桌面型批量移液装置的制作方法

本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种桌面型批量移液装置。

背景技术：

在医学等领域，经常会对各种试剂进行检测，检测后，试剂瓶中往往会残留一些废液，目前国内外还没有专门用于试剂瓶废液处理的设备，基本都是靠人工徒手将试剂瓶内的废液倒入废液处理池中进行处理。针对于小口径的试剂瓶，很难将瓶内的废液完全倒出，当瓶内为一些特殊液体时，例如毒品，则很有可能给不法分子造成可乘之机。随着近年来人们对于健康的日益重视，试剂检测的工作量越来越大，人工处理方式会给检测人员带来额外的工作负担，而且工作效率还很低，当试剂瓶内的残留废液为有害的化学试剂时，还会损害检测人员的身体健康。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种桌面型批量移液装置，以便能够批量的对试剂瓶内残留的废液进行清除，以提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明提出了一种桌面型批量移液装置，包括框架，所述框架包括底板，在所述底板的上表面设有第一支撑板、两个支架以及隔板，所述两个支架分别设置在所述第一支撑板的两侧，所述隔板的上端固定在所述第一支撑板上，在所述隔板上还设有汇流管，在所述底板上还设有托盘移动模块，承载试剂瓶托盘的托盘架设置在所述托盘移动模块上；在所述第一支撑板的第一表面的上端部设有上下移动模块，所述上下移动模块上设有走针模块，针组设置在所述走针模块上，所述针组与设置在所述底板上的针导模块相对应；在所述第一支撑板的第二表面的上端部设有电路板，所述隔板上还设有泵组模块，所述针组经若干第一排液管与所述泵组模块相连接，所述泵组模块经若干第二排液管与所述汇流管相连接，所述汇流管经第三排液管将废液排出。

优选的是，所述托盘移动模块包括固定板，所述固定板的一端经两个第二支撑板固定在所述底板上，所述固定板的另一端固定在所述第一支撑板上，第一步进电机固定于所述固定板的下表面，所述第一步进电机的下端设有第一编码器，所述第一步进电机的输出轴上固定主动轮，所述主动轮经皮带与从动轮相连接，所述从动轮经第一芯轴设置在所述固定板上，在所述固定板上还设有张紧轮；在所述固定板的下方设有与所述固定板相连接的第一滑轨，用于固定所述托盘架的滑台经第一滑块与所述第一滑轨相连接，所述滑台与皮带夹板相连接，所述皮带夹板与所述皮带相连接，在所述固定板上还设有第一零位传感器、第一限位传感器以及试剂瓶托盘传感器，其中第一零位传感器靠近主动轮，第一限位传感器靠近从动轮，在所述皮带夹板上还设有第一感应片，所述第一感应片用于触发所述第一零位传感器和第一限位传感器。

优选的是，所述托盘架包括托盘架底板，所述托盘架底板固定在所述滑台上，在所述托盘架底板上还设有用于固定试剂瓶托盘的角码；在所述托盘架底板的上表面还设有清洗盒，所述清洗盒上端设有清洗盒盖，所述清洗盒盖上表面设有若干通孔，液位传感器经由固定座设置在所述清洗盒上，第一进液管的一端设置在所述清洗盒内，其另一端与第四步进电机相连接，所述第四步进电机设置在所述第一支撑板的第二表面的下端部，与所述第四步进电机相连接的第二进液管与外界清洗液装置相连接。

优选的是，所述试剂瓶托盘上设有若干用于盛放试剂瓶的凹槽，所述若干凹槽以阵列的形式设置在所述试剂瓶托盘内。

优选的是，所述上下移动模块包括由上至下依次设置在所述第一支撑板上的第二步进电机固定板、第一丝杆座以及第二丝杆座，在所述第一丝杆座和第二丝杆座之间的第一支撑板上设有第二滑轨，第二步进电机固定在所述第二步进电机固定板上，第一丝杠经由第一丝杆座以及第二丝杆座定位，所述第一丝杠的上端经由联轴器与所述第二步进电机的输出轴相连接，所述第一丝杠的下端与第二编码器相连，在所述第一丝杆座以及第二丝杆座之间的第一丝杠上设有带有内螺纹的第一丝杠固定片，所述第一丝杠固定片与丝杠连接座固定相连，所述丝杠连接座上设有与所述第二滑轨配合使用的第二滑块；第二零位传感器和第二限位传感器分别经由感应开关固定板由上至下设置在所述第一支撑板上，在所述丝杠连接座上设有第二感应片，所述第二感应片用于触发第二零位传感器和第二限位传感器，在所述第一支撑板上还设有用于引导第一排液管走向的亚克力排夹。

优选的是，所述走针模块包括固定在所述丝杠连接座上的第一针组连接板，在所述第一针组连接板的上端部设有第三步进电机固定板，在所述第一针组连接板的下端部设有与所述第一针组连接板相垂直的第二针组连接板，在所述第三步进电机固定板与所述第二针组连接板之间的第一针组连接板上设有第三滑轨，第三步进电机固定在所述第三步进电机固定板上，所述第三步进电机的输出轴上设有带有内螺纹的第二丝杠固定片，所述第二丝杠固定片与丝杠固定座相连接，所述丝杠固定座上设有与所述第三滑轨配合使用的第三滑块，在所述丝杠固定座上还设有针头座，所述针头座上设有若干第二通孔；所述第三步进电机的输出轴的另一端由第二针组连接板定位，所述第二针组连接板还与针组过渡板相连接，所述针组过渡板与第二针组连接板相垂直，所述针组过渡板还与针组安装板相连接，所述针组安装板与所述针头座相平行，所述针组安装板设有个数与第二通孔个数相等的第三通孔，各第三通孔与各第二通孔一一对应；第三零位传感器和第三限位传感器由上至下依次设置在所述第一针组连接板的两侧，在所述丝杠固定座上分别设有第三感应片和第四感应片，其中所述第三感应片用于触发所述第三零位传感器，所述第四感应片用于触发所述第三限位传感器，在所述丝杠固定座上还设有用于引导第一排液管走向的亚克力排夹。

优选的是，所述针组包括若干针滑杆，所述针滑杆的个数与所述第二通孔的个数相等，各针滑杆对应设置于针头座上的各第二通孔内，并由卡簧进行固定，所述针滑杆的上端与第一排液管相连接，所述针滑杆的下端经鲁尔头与抽液针相连接，在所述鲁尔头上方的针滑杆上套接弹簧；所述针组还包括若干穿刺针，所述穿刺针的个数与所述第三通孔的个数相等，每个穿刺针分别对应固定在所述针组安装板上的各第三通孔内；所述穿刺针的孔径大于抽液针的孔径。

优选的是，所述针导模块包括两个分别固定在底板上的针导支撑板，在所述针导支撑板上固定连接有针导板，所述针导板设置在托盘架的上方以及针组安装板的下方，在所述针导板上设有若干第一通孔，所述第一通孔的个数与第三通孔的个数相同，各第一通孔与各第三通孔一一对应，每个第一通孔内还设有针导，所述针导由卡簧进行固定，所述针导为内部开设漏斗状空心的圆柱体。

优选的是，所述泵组模块包括固定于所述隔板上的泵组安装板，在所述泵组安装板上设有至少一个泵固定板，每个泵固定板上设有若干蠕动泵，每个蠕动泵经若干第二排液管与所述汇流管相连接。

优选的是，所述电路板上包括控制器，所述控制器分别与稳压模块、信号采集模块，驱动模块以及系统状态指示模块相连接，所述稳压模块还与电源相连接，所述信号采集模块与各路传感器以及各路编码器相连接，其中各路传感器包括第一零位传感器、第一限位传感器、试剂瓶托盘传感器、液位传感器、第二零位传感器、第二限位传感器、第三零位传感器以及第三限位传感器；各路编码器包括第一编码器和第二编码器；所述驱动模块分别驱动所述第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机以及蠕动泵动作，所述系统状态指示模块分别与指示灯以及蜂鸣器相连接。

本发明的该方案的有益效果在于上述桌面型批量移液装置体积小，能够批量的对试剂瓶内残留的废液进行清除，工作效率高，通过两层针的结构设计，将穿刺与抽液任务分离，能够有效的防止抽液针的堵塞问题。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的桌面型批量移液装置的结构示意图。

图2示出了本发明所涉及的框架的结构示意图。

图3示出了本发明所涉及的托盘移动模块的结构示意图。

图4示出了本发明所涉及的托盘架的结构示意图。

图5示出了本发明所涉及的试剂瓶托盘的结构示意图。

图6示出了本发明所涉及的上下移动模块的结构示意图。

图7示出了本发明所涉及的走针模块的结构示意图。

图8示出了本发明所涉及的针组的结构示意图。

图9示出了本发明所涉及的泵组模块的结构示意图。

图10示出了本发明所涉及的电路板的功能框图。

附图标记：1-框架，2-托盘移动模块，3-托盘架，4-清洗盒，5-试剂瓶托盘，6-针导模块，7-上下移动模块，8-走针模块，9-针组，10-泵组模块，11-第四步进电机，12-电路板，13-亚克力排夹，101-第一底板，102-第二底板，103-垫脚，104-第一支撑板，105-支架，106-隔板，107-汇流管，21-固定板，22-第二支撑板，23-第一步进电机，24-第一编码器，25-主动轮，26-皮带，27-从动轮，28-张紧轮，29-第一滑轨，210-第一滑块，211-滑台，212-皮带夹板，213-第一感应片，214-第一零位传感器，215-第一限位传感器，216-试剂瓶托盘传感器，217-下管槽，31-托盘架底板，32-角码，33-上管槽，34-卡管，41-清洗盒盖，42-固定座，43-液位传感器，51-凹槽，61-针导支撑板，62-针导板，63-第一通孔，64-针导，71-第二步进电机固定板，72-第一丝杆座，73-第二丝杆座，74-第二步进电机，75-第一丝杠，76-联轴器，77-第二编码器，78-第一丝杠固定片，79-丝杠连接座，710-第二感应片，711-第二零位传感器，712-第二限位传感器，713-感应开关固定板，714-第二滑块，715-第二滑轨，81-第三步进电机固定板，82-第三步进电机，83-第二丝杠固定片，84-丝杠固定座，85-第三感应片，86-第三零位传感器，87-第三限位传感器，88-第四感应片，89-第四感应片支柱，810-第一针组连接板，811-第二针组连接板，812-第三滑轨，813-针组过渡板，814-针组安装板，815-针头座，816-第二通孔，817-第三通孔，91-针滑杆，92-鲁尔头，93-抽液针，94-弹簧，95-穿刺针，1001-泵组安装板，1002-泵固定板，1003-蠕动泵，1004-第二排液管，121-电源，122-稳压模块，123-控制器，124-信号采集模块，125-驱动模块，126-系统状态指示模块，127-指示灯，128-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所涉及的桌面型批量移液装置包括框架1，所述框架1包括底板，在本实施例中，所述底板包括第一底板101和第二底板102，所述第一底板101的下表面设有垫脚103，在所述第一底板101的上表面设有第二底板102以及隔板106，所述第二底板102的上表面上设有第一支撑板104以及两个支架105，所述两个支架105分别设置在所述第一支撑板104的两侧，所述隔板106的上端固定在所述第一支撑板104上，在所述隔板106上还设有汇流管107，如图2所示。在所述第二底板102上还设有托盘移动模块2，承载试剂瓶托盘5的托盘架3设置在所述托盘移动模块2上，所述托盘架3上还设有清洗盒4，第一进液管（图中未示出）的一端设置在所述清洗盒4内，其另一端与第四步进电机11相连接，所述第四步进电机11设置在所述第一支撑板104的第二表面的下端部，与所述第四步进电机11相连接的第二进液管（图中未示出）与外界清洗液装置相连接。在所述第一支撑板104的第一表面的上端部设有上下移动模块7，所述上下移动模块7上设有走针模块8，针组9设置在所述走针模块8上，所述针组9与设置在所述第二底板102上的针导模块6相对应。在所述第一支撑板104的第二表面的上端部设有电路板12，所述隔板106上还设有泵组模块10，所述针组9经若干第一排液管（图中未示出）与所述泵组模块10相连接，所述泵组模块10经若干第二排液管（图中未示出）与所述汇流管107相连接，所述汇流管107经第三排液管（图中未示出）将废液排出。

如图3所示，所述托盘移动模块2包括固定板21，所述固定板21的一端经两个第二支撑板22固定在所述第二底板102上，所述固定板21的另一端固定在所述第一支撑板104上，第一步进电机23固定于所述固定板21的下表面，所述第一步进电机23的下端设有第一编码器24，所述第一步进电机23的输出轴上固定主动轮25，所述主动轮25经皮带26与从动轮27相连接，所述从动轮27经第一芯轴（图中未示出）设置在所述固定板21上，在所述固定板21上还设有张紧轮28，以便用于调节所述皮带26的张力。在所述固定板21的下方设有与所述固定板21相连接的第一滑轨29，滑台211经第一滑块210与所述第一滑轨29相连接，所述滑台211用于固定所述托盘架3。所述滑台211与皮带夹板212相连接，所述皮带夹板212与所述皮带26相连接，在所述固定板21的上表面还设有下槽管217，以便用于引导第一进液管，在所述固定板21上还设有第一零位传感器214、第一限位传感器215以及试剂瓶托盘传感器216，其中第一零位传感器214靠近主动轮25，第一限位传感器215靠近从动轮27，在所述皮带夹板212上还设有第一感应片213，所述第一感应片213用于触发所述第一零位传感器214和第一限位传感器215。

如图4所示，所述托盘架3包括托盘架底板31，所述托盘架底板31固定在所述滑台211上，在所述托盘架底板31上还设有用于固定试剂瓶托盘5的角码32，所述托盘架底板31的下表面还设有上管槽33以及卡管34，以用于引导第一进液管。在所述托盘架底板31的上表面设有清洗盒4，所述清洗盒4上端设有清洗盒盖41，所述清洗盒盖41用于防止清洗液的挥发，所述清洗盒盖41上表面设有若干通孔，液位传感器43经由固定座42设置在所述清洗盒4上，用于检测清洗盒4内的液位。

如图5所示，所述试剂瓶托盘5上设有若干用于盛放试剂瓶的凹槽51，所述若干凹槽51以阵列的形式设置在所述试剂瓶托盘5内。为了便于将试剂瓶内的残留废液排出，每个凹槽51的底面相较于水平面倾斜10~15°，以便使试剂瓶倾斜的放置于所述试剂瓶托盘5内。

如图6所示，所述上下移动模块7包括由上至下依次设置在所述第一支撑板104上的第二步进电机固定板71、第一丝杆座72以及第二丝杆座73，在所述第一丝杆座72和第二丝杆座73之间的第一支撑板104上设有第二滑轨715，第二步进电机74固定在所述第二步进电机固定板71上，所述第一丝杠75经由第一丝杆座72以及第二丝杆座73定位，所述第一丝杠75的上端经由联轴器76与所述第二步进电机74的输出轴相连接，所述第一丝杠75的下端与第二编码器77相连，在所述第一丝杆座72以及第二丝杆座73之间的第一丝杠75上设有第一丝杠固定片78（带有内螺纹），所述第一丝杠固定片78与丝杠连接座79固定相连，所述丝杠连接座79上设有与所述第二滑轨715配合使用的第二滑块714；第二零位传感器711和第二限位传感器712分别经由感应开关固定板713由上至下设置在所述第一支撑板104上，在所述丝杠连接座79上设有第二感应片710，所述第二感应片710用于触发第二零位传感器711和第二限位传感器712，在所述第一支撑板104上还设有用于引导第一排液管走向的亚克力排夹13。

如图7所示，所述走针模块8包括固定在所述丝杠连接座79上的第一针组连接板810，以便使所述走针模块8能够在所述丝杠连接座79的带动下进行上下移动；在所述第一针组连接板810的上端部设有第三步进电机固定板81，在所述第一针组连接板810的下端部设有与所述第一针组连接板810相垂直的第二针组连接板811，在所述第三步进电机固定板81与所述第二针组连接板811之间的第一针组连接板810上设有第三滑轨812，第三步进电机82固定在所述第三步进电机固定板81上，所述第三步进电机82的输出轴上设有第二丝杠固定片83（带有内螺纹），所述第二丝杠固定片83与丝杠固定座84相连接，所述丝杠固定座84上设有与所述第三滑轨812配合使用的第三滑块（图中未示出），在所述丝杠固定座84上还设有针头座815，所述针头座815上设有若干第二通孔816；所述第三步进电机82的输出轴的另一端由第二针组连接板811定位，所述第二针组连接板811还与针组过渡板813相连接，所述针组过渡板813与第二针组连接板811相垂直，所述针组过渡板813还与针组安装板814相连接，所述针组安装板814与所述针头座815相平行，所述针组安装板814设有个数与第二通孔816个数相等的第三通孔817，各第三通孔817与各第二通孔816一一对应；考虑到结构空间的因素，第三零位传感器86和第三限位传感器87由上至下依次设置在所述第一针组连接板810的两侧，在所述丝杠固定座84上分别设有第三感应片85和第四感应片88，其中所述第三感应片85用于触发所述第三零位传感器86，所述第四感应片88用于触发所述第三限位传感器87，为了更加稳固的固定第四感应片88，还可以设有第四感应片支柱89，所述第四感应片支柱89的一端固定于第一针组连接板810上，其另一端与所述第四感应片88相连接。在所述丝杠固定座84上还设有用于引导第一排液管走向的亚克力排夹13。

如图8所示，所述针组9包括若干针滑杆91，所述针滑杆91的个数与所述第二通孔816的个数相等，各针滑杆91对应设置于针头座815上的各第二通孔816内，并由卡簧（图中未示出）进行固定，所述针滑杆91的上端与第一排液管相连接，所述针滑杆91的下端经鲁尔头92与抽液针93相连接，为了起到缓冲的效果，在所述鲁尔头92上方的针滑杆91上可套接弹簧94；所述针组9还包括若干穿刺针95，所述穿刺针95的个数与所述第三通孔817的个数相等，每个穿刺针95通过螺纹连接的方式分别对应固定在所述针组安装板814上的各第三通孔817内。所述穿刺针95的孔径大于抽液针93的孔径。

如图2所示，所述针导模块6包括两个分别固定在第二底板102上的针导支撑板61，在所述针导支撑板61上固定连接有针导板62，所述针导板62设置在托盘架3的上方以及针组安装板814的下方，在所述针导板62上设有若干第一通孔63，所述第一通孔63的个数与第三通孔817的个数相同，各第一通孔63与各第三通孔817一一对应，每个第一通孔63内还设有针导64，所述针导64由卡簧（图中未示出）进行固定，所述针导64为内部开设漏斗状空心的圆柱体，以便用于限制穿刺针95穿刺试剂瓶盖的位置，在一定程度上能够纠正由于穿刺针95的弯曲变形引起的刺穿位置的偏差。

如图9所示，所述泵组模块10包括固定于所述隔板106上的泵组安装板1001，在所述泵组安装板1001上设有泵固定板1002，为了节约空间，在本实施例中，在所述泵组安装板1001上设有上下两个泵固定板1002，每个泵固定板1002上设有若干蠕动泵1003，每个蠕动泵1003经若干第二排液管1004与所述汇流管107相连接。

如图10所示，所述电路板12上包括控制器123，在本实施例中，所述控制器123可以采用stm32系列的arm，所述控制器123分别与稳压模块122、信号采集模块124，驱动模块125以及系统状态指示模块126相连接，所述稳压模块122还与电源121相连接，所述信号采集模块124与各路传感器以及各路编码器相连接，其中各路传感器包括第一零位传感器214、第一限位传感器215、试剂瓶托盘传感器216、液位传感器43、第二零位传感器711、第二限位传感器712、第三零位传感器86以及第三限位传感器87；各路编码器包括第一编码器24和第二编码器77；所述驱动模块125分别驱动所述第一步进电机23、第二步进电机74、第三步进电机82、第四步进电机11以及蠕动泵1003动作，所述系统状态指示模块126分别与指示灯127以及蜂鸣器128相连接。所述稳压模块122、信号采集模块124，驱动模块125以及系统状态指示模块126均为现有技术中常用的功能模块，在此不作详细的电路描述。

在具体的使用过程中，首先进行初始化操作，驱动所述第三步进电机82动作，进而使得第二丝杠固定片83带动丝杠固定座84向上移动，当所述第三感应片85触发所述第三零位传感器86时，所述控制器123会使得第三步进电机82停止动作。之后驱动所述第二步进电机74动作，进而使得第一丝杠固定片78带动丝杠连接座79向上移动，当第二感应片710触发第二零位传感器711时，所述控制器123会使得第二步进电机74停止动作。之后驱动所述第一步进电机23动作，进而使得皮带26带动滑台211移动，当第一感应片213触发第一零位传感器214时，所述控制器123会使得第一步进电机23停止动作。之后驱动所述第一步进电机23动作，进而使得清洗盒4移动到针导板62的下方，通过所述液位传感器43检测所述清洗盒4内是否有清洗液，如果有，则初始化结束。如果没有，则需要向清洗盒4内注入清洗液，为了防止液位传感器43失灵导致的错检，需要将清洗盒4内可能存在的清洗液抽出，具体过程如下：驱动第二步进电机74动作，进而使得第一丝杠固定片78带动丝杠连接座79向下移动，以便使得穿刺针95插入清洗盒4；驱动第三步进电机82动作，进而使得第二丝杠固定片83带动丝杠固定座84向下移动，以便使得抽液针93插入清洗盒4的底部；驱动蠕动泵1003动作，对清洗盒4进行抽液作业。之后驱动第三步进电机82动作，将抽液针93抬起，驱动第二步进电机74动作，将穿刺针95抽出清洗盒4。之后通过第四步进电机11向清洗盒4内注入清洗液，通过液位传感器43检测清洗盒4内的液位高度，当达到预设的液位高度时，所述控制器123会使得第四步进电机11停止动作，至此初始化结束。

具体的抽液过程如下：驱动所述第一步进电机23动作，进而使得试剂瓶托盘5的第一行凹槽51移动到所述针导板62的下方，驱动第二步进电机74动作，以便将穿刺针95插入试剂瓶；驱动第三步进电机82动作，以便将抽液针93插入试剂瓶的底部；驱动蠕动泵1003动作，对试剂瓶进行抽液作业。当废液抽完后，控制器123会使蠕动泵1003停止动作，之后驱动第三步进电机82动作，将抽液针93抬起，驱动第二步进电机74动作，将穿刺针95抽出。之后重复以上动作对试剂瓶托盘5上剩余若干行的试剂瓶内的废液依次进行抽取。之后驱动所述第一步进电机23动作，进而使得清洗盒4移动到针导板62的下方，驱动第二步进电机74动作，以便将穿刺针95插入清洗盒4；驱动第三步进电机82动作，以便将抽液针93插入清洗盒4的底部；驱动蠕动泵1003动作，对抽液针93进行清洗作业。当清洗完毕后，控制器123会使蠕动泵1003停止动作，之后驱动第三步进电机82动作，将抽液针93抬起，驱动第二步进电机74动作，将穿刺针95抽出。之后驱动所述第一步进电机23动作，进而使得试剂瓶托盘5的第一行凹槽51移动到所述针导板62的下方，以等待下一轮的抽液作业。

本发明所涉及的桌面型批量移液装置体积小，能够批量的对试剂瓶内残留的废液进行清除，工作效率高，通过两层针的结构设计，将穿刺与抽液任务分离，能够有效的防止抽液针的堵塞问题。