一种自动移液站的制作方法

1.本发明涉及微生物检测技术领域，具体为一种自动移液站。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.水、食品、化妆品和公共场所等公共产品的微生物指标中包括利用微生物定量实验获取的指标，如菌落总数、真菌总数(霉菌和酵母菌)、大肠菌群、耐热大肠菌群(粪大肠菌群)、大肠埃希氏菌类的卫生微生物指标，还包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等的定量实验获取的指标，以及液体类样本的致病菌定性实验获取的指标，上述定量实验及定性实验均需要对样本进行大容量及连续性移液，通过将样本移液至不同的培养容器中实现样本培养和检测，用于公共环境的疾病预防控制。
4.以水样为例，移液操作中，需要将保存在样品袋中的水样定量的移动到不同的容器(例如培养皿和试管)中完成不同的检测，确保每一组水样与不同的容器成组对应，而目前依靠人工使用不同规格的移液枪进行操作，需要大量的重复操作，在大量水样检测时由于无法实现自动移液，导致检测效率低下。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种自动移液站，使携带有移液容器和水样袋的夹具，经过沿输送模块依次布置的扫码喷码模块、翻转模块、开盖模块和移液模块，完成移液容器的喷码和翻转，移液容器和水样袋的开盖、移液和关盖，最终由输送模块的出料口送出，从而实现自动移液操作，确保移液得到的移液容器中的样品水均来自同一样品袋。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供一种自动移液站，包括连接在框架上的输送模块，沿输送模块的运行方向依次布置均与中控模块连接的扫码喷码模块、翻转模块、开盖模块、移液模块和枪头保存模块；
8.输送带包括并列布置的进料输送带和出料输送带，两输送带的运行方向相反，沿进料输送带的运行方向设有至少两组限位机构，扫码喷码模块、翻转模块、开盖模块和移液模块在输送带上均位于相邻两组限位机构之间，输送带位于开盖模块所在的位置设有锁定机构，输送带上设有夹具，夹具用于放置样品袋和移液容器；
9.移液模块包括相互垂直的纵向导轨和横向导轨，纵向导轨与输送带平行且纵向导轨上设有移液模组；移液模组包括活动连接在纵向导轨上并列布置的至少一组移液枪。
10.进料输送带和出料输送带的一端通过推料装置连接，另一端对应设置进料口和出料口。
11.移液模组具有与移液枪连接的第一电机，第一电机带动移液模组沿纵向导轨移
动，纵向导轨一端设有第二电机，第二电机带动纵向导轨沿横向导轨移动。
12.移液枪包括可拆卸连接的注射泵和移液枪枪头，注射泵一端通过连接部与移液枪枪头可拆卸连接，另一端设有气缸，注射泵侧部设有与退枪气缸连接的退枪板；连接部上设有密封圈。
13.限位机构包括与光电开关连接的伸缩气缸，光电开关位于输送带侧部，光电开关获取夹具经过光电开关所在位置的信号，中控模块依据光电开关获取的信号触发输送带停止运行和伸缩气缸动作，伸缩气缸的活动端伸出，伸出的活动端阻挡夹具的运动。
14.锁定机构包括连接在输送带一侧的推板，推板与锁定气缸连接，锁定气缸动作带动推板推动夹具的侧部，使夹具紧贴在框架上实现夹具位置的锁定。
15.扫码喷码模块包括位于输送带上方空间依次布置的扫码模块和喷码模块，扫码模块获取样品袋上盖标签中的样品信息，经中控模块发送给喷码模块，喷码模块动作将获取到的信息喷码至其中一组移液容器上。
16.翻转模块包括连接在输送带一侧的固定支架，固定支架与活动支架平列布置，两者之间的空间设有翻转气缸和升降电机，翻转气缸通过翻转支架连接翻转升降气缸，翻转升降气缸连接翻转夹头。
17.开盖模块包括连接在开盖导轨上的开盖传动腔和位于开盖传动腔两侧的开盖模组，每一组开盖模组均连接升降气缸实现沿垂直方向的运动，开盖传动腔内设有电机实现沿开盖导轨的方向运动，开盖导轨与输送带运行的方向相垂直。
18.开盖模组包括并列布置的吸盘、第一夹头和第二夹头，第一夹头与第一开盖气缸连接，第二夹头分别与第二开盖气缸和开盖电机连接。
19.枪头保存模块包括平列布置的两组侧板和连接在两侧板顶部的顶板，顶板设有回收孔和多个枪头保存孔。
20.与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
21.1、能够实现自动化移液，可以将多个夹具放置在输送模块中的输送带形成流水线形式的自动移液过程，提升微生物检测过程中移液操作的效率。
22.2、获得的移液容器与取样的样品袋处于同一夹具内，有利于检测过程中的对照组实验，避免样品过多出现混乱。
23.3、沿输送带运行方向依次布置的各模块符合对移液过程的要求，有利于形成流水线形式的自动移液过程。
24.4、通过扫码喷码模块能够将水样袋中的样品信息标记至所需的移液容器中，便于后续对检测样品的管理。
附图说明
25.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
26.图1是本发明一个或多个实施例提供的移液站整体结构示意图；
27.图2是本发明一个或多个实施例提供的移液站中输送模块的俯视结构示意图；
28.图3是本发明一个或多个实施例提供的移液站中翻转模块的结构示意图；
29.图4(a)是本发明一个或多个实施例提供的移液站中开盖模块的结构示意图；
30.图4(b)是本发明一个或多个实施例提供的开盖模块侧视结构示意图；
31.图5(a)是本发明一个或多个实施例提供的移液站中移液模块的俯视结构示意图；
32.图5(b)是本发明一个或多个实施例提供的移液模块中移液枪的结构示意图；
33.图5(c)是本发明一个或多个实施例提供的移液模块中移液枪和退枪头的相对位置示意图；
34.图6是本发明一个或多个实施例提供的移液站中枪头保存模块的结构示意图；
35.图1中：1、框架，2、输送模块，3、扫码喷码模块，4、翻转模块，5、开盖模块，6、移液模块，7、枪头保存模块，10、夹具，
36.图2中：21、进料口，22、出料口，23、限位机构，24、锁定机构，25、推料装置；
37.图3中：41、固定支架，42、活动支架，43、翻转升降气缸，44、翻转夹头；
38.图4中：51、开盖导轨，52、开盖传动腔，53、开盖模组，531、吸盘，532、第一夹头，533、第二夹头，534、第一开盖气缸，535、第二开盖气缸，536、开盖电机；
39.图5中：61、纵向导轨，62、横向导轨，63、移液模组，631、第一移液枪，632、第二移液枪，64、连接部，65、密封圈，66、退枪气缸，67、退枪板；
40.图6中：71、侧板，72、顶板，73、枪头保存孔，74、回收孔。
具体实施方式
41.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
42.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
43.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
44.移液，指准确移取一定体积液体的过程。公共环境疾病预防控制过程中需要检测环境样本(例如样品水)中特定的微生物数量，不同的微生物类型需要不同型号和不同规格的容器盛放才能进行检测，例如与大肠菌群相关的检测，一部分检测指标将水样移液至试管可以直接检测，而另一部分检测指标需要移液至培养皿等器材中进行培养才能完成检测，实际操作中，每一组样品袋中的水经过移液操作后，需要与试管和培养皿一一对应才能确保后续菌落培养和检测不会出现混乱。
45.正如背景技术中所描述的，移液操作中，需要将保存在样品袋中的水样定量的移动到不同的容器(例如培养皿和试管)中完成不同的检测，确保每一组水样与不同的容器成组对应，而目前依靠人工使用不同规格的移液枪进行操作，需要大量的重复操作，在大量水样检测时由于无法实现自动移液，导致检测效率低下。
46.因此以下实施例给出了一种自动移液站，使携带有水样袋、试管和培养皿的夹具，经过沿输送模块依次布置的扫码喷码模块、翻转模块、开盖模块和移液模块，完成培养皿的喷码和翻转，三种容器的开盖、移液和关盖，最终由输送模块的出料口送出，从而实现自动移液操作，确保移液得到的试管和培养皿中的样品水均来自同一样品袋。
47.实施例一：
48.如图1-6所示，一种自动移液站，包括连接在框架1上的输送模块2，沿输送模块2的运行方向依次布置扫码喷码模块3、翻转模块4、开盖模块5、移液模块6和枪头保存模块7，扫码喷码模块3、翻转模块4、开盖模块5和移液模块6均与中控模块连接；
49.输送模块2带动夹具10运行，夹具10用于放置样品袋和所需的移液容器，依次经过扫码喷码模块3、翻转模块4、开盖模块5和移液模块6，经过扫码喷码模块3获取样品袋上的水样信息，将水样信息喷码至其中一组移液容器底部，经过翻转模块4将已喷码的移液容器翻转180
°
使其上盖朝向正上方空间，经过开盖模块5将水样袋和移液容器的上盖同时开启，经过移液模块6将样品袋中的水样移液至移液容器中，移液完成后开盖模块5运动至移液模块6末尾将上盖装回样品袋和移液容器上，夹具10被输送模块2带动由输送模块2的出料口22移出移液站，获得移液完成的样品袋和移液容器。
50.输送模块2具有输送带，沿输送带运行方向设有至少两组限位机构23，扫码喷码模块3、翻转模块4、开盖模块5和移液模块6在输送带上位于相邻两组限位机构23之间，输送带位于开盖模块5所在的位置设有锁定机构24，输送带上设有夹具10，夹具10用于放置样品袋和移液容器。
51.本实施例中，如图2所示，输送带包括并列布置的进料输送带和出料输送带，两输送带的运行方向相反且一端通过推料装置25连接，另一端对应设置进料口21和出料口22，输送带整体呈u型，进料口21和出料口22分别位于u型的开口处，推料装置25位于u型末端，通过推料装置25推料板的动作将夹具10由进料口21一侧推入出料口22一侧，完成进料和出料间的切换。
52.夹具10由进料口21进入输送带，经过扫码喷码、翻转、开盖和移液动作后，通过推料装置25的动作将夹具10由进料口21一侧推入出料口22一侧，经开盖模块5实现上盖回装后，由出料口22输出。
53.限位机构23包括与光电开关连接的伸缩气缸，光电开关位于输送带侧部，当夹具10被输送带带动运行到某一设定位置时，光电开关获取到夹具10到达了该位置，则向中控模块发出信号，促使输送带停止运行，同时向伸缩气缸发送信号使伸缩气缸动作活动端伸出，伸出的活动端阻挡夹具10的运动，确保在夹具10携带水样袋和移液容器进行扫码喷码、翻转、开盖和移液时的位置不变。
54.锁定机构24包括连接在输送带一侧的推板，推板与锁定气缸连接，夹具10被输送带带动到达开盖模块5所在的位置后触发该位置的限位机构23动作，同时该位置限位机构23中的光电开光通过中控模块使锁定机构24的锁定气缸动作，带动推板推动夹具10的侧部，使夹具紧贴在框架1上实现夹具10位置的锁定，夹具10处于开盖模块5位置下完成开盖动作期间需要夹具10的位置固定不变，防止水样袋和移液容器的开盖动作失败。
55.扫码喷码模块3包括位于输送带上方空间依次布置的扫码模块和喷码模块，夹具10携带样品袋和移液容器沿输送带运行方向运动时，先经过扫码模块，扫码模块读取样品袋上盖标签中的样品信息(样品袋取样完成后会将样品信息打印在标签上，并粘贴在上盖中，例如取样时间、地点、样品水类型等)，经中控模块发送给喷码模块；在夹具10经过喷码模块后，喷码模块动作将获取到的信息喷码至其中一组移液容器中。
56.本实施例中的培养容器为试管和培养皿，培养皿倒放在夹具10顶部，喷码模块将
水样信息喷码至培养皿的底部，防止培养皿的上盖打开后损坏或是与其余的培养皿上盖混合，造成水样信息混乱。随着输送带的运行，经过翻转模块4将培养皿翻转180
°
使上盖朝向正上方，恢复为正常位。
57.如图3所示，翻转模块4包括连接在输送带一侧的固定支架41，固定支架41与活动支架42平列布置，两者之间的空间设有翻转气缸和升降电机，翻转气缸通过翻转支架连接翻转升降气缸43，翻转升降气缸43连接翻转夹头44；通过翻转升降气缸43的动作带动翻转夹头44开闭，实现培养皿的抓取，通过翻转气缸经翻转支架带动翻转升降气缸43和翻转夹头44旋转，实现培养皿被抓取时的翻转动作，使得经过喷码的培养皿能够180
°
翻转使上盖朝向正上方恢复为正常位。
58.本实施例中，夹具10上设有两组培养皿，相应的翻转升降气缸43和翻转夹头44同样具有两组，实际运行中，数量不受限制。
59.夹具10运行至翻转模块4所在的位置时，翻转升降气缸43动作带动翻转夹头44闭合夹持培养皿，升降电机动作使活动支架41垂直上升一定距离，确保夹持了培养皿的夹头、升降气缸43以及翻转支架等部件不会在翻转动作过程中与夹具10发生碰撞，此时翻转气缸动作经翻转支架带动翻转升降气缸43和翻转夹头44旋转完成培养皿的翻转，翻转完成后升降电机下降，翻转升降气缸43动作松开翻转夹头43放下培养皿，翻转动作完毕；输送带继续运行，经过翻转模块4所在的位置后，翻转气缸复位使翻转升降气缸43和翻转夹头44恢复为初始位置，为下一次翻转动作做准备。
60.如图4(a)所示，开盖模块4包括连接在开盖导轨51上的开盖传动腔52和位于开盖传动腔52两侧的开盖模组53，每一组开盖模组53均连接升降气缸实现沿垂直方向的运动，开盖传动腔52内设有电机实现沿开盖导轨51的方向运动，开盖导轨51与输送带运行的方向相垂直，使开盖模组53在输送带进料侧和出料侧之间移动；
61.本实施例中，开盖导轨51为两组平行的导轨，开盖传动腔52位于两导轨之间。
62.如图4(b)所示，开盖模组53包括并列布置的吸盘531、第一夹头532和第二夹头533，第一夹头532与第一开盖气缸534连接，第二夹头533与第二开盖气缸535和开盖电机536连接。
63.第一开盖气缸534带动第一夹头532实现对试管上盖的夹持和松开，第二开盖气缸535带动第二夹头533实现对水样袋上盖的夹持和松开，开盖电机536带动第二夹头533实现对水样袋上盖的拧紧和放松(正转和反转)。
64.夹具10运行至开盖模块5所在的位置后，开盖模组53通过升降气缸动作下降至水样袋、试管和培养皿所在的高度，下降动作后，吸盘531吸取培养皿的上盖，第一夹头532被第一开盖气缸534带动夹持试管的上盖，第二夹头533被第二开盖气缸535带动夹持水样袋的上盖，此时开盖电机536带动第二夹头533旋转，拧开水样袋上盖，升降气缸动作带动整个开盖模组53上升，完成水样袋、试管和培养皿的开盖动作，开启后，夹具10继续被输送带带动进入移液模块6所在的位置。
65.如图5(a)所示，移液模块5包括相互垂直的纵向导轨61和横向导轨62，纵向导轨61与输送带平行且纵向导轨61上设有移液模组63。
66.如图5(b)所示，移液模组63包括活动连接在纵向导轨61上并列布置的至少一组移液枪，本实施为并列布置的第一移液枪631和第二移液枪632。
67.移液模组63具有与移液枪连接的第一电机，第一电机带动移液模组63沿纵向导轨61移动，纵向导轨61一端设有第二电机，第二电机带动纵向导轨61沿横向导轨62移动，使得移液模组63能够在水平面上运动，实现移液模组63带动移液枪从枪头保存模块7中取出移液枪枪头，吸取样品袋中的水样移液至试管或培养皿中。
68.如图5(c)所示，移液枪包括可拆卸连接的注射泵和移液枪枪头，注射泵一端通过连接部64与移液枪枪头可拆卸连接，另一端设有气缸，注射泵侧部设有与退枪气缸66连接的退枪板67。
69.为了确保水样不被移液枪枪头中的杂菌干扰，移液枪枪头是一次性使用的部件，保存在枪头保存模块7中，移液模组63在电机的带动下移动至枪头保存模块7中，通过每一组移液枪安装的气缸产生的伸缩动作，将移液枪枪头插入到连接部64内实现枪头与注射泵的连接，连接部64上设有密封圈65，确保连接部64与枪头之间的密封使注射泵能够正常工作。
70.连接枪头后，移液模组63在电机的带动下移动至样品袋袋口位置，气缸动作使移液枪下降伸入样品袋内部，注射泵动作吸取水样，气缸动作升起移液枪，移液模组63在电机的带动下移动至试管或培养皿正上方，注射泵再次动作将水样排至试管或培养皿内完成一次移液，移液动作完成后，移液模组63在电机的带动下移动至枪头保存模块7的回收孔74上方，退枪气缸66动作带动退枪板67下降将连接部64上使用过的移液枪枪头推出，使枪头与连接部64分离，完成一次移液动作。
71.重复上述动作，直至夹具10中每一组试管和培养皿都接收到所需的水样。
72.每组移液枪一次移液的容量与所需的移液容器相匹配，本实施例中，第一移液枪631和第二移液枪632的容量不同(即两注射泵每次动作吸取和排出的液体体积不同，取决于实际的检测需求)，分别用于试管和培养皿的移液，例如试管接收5ml水样，培养皿接收10ml水样，相应的，枪头保存模块7中保存的待使用的枪头也存在5ml和10ml两种规格。
73.移液完成后，夹具10在推料装置25的推动下由进料输送带移动至出料输送带，运行至开盖模块5所在的位置时停止，锁定机构24再次动作锁定夹具10的位置，开盖模块5中的开盖模组53上还夹持着水样袋、试管和培养皿的上盖，则开盖模组53沿开盖导轨51运动至夹具10的正上方，升降气缸动作带动开盖模组53下降至水样袋、试管和培养皿的管口位置，吸盘531和第一夹头532将各自夹持的上盖回装至培养皿和试管上，第二夹头533则反向旋转拧紧水样袋的上盖，升降气缸再次动作升起开盖模组完成水样袋和移液容器上盖的回装动作。
74.此时的夹具10由出料输出带带动至出料口22，完成一次自动移液过程，有工作人员从夹具10中回收已经移液完毕的水样袋、试管和培养皿用于后续的检测和培养过程。
75.如图6所示，枪头保存模块7包括平列布置的两组侧板71和连接在两侧板71顶部的顶板72，顶板72设有多个枪头保存孔73，用于保存与移液枪待连接的一次性枪头，本实施例中的枪头保存孔73具有两种规格分别对应5ml和10ml的一次性移液枪枪头；顶板72还设有回收孔74，回收孔74下方可以放置回收箱，当移液模组63完成一次移液动作后，在电机的带动下移动至回收孔74上方，通过退枪板67的动作将使用过的枪头从移液枪连接部64中推出，使退出使用的枪头能够经回收孔74落入回收箱内，用于统一回收处理。
76.上述结构的移液站，输送模块2带动夹具10运行，夹具10用于放置样品袋和所需的
移液容器(本实施例为试管和培养皿)，依次经过扫码喷码模块3、翻转模块4、开盖模块5和移液模块6；
77.经过扫码喷码模块3获取样品袋上的水样信息，将水样信息喷码至其中一组移液容器底部(本实施例为培养皿)；
78.再经过翻转模块4将已喷码的移液容器(本实施例为培养皿)翻转180
°
使其上盖朝向正上方空间；
79.再经过开盖模块5将水样袋和移液容器的上盖同时开启；
80.再经过移液模块6将样品袋中的水样移液至移液容器中；
81.移液完成后开盖模块5运动至移液模块6末尾将上盖装回样品袋和移液容器上；
82.最终夹具10被输送模块2带动由输送模块2的出料口22移出移液站，获得移液完成的样品袋和移液容器，工作人员对样品袋和移液容器进行回收。
83.上述移液站能够实现自动化移液，可以将多个夹具放置在输送模块中的输送带形成流水线形式的自动移液过程，提升微生物检测过程中移液操作的效率。
84.获得的移液容器与取样的样品袋处于同一夹具内，有利于检测过程中的对照组实验，避免样品过多出现混乱。
85.沿输送带运行方向依次布置的各模块符合对移液过程的要求，有利于形成流水线形式的自动移液过程。
86.通过扫码喷码模块能够将水样袋中的样品信息标记至所需的移液容器中，便于后续对检测样品的管理。
87.在中控模块的控制下，输送模块中的进料输送带侧部设置的限位装置形成对移液过程中每一个操作的限位。
88.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。