CN212401639U - 一种微量生物试剂灌装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微量生物试剂灌装机，包括换位装置、上料装置、分装试剂装置、加盖装置和下料装置，分装试剂装置包括注液驱动组件和喷射阀组件，注液驱动组件与喷射阀组件连接，液驱动组件用于将试剂导入到喷射阀组件内，喷射阀组件用于将预定量的试剂注入到位于分装试剂位的试剂管内。由于设有换位装置、上料装置、分装试剂装置、加盖装置和下料装置，能够满足试剂管上料、分装微量生物试剂、加盖和下料的全自动生产，通过自动化设备代替手工生产，提高了生产效率和分装精度，也能够避免因人工疲劳导致分液的漏分和错分；并且，喷射阀组件采用压电喷射阀，具有喷射频率高、控制精度高、抗腐蚀性强的特点，极大提高了分装精度。

Description

一种微量生物试剂灌装机

技术领域

本实用新型涉及试剂封装设备，具体涉及一种微量生物试剂灌装机。

背景技术

目前，分子诊断学生物试剂的生产产商对收集盒中微量试剂的分装仍采用手工分装，手工操作移液器进行分装到试剂管中，手工拧盖子。对于微量生物试剂的分装手工操作存在分装速度慢，精准度差，可能多分和漏分等问题；并且手工分液和拧盖子极易产生疲劳，导致分装不合格。

发明内容

本实用新型提供了一种自动化分装微量生物试剂的微量生物试剂灌装机。

一种实施例中提供一种微量生物试剂灌装机，包括：

换位装置，包括装夹组件和换位驱动组件，装夹组件安装在换位驱动组件上，装夹组件用于装夹试剂管，换位驱动组件用于驱动装夹组件上的试剂管依次转移至上料位、分装试剂位、加盖位和下料位；

上料装置，用于将试剂管转移到位于上料位的装夹组件上；

分装试剂装置，包括注液驱动组件和喷射阀组件，注液驱动组件与喷射阀组件连接，注液驱动组件用于将试剂导入到喷射阀组件内，喷射阀组件用于将预定量的试剂注入到位于分装试剂位的试剂管内；

加盖装置，包括上盖组件和拧盖组件，上盖组件将试管盖转移至上盖位，拧盖组件用于将上盖位上的试管盖转移到位于加盖位上的试剂管上，并将试管盖拧紧；

以及下料装置，用于将位于下料位的试剂管转移至收集盒。

进一步地，喷射阀组件包括压电喷射阀和升降机构，压电喷射阀安装在升降机构上，压电喷射阀具有喷射嘴和进料口，压电喷射阀的进料口与注液驱动组件连接，压电喷射阀的喷射嘴位于分装试剂位的上方，并与位于分装试剂位上的试剂管对齐；升降机构用于驱动压电喷射阀的喷射嘴***和移出试剂管。

进一步地，换位驱动组件包括旋转平台和换位驱动件，旋转平台的圆周边缘均匀的安装有若干个装夹组件，换位驱动件与旋转平台连接，换位驱动件用于驱动旋转平台旋转，以带动装夹组件旋转至不同的工位。

进一步地，上料装置包括上料平台、转盘和上料驱动件，上料平台设有传送通道和圆形口，传送通道延伸至与圆形口连通，转盘嵌在上料平台的圆形口内，转盘的圆周边缘设有若干个卡口，卡口用于装夹试剂管，上料平台的圆形口边缘设有一个缺口，卡口旋转至与缺口重合形成一个上料口，上料口位于上料位的上方，上料口用于将试剂管导入到上料位的装夹组件上；传送通道用于将试剂管传送到转盘的卡口上。

进一步地，上盖组件包括离心装置和上盖通道，上盖通道与离心装置的出料口连接，离心装置用于将试管盖传送至上盖通道。

进一步地，拧盖组件包括第一夹爪、第一转移机构和旋转机构，旋转机构安装在第一转移机构上，第一夹爪安装在旋转机构上，第一转移机构用于驱动第一夹爪将上盖通道上的试剂管转移到上盖位的试剂管上，旋转机构用于驱动第一夹爪将试管盖拧紧到试剂管上。

进一步地，下料装置包括第二夹爪和第二转移机构，第二夹爪安装在第二转移机构上，第二转移机构用于驱动第二夹爪将下料位的试剂管转移到收集盒内。

进一步地，微量生物试剂灌装机还包括机架，换位装置、上料装置、分装试剂装置、加盖装置和下料装置安装在机架上。

进一步地，微量生物试剂灌装机还包括瓶盖检测装置，加盖位和下料位之间还设有检测位，瓶盖检测装置的检测端朝向检测位上试剂管的上端设置，瓶盖检测装置用于检测试剂管上的试剂盖是否安装合格。

进一步地，微量生物试剂灌装机还包括废品盒，下料装置用于加盖不合格的试剂管转移到废品盒内。

依据上述实施例的微量生物试剂灌装机，由于设有换位装置、上料装置、分装试剂装置、加盖装置和下料装置，能够满足试剂管上料、分装微量生物试剂、加盖和下料的全自动生产，通过自动化设备代替手工生产，提高了生产效率和分装精度，也能够避免因人工疲劳导致分液的漏分和错分。

附图说明

图1为一种实施例中微量生物试剂灌装机的结构示意图；

图2为一种实施例中微量生物试剂灌装机的俯视图；

图3为一种实施例中换位装置的结构示意图；

图4为一种实施例中上料装置的结构示意图；

图5为一种实施例中分装试剂装置的结构示意图；

图6为一种实施例中加盖装置和检测装置的结构示意图；

图7为一种实施例中下料装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实施例提供了一种微量生物试剂灌装机，本微量生物试剂灌装机能够实现全自动化生产，实现试剂管的上料、分装微量生物试剂、加盖和下料一整套流程。

如图1和图2所示，本实施例的微量生物试剂灌装机主要包括机架10、换位装置20、上料装置30、分装试剂装置40、加盖装置50和下料装置60，换位装置20、上料装置30、分装试剂装置40、加盖装置50和下料装置60均安装在机架10上。换位装置20、上料装置30、分装试剂装置40、加盖装置50和下料装置60也可以直接安装在厂房的固定装置上。

换位装置20包括装夹组件21和换位驱动组件22，其中换位驱动组件22包括旋转平台221和换位驱动件(图中未示出)，旋转平台221通过转轴可旋转地安装在机架10上，换位驱动件包括驱动电机和传动齿轮组，传动齿轮组的主动轮与驱动电机连接，传动齿轮组的从动轮与旋转平台221同心连接，驱动电机通过传动齿轮组驱动旋转平台221旋转。换位驱动件安装在旋转平台221的下方，旋转平台221的上表面为工作台面。

在旋转平台221的圆周边缘分别依次设有上料位、分装试剂位、加盖位和下料位，旋转平台221通过旋转能够在上料位、分装试剂位、加盖位和下料位之间依次交替旋转，形成一个环形的工作流程。

在其他实施例中，换位装置20包括一个传送带，将上料位、分装试剂位、加盖位和下料位依次设置在一条直线上，同样能够实现试剂管的上料、注射、加盖和下料。

如图2和图3所示，本实施例中，装夹组件21的数量根据工位的数量设置。装夹组件21具有10个，10个装夹组件21均匀分布在旋转平台221的圆周边缘。旋转平台221驱动装夹组件21依次移动至不同的工位。

装夹组件21包括装夹体211、装夹手指212、装夹气缸213和弹簧214，旋转平台221的圆周边缘设有安装孔，装夹体211安装在旋转平台221的安装孔内，装夹体211的上表面具有装夹口，装夹体211的装夹口用于放置试剂管100，该装夹口的深度小于试剂管100的高度，使得试剂管100的上端能够露出装夹口进行加盖。

装夹体211外侧面设有与装夹口连通的通孔，装夹手指212的一端可移动的插装在该通孔内，装夹手指212的另一端延伸至装夹体211的下端。装夹气缸213和弹簧214安装在装夹体211的下端，装夹气缸213和弹簧214分别与装夹手指212连接。装夹气缸213的输出端与装夹手指212连接，装夹气缸213用于驱动装夹手指212***到装夹口内夹紧试剂管。弹簧214处于压缩状态，弹簧214始终给装夹手指212提供一个远离装夹体211的装夹口的弹力，在弹簧的作用下，装夹手指212松开装夹口内的试剂管。

在其他实施例中，装夹气缸213为直线电机，也能够起到驱动装夹手指212装夹试剂管的作用。

如图4所示，本实施例中，上料装置30包括上料平台31、转盘32和上料驱动件33，上料平台31安装在机架在，并高于旋转平台221。上料平台31设有传送通道311和圆形口312，传送通道311延伸至与所述圆形口312连通，传送通道311内具有传送带或传送拨杆，传送带或传送拨杆用于带动试剂管100沿着传送通道311上料。转盘32嵌在上料平台31的圆形口312内，转盘32的圆周边缘设有若干个卡口321，卡口321用于装夹试剂管100，传送通道311用于将试剂管100传送到转盘32的卡口321上。上料平台31的圆形口312边缘设有一个缺口，卡口321旋转至与该缺口重合形成一个上料口322，上料口322的孔径大于试剂管100的外径，使得试剂管100转移到上料口322后能够从上料口322下落。上料口322位于上料位的挣上方，使得上料口322内的试剂管100能够沿着上料口322的掉入下方上料位的装夹体211的装夹口内。

在其他实施例中，上料装置30包括上料平台31和滑道，上料平台31上设有传送通道311，传送通道311与滑道连接，滑道将试剂管100转移到装夹体211的装夹口内，同样能够实现试剂管100的上料。

如图5所示，本实施例中，分装试剂装置40包括注液驱动组件41和喷射阀组件42，注液驱动组件41和喷射阀组件42分别安装机架10上，注液驱动组件41用于存储和驱动试剂导入到试剂管100内，喷射阀组件42用于精确控制试剂的导入量。

注液驱动组件41包括盛装桶411和电动注射泵412，盛装桶411用于盛装试剂，盛装桶411具有出料口。电动注射泵412与盛装桶411连接，电动注射泵412通过步进电机驱动，电动注射泵412用于驱动盛装桶411内试剂从出料口导出，电动注射泵412能够实现不同体积(501-5000微升)试剂的罐装。

注液驱动组件41还包括半导体制冷模块413和药剂缺液检测器，半导体制冷模块413安装在盛装桶411侧壁，半导体制冷模块413用对盛装桶411降温，为试剂盛装桶411提供4℃保存条件。药剂缺液检测连接在盛装桶411内，药剂缺液检测用于检测盛装桶411内是否具有足够的试剂用于分装。

喷射阀组件42包括压电喷射阀421和升降机构422，升降机构422包括支架、导轨、滑块和升降气缸，支架安装机架10上，导轨竖直安装在支架上，滑块可上下滑动的安装导轨上，升降气缸安装在支架上，并且升降气缸的输出轴与滑块连接，升降气缸用于驱动滑块的升降。压电喷射阀421安装在升降机构422的滑块上，升降机构422能够驱动压电喷射阀421升降移动。

压电喷射阀421为现有的高精度阀体，压电喷射阀421能够控制5-500微升的试剂分装，压电喷射阀421具有喷射嘴和进料口，压电喷射阀421的进料口通过导管与盛装桶411的出料口连接，压电喷射阀421的喷射嘴朝下设置，并位于分装试剂位的上方。压电喷射阀421的喷射嘴与分装试剂位上的试剂管对齐，使得升降机构422能够驱动压电喷射阀421的喷射嘴***试剂管内注入试剂，待注射完后升降机构422驱动压电喷射阀421的喷射嘴移出试剂管。分装试剂装置40在压电喷射阀421的控制下能够高精度的试剂分装。

在喷射阀组件42还包括激光检测器，激光检测器的检测端与试剂管100对齐，激光检测器用于检测试剂管内是否正常分装有试剂。若激光检测器检测到试剂管没有正常分装试剂，则停机报警。

如图2和图6所示，本实施例中，上盖组件50包括上盖组件51和拧盖组件52，上盖组件51用于将试剂盖依次上料，拧盖组件52用于将试剂管转移到试剂管上，并将试剂盖拧紧在试剂管上。

上盖组件51包括离心装置511和上盖通道512，离心装置511为一个圆柱形结构，离心装置511的内侧壁具有螺旋上升的离心通道，并在上端具有出料口，上盖通道512的一端与离心装置511的出料口连接，上盖通道512的另一端延伸至靠近旋转平台221。离心装置511通过离心力将试管盖沿着螺旋的离心通道自下而上的依次传送到上盖通道512上，上盖通道512设有传送带或移动的拨杆，上盖通道512将试管盖传送至靠近旋转平台221的一端。

本实施例中，上盖组件51具有并排设置的两个，两个上盖组件51分别用于上料不同大小的试管盖，以适配不同大小的试管。

拧盖组件52包括第一夹爪521、第一转移机构522和旋转机构523，第一转移机构522包括支架和移动组件，支架安装在机架10上，移动组件安装支架上。其中移动组件包括旋转移动组件和升降移动组件，旋转移动组件包括旋转臂和旋转移动电机，旋转移动电机与旋转臂连接，旋转移动电机驱动旋转臂转动。升降移动组件安装在旋转臂上，升降移动组件包括升降臂和升降电机，升降电机驱动升降臂升降移动。第一夹爪521和旋转机构523安装在升降臂的下端，旋转机构523为旋转电机，旋转机构523用于驱动第一夹爪521旋转，第一夹爪521为气动爪手，通过气动控制抓住试剂管和松开试剂管。

第一转移机构522用于驱动第一夹爪521将上盖通道512的试管盖转移到加盖位的试剂管100上，旋转机构523用于驱动第一夹爪521将试管盖拧紧到试剂管100上。

在其他实施例中，第一转移机构522也可以采用具有XYZ轴方向移动的转移机构，同样能够实现将上盖通道512的试管盖转移到加盖位的试剂管100上。

如图7所示，本实施例中，下料装置60包括第二夹爪61和第二转移机构62，第二转移机构62包括升降组件和旋转组件，升降组件包括支架、导轨、滑块和升降气缸，支架安装在机架10上，导轨和升降气缸安装在支架上，滑块可滑动的安装在竖直设置的导轨上，升降气缸的输出端与滑块连接，升降气缸驱动滑块的升降。旋转组件安装在滑块上，旋转组件包括旋转气缸和旋转臂，旋转气缸安装在滑块上，旋转气缸具有竖直的输出轴，旋转臂水平的安装在旋转气缸的输出轴上，旋转气缸驱动旋转臂旋转移动。第二夹爪61安装在旋转臂一端的下表面，第二夹爪61为气动爪手，通过气动控制抓住试剂管和松开试剂管。

机架10上安装有收集盒11，第二转移机构62用于驱动第二夹爪61将下料位上的试剂管100转移到收集盒11内。

在收集盒11的上端设有滑道12，第二转移机构62用于驱动第二夹爪61将下料位上的试剂管100转移到收集盒11上的滑道12，试剂管100沿着滑道12掉入到收集盒11内。滑道12的设计能够减少第二转移机构62的行程，提供下料的效率。

在其他实施例中，第二转移机构62也可采用采用具有XYZ轴方向移动的转移机构，同样能够实现试剂管100的下料转移。

一种实施例中，在微量生物试剂灌装机还包括瓶盖检测装置70，并在加盖位和下料位之间还设有检测位。瓶盖检测装置70用于检测试管盖是否正确安装到试剂管100上。

如图2和图6所示，瓶盖检测装置70包括安装架71和激光测高仪72，安装架71安装在旋转平台221旁，并与检测位相对。激光测高仪72安装在安装架71上，激光测高仪72具有朝下设置的检测端，检测端位于检测位的正上方，用于检测试剂管100上是否出现无盖、斜盖或没有盖到位的情况。若检测到无盖、斜盖或没有盖到位的情况，则判定加盖不合格。

在其他实施例中，在机架10上还安装有回收盒，回收盒与收集盒11并排设置。若检测到加盖不合格，则下料装置60将试剂管转移到回收盒内。回收盒的设置，使得本设备能够全自动持续运行，无需人工分拣出不合格试剂管。

本实施例的微量生物试剂灌装机还包括控制装置，控制装置与上述所有装置连接，控制装置用于控制各装置直接的协调运作。

本实施例的微量生物试剂灌装机的工作步骤如下：

S01、上料；

未带盖的试剂管100沿着传送通道311传送到转盘32的卡口321内，卡盘32旋转将试剂管100转移到上料口322，试剂管100从上料口322掉落到上料位的装夹体211上，装夹手指212再将试剂管100装夹固定住，完成上料。

S02、分装试剂；

上料完成后，旋转平台221将试剂管100旋转到分装试剂位；

喷射阀组件42的升降机构422将升降机构422的喷射嘴***到试剂管100内。注液驱动组件41再将试剂导入到试剂管100内，试剂导入过程中通过压电喷射阀421，压电喷射阀421用于控制试剂的导入量。

S03、加盖；

分装试剂完成后，旋转平台221将试剂管100旋转到加盖位；

离心装置511将试管盖转移到上盖通道512上；第一转移机构522驱动第一夹爪521将上盖通道512上的试管盖转移到加盖位的试剂管100上；旋转机构523驱动第一夹爪521将试管盖拧紧到试剂管100上。

S04、检测；

加盖完成后，旋转平台221将试剂管100旋转到检测位；

激光测高仪72对检测位的试剂管100的高度进行检测，检测试管盖是否安装合格，避免出现斜盖，无盖，瓶盖松动等不良品的出现，若出现不良品，则机器停止运行，处理异常后，再继续运行。

S05、下料；

加检测成后，旋转平台221将试剂管100旋转到下料位；

第二转移机构62驱动第二夹爪61下降移动至装夹下料位的试剂管；第二转移机构62再驱动第二夹爪61旋转180°，第二夹爪61旋转后将试剂管100松开放入到收集盒11内，完成灌装。

本实施例的微量生物试剂灌装机具有5个工位同时工作，流水线全自动灌装，效率可达40管/分钟。

微量生物试剂的手工分装，4个为一个工作组，一分钟完成10管试剂的罐装，效率为2.5管试剂/人/分钟；使用本微量生物试剂灌装机，一人负责仪器操作，一分钟完成40管试剂罐装，效率为40管试剂/人/分装，效率提升16倍。按照一年100万管试剂分装，需4人，此设备只需1人可完成，可节约3个人工。

本实施例的微量生物试剂灌装机操作员只需负责试剂盛装模块，及试剂管盖和试剂管的上料，操作简单，效率高；并且还带有是否分装检测和拧盖效果检测，保证分装和拧盖精准无误，提高质量；再者，喷射阀组件采用压电喷射阀，具有喷射频率高、控制精度高、抗腐蚀性强的特点，极大提高了分装精度。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种微量生物试剂灌装机，其特征在于，包括：

换位装置，包括装夹组件和换位驱动组件，所述装夹组件安装在所述换位驱动组件上，所述装夹组件用于装夹试剂管，所述换位驱动组件用于驱动所述装夹组件上的试剂管依次转移至上料位、分装试剂位、加盖位和下料位；

上料装置，用于将试剂管转移到位于上料位的所述装夹组件上；

分装试剂装置，包括注液驱动组件和喷射阀组件，所述注液驱动组件与所述喷射阀组件连接，所述注液驱动组件用于将试剂导入到所述喷射阀组件内，所述喷射阀组件用于将预定量的试剂注入到位于分装试剂位的试剂管内；

加盖装置，包括上盖组件和拧盖组件，所述上盖组件将试管盖转移至上盖位，所述拧盖组件用于将上盖位上的试管盖转移到位于加盖位上的试剂管上，并将试管盖拧紧；

以及下料装置，用于将位于下料位的试剂管转移至收集盒。

2.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述喷射阀组件包括压电喷射阀和升降机构，所述压电喷射阀安装在所述升降机构上，所述压电喷射阀具有喷射嘴和进料口，所述压电喷射阀的进料口与所述注液驱动组件连接，所述压电喷射阀的喷射嘴位于所述分装试剂位的上方，并与位于分装试剂位上的试剂管对齐；所述升降机构用于驱动所述压电喷射阀的喷射嘴***和移出所述试剂管。

3.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述换位驱动组件包括旋转平台和换位驱动件，所述旋转平台的圆周边缘均匀的安装有若干个所述装夹组件，所述换位驱动件与所述旋转平台连接，所述换位驱动件用于驱动所述旋转平台旋转，以带动所述装夹组件旋转至不同的工位。

4.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述上料装置包括上料平台、转盘和上料驱动件，所述上料平台设有传送通道和圆形口，所述传送通道延伸至与所述圆形口连通，所述转盘嵌在所述上料平台的圆形口内，所述转盘的圆周边缘设有若干个卡口，所述卡口用于装夹试剂管，所述上料平台的圆形口边缘设有一个缺口，所述卡口旋转至与所述缺口重合形成一个上料口，所述上料口位于所述上料位的上方，所述上料口用于将试剂管导入到上料位的装夹组件上；所述传送通道用于将试剂管传送到所述转盘的卡口上。

5.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述上盖组件包括离心装置和上盖通道，所述上盖通道与所述离心装置的出料口连接，所述离心装置用于将试管盖传送至所述上盖通道。

6.如权利要求5所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述拧盖组件包括第一夹爪、第一转移机构和旋转机构，所述旋转机构安装在所述第一转移机构上，所述第一夹爪安装在所述旋转机构上，所述第一转移机构用于驱动所述第一夹爪将所述上盖通道上的试剂管转移到上盖位的试剂管上，所述旋转机构用于驱动所述第一夹爪将试管盖拧紧到所述试剂管上。

7.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，所述下料装置包括第二夹爪和第二转移机构，所述第二夹爪安装在所述第二转移机构上，所述第二转移机构用于驱动所述第二夹爪将下料位的试剂管转移到收集盒内。

8.如权利要求1所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，还包括机架，所述换位装置、上料装置、分装试剂装置、加盖装置和下料装置安装在所述机架上。

9.如权利要求1至7中任一项所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，还包括瓶盖检测装置，所述加盖位和下料位之间还设有检测位，所述瓶盖检测装置的检测端朝向所述检测位上试剂管的上端设置，所述瓶盖检测装置用于检测所述试剂管上的试剂盖是否安装合格。

10.如权利要求9所述的微量生物试剂灌装机，其特征在于，还包括废品盒，所述下料装置用于加盖不合格的试剂管转移到所述废品盒内。

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