CN217025272U - 移液设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉公开了一种移液设备，包括机械臂(10)、料盘(20)、开关盖结构(30)及设置于所述开关盖结构(30)一侧的移液枪结构(40)，所述料盘(20)、开关盖结构(30)和移液枪结构(40)位于所述机械臂(10)的同一侧，所述机械臂(10)的自由端设有能够被驱动为可移动至所述料盘(20)、所述开关盖结构(30)及所述移液枪结构(40)处的第一夹爪(11)。本实用新型的移液设备使得机械臂仅需在其一侧运行即可完成取放料、开合盖、抽液、注液等步骤，由此显著缩短其运动路径的长度，高效地完成移液过程。

Description

移液设备

技术领域

本实用新型涉及自动化操控设备，具体地涉及一种移液设备。

背景技术

在化学检测或生物实验中，经常会遇到将试剂、样本等从一个容器转移到另一个容器的移液过程。鉴于操作安全、操作效率等要求，移液过程可以由智能化控制的移液设备完成，并可以包括两个步骤：

第一步，机械臂夹取样品瓶并移动至开关盖结构的下方，由开关盖结构打开瓶盖；然后将样品瓶移动至移液枪的下方，移液枪抽吸该样品瓶内的样品液；抽吸完成后，将样品瓶返回至开关盖结构的下方，由开关盖结构将瓶盖盖合至样品瓶上，然后机械臂将样品瓶放回原位。

第二步，机械臂夹取色谱瓶并移动至开关盖结构的下方，由开关盖结构打开瓶盖；然后将色谱瓶移动至移液枪的下方，移液枪将从样品瓶中抽吸的样品液注入色谱瓶中；注液完成后，将色谱瓶返回至开关盖结构的下方，由开关盖结构将瓶盖盖合至色谱瓶上，然后机械臂将色谱瓶放回原位。

为了便于管理取放位置、避免可能的运动干涉，现有移液设备的样品瓶料盘、色谱瓶料盘、移液枪结构、开关盖结构等通常分布于机械臂的两侧，机械臂在移液过程中需要使其夹爪从一侧移动到另一侧，这无疑增加了机械臂的运动路径长度，制约移液效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的移液设备的机械臂运动路径较长、移液效率较低的问题，提供一种移液设备，该移液设备的机械臂具有相对较短的运动路径，并能够有利于提高移液效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种移液设备，包括机械臂、料盘、开关盖结构及设置于所述开关盖结构一侧的移液枪结构，所述料盘、开关盖结构和移液枪结构位于所述机械臂的同一侧，所述机械臂的自由端设有能够被驱动为可移动至所述料盘、所述开关盖结构及所述移液枪结构处的第一夹爪。

优选地，所述料盘包括第一放料区和第二放料区，所述第一放料区上设有第一放置腔，所述第二放料区上设有第二放置腔，所述第一放置腔的尺寸大于所述第二放置腔的尺寸。

优选地，所述第一放料区和第二放料区分别包括若干并排设置的第一台阶部与第二台阶部，所述第一台阶部的顶面与所述第二台阶部的顶面分别设有所述第一放置腔与所述第二放置腔。

优选地，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，和/或所述第一台阶部的高度大于所述第二台阶部的高度。

优选地，所述第一放料区和第二放料区设置为一体。

优选地，所述开关盖结构包括：升降驱动组件，所述升降驱动组件包括可升降的安装座和与所述安装座连接的驱动机构；第二夹爪，所述第二夹爪可移动地设置于所述安装座上。

优选地，所述安装座上设有沿竖直方向延伸的导轨，所述第二夹爪上设有活动块，所述活动块可滑动的设置于所述导轨上。

优选地，所述安装座上设有凹槽，所述导轨固定于所述凹槽内，所述活动块至少部分收容于所述凹槽内。

优选地，所述移液枪结构包括能够沿第一方向移动的移液枪和设于所述移液枪下方且可沿第二方向移动的移液枪吸头料盘。

优选地，所述移液设备还包括位于所述开光盖结构下方的喷码机和/或扫码机。

通过上述技术方案，本实用新型的移液设备将料盘、开关盖结构和移液枪结构布置于机械臂的同一侧，在移液过程中，机械臂仅需在其一侧运行即可完成取放瓶管、开合盖、抽液、注液等步骤，由此显著缩短其运动路径长度，可以高效地完成移液过程。

附图说明

图1是根据本实用新型一种优选实施方式的移液设备的示意图；

图2是图1中另一视角的移液设备的示意图；

图3是图1中移液设备的主视图；

图4是图1中移液设备的料盘的示意图，其上放置有样品瓶和色谱瓶；

图5是图4中料盘的俯视图；

图6是图1中移液设备的开关盖结构和移液枪结构的示意图；

图7是图6中开关盖结构的***图；

图8是图7中移除保护壳后的开关盖结构的装配图；

图9是图8中移除其中一个第二夹爪后的开关盖结构的示意图；

图10是图9中移除活动块后的开关盖结构的示意图。

附图标记说明

10-机械臂；11-第一夹爪；

20-料盘；21-第一放料区；21a-第一放置腔；22-第二放料区；22a-第二放置腔；23-样品瓶；24-色谱瓶；

30-开关盖结构；31-安装座；311-基板；312-垫板；312a-导轨；312b-凹槽；32-第二夹爪；33-活动块；34-升降机架；35-滑块；36-保护壳；37-支撑架；

40-移液枪结构；41-移液枪；42-移液枪吸头料盘；43-支架；44-第一轨道；45-第二轨道；50-喷码机；60-扫码机；70-工作台面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指图示的上、下、左、右方向，使用的方位词“内、外”通常是指相应部件轮廓的内、外。

参照图1至图3所示，根据本实用新型一种优选实施方式的移液设备，包括机械臂10、料盘20、开关盖结构30以及设置于该开关盖结构30一侧的移液枪结构40，通常地，这些部分可以布置于工作台面70上，以处于便于操作人员操作和观察的高度位置，并便于被整体地搬运或移动，在其他实施例中，上述结构亦可以设置于地面或其他位置处，其可以根据需要设置，在此不再赘述。在此，机械臂10的一端固定至工作台面70上，并能够通过相对该工作台面70转动而在不同方向操作；机械臂10的另一端(自由端)具有第一夹爪11，用于夹取如化学检测或生物实验等使用的样品瓶23和色谱瓶24(请见图4)等瓶管的瓶身，并能够在利用开关盖结构30打开或盖合盖体时保持该瓶身静止。在移液过程中，机械臂10能够动作为使得第一夹爪11从料盘20夹取样品瓶23或色谱瓶24等瓶管，并将其移动至开关盖结构30下方进行开盖，然后移动至移液枪结构40下方抽液或注液，然后返回开关盖结构30将瓶盖盖合，最后将瓶管放回料盘20，完成移液过程。可以理解的是，此处所述第一夹爪1移动(或动作)至料盘20、开关盖结构30和移液枪结构40处，指的是其移动至料盘20处可夹取样品瓶23或色谱瓶24等瓶管的位置、将瓶管放置于开关盖位置和抽液/注液位置，如第一夹爪11将样品瓶23移动至开关盖结构30下方的开关盖位置时，此处简化表述为第一夹爪11移动至开关盖结构30。

本实用新型不仅可以夹取样品瓶23或色谱瓶24，还可以夹取其他被夹持件，优选为瓶管，为了便于说明，以下以夹取样品瓶23或色谱瓶24为例进行说明。

重要地，本实用新型的移液设备中，料盘20、开关盖结构30和移液枪结构40均位于机械臂10的同一侧，由此，在移液过程中，机械臂10仅需在其一侧动作即可完成取放料、开合盖、抽液、注液等移液步骤。此处，以机械臂10的固定端为基准，将其周围的空间确定为机械臂10的不同侧，在图3所示的视角，料盘20、开关盖结构30和移液枪结构40均位于机械臂10的右侧。通过这种设置，使得机械臂10的自由端仅需在其一侧运动即可，无需在其左右两侧来回移动，可以显著缩短机械臂10的运动路径，便于高效地完成移液过程。

具体地，机械臂10从料盘20上夹取样品瓶23，然后将该样品瓶23移动到开关盖结构30下方的开关盖位置，开关盖结构30的第二夹爪32(请见图7至图10)向下移动夹持瓶盖，且带动瓶盖旋转实现开盖；然后，机械臂10带动开盖后的样品瓶移动至移液枪结构40(位于移液枪41下方，请见图6)，该移液枪结构40的移液枪41向下移动，且伸入到样品瓶内抽液，之后移液枪41向上移动；机械臂10将抽液后的样品瓶再移动至开关盖结构30下方的开关盖位置，然后第二夹爪32向下移动，将瓶盖旋紧在样品瓶的瓶口上，机械臂10将样品瓶23放回料盘20，完成抽液步骤。

机械臂10从料盘20上夹取色谱瓶24，然后将该色谱瓶24移动到开关盖结构30的下方，开关盖结构30的第二夹爪32向下移动夹持瓶盖，且带动瓶盖旋转实现开盖；然后，机械臂10带动开盖后的色谱瓶移动至移液枪结构40(位于移液枪41下方)，该移液枪41向下移动，将抽液步骤中抽取的液体注入到色谱瓶内，然后移液枪向上移动；机械臂10将注液后的色谱瓶再移动至开关盖结构30下方的开关盖位置，然后第二夹爪32向下移动，将瓶盖旋紧在色谱瓶的瓶口上，然后机械臂10将色谱瓶24放回料盘20，完成注液步骤。

可以看出，相比于现有的将料盘20、开关盖结构30、移液枪结构40分别布置于机械臂两侧的形式，本实用新型的移液设备在上述移液过程中机械臂10仅需在其一侧运行即可完成抽液与注液的动作，其运行的幅度显著减小，仅需在较小区域内移动样品瓶23和色谱瓶24，因而不仅可以缩短运动路径，还有效提高了移液效率。

在本实用新型的移液设备中，机械臂10可以为市面上常见的机械臂，如六轴机械臂，其一端固定于水平的工作台面70上，另一端设置第一夹爪11，由此能够夹取样品瓶23和色谱瓶24的瓶身，并在如开关盖步骤中固定该瓶身，以便由开关盖结构30打开或拧紧瓶盖。

通常地，如上所述样品瓶23和色谱瓶24具有不同规格(直径、横截面积、高度等)，需要分别提供不同的料盘，由此机械臂10从相应的料盘夹取所需的试剂瓶。对此，结合图3至图5所示，在一种优选实施方式中，料盘20可以包括第一放料区21和第二放料区22，第一放料区21上设有第一放置腔21a，第二放料区22上设有第二放置腔22a，且该第一放置腔21a与第二放置腔22a的规格不同，即第一放置腔21a的尺寸大于所述第二放置腔22a的尺寸。此处所述的规格不同可以为二者的开口面积、直径或者高度等中的任意一个或多个参数存在差异，由此适于放置不同的试剂瓶，机械臂10可以在较小区域内完成不同试剂瓶的夹取和存放。可以理解的是，尽管图示为仅把控上述第一放料区21和第二放料区22，本实用新型的料盘20还可以包括更多放料区，如第三、第四放料区等。

当从料盘20上夹取样品瓶23或色谱瓶24时，机械臂10从瓶身侧面夹取。若料盘20的上表面呈水平状，使得不同列的样品瓶23或色谱瓶24处于同一高度，则机械臂10在从侧面夹取时容易磕碰到其相邻排的样品瓶或色谱瓶，进而容易对其相邻排的样品瓶或色谱瓶造成损坏。为此，在本实用新型一种优选实施方式的移液设备中，料盘20的第一放料区21和第二放料区22均呈台阶状，即第一放料区21与第二放料区22分别包括若干并排设置的第一台阶部与第二台阶部，所述第一台阶部上设有第一放置腔21a，所述第二台阶部上设有第二放置腔22a。由此，当机械臂10从侧面夹取瓶身时，可以避免磕碰相邻排的试剂瓶，提升了操作安全性和可靠性。例如，在图示优选实施方式中，第一放置腔21a设置于第一台阶部的顶面，且相邻排的第一台阶部的顶面之间存在高度差，从而在将样品瓶放置于第一放置腔21a后，相邻排的样品瓶23之间存在高度差，在取放某一排的样品瓶23时，机械臂10并不会触碰相邻排的样品瓶23；同样地，第二放置腔22a设置于第二台阶部的顶面，且相邻排的第二台阶部的顶面之间存在高度差，从而将色谱瓶24放置于第二放置腔22a内后，相邻排的色谱瓶24之间存在高度差，在取放某一排的色谱瓶24时，机械臂10并不会触碰到相邻排的色谱瓶24。上述结构的设置可以对样品瓶23与色谱瓶24起到有效的保护作用，防止在取放样品瓶23或色谱瓶24时对相邻排的样品瓶23或色谱瓶24造成损坏，提高了操作的稳定性。

为了形成不同规格的第一放置腔21a和第二放置腔22b，参照图4和图5所示，第一台阶部与第二台阶部的尺寸不同，即第一台阶部的尺寸大于第二台阶部的尺寸，该尺寸可以为宽度和/或高度，即第一台阶部的宽度大于第二台阶部的宽度，第一台阶部的高度大于第二台阶部的高度，从而可以设置不同尺寸的第一放置腔21a及第二放置腔22b，以容纳不同尺寸的瓶管。

同时，这种结构形式的料盘20将第一放料区21和第二放料区22设置为一体，且第一放置腔21a位于第一放料区21的顶面，第二放料腔22a位于第二放料区22的顶面，由此一方面便于在有限的区域内同时放置不同种类或不同尺寸的试剂瓶，另一方面还便于机械臂10存取。在其他实施方式中，第一放料区21和第二放料区22也可以分体设置，或者，第一放置腔21a和第二放置腔22a可以分别位于第一放料区21和第二放料区22的其他位置，如侧面。

在本实用新型的移液设备中，开关盖结构30可以形成为各种适宜的形式。参照图6至图10所示，在本实用新型一种优选实施方式中，开关盖结构30包括升降驱动组件和第二夹爪32，所述升降驱动组件包括安装座31和传动连接于该安装座31的驱动机构，该驱动机构设置为能够在竖直方向驱动安装座31移动；第二夹爪32可移动地安装于该安装座31上，以能够在竖直方向上随该安装座31被驱动机构驱动，并能够相对安装座31在竖直方向上移动。由此，在开合盖时，当机械臂10将样品瓶23或色谱瓶24移动至第二夹爪32的下方后，驱动机构向下驱动安装座31和该第二夹爪32，使得该第二夹爪32位于瓶口高度位置，以通过旋转将夹持的瓶盖旋拧至该瓶口上或从瓶口上拧下瓶盖。在该过程中，由于第二夹爪32可移动地安装于安装座31上，该第二夹爪32能够随着瓶盖的升降而适应性升降，由此能够避免损坏瓶盖、瓶身或第二夹爪32。

继续参照图6至图10所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，升降驱动组件可以包括升降机架34、滑块35和固定于该滑块35上的安装座31(基板311和垫板312)，其中，升降机架34可以通过螺栓等紧固件固定于支撑架37上，支撑架37被固定于工作台面70上并具有适当高度。该升降机架34设有沿竖直方向延伸的滑轨4a，滑块35与该滑轨4a滑动配合，以能够被驱动机构驱动为沿该滑轨4a在竖直方向升降，并带动安装座31及安装在该安装座31上的第二夹爪32升降。

用于驱动滑块35滑动的升降驱动组件可以设置为多种适当的形式。例如，可以由气缸直接驱动滑块35沿升降机架34上的滑轨4a滑动，或者，设置为丝杆螺母驱动方式。具体地，可以在滑轨4a一侧设置沿竖直方向延伸的丝杆，该丝杆穿过滑块35延伸并与该滑块35螺纹配合，丝杆的一端传动连接至电机的动力输出轴，由此，当电机驱动丝杆转动时，滑块35作为丝杆螺母副中的螺母被驱动为沿滑轨4a滑动。

在图示优选实施方式中，安装座31包括基板311和固定于该基板311上的垫板312，其中，基板311为一板状结构并固定连接至滑块35，垫板312连接至该基板311的背离滑块35的一侧并设置为两块。由此，便于通过在该垫板312上设置随后所述的限位结构(导轨312a、凹槽312b)等，从而无需在相对较大的基板311上形成此类结构而不必要地增加维护和生产成本。

参照图6至图10所示，第二夹爪32安装于安装座31上(具体可安装于其垫板312上)。其中，第二夹爪32可以为电动旋转夹爪，以便通过旋拧等操作实现开合盖。该第二夹爪32可以包括电缸部和夹爪部，并通过电缸部可移动地安装于安装座31上。具体地，安装座31的垫板312上可以设有沿竖直方向延伸的导轨312a，第二夹爪32的电缸部可以固定连接至活动块33，该活动块33与导轨312a滑动配合，并能够沿该导轨312a相对安装座31滑动。由此，第二夹爪32在操作瓶盖的过程中，其随瓶盖的活动方向由导轨312a引导，以在预定方向适应于瓶盖的升降动作。为了保证第二夹爪32相对移动的稳定性，还可以在安装座31上设置弹性抵靠于活动块33的弹簧，以使得第二夹爪32需要克服该弹簧的弹力而相对安装座31移动，这有利于减少或避免操作过程中的额外噪音。

进一步地，安装座31上可以设有用于限定第二夹爪32相对安装座31的相对移动范围的限位结构，如挡块。由此，可以通过止挡等防止第二夹爪32过度升降。在图示优选实施方式中，限位结构为形成在安装座31的垫板312上的凹槽312b，活动块33至少部分地位于该凹槽312b内，以能够由该凹槽312b上下两端的端壁限定活动块33的上下活动范围，以限定第二夹爪32相对安装座31的相对移动范围。

在此基础上，与活动块33配合的导轨312a可以设置于凹槽312a内，由此可以使得整体更紧凑，减小空间占用。通过将凹槽312b和导轨312a形成在安装座31的垫板312上，可以针对不同瓶盖仅更换和提供不同的垫板312a，由此无需拆装基板311，降低维护和生产成本。

前述安装座31、活动块33、滑块34以及第二夹爪32的主体部分可以由保护壳36封盖，以避免因意外碰撞等导致的损坏。

在本实用新型的移液设备中，移液枪结构40可以设置为适当的结构形式。参照图6所示，移液枪结构40可以包括移液枪41和移液枪吸头料盘42，并设置为其能够沿不同方向移动。具体地，在图示优选实施方式中，支撑架37上固定有在水平面内沿第一方向延伸的第一轨道44，移液枪41可滑动地安装在该第一轨道44上，第一方向为图6中第一轨道44延伸的方向；在该移液枪41的下方，可以设有在水平面内沿第二方向延伸的第二轨道45，第二方向为图6中第二轨道45延伸的方向，优选的，第一方向与第二方向相互垂直，支撑所述移液枪吸头料盘42的支架43可滑动地安装在该第二轨道45上。第一轨道44及第二轨道45上均可以设有驱动结构，比如气缸或者电机与丝杆等，当驱动结构为气缸时，气缸直接与移液枪41或者支架43连接，以便驱动移液枪41沿着第一轨道44移动，或者支架43沿着第二轨道45移动；当驱动结构为电机与丝杆时，丝杆的端部与电机连接，电机驱动丝杆旋转，丝杆穿过支架43且与其螺纹连接，使得丝杆旋转时可以带动支架43沿着第二轨道45来回移动，实现移液枪吸头料盘42的移动。

继续参照图1至图3所示，为了便于通过喷码而对瓶身和/或瓶盖进行标识，如在实验材料加注完成后在瓶身上喷涂实验编号等，本实用新型一种优选实施方式的移液设备还可以设有喷码机50，该喷码机50可以固定于机械臂10的一侧，以便利用该机械臂10将瓶身移动至喷码机50喷口对应的高度位置。在图示优选实施方式中，该喷码机50固定于用于安装第二夹爪32等的支撑架37上并位于开光盖结构30的下方，并安装为其喷口朝向水平方向，以能够在瓶身被驱动为升降运动过程中在该瓶管的外侧壁的不同高度位置处实施喷码。

在工作台面70上，还可以设有扫码机60，优选的，该扫码机60位于开光盖结构30的下方，以便在对样品瓶34开盖之前，先对其扫码，获取样品瓶的相关信息。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种移液设备，包括机械臂(10)、料盘(20)、开关盖结构(30)及设置于所述开关盖结构(30)一侧的移液枪结构(40)，其特征在于，所述料盘(20)、开关盖结构(30)和移液枪结构(40)位于所述机械臂(10)的同一侧，所述机械臂(10)的自由端设有能够被驱动为可移动至所述料盘(20)、所述开关盖结构(30)及所述移液枪结构(40)处的第一夹爪(11)。

2.根据权利要求1所述的移液设备，其特征在于，所述料盘(20)包括第一放料区(21)和第二放料区(22)，所述第一放料区(21)上设有第一放置腔(21a)，所述第二放料区(22)上设有第二放置腔(22a)，所述第一放置腔(21a)的尺寸大于所述第二放置腔(22a)的尺寸。

3.根据权利要求2所述的移液设备，其特征在于，所述第一放料区(21)和第二放料区(22)分别包括若干并排设置的第一台阶部与第二台阶部，所述第一台阶部的顶面与所述第二台阶部的顶面分别设有所述第一放置腔(21a)与所述第二放置腔(22a)。

4.根据权利要求3所述的移液设备，其特征在于，所述第一台阶部的宽度大于所述第二台阶部的宽度，和/或所述第一台阶部的高度大于所述第二台阶部的高度。

5.根据权利要求2所述的移液设备，其特征在于，所述第一放料区(21)和所述第二放料区(22)设置为一体。

6.根据权利要求1所述的移液设备，其特征在于，所述开关盖结构(30)包括：

升降驱动组件，所述升降驱动组件包括可升降的安装座(31)和与所述安装座(31)连接的驱动机构；

第二夹爪(32)，所述第二夹爪(32)可移动地设置于所述安装座(31)上。

7.根据权利要求6所述的移液设备，其特征在于，所述安装座(31)上设有沿竖直方向延伸的导轨(312a)，所述第二夹爪(32)上设有活动块(33)，所述活动块(33)可滑动的设置于所述导轨(312a)上。

8.根据权利要求7所述的移液设备，其特征在于，所述安装座(31)上设有凹槽(312b)，所述导轨(312a)固定于所述凹槽(312b)内，所述活动块(33)至少部分收容于所述凹槽(312b)内。

9.根据权利要求1所述的移液设备，其特征在于，所述移液枪结构(40)包括能够沿第一方向移动的移液枪(41)和设于所述移液枪(41)下方且可沿第二方向移动的移液枪吸头料盘(42)。

10.根据权利要求1所述的移液设备，其特征在于，所述移液设备还包括位于所述开关盖结构(30)下方的喷码机(50)和/或扫码机(60)。

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