96通道自動移液器的製作方法

2023-09-18 01:49:55 1

本實用新型應用在醫療行業，尤其涉及對96個樣品平行提取的96通道自動移液器。

背景技術：

移液器就是一種用於方便我們用戶移取液體樣品的實驗室常規儀器。移液器的原理很簡單，就是通過彈簧的伸縮力量使活塞上下活動，排出或吸取液體。

一般說來，移液器分為兩種，一種是空氣置換式；另一種是外置活塞式，常被作為特殊移液器，應用範圍比較窄，這種類型的移液器可以用於移取粘稠度高的樣品。

空氣置換式，就是下壓活塞，把移液器下端內部的空氣壓出，之後在活塞上移的時候，移液器下端內部的氣壓就小於外部氣壓，這樣在外部氣壓的作用下就可以把液體吸上來了。簡而言之，就是空氣出去，液體進來！

外置活塞式，其實和針筒的道理一模一樣，見過針筒的工作過程，也就大概能明白外置活塞式的原理了。

從第一支移液器到現在移液器市場的主流，都是每次都只能轉移一份液體樣品的移液器，我們稱之為單道移液器。但隨著生命科學領域的快速發展，很多時候單道移液器意味著效率低下。舉例而言，如果要填充滿一個96孔板(96孔板就是一個有96個孔的塑料板，每個孔都能容納一定體積的液體)，用單道移液器就必須重複96次移液操作。如果要連續填充滿多個96板，就出現了多道移液器，就是一次移液操作就可以轉移多份液體樣品，這種移液器我們俗稱「排槍」。

現在，市場上有很多種多道移液器，如6道、8道、12道、16道、24道，甚至36道、48道、64道和96道(供應商稱之為96道移液工作站)。舉例來說，用8道移液器可以一次轉移8份液體樣品，其它類型以此類推。當然，市場上用的最多的還是8道和12道的移液器，所以生產16道及以上通道數的移液器的廠家也不多，甚至有的種類僅有一個生產廠家。

目前市場上多數移液設備，要麼處理的通量不夠，要麼運行成本太高，性價比低，不能讓多數研究者滿意。

技術實現要素：

本實用新型提供一種可對96個樣品平行提取分裝、一致性非常好、出錯率極低的96通道自動移液器。

本實用新型提供一種96通道自動移液器，其包括：X軸基座、與該X軸基座垂直連接的Z軸模組、在Z軸模組上沿著Z軸模組在Z方向上滑動的S軸模組、以及位於X軸基座側邊的壓力傳感器；其中，所述X軸基座包括：底板、位於該底板上的藥品支架適配器和電源適配器、以及位於底板上的定位銷；所述Z軸模組包括：Z軸導軌、連接在該Z軸導軌一端部的提手、位於該Z軸導軌之間且連接在該提手底部的連杆、滑動連接在該Z軸導軌上且在該連杆滑動的Z軸滑塊、以及固定在該Z軸導軌側邊的Z軸步進電機；所述連杆的端部與所述X軸基座的定位銷對應設置；所述S軸模組固定在所述Z軸模組的Z軸滑塊上，該S軸模組包括S軸步進電機。

優選地，所述X軸基座還包括：固定在該底板上的擋條、滑動連接在該底板且與該擋條挨著的移動板、以及固定在該移動板上的固定板，所述藥品支架適配器和電源適配器安裝在該固定板上。

優選地，所述底板包括基板本體、以及由該基板本體延伸的延伸板；其中，該基板本體內設有相對設置兩個線軌、以及在每個線軌上滑動連接的至少一滑塊，所述移動板固定連接在該滑塊上；所述定位銷設置在所述延伸板上。

優選地，所述Z軸模組還包括固定連接在所述導軌另一端部且由所述連杆穿過的框架模組，該框架模組固定在所述X軸基座的延伸板上。

優選地，所述Z軸模組還包括：支撐所述Z軸步進電機的電機法蘭座、均與該電機法蘭座和Z軸導軌連接的支撐座、以及支撐該支撐座的多個立柱，立柱位於所述X軸基座的延伸板上。

優選地，所述Z軸模組還包括：控制該Z軸步進電機啟動的按鈕、以及與該按鈕連接且穿過框架模組的拔杆。

優選地，所述Z軸模組還包括：與所述拔杆連接的模組法蘭、以及與該Z軸導軌背部連接的遮擋板；所述Z軸步進電機固定在該遮擋板上。

優選地，所述S軸模組還包括：固定在所述Z軸滑塊上的S軸模組法蘭、固定在所述S軸模組法蘭上的S軸第一側板、與該S軸第一側板相對設置的S軸第二側板、均與該S軸第一側板和S軸第二側板的上端連接的S軸步進電機法蘭，所述S軸步進電機固定在該S軸步進電機法蘭上。

優選地，所述S軸模組還包括：固定在S軸第一側板內側的第一電木卡位、以及固定在S軸第二側板內側的第二電木卡位。

優選地，所述S軸模組還包括：固定在S軸第一側板內側的第一S軸鉤板、固定在S軸第二側板內側的第二S軸鉤板、連接在第一S軸鉤板和第二S軸鉤板之間的S軸下板、固定在S軸步進電機法蘭上且固定至S軸下板上的四個導向柱、以及位於S軸步進電機法蘭的上方且由該四個導向柱支撐的回型框架；所述S軸步進電機由該回型框架支撐。

本實用新型96通道移液器可對96個樣品平行提取分裝，一致性非常好。大大減少人工手工分液的時間，且出錯率極低。

附圖說明

圖1為本實用新型96通道自動移液器帶有外殼的結構示意圖；

圖2為圖1所示96通道自動移液器去掉外殼的結構示意圖；

圖3為圖1所示96通道自動移液器的X軸基座的結構示意圖；

圖4為圖3所示X軸基座的底板的結構示意圖；

圖5為圖1所示96通道自動移液器的Z軸模組的結構示意圖；

圖6圖1所示96通道自動移液器的S軸模組的結構示意圖；

圖7圖1所示96通道自動移液器的配電盤的結構示意圖；

圖8為圖1所示96通道自動移液器的另一角度的結構示意圖；

圖9為圖2所示96通道自動移液器另一角度的結構示意圖；

圖10為圖7示配電盤的電路示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。

本發明提供一種96通道自動移液器100，其運用於醫療行業，可對96個樣品平行提取，提高了所提取產物的質量，結果重現可靠，一致性好。

請參閱圖1和圖2所示，96通道自動移液器100包括：X軸基座1、Z軸外殼2、固定在Z軸外殼2內且與該X軸基座1垂直連接的Z軸模組3、固定在該Z軸外殼2上的S軸外殼4、以及固定在該S軸外殼4內且在Z軸模組3上沿著Z軸模組3在Z方向上滑動的S軸模組5、以及固定在Z軸模組3上的配電盤6。其中，S軸垂直於X軸和Z軸所在的平面。

請參閱圖3所示，X軸基座1包括：位於底部的底板11、固定在該底板11上的擋條12、滑動連接在該底板11且與該擋條12挨著的移動板13、固定在該移動板13上的固定板14、安裝在該固定板14上的藥品支架適配器15和電源適配器16、以及固定在底板11上的定位銷17。其中，藥品支架適配器15和電源適配器16連接在一起。

請參閱圖4所示，底板11包括基板本體111、以及由該基板本體111延伸的延伸板112。其中，該基板本體111內設有相對設置兩個線軌(圖未示)、以及在每個線軌上滑動連接的兩個滑塊(圖未示)，移動板13固定連接在該滑塊上。定位銷17固定在延伸板112。

X軸基板1的組裝方法時，包括如下步驟：

A1：首先，在移動板13的底部固定相對兩個導軌；然後在每個導軌上滑動連接滑塊；

A2：測量該兩個導軌的平行度，調整兩個導軌的平行狀態；

A3：採用六角螺絲分別將移動板13和擋條12固定在底板11的基板本體111上，並使移動板13的滑塊位於基板本體111對應的長槽113內，移動板13的一側邊與擋條12的側邊挨著；

A4：用螺絲將固定板14固定在移動板13上；

A5：使移動板13在底板11內滑動，如果正常滑動，則安裝正確；如果不能正常滑動，按照步驟A1至A4重新安裝X軸基板1。

X軸基板1還包括將定位銷17固定在底板11的延伸板112上的步驟。

請參閱圖5所示，Z軸模組3包括：沿Z軸方向設置的Z軸導軌37、連接在該Z軸導軌37一端部的提手32、位於該Z軸導軌37之間且連接在該提手32底部的連杆33、滑動連接在該Z軸導軌37上且在該連杆33滑動的Z軸滑塊34、固定連接在該導軌31另一端部且由該連杆33穿過的框架模組35、固定在該Z軸導軌37側邊的Z軸步進電機31、支撐該Z軸步進電機31的電機法蘭座371、均與該電機法蘭座371和Z軸導軌37連接的支撐座381、支撐該支撐座381的多個立柱382、控制該Z軸步進電機31啟動的按鈕39、與該按鈕39連接且穿過框架模組35的拔杆71、與該拔杆71連接的模組法蘭72、以及與該Z軸導軌37背部連接的遮擋板73；Z軸步進電機31固定在該遮擋板73上；Z軸導軌37設有具有相對兩個導軌的第一側面和與該第一側面相對的第二側面。

Z軸模組3固定在X軸基座1的底板11的延伸板112上，連杆33穿過框架模組35的端部與底板11的定位銷17對應設置，框架模組35固定在X軸模組1的延伸板112上；當啟動Z軸步進電機31時，連杆33移動並與定位銷17接觸。

立柱382位於X軸基座1的底板11的延伸板112上。

Z軸模組3的組裝方法，包括如下步驟：

B1：Z軸導軌37固定在框架模組35上；

B2：框架模組35固定在X軸基座1的延伸板上；

B3：立柱382連接在支撐座381上；

B4：支撐座381固定在Z軸導軌37未設置導軌的側面上；

B5：電機法蘭座371固定在支撐座381上，再將Z軸步進電機31固定在電機法蘭座371上。

請參閱圖6示，S軸模組5固定在Z軸模組3的Z軸滑塊34上，該S軸模組5包括：S軸步進電機51、固定在Z軸滑塊34上的S軸模組法蘭52、固定在S軸模組法蘭52上的S軸第一側板531、與該S軸第一側板531相對設置的S軸第二側板532、均與該S軸第一側板531和S軸第二側板532的上端連接且固定S軸步進電機51的S軸步進電機法蘭541、S軸第一固定板551、S軸第二固定板552、固定在S軸第一側板531內側的第一電木卡位561、固定在S軸第二側板532內側的第二電木卡位562、固定在S軸第一側板531內側且位於第一電木卡位561之上的第一S軸鉤板5311、固定在S軸第二側板532內側且位於第二電木卡位562的第二S軸鉤板5321、連接在第一S軸鉤板5311和第二S軸鉤板5321之間的S軸下板(圖未示)、固定在S軸步進電機法蘭541上且固定至S軸下板上的四個導向柱5411、以及位於S軸步進電機法蘭541的上方且由該四個導向柱5411支撐的回型框架5412。

S軸步進電機51由該回型框架5412固定；S軸第一固定板551和S軸第二固定板552均為加強版，S軸第一固定板551連接在S軸第一側板531、S軸第二側板532和S軸步進電機法蘭541一側之間，S軸第二固定板552連接在S軸第一側板531、S軸第二側板532和S軸步進電機法蘭541另一側之間。

S軸模組5的組裝方法，包括如下步驟：

C1：第一電木卡位561固定在S軸第一側板531的內側，第二電木卡位562固定在S軸第二側板532的內側。

C2：第一S軸鉤板5311固定在S軸第一側板531內側且位於第一電木卡位561上方，第二S軸鉤板5321固定在S軸第二側邊532內側且位於第二電木卡位562上方，S軸下板連接在第一S軸鉤板5311和第二S軸鉤板5321之間。

C3：S軸步進電機法蘭541固定在S軸第一側板531和S軸第二側板532端部之間。

C4：4個導向柱541穿過S軸步進電機法蘭541並定位至S軸下板。

C5：回型框架5412連接在該4個導向柱541的端部。

C6：S軸步進電機51固定在S軸步進電機法蘭541上並由回型框架5412固定。

C7：在S軸第一側板531、S軸第二側板532和S軸步進電機法蘭541一側之間組裝S軸第一固定板551，在S軸第一側板531、S軸第二側板532和S軸步進電機法蘭541另一側之間組裝S軸第二固定板552。

C8：S軸模組法蘭52均固定在S軸第一側板531和Z軸模組3的Z軸滑塊34上，完成S軸模組5固定在Z軸模組3上的步驟。

請參閱圖7所示，配電盤6包括：固定在Z軸模組3上的底板61、與Z軸步進電機31連接的Z軸電機驅動器62、降壓模塊63、接線端子臺64、PLC控制器65、與S軸步進電機51連接的S軸步進驅動器66、WIFI模塊67、電源68、稱重模塊69、以及壓力傳感器70。其中，降壓模塊63、接線端子臺64、PLC控制器65、S軸驅動裝置66、WIFI模塊67、電源68、稱重模塊69、以及壓力傳感器70均固定在底板61上，壓力傳感器70位於X軸基座1的藥品支架適配器15和電源適配器16側邊。

Z軸電機驅動器62、S軸步進電機驅動器66、稱重模塊69、以及WIFI模塊67均與PLC控制器65連接；壓力傳感器70與稱重模塊69連接；電源68分別與稱重模塊69和降壓模塊63連接。

外部的ipod控制器71與WIFI模塊67連接，實現ipod控制器71與配電盤6連接，實現相關功能的操作。

Z軸模組3保證Z軸的剛性和定位精準度，S軸(吸放液軸)採用系列貫通式絲杆電機來控制吸放液精度；Z軸可通過壓力傳感器70控制上下移動，從而可用此功能來測試客戶耗材的相關尺寸；外部通過ipod控制器71用WIFI模塊67與配電盤6通訊，而實現相關功能的操作。

工作時，包括如下步驟：

第一步：電源68對稱重模塊69和降壓模塊63提供電源；

第二步：降壓模塊63將24V電壓降為5V電壓並提供給WIFI模塊67；

第三步：壓力傳感器70檢測X軸基座1所受到的壓力，並將壓力傳遞給稱重模塊69；

第四步：稱重模塊69接受壓力傳感器70的信號並輸入至PLC控制器65，經PLC控制器65轉換後輸入到Z軸電機驅動器62和X軸步進驅動器66；

第五步：Z軸電機驅動器62驅動Z軸步進電機31運轉，S軸步進電機驅動器66驅動S軸步進電機51運轉；

第六步：PLC控制器65控制Z軸電機驅動器62、X軸電機驅動器66、稱重模塊69、以及WIFI模塊67動作；

第七步：WIFI模塊67發射WIFI信號給ipod控制器71，ipod控制器71接收到IPOD信號並反饋給PLC控制器。

本發明通過配電盤上設有與步進電機連接的驅動器、降壓模塊63、接線端子臺64、PLC控制器65、WIFI模塊67、電源68、稱重模塊69、以及壓力傳感器70，實現配電盤與外部ipod控制器71連接，達到控制整個96通道移液器的目的。

本發明96通道移液器可對96個樣品平行提取分裝，一致性非常好。大大減少人工手工分液的時間，且出錯率極低。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬於本發明的保護範圍。