全自动精密移液模块的制作方法

1.本实用新型涉及移液模块技术领域，具体为全自动精密移液模块。


背景技术：

2.在生命科学仪器、体外诊断设备和分析仪器领域，有不少仪器需要精准地获取微量液体(包括样品和试剂)，液体体积从几微升到几毫升；同时，为了防止交叉污染，需要在从处理一种液体后、处理另一种液体液体前更换加样头。
3.针对上述应用需求，有多种解决方案：比如用管路将注射泵(或柱塞泵)和加样头取卸模块连通起来，转移液体功能和取卸加样头功能由两个子模块分别完成，用来实现吸取和打出液体的注射泵或者柱塞泵固定不动，而加样头适配器和加样头取卸模块在不同的工作位置移动，这种方案的优点是容易实现、移动部分尺寸较小，但由于中间的长管路容易降低液体转移精度；也有将移液功能和取卸加样头功能集成在一个模块里、但由两套独立的机构来完成这两个功能，这种方案的优点是结构很紧凑、精度较高，存在的问题是加工精度要求高、成本很高，同时现有技术中的移液模块的加样头需要手动插接在适配器底端，当插接不稳定导致加样头掉落或者插接不到位时，不易发现，而人工检查费时费力，增加工作人员的劳动强度，活塞一般通过直线驱动模块驱动其在泵腔内部滑动进行吸液排液，活塞运动不平稳时易造成漏液。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种全自动精密移液模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：全自动精密移液模块，包括直线运动模块、活塞、活塞密封模块、泵体、加样头适配模块、加样头卸除模块、位置传感组件、基板，还包括设置在加样头卸除模块上的检测加样头是否安装到位的加样头在位检测模块、设置在基板上的检测加样头是否已经插入到液面下的液位检测模块,所述活塞的一侧设置有限制活塞在泵腔的内部沿其轴向滑动的导向定位模块。
6.优选的，所述直线运动模块、位置传感组件和泵体安装在基板前端面上，且泵体的底端设置有下盖，所述泵体的内部设置有顶端开口的泵腔，所述活塞密封模块通过上盖安装在泵腔的顶端，所述活塞与直线运动模块的输出端固定连接，且活塞穿过活塞密封模块的中心处并在泵腔的内部沿其轴向滑动，所述加样头适配模块和加样头安装在泵腔的下方，且加样头适配模块和加样头与泵腔连通，所述加样头卸除模块设置在加样头上方的加样头适配模块上，所述基板的前端设置有将泵体、导向定位模块罩接在内部的防尘壳。
7.优选的，所述加样头卸除模块包括推板、弹性复位件、顶杆和压板，若干所述顶杆竖向贯穿设置在泵体的侧壁上，所述上盖、泵体和下盖的侧壁上设置有与顶杆相互匹配的通孔，且顶杆的底端延伸至下盖的下方，所述推板固定在顶杆的底端，且推板的中间贯穿设置有容纳加样头适配模块的通孔，所述弹性复位件套接在下盖和推板中间的顶杆上，所述
压板与活塞远离泵腔的一端固定连接，且压板沿着顶杆的长度方向滑动。
8.优选的，所述直线运动模块的输出端设置有卡块，所述压板的顶端设置有与卡块相互匹配的卡槽。
9.优选的，所述顶杆的顶端延伸至上盖的上方设置有限位块。
10.优选的，所述基板远离泵体的一端安装有电路板，所述加样头在位检测模块包括光电挡杆和光电传感器，所述光电传感器安装在电路板上，所述光电挡杆安装在加样头卸除模块靠近电路板的一端，且光电挡杆延伸至电路板一端靠近光电传感器的一侧，所述加样头安装到位时，所述光电挡杆挡住光电传感器。
11.优选的，所述液位检测模块为压力传感器，且压力传感器上设置有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与泵腔连通，所述第二连接端与大气连通，所述加样头插入至液面以下时，所述第一连接端和第二连接端产生压差。
12.优选的，所述泵腔至少设置有一个，且加样头适配模块、活塞和活塞密封模块的数量与泵腔的数量相同。
13.优选的，所述直线运动模块为直线步进电机，或者是旋转电机和丝杠螺母、导轨结构的组合，或者是旋转电机和皮带导轨组合，或者是旋转电机和齿轮齿条结构的组合。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该全自动精密移液模块
15.(1)通过设置推板、弹性复位件、顶杆和压板，压板与活塞固定连接，直线运动模块推动压板和活塞在泵腔的内部同步上下移动进行吸液排液，当活塞运动到最低端时，压板将加样头从加样头适配模块上推下，不需要使用额外的机构，即可实现加样头的卸载，节约空间和材料成本，同时将压板与直线运动模块的输出端通过卡块卡槽的方式进行装配，安装更加牢固稳定；
16.(2)通过加样头在位检测模块可以检测加样头是否安装到位，通过在电路板上设置液位检测模块，可以检测到加样头是否已经插入液面以下，实现自动化检测和控制，节省人力物力，同时模块结构紧凑，体积小；
17.(3)通过设置导向定位模块，令活塞在泵腔内部滑动时更加稳定，避免压板在防尘壳内部滑动时，与防尘壳的内侧壁相互摩擦，造成磨损松动，继而导致漏液。
附图说明
18.图1为本实用新型侧视结构示意图；
19.图2为本实用新型侧防尘壳侧剖结构示意图；
20.图3为本实用新型正面剖视结构示意图；
21.图4为本实用新型泵体正面剖视结构示意图；
22.图5为本实用新型基板后视结构示意图；
23.图6为本实用新型液位检测模块立体结构示意图；
24.图7为本实用新型压板侧视结构示意图；
25.图8为本实用新型实施例2立体结构示意图。
26.图中：1、基板；2、直线运动模块；3、防尘壳；4、上盖；5、泵体；501、泵腔；6、下盖；7、加样头；8、加样头卸除模块；801、推板；802、弹性复位件；803、顶杆；8031、限位块；804、压板；9、加样头适配模块；10、活塞；11、活塞密封模块；12、电路板；13、液位检测模块；1301、第
一连接端；1302、第二连接端；14、加样头在位检测模块；1401、光电挡杆；1402、光电传感器；15、位置传感组件；16、导向定位模块。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。为使本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.实施例1
31.请参阅图1-7，本实用新型提供的一种实施例：全自动精密移液模块，包括基板1、直线运动模块2、泵体5、加样头7、加样头适配模块9、活塞10和活塞密封模块11，泵体5安装在基板1前端面的底端，且泵体5的内部设置有顶端开口的泵腔501，活塞密封模块11通过上盖4安装在泵腔501的顶端，泵腔501至少设置有一个，且加样头适配模块9、活塞10和活塞密封模块11的数量与泵腔501的数量相同，可以根据需要设置多个泵腔501，吸取多个样本；
32.直线运动模块2安装在上盖4的上方，直线运动模块2用以驱动活塞10在泵腔501的内部滑动，本实施例中直线运动模块2为直线步进电机，直线步进电机为现有技术，包括电机、螺杆和螺母等，采用一根螺杆和螺母相啮合，采取某种方法防止螺杆螺母相对转动，从而使螺杆轴向移动，电机通过电机法兰安装在基板1的顶端，活塞10与螺杆的一端固定连接，活塞密封模块11和上盖4上贯穿设置有与活塞10相匹配的通孔，直线运动模块2驱动活塞10穿过活塞密封模块11的中心处并在泵腔501的内部沿其轴向滑动，使泵腔501的内部形成负压或正压，进行吸液和排液，活塞密封模块11提高其密封性，电机的一端安装有位置传感组件15，位置传感组件15可为编码器，用于测量位移，精确控制活塞10的运动位置，加样头适配模块9安装在泵腔501的底端，且加样头适配模块9与泵腔501连通，泵体5的底端设置有下盖6，加样头适配模块9的底端延伸至下盖6的下方，加样头7卡接在加样头适配模块9的
底端，加样头7和加样头适配模块9之间通过过盈配合实现密封；
33.加样头7上方的加样头适配模块9上设置有加样头卸除模块8，加样头卸除模块8包括推板801、弹性复位件802、顶杆803和压板804，若干顶杆803竖向贯穿设置在泵体5的侧壁上，上盖4、泵体5和下盖6的侧壁上设置有与顶杆803相互匹配的通孔，顶杆803在通孔内部上下滑动，顶杆803的顶端延伸至上盖4的上方设置有限位块8031，限位块8031的尺寸大于顶杆803的尺寸，上盖4的顶端设置有与限位块8031相互匹配的让位凹槽，避免顶杆803脱落通孔的内部，顶杆803的底端延伸至下盖6的下方，顶杆803的长度大于上盖4、泵体5和下盖6的总长度，推板801固定在顶杆803的底端，且推板801的中间贯穿设置有容纳加样头适配模块9的通孔，弹性复位件802套接在下盖6和推板801之间的顶杆803上，下盖6的底端设置有与弹性复位件802相匹配的让位凹槽，让位凹槽的半径大于顶杆803的半径，且弹性复位件802的两端分别与让位凹槽的顶端和推板801相抵接，弹性复位件802可为弹簧，未装配加样头7时，在弹簧的弹性作用下，推动推板801向下滑动，下盖6和推板801之间具有间距，限位块8031嵌入让位凹槽的内部，将加样头7卡接在加样头适配模块9的底端时，推动推板801克服弹簧阻力沿着加样头适配模块9向上滑动，直至推板801的顶端与下盖6的底端相抵接，限位块8031延伸至让位凹槽的外部，本实施例中，压板804的底端通过螺栓与活塞10远离泵腔501的一端固定连接，具体为直线运动模块2的输出端设置有卡块，压板804的顶端设置有与卡块相互匹配的卡槽，参考图7，卡块插入卡槽内部进行固定，采用这种方式固定，区别与以往的螺纹连接，连接更加牢固可靠，避免产生脱落，直线运动模块2的输出端与压板804的顶端固定连接，令压板804与活塞10在直线运动模块2的驱动下同步上下运动，当直线运动模块2带着活塞10向靠近加样头7的方向运动到一定位置继续向下时，压板804顶住限位块8031，通过顶杆803带动推板801向远离泵体5的一侧运动，直至推板801将加样头7从加样头适配模块9的底端推下，实现加样头7的自动卸载，不需要使用额外的机构，节约空间和材料成本；
34.活塞10的一侧设置有限制活塞10在泵腔501的内部沿其轴向滑动的导向定位模块16，参考附图2,导向定位模块16具体可为可为竖直设置在防尘壳3内部前端面上的直线导轨和滑块，滑块通过螺栓与压板804固定连接，直线运动模块2驱动活塞10在泵腔501内部上下滑动时，导向定位模块16起到导向定位的作用，令压板804运动更加平稳，避免压板804使用了一段时间之后与外壳体3产生磨损，导致活塞10在吸液排液时漏液；
35.基板1的前端设置有将泵体5、导向定位模块16罩接在内部的防尘壳3，压板804、活塞10在防尘壳3的内部滑动；
36.参考附图6，加样头卸除模块8上设置有加样头在位检测模块14，加样头在位检测模块14用于检测加样头7是否安装到位，且加样头在位检测模块14包括光电挡杆1401和光电传感器1402，基板1远离泵体5的一端通过螺栓安装有电路板12，且基板1上设置有与电路板12相互匹配的嵌槽，电路板12安装在嵌槽内部，起到一定的防护作用，光电传感器1402安装在电路板12上，光电挡杆1401安装在推板801靠近电路板12的一端，且光电挡杆1401延伸至电路板12一端靠近光电传感器1402的一侧，同时当加样头7装载到底时，推板801压缩弹性复位件802，直至推板801的顶端与下盖6的底端相抵接，光电挡杆1401刚好挡住光电传感器1402，传感器将信号传输给控制器(图中未示出)，此时即完成了加样头7在位检测，不需要人工检查；
37.液位检测模块13安装在电路板12靠近泵体5的一端，液位检测模块13用于检测加样头7是否已经插入到液面以下，液位检测模块13为压力传感器，液位检测模块13上设置有第一连接端1301和第二连接端1302，第一连接端1301与泵腔501连通，第二连接端1302与大气连通，当整个模块已经装载完加样头7在空气中时，液位检测模块13的第一连接端1301和第二连接端1302均接大气，没有压力差，吸取液体时，加样头7慢慢插入待测液体液面以下，泵腔501的空气被压缩，产生压差，液位检测模块13将检测的信号传输给控制器，从而得到加样头7已经插入液面以下，实现自动化检测和控制，节省人力物力；
38.电路板12上还安装有检测压板804是否将加样头7卸载完毕的第二光电挡杆和第二光电传感器，当压板804将限位块8031推动至让位凹槽的内部时，第二光电挡杆将第二光电传感器挡住。
39.工作原理：工作时，加样头7推动推板801向靠近泵体5的方向滑动，将加样头7卡接在加样头适配模块9的底端，加样头7和加样头适配模块9之间通过过盈配合实现密封，同时当加样头7装载到底时，光电挡杆1401挡住光电传感器1402，此时即完成了加样头7在位检测，此时推板801的顶端与下盖6的底端相抵接，限位块8031延伸至上盖4的顶端，当整个模块(已经装载完加样头7)在空气中时，液位检测模块13的第一连接端1301和第二连接端1302均接大气，没有压力差，吸取液体时，加样头7慢慢插入待测液体液面以下，泵腔501的空气被压缩，产生压差，从而检测得到加样头7已经插入液面以下，然后通过直线运动模块2带动压板804和活塞10在泵腔501的内部向远离加样头7的方向运动，泵腔501内形成负压使得液体被吸入加样头7内，排液时，直线运动模块2带动压板804和活塞10向靠近加样头7的方向运动，泵腔501内形成的正压使得液体被排出加样头7内，当直线运动模块2带着压板804向靠近加样头7的方向运动到一定位置继续向下时，压板804顶住限位块8031，通过顶杆803带动推板801向远离泵体5的一侧运动，直至推板801将加样头7从加样头适配模块9的底端推下，实现加样头7的自动卸载，卸载加样头7之前，电机要先向后预吸一小段空气(建议0.5圈)，目的是为了消除丝杆间隙，排液体的时候可以多排一段空气，这样才能彻底排干净。
40.实施例2
41.参考附图8，本实施例与实施例1的不同之处在于，导向定位模块16为竖直设置防尘壳3内部前端面上的传动轴和活动套接在传动轴上的直线轴承，直线轴承与压板804固定连接。
42.实施例3
43.本实施例与实施例1的不同之处在于，直线运动模块2可为旋转电机和丝杠螺母、导轨结构的组合，或者是旋转电机和皮带导轨组合，或者是旋转电机和齿轮齿条结构的组合。
44.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。