双头移液工作站的制作方法

本技术涉及一种生物医学领域使用的移液工作站，特别是具有双工作头的双头移液工作站，属于机械设备领域。

背景技术：

1、在生命科学领域，特别是pcr体系(聚合酶链式反应，polymerase chainreaction)过程中构建体系中，需要大规模的进行溶液混合处理工作；移液过程，主要为吸液、吐液、清洗。

2、目前pcr工作中的移液，主要通过人工操作进行；该工作操作技术难度不大，但由于是大规模的重复性机械操作，容易造成操作疲劳，就容易造成工作效率低，或出错。

3、故，有必要将该移液过程，进行自动化改造，以代替人工作业，提高作业效率，同时避免出错。中国专利公开号为cn114713311a的全自动移液分液工作台，即公开了类似的设备，但其采用了工业多自由度机械臂(抓取机械手)，作为通用设备，设备造价更高，维护成本也更高；同时移液作业效率却受机械臂结构限制，仍不够高。

4、故，有必要针对移液操作，设计一款全自动工作站，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种双头移液工作站，采用三坐标移动机构进行快速移动；同时将钢针设置在弹性机构上，通过针头进行探底，确保移液作业时针头位于试剂容器的底部，提高吸液、吐液的质量；最终实现全自动、高效的移液作业。

2、为达到上述实用新型目的，本实用新型提供了一种双头移液工作站，包括机架、设备板、三坐标移动机构、及移液钢针组件；

3、所述机架的前部为作业区，其内设有可移动的所述设备板；所述设备板上设有温控单元，及若干合成板；所述合成板上设有试剂容器，其内储存有待移液的试剂；

4、在设备板的两侧设有清洗槽，所述清洗槽固定在作业区的两侧；

5、所述三坐标移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构、及升降机构；

6、所述横向移动机构为单轴双动子直线电机模组，具有2个可相互独立运行的横向直线移动平台；所述横向移动机构的固定部分安装在所述机架的上部；

7、在2个所述横向直线移动平台上分别安装有纵向移动机构，所述纵向移动机构为单轴直线电机模组，在直线轨道内具有1个可纵向移动的纵向直线移动平台；

8、2个纵向直线移动平台上分别安装有所述升降机构，所述升降机构位于作业区上方；

9、所述升降机构的底部设有所述移液钢针组件；

10、所述移液钢针组件包括钢针、及弹性机构；

11、所述钢针的顶部与高精密注射泵相连，所述高精密注射泵安装在所述机架上，并通过软管与所述钢针相连；

12、钢针的内部为用于储纳溶液的中空腔室；钢针的底部为针头；

13、所述钢针通过所述弹性机构安装在所述升降机构的升降平台上；所述升降平台可带着所述移液钢针组件进行升降运动；

14、所述弹性机构包括活动块、固定座、导向销；

15、所述钢针固定在所述活动块上，且针头位于所述活动块的下方；

16、所述活动块通过导向销安装在所述固定座上；

17、所述导向销、所述钢针相互平行，且保持竖直状态；

18、所述固定座固定在所述升降平台上；

19、所述活动块可沿着所述导向销相对所述固定座进行升降运动；

20、所述活动块的一侧设有第二挡板，在所述升降平台上相应设有第二定位传感器；

21、常规状态下，所述第二挡板位于所述第二定位传感器的下方；所述活动块保持远离所述固定座。

22、作为本实用新型的进一步改进，所述活动块内设有2个竖直的通孔，所述通孔内分别设有所述导向销；所述导向销的顶部固定在所述固定座上；

23、所述导向销可沿所述活动块的通孔竖直移动。

24、进一步的，所述通孔内设有导套，所述导向销装在所述导套内。

25、进一步的，在导向销外套设有弹簧，所述弹簧位于所述固定座与所述活动块之间；

26、所述弹簧处于压缩状态。

27、作为本实用新型的进一步改进，所述活动块内设有夹槽；所述夹槽为弹性夹紧开口槽；

28、所述夹槽的内侧设有圆形槽，所述钢针的夹持柄塞入所述圆形槽内；

29、所述夹槽的外侧为平槽，所述平槽部位设有螺孔；

30、螺钉拧入所述螺孔内，可将所述夹槽的平槽并拢，进而收缩所述圆形槽，将所述钢针夹紧固定在所述活动块上。

31、作为本实用新型的进一步改进，所述升降机构为丝杠螺母驱动机构；

32、设有升降底板，所述升降底板固定在所述纵向直线移动平台上；

33、所述升降底板的顶部设有升降驱动元件；

34、所述升降驱动元件内设有驱动电机，中间为驱动螺母，驱动螺母内穿设有驱动丝杠；

35、所述驱动丝杠的底部设有驱动板；所述驱动板与升降平台相连接；

36、所述升降底板上竖直设有直线导轨，所述升降平台通过直线滑块安装在所述直线导轨上。

37、进一步的，每侧的升降机构内设有2个所述直线滑块，同时固定在所述升降平台上，并安装在所述直线导轨上。

38、进一步的，所述升降机构内设有定位传感器；

39、在所述升降平台的一侧固定有第一挡板；

40、在升降底板上相应设有若干个第一定位传感器。

41、再进一步的，所述第一定位传感器设有2个，分别位于最下方极限位置，及最上方极限位置。

42、更进一步的，还设有第3个所述第一定位传感器，位于最上方极限位置的下方1-2厘米处，为升降零点位置。

43、本实用新型的所述移液钢针组件工作时，随着三坐标移动机构移动到指定合成板的试剂容器正上方，然后所述升降机构动作，将所述移液钢针组件降下，使所述钢针的针头插入到试剂容器内；随着所述升降平台的下降，直至所述针头触碰到试剂容器的底部；此时，随着升降平台的继续下降，所述针头由于被试剂容器的底部限位，所述固定座与所述活动块发生相对运动，同时所述第二定位传感器向所述第二挡板移动，直至所述第二定位传感器检测到所述第二挡板，即可知所述钢针已触底，发出信号，所述升降驱动元件停止转动，并适当反转，将所述升降平台抬起若干毫米，使所述针头位于离试剂容器底部1-2mm的位置；然后启动所述高精密注射泵进行吸液，将溶液全部吸入钢针内，此时由于针头离试剂容器底部很近，通过吸力可以将试剂容器内的全部溶液吸入到钢针内，从而节约试剂；钢针的吸液容量为1～20ul(±3％)；吸液完毕后，所述升降机构升起至升降零点位置，将钢针完全提升离开试剂容器，再移动到需要吐液的试剂容器上方，所述升降机构重复下落动作，最后将钢针的针头停留在离试剂容器底部1-2mm的高度位置，反向启动所述高精密注射泵，将钢针内的溶液全部吐出，此时由于钢针的针头位于试剂容器的底部位置进行吐液，吐出的溶液不会飞溅到试剂容器的壁面上，避免液体挂壁的现象出现。

44、本实用新型的吸液、吐液过程中，通过控制钢针的针头都位于试剂容器的底部位置，可以确保能够将试剂容器内的溶液完全吸取，并投放至目标试剂容器内，确保溶液的转移量是确定、稳定的，可以减少试剂浪费，且保证产品的品质稳定。经测试，整个移液过程可以控制在12秒左右，极大的提高了作业效率。

45、当移液完毕后，所述升降机构带着钢针完全升起，然后移动到所在侧清洗槽的上方，再下落指定高度，将钢针的下部浸泡在清洗槽的清洗液内，对钢针进行清洗。清洗槽设有2个，位于合成板所在作业区的两侧，这样当一侧的升降机构带着钢针在清洗槽内进行清洗时，整个作业区都是开放的，可以供另一侧的工作头(横向移动平台、纵向移动机构、升降机构、及移液钢针组件)进行吸液、吐液作业；双工作头交替移液，可以避免清洗浪费时间，进一步提高作业效率。

46、本实用新型的双头移液工作站，采用三坐标移动机构作为移动机构，移动精度高，速度快，且生产、维护成本低；同时，采用单轴双动子直线电机模组作为横向移动机构，可以同时安装两台工作头，且相互之间可独立运行，进一步提高了作业效率；在升降机构的底部设有移液钢针组件，通过弹性机构，配合定位传感器，方便钢针的针头在下降过程中实现对试剂容器的探底，从而能够可靠的将试剂容器内的溶液全部吸入钢针内，或将溶液可靠的排入到试剂容器内，避免溶液浪费。

47、本实用新型的双头移液工作站，整体结构简单，同时具有双工作头，且结合移液钢针组件实现可靠的吸液、吐液，即提高了移液作业效率，又提高了移液质量，进而保证产品合成过程的品质稳定。