定在基材21的内侧，滑台导轨22与中心横轴X平行，两根滑台导轨22上下间隔设置，支撑架101的背对中心横轴X的一侧固定有支撑滑块229，例如支撑滑块229固定在支撑架101的背对中心横轴X的背面上，支撑滑块229与滑台导轨22滑动连接，支撑滑块229能沿滑台导轨22滑动，支撑滑块229与滑台导轨22的连接处为电动移液器1的支点109，位于同一滑台2上的任意相邻的两个电动移液器1的支撑滑块229在竖直方向上相间隔并分别与两根滑台导轨22滑动连接，也就是相邻两电动移液器1的支撑滑块229分别与不同的滑台导轨22滑动连接，相邻两电动移液器1的支撑滑块229上下错位设置，以免相邻两电动移液器1的支撑滑块229之间发生干涉。

例如，支撑滑块229上设有朝向滑台导轨22且与滑台导轨22配合的凹槽，该凹槽的断面形状与滑台导轨22的断面形状相同，支撑滑块229通过该凹槽能滑动地卡设在滑台导轨22外。

如图1、图2所示，进一步，支撑滑块229的长度大于支撑架101的宽度，以使支撑架101沿滑台导轨22平稳滑动，支撑滑块229具有在支撑架101的宽度方向上凸出于支撑架101的凸出部分，每个电动移液器1的支撑架101上设有用于避让相邻另一电动移液器1的支撑滑块229的凸出部分的避让凹槽，当位于同一滑台2上的相邻两电动移液器1并排聚拢时，其中一个电动移液器1的支撑滑块229的凸出部分伸入另一个电动移液器1的避让凹槽内，以免因支撑滑块229的长度较长而与相邻的支撑架101发生干涉，而若支撑滑块229与相邻的支撑架101发生干涉，将增大支撑滑块229所在的支撑架101与相邻的另一支撑架101之间的横向间距，进而增大相邻移液组件230的中心距，因此通过设置避让凹槽，能使移液组件230的中心距不受支撑滑块229影响，有助于实现相邻移液组件230之间中心距的最小化。

进一步，基材21为长条形型材，基材21与中心横轴X平行，基材21的内部为镂空状，以减轻重量。

如图2、图4所示，在一个具体实施例中，每个滑台2包括两根固定螺杆23，其中一根固定螺杆23固定在基材21的上方，另一根固定螺杆23固定在基材21的下方，也就是固定螺杆23既不转动也不轴向移动，固定螺杆23与中心横轴X平行，两根固定螺杆23上下间隔设置，支撑架101的背对中心横轴X的一侧固定有供固定螺杆23穿过的穿心电机400，穿心电机400位于支点109外侧，例如，穿心电机400位于第一电机106的正下方，穿心电机400带有编码器，穿心电机400的内部设有用于与固定螺杆23螺纹连接的第一消隙螺母，第一消隙螺母能在穿心电机400的转子的带动下转动，由于固定螺杆23既不能转动也不能轴向移动，当第一消隙螺母转动时，第一消隙螺母同时带动穿心电机400沿固定螺杆23移动，也就是带动整个电动移液器1沿固定螺杆23移动，任意相邻的两个电动移液器1的穿心电机400在竖直方向上相间隔并分别与两根固定螺杆23螺纹连接，也就是相邻的两个电动移液器1的穿心电机400分别与不同的固定螺杆23连接，相邻两电动移液器1的穿心电机400上下错位设置，以免相邻两电动移液器1的穿心电机400之间发生干涉。

如图2、图4所示，具体是，支撑架101的背对中心横轴X的背面上固定有电机法兰228，电机法兰228朝支撑架101的外侧延伸并垂直于支撑架101的背面，穿心电机400的端面与电机法兰228的端面对接并固定，穿心电机400与支撑架101的背面之间具有间隙，由于穿心电机400的长度大于支撑架101的宽度，穿心电机400具有在支撑架101的宽度方向上凸出于支撑架101的伸出部分，当位于同一滑台2上的相邻两电动移液器1并排聚拢时，其中一个电动移液器1的穿心电机400的伸出部分位于另一个电动移液器1的外侧(即后方)，因穿心电机400的伸出部分与另一个电动移液器1的支撑架101的背面之间也具有间隙，不会发生干涉，故无需设置避让凹槽；基材21的两端固定有螺杆支撑端块24和螺杆锁紧端块25，以分别将固定螺杆23的两端固定。

本实施例中，通过将穿心电机400设置在支点109外侧，使穿心电机400不会占据执行机构200的往复运动轴线与支点109之间的空间，有助于实现执行机构200的往复运动轴线与支点109之间垂线距离的最短化。

本实施例中，电动移液器1沿滑台导轨22的往复运动是依靠穿心电机400内部转子内置的第一消隙螺母的旋转实现的，不仅起停平稳，而且机械震动小，同时程控位置精确，易于校准，滑台2上的多个电动移液器1可以在等距指令下同步运行，也可以非等距异步运行，也就是说，每个电动移液器1都有在不同移液参数下独立工作的能力，可以分别同时适应各自的器皿和移液参数设置，使得电动移液设备可以胜任复杂度很高的自动化液体处理工作。

如图1、图2、图3、图4所示，进一步，每个滑台2上安装至少四个电动移液器1，也就是每根固定螺杆23上至少连接两个穿心电机400，因此每根超细长固定螺杆23上由两个以上的穿心电机400共轴往复运动、互为支撑，不仅有效防止了超细长固定螺杆23的抖动卡滞，同时简化了机构和部件成本。

如图5、图7所示，在一个具体实施例中，加载机构100还包括能转动地竖直安装在支撑架101上且位于支点109内侧的第一螺杆102、连接在第一螺杆102上方的从动带轮103、以及通过水平设置的同步带104与从动带轮103连接且位于支点109外侧的主动带轮105，第一电机106与主动带轮105同轴连接，第一电机106带有编码器，第一电机106能依次通过主动带轮105、同步带104和从动带轮103驱动第一螺杆102转动，第一螺杆102通过转动驱动机架201相对于支撑架101上下滑动；

执行机构200位于支点109内侧，移液组件230还包括设于注射管202上方并与柱塞203连接的错位滑块204，执行机构200还包括能转动地竖直安装在机架201上并与错位滑块204螺纹连接的第二螺杆205，第二电机206位于第二螺杆205上方并与第二螺杆205连接，第二电机206带有编码器，第二电机206能驱动第二螺杆205转动，第二螺杆205通过转动驱动错位滑块204带动柱塞203上下移动，柱塞203通过向上移动将液体吸入移液头300，柱塞203通过向下移动将液体排出移液头300，从而实现吸排液体。

本实施例中，由于错位滑块204与柱塞203连接，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，所有电动移液器1的错位滑块204也沿着中心横轴X依次并排，错位滑块204的宽度不大于移液组件230的宽度，以使移液组件230的中心距不受错位滑块204宽度的影响，而是仅取决于移液组件230的宽度，有助于实现相邻移液组件230之间中心距的最小化。

如图5、图7所示，进一步，支撑架101包括顶板1012，从动带轮103安装在顶板1012的顶部，顶板1012朝支点109的外侧延伸形成延伸板1014，延伸板1014的宽度大于顶板1012的宽度，主动带轮105安装在延伸板1014的顶部，第一电机106倒置固定在延伸板1014的底部，顶板1012和延伸板1014组成用于支撑主动带轮105、从动带轮103和第一电机106的一支撑板，支撑板的形状为不规则形状，其顶板1012和延伸板1014的大小和形状根据需要设置，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，位于同一滑台2上的多个电动移液器1的支撑板依次拼接组合成平板。

如图6所示，在一个实施例中，执行机构200还包括管状的缓冲器207，缓冲器207***注射管202的末端内部，也就是***注射腔的末端，缓冲器207位于柱塞203下方，缓冲器207内的气体作为气体柱塞，缓冲器207的内径小于注射腔的内径，以满足小量程时的高精度要求。

如图6所示，在一个实施例中，注射管202的下端具有能***移液头300内的插接壁2021，插接壁2021与移液头300密封连接，注射管202的侧壁上邻近插接壁2021处设有穿孔2022，穿孔2022位于插接壁2021上方，且位于柱塞203下方，缓冲器207***插接壁2021内，缓冲器207位于穿孔2022下方，电动移液器还包括压力检测装置，压力检测装置包括取样管208和设于机架201上的压力传感器，取样管208的一端***穿孔2022并与注射管202连通，取样管208的另一端与压力传感器连接，取样管208为金属材质的细长管，例如压力传感器为微压传感器，灵敏度高。

本实施例中，压力传感器的取样点设置在注射管202内注射腔与移液头300连接处的狭小气隙处，由于取样气隙很小，在高灵敏的压力传感器的配合下，当液体中的杂质或凝块堵塞移液头300时，很容易检测，有效提高压力探测的灵敏度；高信噪比的压力探测还可以实现气泡假象识别和液位探测，充分满足了液体处理中的主要压力数据检测。

再如图6所示，具体是，插接壁2021的外壁面上具有两个上下排列的环形凸起2023，环形凸起2023的断面形状为弧形，当插接壁2021与移液头300插接时，环形凸起2023与移液头300的内壁面相贴，两个环形凸起2023之间设有O型密封圈2024，以使注射管202与移液头300之间形成静密封。加载移液头300时，第一电机106驱动第一螺杆102转动，第一螺杆102通过转动驱动执行机构200向下移动，直至将注射管202的插接壁2021的两个环形凸起2023挤压入移液头300，完成加载移液头300的操作。

如图5、图6、图7所示，在一个具体实施例中，移液组件230还包括移液头退出装置，移液头退出装置包括能轴向滑动的套在注射管202外的压块209、固定在压块209上方且能轴向移动的竖直安装在机架201上的顶杆210、套在顶杆210外的弹性件211、以及固定套设在顶杆210外的调节环212，例如弹性件211为弹簧，调节环212位于弹性件211上方，且调节环212和弹性件211由机架201隔开，弹性件211的上端顶抵机架201，弹性件211的下端顶抵压块209，顶杆210位于错位滑块204下方，错位滑块204通过向下移动推动顶杆210和压块209对套在注射管202外的移液头300的顶端施加压力，使移液头300从注射管202上掉落，调节环212能在顶杆210向下移动预设距离时顶住机架201，以对顶杆210和压块209进行限位。

本实施例中，移液头退出装置的压块209直接套在注射管202外，通过错位滑块204驱动顶杆210和压块209向下移动即可退出移液头300，直接将柱塞203的驱动装置(即，错位滑块204、第二螺杆205和第二电机206)作为压块209的驱动装置，结构简单紧凑，不用单独设置结构复杂的移液头退出机构和驱动电磁部件，降低成本。

如图6所示，具体是，调节环212的侧壁上沿径向设有第一顶丝213，第一顶丝213与调节环212螺纹连接，并顶住顶杆210的侧壁，以将调节环212和顶杆210固定在一起，当需要调节调节环212在顶杆210上的位置时，旋松第一顶丝213，上下移动调节环212，将调节环212移动到合适位置后，再旋紧第一顶丝213，将调节环212和顶杆210固定在一起，调节非常方便；压块209的侧壁上沿径向设有第二顶丝214，第二顶丝214与压块209螺纹连接，并顶住顶杆210的侧壁，以将压块209和顶杆210固定在一起，当需要调节顶杆210与压块209的相对位置时，旋松第二顶丝214，上下移动顶杆210，将顶杆210移动到合适位置后，再旋紧第二顶丝214，将顶杆210和压块209固定在一起，调节非常方便。

本实施例中，由于压块209套在注射管202外，当两个滑台2上的电动移液器1并排聚拢时，所有电动移液器1的压块209沿中心横轴X依次并排，为实现相邻移液组件230之间中心距的最小化，压块209的宽度越小越好。

如图6所示，进一步，压块209的顶部还设有第一挡片215，当压块209向下推动移液头300时，第一挡片215能随压块209向下移动，机架201的下部设有信号调理板216，信号调理板216位于压块209上方，信号调理板216上设有用于检测移液头300位置的移液头位置传感器，移液头位置传感器通过检测第一挡片215的位置来检测移液头300的位置，信号调理板216能将移液头300的位置信号传输给计算机。例如移液头位置传感器为光电式传感器。

如图6所示，进一步，错位滑块204的底部还设有第二挡片217，当错位滑块204带动柱塞203上下移动时，第二挡片217能随错位滑块204上下移动，信号调理板216位于错位滑块204下方，信号调理板216上设有用于检测柱塞203位置的柱塞位置传感器，柱塞位置传感器通过检测第二挡片217的位置来检测柱塞203的位置，信号调理板216能将柱塞203的位置信号传输给计算机。例如柱塞位置传感器为光电式传感器。

如图5、图6、图7所示，在一个实施例中，执行机构200还包括固定在机架201上并与第二螺杆205平行的光轴218、设于错位滑块204内的直线轴承、以及设于错位滑块204内的第二消隙螺母227，光轴218作为错位滑块204的滑轨，用于引导错位滑块204滑动，例如光轴218为两根，两根光轴218并排间隔设置，直线轴承为两个，各光轴218分别穿过各直线轴承，第二螺杆205穿过第二消隙螺母227，并通过第二消隙螺母227与错位滑块204螺纹连接。当第二电机206驱动第二螺杆205转动时，第二消隙螺母227带动错位滑块204沿光轴218上下滑动。

如图6所示，在一个实施例中，柱塞203与错位滑块204柔性连接，具体是，错位滑块204内具有与柱塞203同轴设置的连接孔，连接孔的下端具有直径由下至上渐扩的锥形孔，柱塞203的顶端连接有连杆219，连杆219的顶端连接有球头220，球头220位于连接孔内并坐于锥形孔上，连杆219的直径小于锥形孔的最小直径，以使连杆219能穿过锥形孔，连接孔内固定有橡胶塞221，橡胶塞221位于球头220上方并顶抵球头220。采用这样的连接结构，既使得柱塞203和错位滑块204在轴向方向上相对固定，又允许柱塞203在轴向移动的同时能适度左右偏移，与刚性连接相比，柱塞203不容易损坏。

如图6所示，进一步，柱塞203与注射管202的顶端滑动密封连接，具体是，注射管202的顶端外侧套设有帽状的调节螺母222，柱塞203能轴向滑动地穿过调节螺母222，注射管202的顶端与调节螺母222的顶壁之间夹设有O型密封圈223，O型密封圈223位于调节螺母222的侧壁与柱塞203之间，O型密封圈223和调节螺母222能将注射管202和柱塞203滑动密封连接，实现动密封。

如图5、图7所示，在一个具体实施例中，机架201包括顶架2011、位于顶架2011下方的底架2012、及连接在顶架2011与底架2012之间的侧板2013，顶架2011和底架2012均呈块状，顶架2011、侧板2013和底架2012围成滑动空间2017，第二电机206固定在顶架2011顶部的空心法兰224上，第二螺杆205穿过滑动空间2017，第二螺杆205的上端穿过顶架2011与第二电机206连接，第二螺杆205的下端与底架2012通过轴承连接，例如第二螺杆205与第二电机206的转子为一体式结构；光轴218穿过滑动空间2017，光轴218的上端与顶架2011固定连接，光轴218的下端与底架2012固定连接，错位滑块204位于滑动空间2017内，注射管202穿过底架2012，并与底架2012固定连接，注射管202的上端伸入滑动空间2017内；顶杆210穿过底架2012，调节环212位于底架2012上方，且位于滑动空间2017内，调节环212能在顶杆210向下移动预设距离时顶住底架2012的顶面，弹性件211位于底架2012下方，弹性件211的上端顶抵底架2012的底面；

底架2012底部设有安装槽2014，信号调理板216设于底架2012底部的安装槽2014内，底架2012上还设有上下贯通的贯通孔2015，贯通孔2015与安装槽2014相邻并相连通，第一挡片215和第二挡片217与该贯通孔2015上下对准，第一挡片215能朝上伸入该贯通孔2015内，以被信号调理板216上的移液头位置传感器检测到，第二挡片217能朝下伸入该贯通孔2015内，以被信号调理板216上的柱塞203位置传感器检测到。

具体排布时，例如，注射管202、顶杆210、光轴218和第二螺杆205朝靠近支撑架101的方向依次排列，两根光轴218左右并排设置，第一挡片215和第二挡片217位于顶杆210外侧、第二螺杆205内侧，信号调理板216位于第一挡片215和第二挡片217外侧，机架201的侧板2013位于底架2012外侧，信号调理板216位于侧板2013下方，侧板2013内设有线槽2016，线槽2016与信号调理板216所在的安装槽2014连通，信号线穿过线槽2016，且信号线的一端与信号调理板216连接，信号线的另一端与第二电机206连接，信号调理板216将柱塞203的位置信号通过信号线传输给第二电机206，第二电机206再根据柱塞203的位置信号控制第二螺杆205的旋转，以控制错位滑块204的初始位置，进而控制柱塞203的位置。

如图5、图7所示，在一个具体实施例中，支撑架101为长条形的中空的槽块，槽块的前侧敞口，槽块的后侧板2013为竖直设置的连接板1011，支撑滑块229固定在连接板1011的背面，滑台2位于连接板1011的外侧(或称为后侧)，槽块内设有竖直的导轨107，例如导轨107固定于连接板1011的前侧面上，第一螺杆102设于槽块内，机架201的朝向槽块的一侧固定有导轨滑块225和螺母滑块226，导轨滑块225伸入槽块内，并与导轨107滑动配合，螺母滑块226伸入槽块内，并与第一螺杆102螺纹连接，螺母滑块226在第一螺杆102转动时带动机架201和导轨滑块225沿导轨107上下滑动。本实施例中支撑架101和机架201组合的结构简单、紧凑。

例如，导轨滑块225为两个，两个导轨滑块225上下间隔设置，上方的导轨滑块225固定在机架201的顶架2011后侧，下方的导轨滑块225固定在机架201的连接板1011后侧，螺母滑块226位于两个导轨滑块225之间，且螺母滑块226固定在下方的导轨滑块225上。较佳地，螺母滑块226为消隙螺母，机架201和导轨滑块225为一体式结构，结构强度高。

如图6所示，在一个具体实施例中，支撑架101还包括底板1013，顶板1012固定在连接板1011顶部，底板1013固定在连接板1011底部，第一螺杆102的上端通过轴承与顶板1012连接，第一螺杆102的下端通过轴承与底板1013连接。具体是，顶板1012和底板1013均为法兰，便于连接。

如图6所示，进一步，槽块的上部还设有用于检测机架201在竖直方向上的位置的基准位置传感器108，基准位置传感器108位于槽块的顶板1012下方，并与槽块的顶板1012相邻，且基准位置传感器108位于两个导轨滑块225的上方，当机架201沿导轨107上下滑动时，基准位置传感器108能检测机架201的位置。

使用本实用新型的电动移液器移液时，为了避免液体的交叉污染，液体不可进入注射管202内的注射腔中，也不能进入缓冲器207内，只能在移液头300内，因此液体处理的量程大小，取决于移液头300的容积，而电动移液器的量程范围的大小则取决于柱塞203的体积。

在吸液前，需要对柱塞203位置进行初始化，具体是，错位滑块204带动柱塞203向下移动，一旦信号调理板216检测到错位滑块204上第二挡片217的位置，即向第二电机206输出零位信号，第二电机206通过第二螺杆205控制错位滑块204停止移动，将此位置记作错位滑块204和柱塞203的初始位(复位)，吸液时，柱塞203从该初始位开始向上移动；

当完成一次移液操作需要退出移液头300时,允许错位滑块204越程向下几个毫米，此时，错位滑块204向下驱动顶杆210，顶杆210和固接在一起的压块209向下移动，退下移液头300，在下一次吸液前，再重新检测初始位(复位)。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种电动移液设备，其特征在于，所述电动移液设备包括对称设置在一中心横轴的相对两侧的两个滑台，两个所述滑台与所述中心横轴平行，每个所述滑台上安装有至少一个电动移液器；

每个所述电动移液器包括加载机构和执行机构，所述加载机构包括能横向滑动地与所述滑台连接的支撑架和固定在所述支撑架上的第一电机，所述支撑架和所述滑台的连接处为所述电动移液器的支点，所述执行机构包括能上下滑动地与所述支撑架连接的机架、固定在所述机架上的第二电机和移液组件，所述移液组件包括与所述机架连接的注射管和竖直插设于所述注射管内的柱塞，所述第一电机与所述机架连接并能驱动所述机架带动所述注射管相对于所述支撑架上下滑动，所述注射管通过向下移动与移液头插接，所述第二电机与所述柱塞连接并能驱动所述柱塞在所述注射管内上下移动以吸排液体，所述移液组件位于所述中心横轴处，所述第二电机位于所述中心横轴的外侧且位于所述支点的内侧，所述第一电机位于所述支点的外侧；

当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，两个所述滑台上的电动移液器的移液组件在所述中心横轴处沿所述中心横轴依次交替排列。

2.如权利要求1所述的电动移液设备，其特征在于，所述移液组件的中心轴穿过所述中心横轴并垂直于所述中心横轴，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，相邻两所述移液组件的中心距不大于9mm。

3.如权利要求1所述的电动移液设备，其特征在于，每个所述滑台上安装有多个所述电动移液器，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，相邻两所述移液组件的中心距小于位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器的第一电机的中心距，且相邻两所述移液组件的中心距小于位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器的第二电机的中心距。

4.如权利要求1所述的电动移液设备，其特征在于，每个所述滑台上安装有多个所述电动移液器，两个所述滑台分别为第一滑台和第二滑台，所述第一滑台上的各电动移液器为第一电动移液器，所述第二滑台上的各电动移液器为第二电动移液器，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，多个所述第一电动移液器和多个所述第二电动移液器分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次排列，且多个所述第一电动移液器和多个所述第二电动移液器在平行于所述中心横轴的方向上依次错位；多个第一电动移液器的第一电机和多个第二电动移液器的第一电机分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次并排，且多个所述第一电动移液器的第一电机和多个所述第二电动移液器的第一电机在平行于所述中心横轴的方向上依次错位；多个第一电动移液器的第二电机和多个第二电动移液器的第二电机分别在所述中心横轴的相对两侧沿平行于所述中心横轴的方向依次并排，且多个所述第一电动移液器的第二电机和多个所述第二电动移液器的第二电机在平行于所述中心横轴的方向上依次错位。

5.如权利要求1至4任一项所述的电动移液设备，其特征在于，每个所述滑台包括两根滑台导轨，所述滑台导轨与所述中心横轴平行，两根所述滑台导轨上下间隔设置，所述支撑架上固定有支撑滑块，所述支撑滑块与所述滑台导轨滑动连接，所述支撑滑块与所述滑台导轨的连接处为所述支点，位于同一所述滑台上的任意相邻的两个所述电动移液器的支撑滑块在竖直方向上相间隔并分别与两根所述滑台导轨滑动连接。

6.如权利要求5所述的电动移液设备，其特征在于，所述支撑滑块的长度大于所述支撑架的宽度，所述支撑滑块具有在所述支撑架的宽度方向上凸出于所述支撑架的凸出部分，每个所述电动移液器的支撑架上设有用于避让相邻另一电动移液器的支撑滑块的凸出部分的避让凹槽，当位于同一所述滑台上的相邻两所述电动移液器并排聚拢时，其中一个所述电动移液器的支撑滑块的凸出部分伸入另一个所述电动移液器的避让凹槽内。

7.如权利要求1至4任一项所述的电动移液设备，其特征在于，每个所述滑台包括两根固定螺杆，所述固定螺杆与所述中心横轴平行，两根所述固定螺杆上下间隔设置，所述支撑架上固定有供所述固定螺杆穿过的穿心电机，所述穿心电机位于所述支点外侧，所述穿心电机的内部设有用于与所述固定螺杆螺纹连接的第一消隙螺母，所述第一消隙螺母能在所述穿心电机的转子的带动下转动，所述穿心电机在所述第一消隙螺母相对于所述固定螺杆转动时沿所述固定螺杆滑动，任意相邻的两个所述电动移液器的穿心电机在竖直方向上相间隔并分别与两根所述固定螺杆螺纹连接。

8.如权利要求1至4任一项所述的电动移液设备，其特征在于，所述加载机构还包括能转动地竖直安装在所述支撑架上且位于所述支点内侧的第一螺杆、连接在所述第一螺杆上方的从动带轮、以及通过水平设置的同步带与所述从动带轮连接且位于所述支点外侧的主动带轮，所述第一电机与所述主动带轮同轴连接，所述第一电机能依次通过所述主动带轮、所述同步带和所述从动带轮驱动所述第一螺杆转动，所述第一螺杆通过转动驱动所述机架相对于所述支撑架上下滑动；

所述执行机构位于所述支点内侧，所述移液组件还包括设于所述注射管上方并与所述柱塞连接的错位滑块，所述执行机构还包括能转动地竖直安装在所述机架上并与所述错位滑块螺纹连接的第二螺杆，所述第二电机位于所述第二螺杆上方并与所述第二螺杆连接，所述第二电机能驱动所述第二螺杆转动，所述第二螺杆通过转动驱动所述错位滑块带动所述柱塞上下移动，所述柱塞通过上下移动将液体吸入或排出所述移液头。

9.如权利要求8所述的电动移液设备，其特征在于，所述支撑架包括顶板，所述从动带轮安装在所述顶板的顶部，所述顶板朝所述支点的外侧延伸形成延伸板，所述延伸板的宽度大于所述顶板的宽度，所述主动带轮安装在所述延伸板的顶部，所述第一电机倒置固定在所述延伸板的底部，所述顶板和所述延伸板组成一支撑板，当两个所述滑台上的电动移液器并排聚拢时，位于同一所述滑台上的多个所述电动移液器的支撑板依次拼接组合成平板。

10.如权利要求1至4任一项所述的电动移液设备，其特征在于，所述注射管的下端具有能***所述移液头内的插接壁，所述注射管的侧壁上邻近所述插接壁处设有穿孔，所述穿孔位于所述插接壁上方，且位于所述柱塞下方，所述执行机构还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括取样管和设于所述机架上的压力传感器，所述取样管的一端***所述穿孔并与所述注射管连通，所述取样管的另一端与所述压力传感器连接。

Images