一种移液枪枪头快速自动装盒机器的制作方法

本实用新型属于包装机械技术领域，尤其涉及医药、生化领域实验室所用移液枪枪头自动装盒系统。

背景技术：

移液枪是生物实验室里最常用的工具之一，尤其是随着分子生物学的迅猛发展，移液枪及枪头越来越发挥着不可替代的作用，国内实验室常用的枪头主要有白色的20ul，黄色的200ul以及蓝色的1000ul，在一些实验室里每天都会消耗大量的白色黄色枪头。

如图1所示，是移液枪枪盒及枪头的结构示意图，各个厂家生产的枪头略有不同，但是为了适配各型号的移液枪，枪头的主要形态是一致的：由塑料材质椎体结构和其上端圆柱帽状结构92构成。本发明所述白色20ul枪头其上端圆柱结构直径6mm(最大直径)，下段圆锥起始部(枪头颈部93)直径4.5mm，小于上端圆柱，是悬挂于沟槽中的技术基础；本实用新型方案也适用于黄色200ul枪头，各个规格参数有所不同，但原理相同。常用的白色20ul枪头的枪头盒共有96个枪头孔91，呈8行12列排列，各个枪头孔的间隔相同，枪头装填入抢头孔内后各个枪头帽状结构间仍有一定空间。目前大部分实验室仍采用人工方式将散装枪头插入到枪头盒中，不久效率低下，耗时费力，而且容易污染，市场上急需一台实惠且高效率的全自动枪头装填机器。

本实用新型之前已有各型同类机器的发明，而真正应用于市场上的机器却十分少见，与目前市场上已经投入使用的机器(日本MedicaTec生产的全自动枪头装载机)相比，本实用新型具有的优势：造价便宜、效率高等优点。中国发明专利CN 203381813 U中公开的通过吸气推送产品的移液枪枪头自动装盒机，不仅产生的作用力较小，容易吸取失败，而且不精准，不易控制。中国发明专利CN 105460273 A公开的同类产品，其盛装移液枪枪头的漏斗底处容易发生枪头堵塞，其采用分离针的方式对排列好的枪头进行分离插入，但是实际操作中容易发生分离针对准枪头失败，或造成枪头内膜损害，影响枪头定量吸液的效果。本产品采用“转盘-推扫”的方式将枪头推扫入沟槽，沟槽呈环形，在转盘旋转的带动下能使枪头紧密排列，由下方的可动二叶瓣漏斗接收，准确率高，对枪头无损害，不在枪头入口处发生卡顿，而且一次插入一盒枪头的量，工作效率高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种移液枪枪头快速自动装盒机器，该机器采用环状沟槽和大转盘的组合，使枪头整齐排列于沟槽，由能同时装填96个枪头孔的播种器使一盒的枪头量同时顺利插入枪头孔中。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种移液枪枪头快速自动装盒机器，用于将移液枪抢枪头插入至移液枪枪盒的枪头孔中，包括可盛装枪头的大转盘、大转盘上有推扫装置，可将枪头推送至转盘外缘的环状沟槽，环状沟槽部分区段沟槽的间距是可扩张增大的，可将整齐排列于此的枪头释放下落于下方二叶瓣漏斗，每个二叶瓣漏斗接收对应位置的单个枪头，二叶瓣漏斗下端分别连接连通管，最后枪头分别滑落于96位的播种器内，播种器的96个伞状漏斗同时展开、释放枪头于对应的移液枪枪盒的枪头孔中。该方案采用独立的下滑管道和独有的装填方式将环状沟槽悬挂的96个枪头同时、准确、快速地运输装填入盒。

作为本实用新型的进一步优化，见图4，环状沟槽四个可动部分22和四个固定部分23交替分布，每个可动部分末尾处是可动盲端222，每个固定部分的内侧是枪头入口24，倾倒在大转盘之上的枪头17由此进入环状沟槽。环状沟槽的可动部分是可以通过外移可动沟槽外缘225而使沟槽间距变宽，此部分沟槽可整齐排列24个枪头，此区域起始及终末处有激光传感器223来检测枪头排列的信息，从而判断是否排列完成。

作为本实用新型的进一步优化，沟槽顶盖的高度设计成刚好只能容纳一个枪头帽状结构的高度，即此高度能避免枪头重叠歪曲的现象发生；固定部分23的顶部也是固定不动的，内侧有入口；可动部分22的顶部包括内侧壁及顶壁，可随沟槽间距增大而往外移动。

作为本实用新型的进一步优化，环状沟槽有一区域(排放部分25)是不可变动的固定盲端252和下落圆孔251结构，当所有可动盲端222降下后，枪头可以从此下落圆孔落下，从排放出口12滑出机器。

作为本实用新型的进一步优化，见图5，枪头在可动部分沟槽处排列完成后，机器增大此部分沟槽的间距，从而使枪头落入在两叶瓣漏斗5结构内，每个可动部分沟槽下方的一组二叶瓣漏斗有24对，刚好分别接收整齐排列的24个枪头；此二叶瓣漏斗是在可动的，枪头排列时为避免阻挡枪头行进排列的过程，两个瓣叶结构分离开来，当排列完成时，两叶瓣才聚拢在一起组成漏斗。值得注意的是，为使直径6mm的枪头都能落入直径10mm的连通管(内径8mm)，接收枪头的连通管39排列成内外两行，各自交替接收相应二叶瓣漏斗结构处的枪头。

作为本实用新型的进一步优化，见图6，图7，图8，播种器的96个漏斗32呈伞状结构设计，在四组“刹车线38”的作用下，伞状漏斗的东、南、西、北四个瓣叶同时外旋展开。伞状漏斗闭合时其下端留有一小圆孔，与枪盒上的枪头孔准确对接，枪头落下时枪头的尖端部分落入枪头孔内，枪头上端仍悬挂于漏斗内，而后展开漏斗的四个瓣叶，枪头可准确无误地落入枪盒孔内。伞状漏斗四瓣叶结构分上、中、下三段，南、北两叶的下段由连接杆33分别与同一行伞状漏斗的南、北两叶固定，由南、北侧的力臂结构(漏斗开合臂34)带动，展开和闭合的旋转中心是瓣叶的上缘，力臂结构的旋转轴心35固定在侧面上；同理，东、西两叶的上段由连接杆分别与同一列伞状漏斗的东、西两叶固定，由东、西侧的力臂结构带动；瓣叶的中段是斜切面，闭合时与左右相邻瓣叶的斜切面相贴，保证了下端是圆孔的形状。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型提供一套可行的机械设计，见图3，图11，去除了盒盖的空枪盒14，被逐一放入拖拽出来似“抽屉”结构的装置(抽屉式枪盒入口13)，两侧抽屉滑轨76的间距容纳枪盒的横向长度。拖拽“抽屉”直到滑轨式卡扣75卡住不动，信号感知后启动推盒器71，推盒器出来后后部的压力传感器72触动后壁而感知信号停止移动。然后可放入最多7个空枪盒14，启动开始工作按钮，推盒器将空枪盒往前推，推不动时由压力感受器感知而停止，压力解除后又继续往前推。本机器工作完成后，按住“抽屉”上的卡扣按钮131可解除滑轨式卡扣装置，将抽屉手动推入到机器内部。

作为本实用新型的进一步优化，见图10，换盒装置起着将空枪盒14移入工作区，同时将满枪盒15移出工作区的作用。推动空、满枪盒的推杆的动力来源于凸轮43的转动，推杆同时推着空枪盒和满枪盒，使空枪盒移入和满枪盒移出过程同时进行，凸轮转动一周可实现这个过程，并将推杆回归到原位。

作为本实用新型的进一步优化，见图9，图4，图5，图10，本实用新型提供一种可行的动力系统，减数发动机713带动主轮44，从轮42带动凸轮43，从而带动五组伸缩柱41伸缩运动；每组有四只伸缩柱分别位于水平面的前后左右，掌控四个可动部分沟槽区域的机械运动。五组伸缩柱从上而下分别掌控着可动阀门221、可动二叶瓣漏斗5的内叶、可动二叶瓣漏斗的外叶、可动沟槽外缘225、可动沟槽顶盖224。枪头在可动部分沟槽处排列完成后，机器开始经历关闭可动阀门、聚拢可动二叶瓣漏斗内外叶、外移可动部分沟槽的外缘和顶盖、枪头释放下落后内移可动部分沟槽的外缘和顶盖、分离可动二叶瓣漏斗的内外叶、开放可动阀门的过程。主轮旋转一周可带动从轮旋转3个四分之一圆周，每四分之一圆周就可完成上述过程，一处电感式接近开关48感知主轮上的金属圆柱转过的信号，为机器提供上述过程完成的信号。换盒装置将空枪盒移入至工作区(播种装置下方)后回归到初始状态，播种器下降对接，待枪头滑落下来后伞状漏斗外旋展开，所有枪头插入完成后播种器向上升起，进入下一循环。本机器可用电子控制系统使整个工作程序稳定运行。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型的移液枪枪头快速自动装盒机器通过环状沟槽、二叶瓣漏斗、连通管、伞状漏斗将排列好的枪头准确无误的插入枪头盒中，靠枪头的自身重力下滑，不损伤枪头，不发生卡顿，96条通道同时引导96个枪头，稳定而高效。

本实用新型的移液枪枪头快速自动装盒机器通过环状沟槽来排列枪头，枪头入口及顶盖的高度避免套叠枪头的进入，此外本实用新型具有清除剩余枪头装进入袋的功能。

本实用新型机器的运作是全自动的，包括空盒的移入和满盒的移出，最大装盒量为七个空枪盒，具有操作便捷、工作稳定的优势。

附图说明

图1为移液枪枪盒及枪头的结构示意图；

图2为本实用新型中移液枪枪头快速自动装盒机器的主视图；

图3为本实用新型中移液枪枪头快速自动装盒机器的结构示意透视图；

图4为大转盘整体及局部结构示意图；

图5为接收枪头的二叶瓣漏斗结构示意图；

图6为播种器的结构示意图；

图7为播种器的伞状漏斗结构模型示意图；

图8为播种器的伞状漏斗功能示意图；

图9为本实用新型中的移液枪枪头快速自动装盒机器的机械原理示意图；

图10为换盒装置(上图)和播种器升降(下图)原理示意图；

图11为进盒装置原理示意图(上图为侧视图，下图为主视图)。

以上各图中：11、机器顶盖；12、排放出口；13、抽屉式枪盒入口；131、卡扣按钮；14、空枪盒；15、满枪盒；16、枪盒的出口滑坡；17、枪头；2、大转盘；21、枪头倾倒的部位；22、可动部分；221、可动阀门；222、可动盲端；223、激光传感器；224、可动沟槽顶盖；225、可动沟槽外缘；23、固定部分；24、枪头入口；25、排放部分；251、下落圆孔；252、固定盲端；26、推扫装置；3、播种器；31、连通管接口；32、伞状漏斗；33、连接杆；34、漏斗开合臂；35、轴心；36、伸缩条；37、弹簧及绳索；38、刹车线；39、连通管；41、伸缩柱；42、从轮；43、凸轮；44、主轮；48、电感式接近开关及金属柱；5、可动二叶瓣漏斗；61、弹簧；7、进盒装置；71、推盒器；711、推盒板；712、滚动齿轮；713、减速发动机；714、滚动滑轮；72、压力传感器；73、齿状轨道；74、轨道槽；75、滑轨式卡扣；76、抽屉滑轨；8、换盒装置；91、枪头孔；92、枪头帽状结构；93、枪头颈部。

具体实施方式

现通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。

术语“内”、“外”、“上”、“下”、“底部”、“顶部”等方位词是基于附图图3所示的移液枪枪头快速自动装盒机器的位置关系，本实施例中以常规20ul白枪头的装盒过程为例，然而应当理解，本实用新型方案也可适用于常规200ul黄枪头或其他型号枪头，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1，图2，图3，图11，使用本机器(机器的长宽高分别为500、500、600mm)进行枪头装盒时，首先将干净无污染的枪头倾倒入大转盘面上21，拖出抽屉式枪盒入口13，其内有一滑轨式卡扣75装置，卡住时即表明已拖出最长长度，机器感知卡住的信号，从而推盒器71向外移动，操作员将空枪盒14(已拆卸下盒盖)一一横放在推盒器前方，机器设计的最大放入枪盒数为7个(一次放入1到7个枪盒都可)。然后盖上机器顶盖11，开启工作按钮，机器开始工作。

以下是移液枪枪头快速自动装盒机器的工作原理过程，无需操作人员的参与。

参见图10，图11，推盒器7将空枪盒推进，换盒装置将空枪盒移至播种器正下方，若播种器下方已有满枪盒，换盒装置移动空枪盒的同时会把满枪盒移出机器，从枪盒出口滑坡16滑出机器。

参见图4，图5，大转盘直径400mm，环状沟槽间距5mm，推扫装置逆时针慢速转动，将大转盘上的枪头17逐一推扫至边缘，使枪头从枪头入口24进入环状沟槽内。环状沟槽的内边缘是大转盘，外边缘由交替分布的四个固定部分23与四个可动部分22、一个排放部分25组成。固定部分沟槽的内侧为枪头入口；可调部分的内侧壁封闭，是枪头整齐排列的区域。大转盘亦是逆时针旋转，但是速度应略小于推扫装置的旋转速度，大转盘的边缘推动着在环状沟槽上悬挂着的枪头逆时针同向前进，可动部分尾端有一可动盲端222，枪头前进于此被阻滞而停止前进。每个可动部分沟槽的长度刚好容纳24个枪头，待枪头都排列满时，可动部分的首个及最后一个枪头被激光传感器223检测到物体信号，所有传感器都采集到信号时即表明4个可动部分沟槽(总共容纳96个枪头)都已排满枪头，此时机器关闭可动阀门221，暂时阻挡固定部分沟槽内的枪头进入到可动部分沟槽内。

参见图4，图5，由于连通管39的直径比枪头最大圆周直径还稍大，故设计成两行排列；可动二叶瓣漏斗5接收释放落下的枪头并将其各自分别引导入连通管。可动二叶瓣漏斗的结构是独立的两叶瓣结构，枪头正在排列时，两瓣叶处于分离状态，避免阻挡枪头的行进；在全部枪头整齐排列于可动部分沟槽后，外瓣叶和内瓣叶分别向枪头位置靠近聚拢，组成有接收和引导枪头下降功能的漏斗结构。然后，可动部分沟槽的顶盖224由可动的内侧壁和顶盖构成，与可动部分沟槽的外缘225同时向外移动，可动部分沟槽外缘比顶盖外移的幅度稍大，使可动部分沟槽的间距增大、且同时可动部分沟槽顶盖的内侧壁将枪头从大转盘边缘上推出、落下。枪头释放落下后由各自对应的二叶瓣漏斗结构接收，交替滑落入两行排列对应的连通管。枪头释放下落过程完成后，两叶瓣分离开来，可动部分沟槽外缘和顶盖也回归到初始位置，不影响后续的枪头排列过程。

参见图6，图7，图8，图10，换盒装置把空枪盒移入工作区的后，凸轮43的转动从而把播种器下降至空枪盒上，准确对接。播种器3共排列着96个伞状漏斗32，伞状漏斗的上端连通管接口31分别与连通管相接，枪头经各自连通管滑落至闭合的伞状漏斗内，由于闭合的伞状漏斗下端圆孔是一稍小于枪盒上的枪头孔圆孔，枪头滑落到伞状漏斗时，枪头的下段结构(颈部以下)将准确顺利地进入枪头孔。由“刹车线38”拉动伸缩条36，带动漏斗开合臂34，从而展开96个伞状漏斗的每片瓣叶。播种器周围共有四组“刹车线-伸缩条”结构，分别同时展开所有伞状漏斗的四个瓣叶，由此枪头落入枪盒的枪头孔中。而后，播种器在凸轮的作用下上升至原位置，“刹车线”在弹簧37作用下松开，伞状漏斗的所有瓣叶重新闭合，等候下一周期枪头的落下。

此时再次进入换盒过程，满枪盒被移出的同时空枪盒移入，进入下一周期的枪头装盒过程。

参见图2，图4，考虑到当操作员把枪头倒入过多，空盒已经全部装满时，剩余的枪头需要回收的问题，本机器还设计了能清除剩余枪头的结构。当机器装填工作完成后回归至初始状态，此时启动‘清除’按钮，机器大转盘仍将转动，可动盲端222下降，不再阻挡枪头向前行进，最终枪头行进至固定盲端252前的下落圆孔251内，从排放出口12滑出，操作者只需将用来装枪头的袋子或者容器放置于排放出口的下方，即可回收剩余的枪头。当所有枪头清除完成后，再次按下‘清除’按钮，机器将可动盲端回归至初始状态，大转盘停止转动。

工作完成后，操作员按住卡扣按钮将抽屉推入，盖上机器顶盖后关闭电源即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施范例而已，不对实用新型作其他形式的限制，凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术实质而做任何简单修改、等同变化的，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。