一种全自动移液工作站的制作方法

1.本发明涉及自动化液体处理设备，尤其涉及一种全自动移液工作站。


背景技术：

2.随着生命科学技术的飞速发展，生化实验室的研究工作面对的是更为复杂的研究对象和不断增多的样品数量，传统的手工操作方式已经不能满足高通量样品处理过程中所要求的高效性、准确性和安全性，实验操作流程中部分或整体过程的自动化运行已成为必然趋势。
3.为了满足实际的使用需求，所以目前设计了很多的移液工作站，全自动移液工作站是将自动化操作与液体处理巧妙融合在一起的生物医药实验室自动化操作平台，可实现样品的自动加样、试剂分配、超微量移液以及与液体处理相关的振动、孵育等操作。
4.但是在长时间的使用后发现，现有技术的自动液体工作站市场基本被进口设备所垄断，但是这些设备价格高昂，附件和耗材的成本也都非常高，很难大范围应用推广，特别是其中的移液吸头，能起到定量量取液体的作用，从结构上来说，移液吸头包括移液管以及与移液管相连的吸头，吸头在移液管上是分体结构，移液吸头是使用频率最高和消耗最大的实验耗材之一，而现有的移液管和吸头的安装方式要么耐用性较差，要么插拔力较大，操作不便，同时也不太适用于高通量的应用。
5.另外，也有一些国产的移液工作站，但是这些移液工作站的精度和稳定性不高，同样无法满足现有的需求。


技术实现要素：

6.本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种结构简单，加工成本低，工作精度和稳定性高，同时移液管和吸头的安装方式耐用性好，操作方便，适用于高通量的应用的全自动移液工作站。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动移液工作站，包括：机架，所述机架内具有容纳空间；移动件，所述移动件可在容纳空间上方的x轴和y轴方向上移动；z轴驱动模组，若干个z轴驱动模组设于所述移动件上；移液部，所述移液部可拆卸的设于所述z轴驱动模组上；所述移液部包括通过丝杆驱动电机可上下移动的移液抽针；所述移液抽针的底部具有吸附移液吸头的机头；移液吸头，所述移液吸头与所述机头相连；其中，当所述移液抽针往上运动时，带动移液吸头抽液，当所述移液抽针往下运动时，带动移液吸头放液；板位组件，所述板位组件上设有多个板位。
7.进一步的，所述移液部和移动板上均设有航空插。
8.进一步的，所述移液吸头包括：吸头，所述吸头的顶部往上延伸有一装配腔，所述装配腔的内壁周向上具有凸起
部；移液管，所述移液管的外部周向上具有适配凸起部的卡口部；其中，当所述移液管插入所述装配腔时，所述凸起部与所述卡口部凸点装配后将所述移液管和所述吸头固定连接。
9.进一步的，所述凸起部为一沿着装配腔的内壁周向凸起的凸环。
10.进一步的，所述装配腔与所述吸头顶部之间还具有一呈水平状的定位平台；其中，当所述移液管插入所述吸头时，所述移液管的底部抵触在所述定位平台上。
11.进一步的，所述定位平台为一空心圆环。
12.进一步的，所述板位组件可可拆卸的设于所述机架的底部。
13.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明方案的全自动移液工作站，整体结构简单，拆装维护方便，并且其可以设置两个或多个不同规格的吸头，然后能自动实现移液和分液的相关功能，工作稳定精度高，同时吸头和移液管为凸点式装配，拔插方便，并且密封性和耐用性好，满足高通量的应用，在细胞培养、核酸检测以及自动化的移液中均能得到很好的应用。
附图说明
14.下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：图1为本发明一实施例的结构示意图；图2为本发明一实施例的内部结构示意图；图3为本发明一实施例中移液部和移液吸头装配时的结构示意图；图4为本发明一实施例中单个移液部与移液吸头装配时的剖视图；图5为本发明一实施例中移液吸头的结构示意图；图6为图5中的a部放大图；图7为图5中的b部放大图；图8为本发明一实施例中吸头的结构示意图；图9为图8中的c部放大图；图10为本发明一实施例中移液管的结构示意图；图11为图10中的d部放大图；图12为本发明一实施例中叠装盒的立体结构示意图；图13为本发明一实施例中叠装盒略去盖子后的立体分解结构示意图；图14为本发明一实施例中底盒本体的立体结构示意图；其中：机架1、移动件2、z轴驱动模组3、移液部4、移液吸头5、板位组件6、航空插7、叠装盒8、开合门10、y轴移动模组20、第一丝杆驱动电机30、第一连接块31、第二连接块32、第二丝杆驱动电机40、移液抽针41、机头42、吸头51、移液管52、定位平台53、底板80、底盒81、盖子82、装配腔510、凸起部511、卡口部520、定位框801、定位块802、底盒本体810、放置孔811、导向板812、抵触板813。
具体实施方式
15.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
16.参阅图1-2，本发明所述的一种全自动移液工作站，包括机架1、移动件2、z轴驱动模组3、移液部4、移液吸头5和板位组件6；机架1内部具有一密封的容纳空间，并且在机架1的前端设有一个可开合的移动门10，方便实际操作时的取放移液相关部件。
17.移动件2设置在容纳空间的上方，移动件2通过x轴移动模组（图中未示出）可在x轴方向上移动，x轴移动模组为一通过x轴电机驱动的同步带，x轴移动模组安装在y轴移动模组上；y轴移动模组20包括通过y轴电机驱动的两个平行设置的同步带组件，同步带组件带动位于滑轨上的x轴移动模组进行移动，这样移动件2就可以在容纳空间上方的x轴和y轴方向上移动，电机驱动同步带传动的传动精度高，符合本工作站传动精度高的需求。
18.参阅图3，本实施例中，两个平行设置的z轴驱动模组3竖向设置在移动件2上，z轴驱动模组3包括一竖向设置的第一丝杆驱动电机30，第一丝杆驱动电机30上设有可上下移动的第一连接块31，采用第一丝杆驱动电机30驱动第一连接块31上下移动的结构，可以方便后续的拆卸和安装。
19.移液部4安装在第二连接块32上，第二连接块32通过多个紧固件与第一连接块31实现了可拆卸相连，这样就可以随时方便的将移液部4与z轴驱动模组3进行分离和安装。
20.另外，在移动板2的上端与移液部4上分别具有一个或多个航空插7，通过航空插实现了本工作站中的各种连线，当需要将移动板2和移液部4进行更换或维护时，只需要将对应的航空插拔出即可，避免了再进行各种的连接，方便了实际操作。
21.参阅图4，移液部4包括一个第二丝杆驱动电机40，第二丝杆驱动电机40可驱动移液抽针41上下移动，在移液抽针41的底部具有与移液吸头5相连的机头42；当移液抽针41经由第二丝杆驱动电机40驱动往上运动时，带动移液吸头中的吸头抽液，当移液抽针41经由第二丝杆驱动电机40驱动往下运动时，带动移液吸头中的吸头放液。
22.参阅图5，移液吸头5包括吸头51和移液管52，本实施例的移液吸头5为两个，其中两个移液吸头5内的吸头51规格不一样，当然也可以为一样的；使用时，移液管52从上往下插入到吸头51内后构成一个移液吸头。
23.参阅图8-9，吸头51为底部呈锥形的管件，吸头51的顶部往上延伸出一个与吸头51同轴心的装配腔510，装配腔510用于装配移液管2，在装配腔510内壁的上端周向上具有一个凸起部511，本实施例中的凸起部511为一个凸环。
24.另外，实施例中吸头51的材质为pp材料，当然也可以为其它材质，只要能满足其它需求即可。
25.参阅图10-11，移液管52下端的外部周向上具有适配凸起部511的一个卡口部520，本实施例中的卡口部520为一内凹的缺口，移液管52的材质可以为聚氨酯/铝合金，本实施例中移液管52的材质为聚氨酯。
26.参阅图5-6，实际安装中，将移液管52插入到吸头51的装配腔510往下移动的过程时，凸起部511会触碰到卡口部520，然后继续将凸起部511往下插入，使得凸起部511和卡扣部520之间形成过盈配合，完成了移液管52和吸头51的快速装配，本实施例中的移液管52和吸头51之间的装配方式为凸点定位装配，这样的装配方式由于其接触力小，所以插拔力小，插拔方便；同时这样的装配方式密封性和耐用性好，适用于高通量的应用。
27.其中，凸起部511的中心凸起高度为5-8mm，本实施例采用的是6mm高度，采用6mm高度的凸起部511，其与卡口部520之间的接触力和插拔力较为合适，插拔便捷。
28.参阅图5和7，在装配腔510的底部与吸头51顶部之间还具有一呈水平状的定位平台53，这样当移液管52往下插入时，移液管52可以直接抵触到定位平台53上，本实施例中的定位平台53为一空心圆环。
29.实际使用时，虽然移液管52和吸头51之间是过盈配合，但是在一定范围内移液管52还可以往下移动，这样移液管52的插入深度就不能保证每个都一样，所以本实施例中采用定位平台53作为插入深度的基准，这样就能保证每个移液管52均能够插入到吸头51同样的深度，精准快速，便于一些自动化的应用。
30.本实施例中的移液吸头，用吸头和移液管的凸点式装配，使得吸头和移液管的插拔力小，拔插方便，并且密封性和耐用性好，同时能利用定位平台对移液管的插入深度进行定位，确保每个移液管的插入深度一致，满足高通量的应用，在细胞培养、核酸检测以及自动化中均能得到很好的应用。
31.参阅图2，本实施例中的板位组件6上一共设有十二个板位，板位用于放置耗材以及各种试剂管，并且板位组件6为可拆卸的安装在机架1的底部上，这样可以满足不同规格的需求。
32.工作流程如下：首先在板位组件的板位上放置有多个试剂管、吸头耗材、深孔板、废料槽以及pcr板，接着移液部4中的移液管52自动将吸头耗材中的吸头进行吸附，接着吸头通过x轴移动模组、y轴移动模组和z轴驱动模组的配合下将试剂管中的细胞组织液吸取后放入深孔板中进行混合，再送入pcr板后送至后续的检测装备进行检测，最后将吸头送至废料槽内。
33.其中，本工作站中的移液部设有两个不同规格的吸头，从而满足不同的需求，并且一次可以吸附八个，移液效率高。
34.参阅图12-14，为了配套本移液工作站进行使用，还设置了一个叠装盒8，用来放置吸头51，叠装盒8采用上下叠装的方式放置，能在占用空间少的情况下保存大量的吸头。
35.叠装盒8包括底板80、上下叠装的多个底盒81以及盖子82；底盒81的底部尺寸与将要放置的板位60相适配，底板80上设有一个长方形的定位框801，定位框801的四角均设有一个l型的定位块802。
36.本实施例中包括两个上下叠装的底盒81，底盒81包括一个底盒本体810，底盒本体810内开有多个放置孔811，用来装载吸头51；底盒本体810为一个内部中空的长方形框体，底盒本体810的四角处均往下延伸设有一个l型的导向板812，在导向板812的底部朝外设置有一个l型的抵触板813。
37.安装时，首先将第一个底盒81底部的四个抵触板813与底板80上的定位块802对准后往下移动，利用四个定位块802对抵触板813限位后将第一个底盒81卡设在底板80上，然后将吸头51放置到第一个底盒81的放置孔811内。
38.接着将第二个底盒81的四个抵触板813对准第一个底盒81的四个导向板812往下滑动，直到第二个底盒上的四个抵触板813倚靠在第一个底盒上的四个抵触板813上，然后将吸头放置到第二个底盒81的放置孔811，并且第二个底盒81内的吸头底部设于第一个底盒81的吸头的上部中空内，从而完成了两个底盒81的上下叠装；当然，也可以为三个、四个或多个底盒叠装相连，其放置的方式和第二底盒叠装到第一底盒上相同。
39.当多个底盒81叠装完成后，再将盖子82放置在最顶部的底盒处，从而将底盒密封，
保护吸头51不暴露在外面。
40.本发明的全自动移液工作站，整体结构简单，拆装维护方便，并且其可以设置两个或多个不同规格的吸头，然后能自动实现移液和分液的相关功能，工作稳定精度高，同时吸头和移液管为凸点式装配，拔插方便，并且密封性和耐用性好，满足高通量的应用，在细胞培养、核酸检测以及自动化的移液中均能得到很好的应用。
41.另外还配备了一个能放置多个吸头且占用空间小的叠装盒，使用时，将叠装盒内的底盒放入到板位上即可，方便了实际的使用。
42.以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。