试剂瓶定位装置、开合盖机构及其控制方法、移液设备与流程

本发明涉及试剂装配领域，特别涉及一种试剂瓶定位装置、开合盖机构及其控制方法、移液设备。

背景技术：

1、在现阶段的试剂调配过程中多采用全自动化操作，在全自动化操作的过程中需要实现全自动的试剂灌装与调配。由于大多数的试剂在进行调配时需要经过摇匀反应，因此在将试剂灌入试剂瓶后需要对于试剂瓶进行晃动。试剂瓶在出厂时均自带瓶盖，并且试剂瓶均处于合盖状态。因此在使用试剂瓶时均需要将试剂瓶瓶盖打开，后将试剂灌装入试剂瓶内，再将灌装后的试剂瓶进行合盖。在此步骤中需要对于试剂瓶进行定位从而确保准确的开盖，因此现阶段多采用人力导致无法做到全面自动化。并且人工操作无法做到与机器协同配合，因此影响了生产效率。

2、此外，在试剂的调配过程中，试剂瓶的种类繁多。不同大小的试剂瓶在定位时，试剂瓶的中心位置均会发生偏移。现阶段，在面对不同大小的试剂瓶时自动化装置无法做到适配，需要对于试剂瓶的定位装置更换十分繁琐。因此在自动化的操作过程中自适应不同大小的试剂瓶，也是一个需要解决的难题。

技术实现思路

1、为弥补现有技术的不足，本发明的实施例提供一种试剂瓶定位装置、开合盖机构及其控制方法、移液设备。首先通过将试剂瓶进行定位，从而找到试剂瓶瓶盖的准确位置。使用夹持装置夹紧瓶盖并打开瓶盖，以此实现自动化操作。

2、为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种试剂瓶定位装置，包括夹座、夹座驱动组件与第一检测模块。夹座设置多个可夹持试剂瓶的夹持区，其中，至少一个夹持区夹紧试剂瓶外径的尺寸，与其余夹持区夹持试剂瓶外径的尺寸不同；夹座驱动组件，与夹座连接，用于根据接收到的驱动信号，驱动夹座夹紧或松开处于任意一个夹持区内的试剂瓶。第一检测模块电连接于主控模块，用于检测夹座驱动组件在驱动夹座时的驱动力，并用于将检测的驱动力发送至主控模块，使主控模块根据获得的驱动力对夹座驱动组件进行控制。

3、采用上述的结构形式，试剂瓶定位装置用于固定通过机械臂抓取的试剂瓶，机械臂将试剂瓶放置在夹持区处。夹持区能够使得每一个放置后的试剂瓶都能够呈现相同的状态，使得试剂瓶在固定的同时得到了定位。定位后的试剂瓶能够便于确定试剂瓶的位置，以便于进行开瓶工作。并且夹座设置有不同尺寸的夹持区，用于匹配不同外径大小的试剂瓶。使得试剂瓶定位装置应用于不同的试剂瓶使用场景免于更换，提高了试剂瓶定位装置的泛用性。夹座驱动组件用于夹紧或松开夹持区内的试剂瓶，使得试剂瓶定位装置能够适用于自动化生产中。第一检测模块检测夹爪驱动组件的驱动力，并将检测得到的夹爪驱动组件的驱动力传输至主控模块。以确保夹爪驱动组件输出并作用于第一夹持件与第二夹持件上的作用力能够夹紧试剂瓶，当主控模块获得的驱动力不足时，控制夹爪驱动组件提供更多的驱动力以确保试剂瓶的夹紧，避免试剂瓶因为未夹紧造成开盖失败。

4、较佳地，夹座包括：第一夹持件和第二夹持件，彼此相对设置；第一夹持件相对于第二夹持件的一侧为第一夹持侧，第二夹持件相对于第一夹持件的一侧为第二夹持侧；各夹持区均包括：设置于第一夹持侧的第一卡槽、设置于第二夹持侧上的第二卡槽；当第一夹持件和第二夹持件朝着彼此相互靠近的方向运动时，任意一个夹持区的第一卡槽与第二卡槽彼此相互靠近，使该夹持区逐渐缩小，并使第一夹持件和第二夹持件夹紧处于该夹持区的试剂瓶；当第一夹持件和第二夹持件朝着彼此相互远离的方向运动时，任意一个夹持区的第一卡槽与第二卡槽彼此相互远离，使该夹持区逐渐变大，并使第一夹持件和第二夹持件松开处于该夹持区的试剂瓶。

5、采用上述的结构形式，当第一夹持件与第二夹持件相向运动，相互靠近时能够将试剂瓶夹紧。当第一夹持件与第二夹持件相互远离时能够松开试剂瓶。第一夹持件与第二夹持件相对一侧的容纳槽能够在放置试剂瓶后，在第一夹持件与第二夹持件相互靠近的同时夹紧试剂瓶。进一步，第一卡槽与第二卡槽分别设置在第一夹持侧与第二夹持侧上组成夹持区，通过改变第一卡槽与第二卡槽的形状能够改变夹持区的形状，以应对不同使用场景的需求。同理，通过改变第一卡槽与第二卡槽的长度能够改变夹持区的大小，不同大小的夹持区用于与不同大小的试剂瓶进行匹配。此外，采用由第一卡槽与第二卡槽组成的夹持区，通过增加或减少第一卡槽与第二卡槽相互靠近的力以改变夹持区的夹紧力。当第一卡槽与第二卡槽相互远离时，夹持区放松并松开试剂瓶便于试剂瓶的拿取。

6、一种开盖机构，包括上述的试剂瓶定位装置，还包括装置，用于根据接收到的指令，对当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶的瓶盖进行夹持，并对该试剂瓶进行开盖动作；或者，夹持装置用于根据接收到的指令，将夹持的瓶盖带至当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶的瓶口处，并对该试剂瓶进行合盖动作。

7、采用上述的结构形式，试剂瓶定位装置能够将试剂瓶进行固定，确保试剂瓶的瓶身不会发生松动。当试剂瓶的瓶身与试剂瓶定位装置之间保持静止时，夹持装置通过旋转瓶盖实现试剂瓶瓶口瓶盖的开盖与合盖工作，此时试剂瓶与试剂瓶的瓶盖之间能够发生相对的转动，避免试剂瓶的瓶身伴随着夹持装置在进行开盖或合盖操作时共同发生旋转。

8、较佳地，夹持装置包括：夹爪组件，用于夹住或释放试剂瓶的瓶盖；夹爪旋转驱动组件，用于驱动夹爪组件以所夹持的瓶盖的轴线为枢转轴线旋转；夹爪移动驱动组件，用于驱动夹爪组件在三维坐标系内运动。夹爪组件、夹爪移动驱动组件与夹爪旋转驱动组件，夹爪组件用于夹持试剂瓶的瓶盖；夹爪旋转驱动组件转动连接于夹爪组件，用于驱动夹爪组件旋转，使夹爪组件对当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶进行开盖，或使夹持组件对于当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶进行合盖；夹爪移动驱动组件，用于驱动夹爪组件在三维坐标系内运动；其中，夹爪移动驱动组件还用于在夹爪旋转驱动组件驱动夹爪组件旋转时，相对于试剂瓶定位装置的夹座直线运动，且当夹爪组件对当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶进行开盖时，夹爪组件朝远离夹座的方向直线运动，而当夹爪组件对当前被试剂瓶定位装置夹紧的试剂瓶进行合盖，夹爪组件朝靠近夹座的方向直线运动。

9、采用上述的结构形式，夹爪旋转驱动组件驱动夹紧瓶盖后的夹爪组件进行旋转，瓶盖伴随着夹爪旋转驱动组件的旋转驱动实现试剂瓶瓶盖的开盖或合盖操作。夹爪移动驱动组件使得夹爪组件能够沿着三维坐标系实现运动，当夹爪组件在进行开盖或合盖的操作过程中，被夹爪组件夹紧的瓶盖在旋转的同时需要沿着试剂瓶竖直方向进行运动。在夹爪移动驱动组件的驱动下夹爪组件沿竖直方向进行运动，以完成开盖或合盖的工作。此外，试剂瓶定位装置上设置有多个不同的夹持区，不同的夹持区用于夹持不同大小的试剂瓶。控制夹爪移动驱动组件使得夹爪组件在平面内移动，以定位不同的夹持区，实现与不同的试剂瓶进行匹配的工作。

10、较佳地，开合盖机构包括：第二检测模块，用于检测夹爪旋转驱动组件驱动夹爪组件旋转时，夹爪组件的旋转圈数，还用于检测夹爪旋转驱动组件驱动夹爪组件旋转时，夹爪旋转驱动组件产生的扭矩，以及检测夹爪组件夹取时的输出力矩；第二检测模块还与移液设备的主控模块通讯连接，用于将测得的夹爪组件旋转圈数、夹爪旋转驱动组件产生的扭矩和夹爪组件的输出力矩发送主控模块，使主控模块根据获得的旋转圈数、扭矩和输出力矩对夹爪旋转驱动组件进行控制。

11、采用上述的结构形式，当夹持装置进行开盖或合盖的过程中，通过驱动夹爪组件在夹紧瓶盖后进行旋转实现开盖或合盖。第二检测模块通过检测夹爪组件的输出力矩，检测夹爪组件是否将试剂瓶的瓶盖夹紧，以防止在开盖或合盖的过程中瓶盖发生脱离。在进行开盖时，试剂瓶的瓶盖需要旋转指定圈数以实现开盖，因此对于夹爪组件旋转圈数的检测能够判断瓶盖是否旋转足够的圈数以实现开盖。在进行合盖时，当瓶盖完全合盖后由于瓶盖不再转动，因此夹爪旋转驱动组件的输出扭矩会增大。对于夹爪旋转驱动组件输出扭矩的检测，用于检测在合盖的过程中合盖工作是否已经完成。

12、一种移液设备，其包括开盖机构和主控模块；其中，主控模块分别与夹座驱动组件、夹持装置通讯连接，分别用于向夹座驱动组件、夹持装置发送指令。

13、采用上述的结构形式，通过设置有上述的开盖机构，能够在移液过程中进行试剂瓶的瓶盖自动开启。将需要分装的试剂灌装至各个试剂瓶内，并对于试剂瓶的瓶盖进行合盖。使用主控模块实现开盖机构的全自动化的操作，提高了工作效率。

14、一种开盖机构的控制方法，控制方法用于根据不同指令，控制开合盖机构的夹持装置，使夹持装置对当前被开合盖机构的夹座夹紧的试剂瓶进行开盖或合盖；控制方法包括如下步骤：

15、当夹持装置进行开盖时，控制夹持装置，使夹持装置夹持当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶盖；

16、待夹持装置完成对试剂瓶的瓶盖的夹持后，继续控制夹持装置，使夹持装置对该试剂瓶执行开盖动作；

17、当夹持装置进行合盖时，控制夹持装置，使夹持装置将夹持的瓶盖带至当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶口处；

18、待瓶盖移动至当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶口处时，继续控制夹持装置，使夹持装置对该试剂瓶执行合盖动作。

19、采用上述的方法，通过固定设置的试剂瓶定位装置将试剂瓶的位置在系统内的坐标位置得到定位，同时通过试剂瓶定位装置将试剂瓶固定便于后续的开盖操作。试剂瓶定位装置将试剂瓶的瓶身固定，避免了在后续开盖的过程中试剂瓶的瓶身与试剂瓶瓶盖发生联动。夹持装置朝向试剂瓶设置，便于加持组件夹紧瓶盖。夹爪组件夹紧试剂瓶瓶盖，并于试剂瓶瓶盖保持相对静止。通过夹爪旋转驱动组件驱动夹爪组件进行旋转，由于夹爪组件夹紧试剂瓶瓶盖，因此试剂瓶瓶盖能够伴随着夹爪组件共同转动实现开盖。在需要合盖时，夹爪组件伴夹持瓶盖回到试剂瓶的瓶口处，夹爪旋转驱动组件反向旋转将试剂瓶瓶盖合上。夹爪组件松开试剂瓶瓶盖，完成试剂瓶瓶盖的合盖。

20、较佳地，夹持装置包括：可夹住或释放试剂瓶的瓶盖夹爪组件、可驱动夹爪组件在三维坐标系内移动的夹爪移动驱动组件、可驱动夹爪组件旋转的夹爪旋转驱动组件；在控制夹持装置，使夹持装置夹持当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶盖的步骤中，具体包括：

21、获取当前夹座夹紧的试剂瓶的瓶盖的夹持位；

22、根据获得的夹持位，控制夹爪移动驱动组件，使夹爪移动驱动组件驱动夹爪组件从初始位朝夹持位的方向进行移动；

23、待夹爪组件移动至夹持位时，控制夹爪组件，使夹爪组件对当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶盖进行夹持。

24、采用上述的方法，对于固定在夹座上的试剂瓶进行定位。在夹爪移动组件的驱动下，夹爪组件能够移动至试剂瓶处，使得夹爪组件能够准确的对准试剂瓶。操控夹爪组件对于试剂瓶上的瓶盖进行夹紧，以准备后续的开瓶工作。

25、较佳地，夹持装置包括：可夹住或释放试剂瓶的瓶盖夹爪组件、可驱动夹爪组件在三维坐标系内移动的夹爪移动驱动组件、可驱动夹爪组件旋转的夹爪旋转驱动组件；控制夹持装置，使夹持装置将夹持的瓶盖带至当前被夹座夹紧的试剂瓶的瓶口处的步骤中，具体包括：

26、获取当前夹座夹紧的试剂瓶的瓶口所在位；

27、根据获得的瓶口所在位，控制夹爪移动驱动组件，使夹爪移动驱动组件驱动夹爪组件从初始位朝向瓶口所在位的方向进行移动；

28、待夹爪组件移动至瓶口所在位时，控制夹爪组件，使夹爪组件将夹持的瓶盖对准夹座夹紧的试剂瓶的瓶口。

29、采用上述的方法，在需要进行合盖时，夹爪组件已夹持开盖时的瓶盖。重新定位试剂瓶的瓶口所在位置，移动夹爪组件位于试剂瓶的瓶口上方。将夹爪组件夹持的瓶盖对齐试剂瓶的瓶口，用于将夹爪组件夹紧的瓶盖合盖于试剂瓶上。

30、较佳地，在控制夹持装置，使夹持装置对该试剂瓶执行合盖动作的步骤中，具体包括：

31、判断瓶盖是否合于试剂瓶；

32、如判定结果为是，则控制夹爪组件松开当前夹持的瓶盖；

33、待夹爪组件松开瓶盖后，控制夹爪移动驱动组件，使夹爪移动驱动组件控制夹爪组件移动至初始位，完成合盖。

34、采用上述的方法，通过瓶盖是否合于试剂瓶的判断，确保试剂瓶的合盖工作已经完成。完成试剂瓶的合盖后夹爪组件回到初始位置，等待下一次工作命令。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

36、在本发明中，通过固定设置的试剂瓶定位装置将试剂瓶的位置在系统内的坐标位置得到定位，同时通过试剂瓶定位装置将试剂瓶固定便于后续的开盖操作。试剂瓶定位装置将试剂瓶的瓶身固定，避免了在后续开盖的过程中试剂瓶的瓶身与试剂瓶瓶盖发生联动，并且本发明中的不同大小的夹持区能够匹配不同大小的试剂瓶，通用性较强。夹爪组件夹紧试剂瓶瓶盖，并于试剂瓶瓶盖保持相对静止。试剂瓶瓶盖能够伴随着夹爪组件共同转动实现开盖。在将试剂加入试剂瓶后，夹爪组件伴夹持瓶盖回到试剂瓶上方，夹爪旋转驱动组件反向旋转将试剂瓶瓶盖合上。实现了试剂瓶开盖与合盖的全自动化操作，避免了人工的干预，提高了生产效率。