一种洗精机

1.本发明涉及生物技术领域，特别涉及洗精技术领域。


背景技术：

2.洗精术是对精液进行处理以得到优选精子的处理技术，有洗涤法、上游法、梯度离心法等几类常用洗涤方法，均需要通过培养液、梯度液等来将优选精子分离。现有的洗精作业通常由操作人员手动进行，效率较低，质量不稳定，人工成本较高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够自动进行全部或部分洗精操作，提高作业标准化程度和作业效率，降低人工成本的洗精机。
4.为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
5.一种洗精机，包括机架，所述机架上设置有：
6.样本座，用于放置样本容器；
7.固定装置，用于固定试管；
8.试管架和吸管架，分别用于存放试管和吸管；
9.夹取装置和移液装置，均通过位移装置设置在机架上而可上下移动以及在所述样本座、固定装置、试管架和吸管架之间来回移动；所述夹取装置用于夹取试管，所述移液装置用于连接吸管并能够通过吸管进行吸取和注出作业；
10.控制装置，用于控制所述固定装置、夹取装置、移液装置和位移装置的动作。
11.优选的，所述机架上还设置有用于在试管上贴附标签的打印贴标装置，所述夹取装置能够通过所述位移装置移动至所述打印贴标装置处，所述机架上设置有用于读取所述样本座上样本容器的标签信息的第一标签读取装置，所述控制装置能够接收所述第一标签读取装置读取的标签信息并向所述打印贴标装置输出打印信息。
12.优选的，所述样本座上设置有用于读取样本座上样本容器的芯片信息的芯片读取装置；所述位移装置上对应于所述夹取装置夹取的试管处设置有芯片读写装置，所述芯片读写装置用于读取试管上芯片的信息以及向试管的芯片写入信息，所述芯片读取装置和芯片读写装置均与所述控制装置通信连接。
13.优选的，所述固定装置上设置有用于读取其上试管上标签信息的第二标签读取装置；所述第二标签读取装置与所述控制装置通信连接。
14.优选的，所述样本座包括：
15.用于放置样本容器的座体，所述座体由一第一驱动装置驱动而可横向转动的设置在所述机架上；
16.第一检测装置，用于检测置于所述座体上的样本容器的朝向；
17.所述控制装置能够接收所述第一检测装置的检测结果并依此控制所述第一驱动装置的动作。
18.优选的，所述第一检测装置为视觉装置，用于拍摄所述座体上样本容器的一侧图像以依据图像中标签的大小和位置判断样本容器的朝向，且所述第一检测装置同时用于读取样本容器上标签记录的信息。
19.优选的，所述样本座上用于放置样本容器的面相对水平面倾斜一角度。
20.优选的，所述固定装置上设置有用于检测固定装置上试管内的液层高度的第二检测装置，所述第二检测装置与所述控制装置通信连接。
21.优选的，所述第二检测装置为视觉装置，所述机架上设置有参照物，所述参照物位于所述第二检测装置的拍摄区域内。
22.优选的，所述固定装置的数量为两个及以上，各固定装置能够分别独立固定试管。
23.优选的，所述机架上设置有用于驱动所述固定装置和/或移液装置活动以使固定装置固定的试管和移液装置连接的吸管相对倾斜一角度的第二驱动装置。
24.优选的，所述位移装置包括横移装置和两升降装置，所述夹取装置和移液装置分别通过一所述升降装置设置在所述横移装置上而可分别独立升降。
25.优选的，所述机架上还设置有离心装置，所述夹取装置能够通过所述位移装置移动至所述离心装置处。
26.优选的，所述机架上可分离的设置有废料箱，所述废料箱具有废料进口，所述夹取装置和移液装置能够通过所述位移装置移动至所述废料进口的上方。
27.优选的，所述位移装置上设置有第三检测装置，所述第三检测装置用于检测所述试管架中试管和吸管架中吸管的数量与位置并能够通过位移装置移动，所述第三检测装置与所述控制装置通信连接。
28.优选的，所述移液装置上设置有气压检测装置，所述气压检测装置用于检测所述移液装置内气路或移液装置连接的吸管内的气压大小。
29.优选的，所述气压检测装置与所述控制装置通信连接，所述控制装置能够依据所述气压检测装置的检测结果得出移液装置连接的吸管内液体的粘稠度。
30.优选的，所述位移装置上设置有用于驱动所述夹取装置转动的第三驱动装置。
31.优选的，所述试管架和吸管架均可拆卸设置在机架上，所述机架上设置有用于检测所述试管架和吸管架是否安装于机架上的第四检测装置，所述第四检测装置与所述控制装置通信连接。
32.本发明的有益效果是：本发明在应用中，作业人员可以将样本容器放置在样本座上，夹取装置先通过位移装置从试管架夹取试管放置在固定装置上，移液装置通过位移装置从吸管架上连接吸管再移动至样本座处从样本容器中吸取样本，之后再移动至固定装置中将吸取的液体注入到试管内，并在之后从试管内吸取优选出的含精子溶液，控制装置能够控制各部分动作实现自动作业，如此，本发明可以自动完成部分或全部洗精操作，提高作业标准化程度和作业效率，降低工人劳动成本。
附图说明
33.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.图1是本发明优选实施例的整体结构图；
35.图2是本发明优选实施例移除柜门和部分机架并将废料箱取出后的结构图；
36.图3是本发明优选实施例进一步移除部分机架上部部分后的俯视结构图；
37.图4是本发明优选实施例中样本座部分的结构图；
38.图5是本发明优选实施例中样本座部分的分解结构图；
39.图6是本发明优选实施例中固定装置部分的结构图；
40.图7是本发明优选实施例中固定装置部分的分解结构图；
41.图8是本发明优选实施例中位移装置、夹取装置和移液装置部分的结构图；
42.图9是本发明优选实施例中夹取装置和移液装置部分的结构图；
43.图10是本发明优选实施例中试管架与机架的安装示意图；
44.图11是本发明优选实施例中打印贴标装置的结构示意图。
45.其中，图中各附图标记：
46.10、机架；11、平衡座；12、离心入口；13、废料入口；14、第四检测装置；15、柜门；16、光栅；17、照明灯；18、初效过滤器；19、高效过滤器；20、样本座；21、第一检测装置；22、芯片读取装置；23、座体；24、第一驱动装置；25、载玻座；30、固定装置；31、第二检测装置；32、参照物；33、第二驱动装置；34、转轴；40、夹取装置；41、第三驱动装置；42、夹取电机；43、夹紧座；44、夹杆；51、移液装置；52、试管架；53、吸管架；60、位移装置；61、芯片读写装置；62、横梁；621、第一横移电机；63、横移座；631、第二横移电机；64、升降座；641、升降电机；65、第三检测装置；70、打印贴标装置；71、打印模块；72、主压辊；721、第一贴标驱动装置；73、副压辊；731、第二贴标驱动装置；80、废料箱；81、到位检测装置；82、脚轮；83、拉手；84、仓位；91、控制装置；92、离心装置；93、触控屏；94、调配台。
具体实施方式
47.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
48.参照图1至图11，本发明的优选实施例，提供了一种洗精机，包括机架10，机架10上设置有：样本座20，用于放置样本容器；固定装置30，用于固定试管；试管架52和吸管架53，分别用于存放试管和吸管；夹取装置40和移液装置51，均通过位移装置60设置在机架10上而可上下移动以及在样本座20、固定装置30、试管架52和吸管架53之间来回移动；夹取装置40用于夹取试管，移液装置51用于连接吸管并能够通过吸管进行吸取和注出作业；控制装置91，用于控制固定装置30、夹取装置40、移液装置51和位移装置60的动作。本发明在应用中，作业人员可以将样本容器放置在样本座20上，夹取装置40先通过位移装置60从试管架52夹取试管放置在固定装置30上，移液装置51通过位移装置60从吸管架53上连接吸管再移动至样本座20处从样本容器中吸取样本，之后再移动至固定装置30中将吸取的液体注入到试管内，并在之后从试管内吸取优选出的含精子溶液，控制装置91能够控制各部分动作实现自动作业，如此，本发明可以自动完成部分或全部洗精操作，提高作业标准化程度和作业效率，降低工人劳动成本。
49.作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
50.本实施例中，机架10上还设置有用于在试管上贴附标签的打印贴标装置70，夹取装置40能够通过位移装置60移动至打印贴标装置70处，机架10上设置有用于读取样本座20
上样本容器的标签信息的第一标签读取装置，控制装置91能够接收第一标签读取装置读取的标签信息并向打印贴标装置70输出打印信息，如此能够自动读取样本容器的标签信息并在试管上打印对应的标签信息，能够有效避免混淆，保证作业质量。
51.参照图11，在本实施例中，打印贴标装置70包括打印模块71和贴标装置，机架10上设置有贴标位，其中打印模块71与控制装置91通信连接，能够将标签输送到贴标位上并在标签上打印标签信息，贴标装置则包括一主压辊72和两副压辊73，主压辊72压紧在试管上并由一第一贴标驱动装置721驱动而可转动以带动试管转动同时将标签压紧贴附在试管上，两副压辊73由一第二贴标驱动装置731驱动而可移动以与主压辊72一起夹紧试管或松开试管。打印模块71应用广泛，其通常利用原料辊和收料辊来进行底膜的输送，利用分离拐角使得标签从底膜上脱离，利用热敏打印头等对标签进行打印，此外还具有多类种类和结构，其结构和原理已为本领域技术人员熟知，本领域技术可以根据需要灵活选用，在此不另作详述。本实施例中的第一贴标驱动装置721和第二贴标驱动装置731均采用了电机，分别利用齿轮传动机构和凸轮机构来驱动主压辊72转动和驱动副压辊73移动，在其他实施例中，第一贴标驱动装置721和第二贴标驱动装置731也可采用其他常用驱动结构；在其他实施例中，打印贴标装置70也可采用其他常用具有上述功能的结构，并不局限于此。
52.参照图4、图5、图8和图9，本实施例中，样本座20上设置有用于读取样本座20上样本容器的芯片信息的芯片读取装置22；位移装置60上对应于夹取装置40夹取的试管处设置有芯片读写装置61，芯片读写装置61用于读取试管上芯片的信息以及向试管的芯片写入信息，芯片读取装置22和芯片读写装置61均与控制装置91通信连接，如此，控制装置91能够依据芯片读取装置22读取的芯片信息在抓取装置抓取的试管的芯片上写入相应信息，同时芯片读写装置61在每次抓取已写入信息的试管时也能够进行再次核对，确保样本与试管的信息一致，避免混淆出错，保证作业质量。
53.本实施例中，芯片读取装置22和芯片读写装置61均适配于常用的rfid芯片，其结构和原理已为本领域技术人员熟知，在此不另作详述。在其他实施例中，针对其他不同种类的芯片，芯片读取装置22和芯片读写装置61的类型也可随之变化选择，并不局限于此。
54.本实施例中，固定装置30上设置有用于读取其上试管上标签信息的第二标签读取装置；第二标签读取装置与控制装置91通信连接，如此，固定装置30在固定试管时能够核对标签信息，能够进一步避免样本混淆出错，保证作业质量。
55.参照图4和图5，本实施例中，样本座20包括：用于放置样本容器的座体23，座体23由一第一驱动装置24驱动而可横向转动的设置在机架10上；第一检测装置21，用于检测置于座体23上的样本容器的朝向；控制装置91能够接收第一检测装置21的检测结果并依此控制第一驱动装置24的动作，如此，在操作人员将样本容器置于座体23上后，第一检测装置21配合第一驱动装置24能够使座体23转动而调整样本容器上标签的朝向至设定方向，方便后续对样本容器标签的读取等操作，便于使用。
56.在本实施例中，第一检测装置21为视觉装置，用于拍摄座体23上样本容器的一侧图像以依据图像中标签的大小和位置判断样本容器的朝向，且第一检测装置21同时用于读取样本容器上标签记录的信息，即同时作为了第一标签读取装置，结构简单可靠，能够一次性判断出座体23需要转动的角度大小，有助于提高作业效率，同时也能够简化本发明的结构。视觉装置通常包括摄像头、图像处理模块等，其结构和原理已为本领域技术人员熟知，
通过拍摄的图像判断样本容器朝向的具体方法也是本领域技术人员根据本发明的描述能够得知的，在此不另作详述。
57.本实施例中，样本座20上用于放置样本容器的面相对水平面倾斜一角度，如此能够使样本容器中的样本汇聚到样本容器的一角，增大样本的深度，便于进行吸取。本实施例中直接将样本座20倾斜设置，在其他实施例中，样本座20也可采用其他适宜的结构和形状，相应的也可仅将其用于放置样本容器的面设置为倾斜。此外，本实施例中，样本座20还包括用于放置载玻片的载玻座25，便于对用载玻片盛装的样本进行检测。
58.参照图6和图7，本实施例中，固定装置30上设置有用于检测固定装置30上试管内的液层高度的第二检测装置31，第二检测装置31与控制装置91通信连接，如此控制装置91能够依据第二检测装置31的检测结果控制位移装置60和移液装置51的动作，使得移液装置51连接的吸管能够准确到达预定液层并准确足量地吸取需要的液体，避免其余液层的液体被一起吸入到吸管中，能够有效提高作业质量。
59.本实施例中，第二检测装置31为视觉装置，机架10上设置有参照物32，参照物32位于第二检测装置31的拍摄区域内，该参照物32能够设定一恒定的参照坐标，便于准确判断试管内液层的高度，能够提高作业精度。本实施例中，该参照物32采用了立置于试管旁的杆件，在其他实施例中，该参照物32也可采用其他适宜的形状和设置位置，并不局限于此。本实施例中，第二检测装置31同时作为了第二标签读取装置，能够简化结构。
60.本实施例中，固定装置30的数量为两个，各固定装置30能够分别独立固定试管，如此能够同时固定两根试管以在两试管中进行移液操作，能够进行更为复杂的洗精作业方法，在用于较简单的洗精方法时也可两个样本同步作业以提高作业效率。在其他实施例中，固定装置30的数量也可根据需要采用一个、三个、四个等其他数量，并不局限于此。本实施例中，固定装置30采用了由电机驱动的夹爪结构，在其他实施例中，固定装置30也可采用其他适宜的固定结构，例如套筒等，并不局限于此。
61.本实施例中，机架10上设置有用于驱动固定装置30活动以使固定装置30固定的试管和移液装置51连接的吸管相对倾斜一角度的第二驱动装置33，如此在注液操作中，吸管能够倾斜紧贴试管的内侧壁以使注入的液体能够沿试管内壁缓慢流下，避免飞溅和减少扰流，提高作业质量。在其他实施例中，也可设置为第二驱动装置33驱动移液装置51活动来使吸管倾斜，或同时驱动固定装置30和移液装置51活动来使试管和吸管均倾斜，并不局限于此。在本实施例中，第二驱动装置33采用了电机，固定装置30通过一转轴34可摆动设置在了机架10上，第二驱动装置33驱动转轴34转动从而使的固定装置30摆动，在其他实施例中，第二驱动装置33也可采用摆动电机、气缸、由电机驱动的凸轮机构等其他适宜结构来驱动固定装置30活动以使试管倾斜，并不局限于此。
62.参照图8和图9，本实施例中，位移装置60包括横移装置和两升降装置，夹取装置40和移液装置51分别通过一升降装置设置在横移装置上而可分别独立升降，如此能够避免移液装置51和夹取装置40作业时相互干扰，同时也有助于简化本发明的结构。在本实施例中，横移装置包括滑动设置在机架10并由一第一横移电机621驱动而可前后移动的横梁62，以及滑动设置在横梁62上并由一第二横移电机631驱动而可左右移动的横移座63，各升降装置均包括滑动设置在横移座63上并由一升降电机641驱动而可上下移动的升降座64，夹取装置40和移液装置51分别设置在两升降座64上。在其他实施例中，位移装置60也可采用机
械臂等其他适宜结构，并不局限于此。
63.参照图1至图3，本实施例中，机架10上还设置有离心装置92，夹取装置40能够通过位移装置60移动至离心装置92处，如此，夹取装置40能够自动将试管置入离心装置92以进行离心作业，并能够将试管从离心装置92中取出，能够实现更为复杂的洗精操作，进一步提升自动化程度和作业效率，适用范围为更广。离心装置92应用广泛，在此不另作详述，在本实施例中，机架10上设置有用于放置平衡用试管的平衡座11，即在需要进行离心操作的样本试管数量不能满足离心装置92内均匀放置要求时，夹取装置40可以从平衡座11上夹取装有其他液体的试管放入离心装置92内来与样本试管进行平衡。在本实施例中，机架10上设置有一台面，离心装置92设置在台面下，台面上设置有连通离心装置92的离心入口12。
64.参照图1至图3，本实施例中，机架10上可分离的设置有废料箱80，废料箱80具有废料进口，夹取装置40和移液装置51能够通过位移装置60移动至废料进口的上方，如此夹取装置40和移液装置51能够分别将废弃的试管和吸管自动投入到废料箱80中，废料箱80可以从机架10上分离出来以倒出收集的废弃物，便于使用。在本实施例中，废料箱80直接通过脚轮82可移动设置在地面上，并能够滑动插入机架10下部的以仓位84内和从仓位84内移出，废料箱80的顶部开口而作为废料进口，台面上设置有与废料箱80的顶部开口对齐的废料入口13。在其他实施例中，废料箱80也可采用可拆卸连接结构等其他可分离结构来设置在机架10上，并不局限于此。此外，本实施例中，机架10上设置有用于检测废料箱80是否到位的到位检测装置81，到位检测装置81与控制装置91通信，能够避免废料箱80未到位时废弃物被投放的情况，更为可靠，该到位检测装置81可采用接触开关、红外检测器等常用检测结构。此外，本实施例中，废料箱80上设置有拉手83，方便拉出。
65.参照图8和图9，本实施例中，位移装置60上设置有第三检测装置65，第三检测装置65用于检测试管架52中试管和吸管架53中吸管的数量与位置并能够通过位移装置60移动，第三检测装置65与控制装置91通信连接，如此能够自动检测和记录吸管和试管的数量和位置，避免夹取装置40和移液装置51移至空位而影响作业效率和导致误操作，在本实施例中，第三检测装置65设置在了横移座63上，可采用激光检测器、摄像头等常用检测结构。
66.本实施例中，移液装置51上设置有气压检测装置，气压检测装置用于检测移液装置51内气路或移液装置51连接的吸管内的气压大小，如此可以根据气压检测装置的检测结果判断吸管是否漏气，在吸管伸入液体内后，移液装置51内气路或移液装置51连接的吸管内的气压大小也会随吸管伸入的高度变化，气压检测装置对此进行检测后，相应也可获取试管等容器内液面的高度。本实施例中气压检测装置与控制装置91通信连接，控制装置91能够依据气压检测装置的检测结果得出移液装置51连接的吸管内液体的粘稠度，如此能够在洗精作业中自动检测液体粘稠度，进一步提高作业效率。在同样条件下吸取液体时，液体浓稠度的变化会影响移液装置51内的气压大小，在关闭移液装置51而将液体维持在吸管内时，液体浓稠度的不同也会使吸管和移液装置51内气压出现差异，通过对不同浓稠度液体进行实验和记录便能够得到相应的对应关系，实验检测并存储这些对应数据后，即可依据测得的压力大小对应得到液体的浓稠度。
67.参照图8和图9，在本实施例中，位移装置60上设置有用于驱动夹取装置40转动的第三驱动装置41，如此，在夹取装置40夹取试管的管帽时，配合固定装置30对试管管身的固定，第三驱动装置41可以通过使夹取装置40转动而将管帽卸下或装至试管的管身上，进一
步提高自动化程度，方便使用。在本实施例中，第三驱动装置41采用了旋转电机，夹取装置40采用了由夹取电机42驱动的两夹紧座43，各夹紧座43上分别设置有两夹杆44，利用四根夹杆44夹取试管的管帽，结构简单，适用范围广，便于控制和使用。在其他实施例中，第三驱动装置41和夹取装置40也可采用其他常用的驱动结构和夹取结构，并不局限于此。
68.参照图1、图2、图3和图11，本实施例中，试管架52和吸管架53均可拆卸设置在机架10上，机架10上设置有用于检测试管架52和吸管架53是否安装于机架10上的第四检测装置14，第四检测装置14与控制装置91通信连接。如此能够自动判断试管架52和吸管架53的有无，减少意外故障，保证作业质量。在本实施例中，试管架52和吸管架53均为多个，且各试管架52和吸管架53均对应于至少一第四检测装置14，能够准确判断各试管架52和吸管架53的有无，控制装置91能够调整位移装置60的移动路径，避免夹取装置40和移液装置51移动至空位处，有助于提高作业效率，降低故障率。
69.控制装置91可采用plc、控制电路板、pc等常用控制结构，本领域技术人员可以根据需要灵活选用。本实施例中在机架10上设置有与控制装置91连接的触控屏93，便于查看检测数据和调整作业模式。
70.参照图1和图2，此外，本实施例中，机架10呈柜体状，并安装有可开闭的柜门15，能够形成封闭的作业环境，保证作业质量，柜体开口处设置有光栅16，光栅16与控制装置91通信，能够避免操作人员未离开作业区域时启动而伤害到操作人员，柜体内设置有照明灯17，柜体的上部设置有通风口以及空气过滤器，能够减少污染；在本实施例中，通风口设置在了柜体的顶部中央，空气过滤器包括设置在通风口处的初效过滤器18和设置在初效过滤器18下方的高效过滤器19，初效过滤器18和高效过滤器19应用广泛，在此不另作详述，在其他实施例中，通风口的位置以及空气过滤器的结构也可根据需要调整。在其他实施例中，机架10也可采用其他适宜的形状和结构，并不局限于此。
71.本实施例中，移液装置51采用了常用的移液器，其结构和原理已为本领域技术人员熟知，在此不另作详述，在其他实施例中，移液装置51也可采用其他常用的移液结构，并不局限于此。
72.参照图1至图3，在本实施例中，机架10的台面上还设置有调配台94，用于在调配梯度液、培养液等时方便放置原料。
73.在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
74.以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。