一种移液工作站的制作方法

1.本发明涉及医疗检测设备技术领域，具体地说是一种移液工作站。


背景技术：

2.在生物化学等实验中，经常需要将对液体药品进行转移，传统是采用胶头滴管等简单的移液装置，需要进行大量实验样本的情况下，也会采用移液枪来进行。
3.而现有的移液工作大多是人工操作的，即人工按动移液按压杆，移液按压杆推动吸头吸取试剂，将试剂与样本在指定的顶空瓶内混合反应，然后盖上瓶盖再送分析测试。而移液工作站是一种精密器械，使用时须保持正确的姿势，并且在使用时握持的力度需要控制，而且由于需要检验的样品数量较多，且操作人员并不唯一，从而增加了误差概率，工作效率低；并且人工手动移液方式还容易出现移液错误，导致检测结果不准确。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是，为了克服现有技术中的缺陷，提供一种移液工作站，具备自动清洗、吸液、吐液功能，实现试剂以及样本自动化转移至混合容器中，无需人工手动操作，大大提高了自动化程度，降低人力劳动强度，提高移液效率。
5.为解决上述问题，本发明提供一种移液工作站，包括箱体，所述箱体内设置有工作区，所述工作区内放置有试剂容器、样本容器以及混合容器，所述箱体的侧壁上开设有用于供所述试剂容器以及样本容器以及混合容器进出的窗口；所述箱体内还设置有
6.试剂臂机构，包括试剂针、第一驱动机构以及试剂吸吐模块，所述第一驱动结构用于驱动所述试剂针沿着xyz三轴直线运动，所述试剂吸吐模块用于驱使所述试剂针将所述试剂容器中的试剂自动转移至所述混合容器中；
7.样本臂机构，包括样本针、第二驱动机构以及样本吸吐模块，所述第二驱动结构用于驱动所述样本针沿着xyz三轴直线运动，所述样本吸吐模块用于驱使所述样本针将所述样本容器中的样本自动转移至所述混合容器中；
8.试剂针清洗机构，用于实现所述试剂针的外壁清洗；
9.样本针清洗机构，用于实现所述样本针的外壁清洗；
10.液路机构，分别与所述试剂针、样本针内腔连通，用于实现所述试剂针、样本针的内壁清洗；并且所述液路机构还用于给所述试剂针清洗机构、样本针清洗机构提供外壁清洗液；
11.所述箱体上还设有操控屏，所述操控屏与所述试剂臂机构、样本臂机构、试剂针清洗机构、样本针清洗机构以及液路机构均电连接。
12.本发明的移液工作站与现有技术相比具有以下优点：
13.本发明的移液工作站设置一个专门的箱体机构，并且在箱体的侧壁上开设一个窗口用于取放试剂以及样本，在箱体中通过试剂臂机构以及样本臂机构的xyz轴方向直线动，实现试剂以及样本自动快速的转移至相应的混合容器中，整个过程无需人工参与，有效提
高工作效率；并且在箱体内还增加了用于分别对试剂针、样本针进行分开独立清洗的试剂针清洗结构以及样本针清洗结构，避免不同样本或者试剂之间的混合，保证检测结果的准确性；另外的，本发明的移液工作站结构中除了能够实现试剂针、样本针的外壁清洗，还能实现内壁的清洗，并且通过同一个液路机构进行控制，简化结构，保证试剂针以及样本针的清洗效率；而且上述结构可以通过操控屏进行集中操控，有效简化操作步骤，方便检测人员操作，提高工作效率。
14.进一步的，所述液路机构包括供液组件、清洗组件以及排废组件，所述供液组件一端与水源连接，另一端与所述试剂吸吐模块、样本吸吐模块连通；所述试剂吸吐模块或样本吸吐模块用于驱使所述水源从所述试剂针或样本针排出，以实现试剂针或者样本针的内壁清洗；所述清洗组件用于将水源输送至所述剂针清洗机构或样本针清洗机构，以实现所述试剂针或样本针外壁的清洗；所述排废组件一端与所述试剂针清洗机构或样本针清洗机构连通，另一端连通至废液盒，用于实现清洗废液的回收。
15.作为改进的，所述第一驱动机构、第二驱动机构结构相同，它们均包括沿y轴方向水平延伸的设在所述工作区的上方，且沿所述箱体的x轴方向可滑动的支撑梁，所述箱体上安装有用于驱动所述支撑梁沿x轴方向水平移动的第一驱动组件；所述支撑梁上安装有沿y轴方向可滑动的安装板以及用于驱动所述安装板滑动的第二驱动组件；所述安装板上安装有沿z轴可滑动的滑块以及用于驱动所述滑块滑动的第三驱动组件；所述试剂针或样本针连接在对应的滑块上，所述试剂吸吐模块、样本吸吐模块连接于箱体上。
16.优选的，所述第一驱动组件、第二驱动组件以及第三驱动组件均包括驱动电机、主动轮、从动轮以及皮带，所述皮带张紧配装在主动轮和从动轮的外部，所述驱动电机的输出轴与所述主动轮的中心轴连接；所述支撑梁的一端或安装板或滑块连接于所述皮带上。上述结构中支撑梁的左右运动、安装板的前后运动以及滑块的上下运动均通过同步带机构进行驱动，降低驱动结构的复杂度，并且驱动稳定，操控方便。
17.再改进的，所述箱体内腔前后两侧的上端分别设有沿x轴方向水平延伸的前固定梁和后固定梁，所述第一驱动组件设置在所述后固定梁上，所述支撑梁的后端与所述第一驱动组件的皮带连接，所述支撑梁的前端与所述前固定梁滑动连接。上述改进结构中，前固定梁以及后固定梁结构的设置有效增加支撑梁水平运动的稳定性，从而保证试剂针以及样本针在xyz轴三个方向直线运行的平稳性，提高移液精度。
18.再改进的，所述试剂针清洗机构、样本针清洗机构结构相同，它们均包括安装于箱体底板上的清洗座，所述清洗座上设有上部开口的清洗腔，且所述清洗腔与所述清洗组件连通。上述改进结构中，在箱体内腔底板上设置专门的试剂针清洗腔以及样本针清洗腔，用于对试剂针以及样本针进行独立清洗，在不同时间的移液过程中，避免混入非本次的样本或者不同类型试剂，保证检测结果的准确性。
19.再改进的，所述清洗腔包括进液腔和排液腔，所述进液腔的底部与清洗组件连通，所述排液腔的底部与所述排废组件连通；且所述进液腔与所述排液腔的上端设有连通槽；当所述试剂针或者样本针伸入所述进液腔时，所述清洗组件往所述进液腔内供液用于对所述试剂针或者样本针的外壁进行冲洗。上述改进结构中，将清洗腔分成两个腔室，一个腔室用于供试剂针或者样本针伸入进行外壁清洗，并且清洗后的废液可以通过连通槽溢流至排液腔，并且通过相应的排废组件排出，保证进液腔的清洗液的纯净度，进而保证试剂针或样
本针每一次使用后都能清洗的干净、彻底。
20.再改进的，所述试剂容器包括试剂架以及多个可拆卸的安装在所述试剂架上端的试剂盒；所述箱体的底板上设有沿其前后方向延伸的第一定位凸条，所述试剂架的下端设有与所述第一定位凸条滑动配合的第一定位滑槽。上述改进结构中，试剂架与箱体的底板之间通过相应的定位凸条与定位滑槽结构的配合进行限位，结构简单，限位稳定、方便。
21.再改进的，所述样本容器以及混合容器结构相同，它们均包括长条状的固定架，所述固定架上设有多个延其长度方向分布且用于插装样本试管或混合试管的试管孔位；所述箱体的底板上设有多根沿其前后方向延伸的第二定位凸条，各所述固定架的下端均设有与所述第二定位凸条滑动配合的第二定位滑槽。上述改进结构中，固定架与箱体的底板之间通过相应的定位凸条与定位滑槽结构的配合进行限位，结构简单，限位稳定、方便。
22.再改进的，所述箱体内腔的后侧壁上与所述工作区对应的位置分别设有第一磁吸件，所述试剂架以及各所述固定架的后侧壁上分别设有与各所述第一磁吸件相对应的第二磁吸件。上述改进结构中，当试剂架或者固定架从窗口位置沿着对应的定位凸条滑动至设定位置时，通过第一磁吸件与第二磁吸件的吸附定位，进一步保证试剂架或者固定架放置位置的准确性以及稳定性。
附图说明
23.图1为本发明的移液工作站的立体结构示意图；
24.图2为本发明的移液工作站去除箱体后的结构示意图；
25.图3为本发明的移液工作站去除箱体后的另一角度结构示意图；
26.图4为本发明的移液工作站去除箱体后的另一角度结构示意图；
27.图5为本发明中样本臂机构的结构示意图；
28.图6为本发明中的第一驱动组件的结构示意图；
29.图7为本发明中试剂臂机构的结构示意图；
30.图8为本发明中的清洗座的立体结构示意图；
31.图9为本发明中的清洗座的剖视图；
32.图10为本发明中工作区空置状态时的结构示意图；
33.图11为本发明中工作区放置试剂架、固定架后的结构示意图。
34.附图标记说明：
35.1、箱体；1.1、窗口；2、试剂针；3、试剂吸吐模块；4、样本针；5、样本吸吐模块；6、供液组件；7、清洗组件；8、排废组件；9、支撑梁；10、安装板；11、滑块； 12、驱动电机；13、主动轮；14、从动轮；15、皮带；16、前固定梁；16.1、导向滑槽； 17、后固定梁；18、清洗座；19、清洗腔；19.1、进液腔；19.2、排液腔；20、连通槽； 21、试剂架；21.1、第一定位滑槽；22、试剂盒；23、第一定位凸条；24、固定架；24.1、试管孔位；24.2、第二定位滑槽；25、第二定位凸条；26、第一磁吸件；27、操控屏； 28、外清洗泵；29、轻触开关；30、储水罐；31、扫码器。
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前、后”、“左、右”、“上下”、“x 轴方向”、“y轴方向”、“z轴方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.如图1、2所示，本发明提供了一种移液工作站，包括矩形结构的箱体1，箱体1 内腔底板的中部位置设置有工作区，工作区内用于放置试剂容器、样本容器以及混合容器，并且在箱体1的前侧壁上开设一个窗口1.1，用于供试剂容器、样本容器以及混合容器进出取放；操作人员可以手动将试剂容器、样本容器以及混合容器轻松的从窗口1.1 位置进行取放、更换；
40.另外的，箱体1内腔中还设置有试剂臂机构，包括试剂针2、第一驱动机构以及试剂吸吐模块3，第一驱动结构用于驱动所述试剂针2沿着xyz三轴直线运动，在试剂吸吐模块3的驱使作用下，试剂针 2用于将试剂容器中的试剂自动转移至对应的混合容器中；
41.样本臂机构，包括样本针4、第二驱动机构以及样本吸吐模块5，第二驱动结构用于驱动样本针4沿着xyz三轴直线运动，样本吸吐模块5用于驱使样本针4将样本容器中的样本自动转移至相应的混合容器中；
42.试剂针清洗机构，用于实现试剂针2的外壁清洗；
43.样本针清洗机构，用于实现样本针4的外壁清洗；
44.液路机构，分别与试剂针2、样本针4内腔连通，用于实现试剂针2、样本针4的内壁清洗；并且液路机构还用于给试剂针清洗机构、样本针清洗机构提供外壁清洗液；通过一套供液系统给相应的内壁清洗组件、外壁清洗组件供液，有效简化液路机构，方便安装，降低成本；
45.再一方面的，为了方便整个工作站的操作，在箱体1上还设有操控屏27，操控屏 27与试剂臂机构、样本臂机构、试剂针清洗机构、样本针清洗机构以及液路机构均电连接。此结构中，在操控屏27内壁自带相应的主控器，各个执行机构的驱动元件均与该主控器电连接，即操作者只要通过触摸操作该操控屏27即可轻松实现各个执行机构的运行，非常方便，并且使得整个移液工作站的外形更加的整洁、美观。
46.具体的，本实施例中，液路机构包括供液组件6、清洗组件7以及排废组件8，供液组件6一端与水源连接，另一端与试剂吸吐模块3、样本吸吐模块5连通；试剂吸吐模块3或样本吸吐模块5用于驱使水源从试剂针2或样本针4排出，以实现试剂针2或者样本针4的内壁清洗；此结构中，试剂吸吐模块3、样本吸吐模块5除了用于实现水源泵送实现试剂针2、样本针4的内壁清洗，还用于控制试剂针2、样本针4对于试剂以及样本的吸吐移液。具体的，本实施例中的试剂吸吐模块3、样本吸吐模块5均包括柱塞泵、阀以及连接管路，通过柱塞泵与阀的结合来控制试剂针2或者样本针4内的压力变化从而实现液体的吸入与吐出，即实现将试剂容器中的试剂或者样本容器中的样本吸入针管内腔，待转移至混合容器中后再将试剂或样本吐出；并且此结构中在试剂吸吐模块3或样本吸吐模块5的往复吸吐作用下，还能起到样
本与试剂的混合搅拌的效果。
47.清洗组件7用于将水源输送至剂针清洗机构或样本针清洗机构，以实现试剂针2 或样本针4外壁的清洗；具体的，供液组件6、清洗组件7以及水源通过三通阀进行切换控制，并且外接的水源可以是无压水源也可以是有压力的水源，当接通有压力的水源时，为了保证系统的压力稳定，需要将其经过相应的电磁阀和小型的储水罐30降压后，再连接到三通阀，防止水压过高造成系统性能不稳定。
48.本实施例中，清洗组件7还包括一个外清洗泵28，能够不断的将干净是水源泵送至剂针清洗机构或样本针清洗机构；具体的，清洗组件7的一端与三通阀的其中一个接口连接，清洗组件7的另一端连通至剂针清洗机构或样本针清洗机构；当试剂针2或者样本针4运动至剂针清洗机构或样本针清洗机构进行清洗操作时，在外清洗泵28的作用下，实现对试剂针2或样本针4外壁的清洗。
49.供液组件6的一端与三通阀的另一个接口连接，供液组件6的另一端连通至试剂吸吐模块3或样本吸吐模块5，当试剂针2或者样本针4实现移液功能时，水源不往试剂针2或样本针4中进水；通过柱塞泵以及相应的阀的配合实现试剂针2将试剂容器中的试剂通过吸吐的方式转移至混合容器中，以及样本针4将样本容器中的样本通过吸吐的方式转移至混合容器中；当试剂针2或者样本针4移液完成后，运动至剂针清洗机构、样本针清洗机构进行清洗操作时，水源端的清水从试剂针2或者样本针4排出，从而通过排出的清水实现试剂针2或者样本针4的内壁的清洗。
50.再一方面的，上述结构中排废组件8一端与试剂针清洗机构或样本针清洗机构连通，另一端连通至废液盒(图中未画出)，用于实现清洗废液的回收，实现整个清洗过程的循环运行，纯净的清洗水从水源端供给，清洗后的废液排出回收至废液盒，保证试剂针2或样本针4每一次移液后都能清洗干净、彻底。
51.上述结构中，用于对试剂针2、样本针4外壁清洗的清洗组件7以及内壁清洗的供液组件6通过相应的三通阀结构与同一个水源连通，有效简化系统液路；即采用一套水源系统即可进行试剂针2以及样本针4的外壁清洗、内壁清洗，供水系统结构简单，操控方便。
52.如图3、8和9所示，本实施例中的试剂针清洗机构、样本针清洗机构结构相同，它们均包括一个安装于箱体1底板上的清洗座18，在清洗座18上端设置一个上部开口的清洗腔19，分别用于供试剂针2以及样本针4伸入清洗；并且清洗腔19与清洗组件 7连通，在外清洗泵28的作用下，干净是水源不断的泵送至清洗腔19中，实现试剂针 2以及样本针4外壁的清洗。更加具体的，本实施例中，清洗腔19包括进液腔19.1和排液腔19.2，进液腔19.1的底部与清洗组件7连通，排液腔19.2的底部与排废组件8 连通；且进液腔19.1与排液腔19.2的上端设有连通槽20；当试剂针2或者样本针4 伸入进液腔19.1时，清洗组件7往进液腔19.1内供液用于对试剂针2或者样本针4的外壁进行冲洗，并且冲洗后的废液从连通槽20进入排液腔19.2，在排废组件8的作用下，排液腔19.2中的废液被转移至废液盒中进行暂存，保证试剂针2或样本针4每一次都能清洗干净。此结构中，排废组件8同样包括相应的泵组件，用于实现排液腔19.2 中的废液顺利的进入至废液盒。
53.另外的，本实施例中，为了实现试剂能够更加快速的吸吐转移，在试剂臂机构中设置了四根并排设置的试剂针2，可以用于同时吸取多个等高液面，提高试剂的转移效率；相应的，本实施例中的样本臂机构采用的是单针机构，用于实现不同液量的样本管单独依次
吸吐，并且多针试剂臂机构与单针样本臂结构的运行都是独立控制的，其中的试剂针2与样本针4的吸吐作用也是由对应的试剂吸吐模块3以及样本吸吐模块5单独控制的，并且每个吸吐模块还可以根据需求选择不同的精度和吸吐量级，以达到最好的配合，实现精确的吸吐控制。
54.如图2、3所示，第一驱动机构、第二驱动机构的具体结构也基本相同，它们均包括沿y轴方向水平延伸的设在工作区的上方，且沿箱体的x轴方向(左右方向)可滑动的支撑梁9，箱体1上安装有用于驱动支撑梁9沿x轴方向水平移动的第一驱动组件；支撑梁9上安装有沿y轴方向可滑动的安装板10以及用于驱动安装板10滑动的第二驱动组件；安装板10上安装有沿z轴可滑动的滑块11以及用于驱动滑块11竖向滑动的第三驱动组件；试剂针2或样本针4连接在对应的滑块11上，试剂吸吐模块3、样本吸吐模块5连接于箱体1上。
55.更加具体的，如图5、6、7所示，第一驱动组件、第二驱动组件以及第三驱动组件结构也相同，均为同步带驱动结构，它们均包括驱动电机12、主动轮13、从动轮14以及皮带15，并且皮带15张紧配装在主动轮13和从动轮14的外部，驱动电机12的输出轴与主动轮13的中心轴连接；通过驱动电机12的双向转动可以驱使皮带15的往复运行；另外的，支撑梁9的一端或安装板10或滑块11连接于各自对应的皮带15上。即，两根支撑梁9在两个对应的驱动电机12的驱动作用下能够沿着x轴方向左右运动，安装板10在对应的驱动电机12的驱动下能够沿着y轴方向上下前后运动，滑块11在对应的驱动电机12驱动下能够沿着z轴方向上下运行，最终实现试剂针2以及样本针4 在xyz轴方向上的直线运动，实现试剂或者样本在不同容器之间的灵活转移。
56.再一方面的，箱体1内腔前后两侧的上端分别设有沿x轴方向(左右方向)水平延伸的前固定梁16和后固定梁17，其中第一驱动组件设置在后固定梁17上，支撑梁9 的后端与第一驱动组件的皮带15连接，支撑梁9的前端与前固定梁16滑动连接，从而实现支撑梁9在箱体1左右方向稳定移动。更加具体的，本实施例中，在后固定梁17 上还设有沿其长度方向延伸的导向滑轨，支撑梁9的后端通过导向滑块滑动配合在导向滑轨上；并且在前固定梁16上端开设有沿其长度方向延伸的导向滑槽16.1，在支撑梁 9的前端通过相应的滚轮滚动配合在导向滑槽16.1内，从而实现在第一驱动组件的驱动作用下，支撑梁9能够沿着箱体1的x轴方向(左右方向)平稳且顺畅的来回移动。
57.同样的，上述结构中滑块11与安装板10之间也是通过直线导轨机构滑动连接，保证滑块11在相应的驱动电机12作用下沿着z轴方向顺畅且稳定的移动，既保证移液过程的平滑、稳定。
58.另外的，如图10、11所示，本实施例中的试剂容器包括长条状的试剂架21以及多个可拆卸的安装在试剂架21上端的试剂盒22，试剂盒22内装有标准的试剂；箱体1 的底板上设有沿其前后方向延伸的第一定位凸条23，试剂架21的下端设有与第一定位凸条23滑动配合的第一定位滑槽21.1。
59.样本容器以及混合容器结构相同，它们均包括长条状的固定架24，固定架24上设有多个延其长度方向分布且用于插装样本试管或混合试管的试管孔位24.1；同样的，在箱体1的底板上设有多根沿其前后方向延伸的第二定位凸条25，各固定架24的下端均设有与第二定位凸条25滑动配合的第二定位滑槽24.2。如图11所示，在工作区的右侧设置有三个固定架24，在实际应用中一般最右侧的一个固定架24用于插放装有样本的样本试管，另外
两个固定架24用于插放空试管，即混合试管，通过试剂臂机构将试剂盒22中的试剂转移至对应的混合试管中，与此同时样本臂机构将样本试管中的样本转移至相应的混合试管中，实现试剂与样本的移液混合。
60.上述结构中，为了保证试剂架21以及固定架24在工作区定位的稳定性，本实施例中，在箱体1内腔的后侧壁上与工作区对应的位置分别设有第一磁吸件26，试剂架21 以及各固定架24的后侧壁上分别设有与各第一磁吸件26相对应的第二磁吸件。这样设置后，当试剂架21或固定架24沿着窗口1.1往后推送至设定位置时，第二磁吸件与第一磁吸件26吸附定位，保证试剂盒22以及样本试管、混合试管位置的稳定性。
61.如图10所示，本实施例中在箱体1内腔的后侧壁上与工作区对应的位置还设有多个分别与试剂架21、固定架24相对应的轻触开关29，并且各轻触开关29均与操控屏 27信号连接，当试剂架21或者固定架24安装至抵触轻触开关29后，操控屏27能够接收相应的信号，并且通过操控屏27显示准备就绪信息，避免在试剂架21或者固定架24 未安放的情况下，操作者误操作。
62.另外的，如图1、2所示，在箱体1内腔的底板上靠近窗口1.1的位置还安装有一个扫码器31，用于扫描识别固定架24上的样本信息，保证移液过程中不会出错。
63.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。