CN209260095U - 自动培养工作站的移液取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物培养装置领域，涉及一种自动培养工作站的移液取样装置，安装于自动培养工作站的工作站本体架内部上端，包括X轴移动组件和Y轴移动组件，Y轴移动组件与X轴移动组件的滑块固定连接，Y轴移动组件的滑块固定连接支撑横板，支撑横板下底面固定连接支撑立板，支撑立板表面设置有枪头移动组件、夹抓移动组件和吸盘移动组件。本实用新型结构设计合理，安装于工作站本体架内部，整个区域处于洁净环境之中，并且在此洁净环境中可以实现从罐体内取样操作、向罐体内加注辅料操作，具有较高精度和良好的重复性，整个操作过程中无需人工手动操作，营造了更加安全和人性化的工作环境。

Description

自动培养工作站的移液取样装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动培养工作站的移液取样装置，属于生物培养装置领域。

背景技术

平行细胞培养系统是一个在可控条件下进行微生物、人源细胞、动植物细胞平行培养的系统，一套系统具备若干组发酵单元，培养体积范围为200ml-1000mL，支持多套系统联用，以具备更大的培养通量。现有的平行细胞培养系统，一般在整个培养过程结束后，由人工进行培养试剂的取样，这种取样方式使取样操作处于非洁净环境中，存在污染培养剂的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种自动培养工作站的移液取样装置，该自动培养工作站的移液取样装置安装于工作站本体架内部，整个区域处于洁净环境之中，并且在此洁净环境中可以实现从罐体内取样操作、向罐体内加注辅料操作，具有较高精度和良好的重复性，整个操作过程中无需人工手动操作，营造了更加安全和人性化的工作环境。

本实用新型所述的自动培养工作站的移液取样装置，安装于自动培养工作站的工作站本体架内部上端，包括X轴移动组件和Y轴移动组件，Y轴移动组件与X轴移动组件的滑块固定连接，Y轴移动组件的滑块固定连接支撑横板，支撑横板下底面固定连接支撑立板，支撑立板表面设置有枪头移动组件、夹抓移动组件和吸盘移动组件。

X轴移动组件和Y轴移动组件配合动作，带动枪头移动组件、夹抓移动组件和吸盘移动组件移动至相应的工位完成相应的工作。

优选的，所述的X轴移动组件包括均水平设置的X轴电动驱动器和X轴直线导轨，Y轴移动组件包括Y轴支撑架和Y轴电动驱动器，X轴电动驱动器的滑块和X轴直线导轨的滑块同时连接Y轴支撑架，Y轴支撑架沿水平方向垂直X轴直线导轨，Y轴支撑架下方设有Y轴电动驱动器，Y轴电动驱动器的滑块固定连接支撑横板。X轴电动驱动器和Y轴电动驱动器均连接控制系统，并且初始状态时，X轴电动驱动器的滑块和Y轴电动驱动器的滑块均位于程序设定的零点位置，根据控制系统做出的操作指令，X轴电动驱动器动作，带动Y轴支撑架沿X轴直线导轨移动至指定位置；Y轴电动驱动器动作，带动支撑横板移动至指定位置。X轴电动驱动器不足以承担Y轴移动组件和支撑立板表面组件的重量，X轴直线导轨不仅起起到导向作用，还承担了一部分Y轴移动组件和支撑立板表面组件的重量。

优选的，所述的夹抓移动组件包括夹抓丝杠步进电机和滑轨一，夹抓丝杠步进电机的丝杆与滑轨一平行设置，夹抓丝杠步进电机的螺母和滑轨一内的滑块一同时连接电动夹抓固定板，电动夹抓固定板底端设置有电动夹抓。夹抓丝杠步进电机正转，螺母带动电动夹抓固定板沿滑轨一向下移动，电动夹抓固定板带动电动夹抓向下移动至所需抓取位置，然后电动夹抓动作抓取所需部件，完成工作后夹抓丝杠步进电机反转，电动夹抓向上移动复位。

优选的，所述的枪头移动组件包括枪头丝杠步进电机和滑轨二，枪头丝杠步进电机的丝杆与滑轨二平行设置，枪头丝杠步进电机的螺母和滑轨二内的滑块二同时连接枪头套筒固定板，枪头套筒通过枪头套筒压块压紧定位在枪头套筒固定板底端，枪头套筒顶端设有螺纹套管。螺纹套管连接5ml注射泵，枪头丝杠步进电机正转，螺母带动枪头套筒固定板沿滑轨二向下移动，枪头套筒固定板带动枪头套筒移动至器皿放置区，枪头套筒从器皿放置区内获取移液枪，然后X轴移动组件和Y轴移动组件动作带动移液枪移动到取样位置，完成取样工作。

优选的，所述的吸盘移动组件包括吸盘丝杠步进电机和滑轨三，吸盘丝杠步进电机的丝杆与滑轨三平行设置，吸盘丝杠步进电机的螺母和滑轨三内的滑块三同时连接吸盘固定板，吸盘固定板一侧设有吸盘立侧板，吸盘立侧板底端连接吸盘真空盒，吸盘真空盒底面连接真空吸盘，吸盘真空盒上表面接头通过螺旋软管连通微型真空泵的真空口。吸盘丝杠步进电机正转，螺母带动吸盘固定板沿滑轨三同时向下移动，吸盘固定板带动吸盘立侧板、吸盘真空盒和真空吸盘向下移动，吸盘真空盒向下移动过程中螺旋软管被拉伸，当真空吸盘接触到器皿放置区内的对应部件时，微型真空泵动作，其排气口通过消音器向外排气，其真空口吸气产生真空，连接真空口的螺旋软管以及吸盘真空盒和真空吸盘均成真空，从而真空吸盘将对应部件吸住，X轴移动组件和Y轴移动组件动作，配合将真空吸盘吸住对应部件移走。

优选的，所述的微型真空泵的排气口连接消音器。

优选的，所述的支撑横板与支撑立板之间增设支撑筋板，使支撑横板与支撑立板固定更加牢固。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

本实用新型结构设计合理，安装于工作站本体架内部，整个区域处于洁净环境之中，并且在此洁净环境中可以实现从罐体内取样操作、向罐体内加注辅料操作，具有较高精度和良好的重复性，整个操作过程中无需人工手动操作，营造了更加安全和人性化的工作环境。

附图说明

图1、自动培养工作站结构示意图(主视图)；

图2、自动培养工作站结构示意图(俯视图)；

图3、自动培养工作站结构示意图(左视图)；

图4、A局部放大图(支撑立板主视图)；

图5、支撑立板后视图；

图6、枪头退卸组件结构示意图；

图7、套筒盖板结构示意图。

图中：1、工作站本体架；2、X轴电动驱动器；3、X轴直线导轨；4、支撑横板；5、支撑筋板；6、支撑立板；7、平行细胞培养区；8、24孔板区；9、离心管区；10、枪头套筒；11、枪头退卸组件；12、枪头储放区；13、24孔板塑料盖放置台；14、Y轴支撑架；15、Y轴电动驱动器；16、夹抓丝杠步进电机；17、滑轨一；18、夹抓丝杠步进电机的丝杆；19、电动夹抓固定板；20、电动夹抓；21、移液枪；22、枪头丝杠步进电机的丝杆；23、滑轨二；24、枪头套筒压块；25、螺纹套管；26、枪头套筒固定板；27、枪头丝杠步进电机；28、吸盘丝杠步进电机；29、滑轨三；30、吸盘丝杠步进电机的丝杆；31、吸盘固定板；32、吸盘立侧板；33、吸盘真空盒；34、真空吸盘；35、螺旋软管；36、消音器；37、微型真空泵；38、套筒盖板；39、退卸套筒；40、圆孔；41、方孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图1-图7，本实用新型所述的自动培养工作站的移液取样装置，安装于自动培养工作站的工作站本体架1内部上端，包括X轴移动组件和Y轴移动组件，Y轴移动组件与X轴移动组件的滑块固定连接，Y轴移动组件的滑块固定连接支撑横板4，支撑横板4下底面固定连接支撑立板6，支撑立板6表面设置有枪头移动组件、夹抓移动组件和吸盘移动组件。

本实施例中：

X轴移动组件包括均水平设置的X轴电动驱动器2和X轴直线导轨3，Y轴移动组件包括Y轴支撑架14和Y轴电动驱动器15，X轴电动驱动器2的滑块和X轴直线导轨3的滑块同时连接Y轴支撑架14，Y轴支撑架14沿水平方向垂直X轴直线导轨3，Y轴支撑架14下方设有Y轴电动驱动器15，Y轴电动驱动器15的滑块固定连接支撑横板4。X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15均连接控制系统，并且初始状态时，X轴电动驱动器2的滑块和Y轴电动驱动器15的滑块均位于程序设定的零点位置，根据控制系统做出的操作指令，X轴电动驱动器2动作，带动Y轴支撑架14沿X轴直线导轨3移动至指定位置；Y轴电动驱动器15动作，带动支撑横板4移动至指定位置。X轴电动驱动器2不足以承担Y轴移动组件和支撑立板6表面组件的重量，X轴直线导轨3不仅起起到导向作用，还承担了一部分Y轴移动组件和支撑立板6表面组件的重量。

夹抓移动组件包括夹抓丝杠步进电机16和滑轨一17，夹抓丝杠步进电机的丝杆18与滑轨一17平行设置，夹抓丝杠步进电机16的螺母和滑轨一17内的滑块一同时连接电动夹抓固定板19，电动夹抓固定板19底端设置有电动夹抓20。夹抓丝杠步进电机16正转，螺母带动电动夹抓固定板19沿滑轨一17向下移动，电动夹抓固定板19带动电动夹抓20向下移动至所需抓取位置，然后电动夹抓20动作抓取所需部件，完成工作后夹抓丝杠步进电机16反转，电动夹抓20向上移动复位。

枪头移动组件包括枪头丝杠步进电机27和滑轨二23，枪头丝杠步进电机的丝杆22与滑轨二23平行设置，枪头丝杠步进电机27的螺母和滑轨二23内的滑块二同时连接枪头套筒固定板26，枪头套筒10通过枪头套筒压块24压紧定位在枪头套筒固定板26底端，枪头套筒10顶端设有螺纹套管25。螺纹套管25连接5ml注射泵，5ml注射泵由注射泵步进电机控制，注射泵步进电机由控制系统控制，枪头丝杠步进电机27正转，螺母带动枪头套筒固定板26沿滑轨二23向下移动，枪头套筒固定板26带动枪头套筒10移动至器皿放置区，枪头套筒10从器皿放置区内获取移液枪21，然后X轴移动组件和Y轴移动组件动作带动移液枪21移动到取样位置，完成取样工作。

吸盘移动组件包括吸盘丝杠步进电机28和滑轨三29，吸盘丝杠步进电机的丝杆30与滑轨三29平行设置，吸盘丝杠步进电机28的螺母和滑轨三29内的滑块三同时连接吸盘固定板31，吸盘固定板31一侧设有吸盘立侧板32，吸盘立侧板32底端连接吸盘真空盒33，吸盘真空盒33底面连接真空吸盘34，吸盘真空盒33上表面接头通过螺旋软管35连通微型真空泵37的真空口。吸盘丝杠步进电机28正转，螺母带动吸盘固定板31沿滑轨三29同时向下移动，吸盘固定板31带动吸盘立侧板32、吸盘真空盒33和真空吸盘34向下移动，吸盘真空盒33向下移动过程中螺旋软管35被拉伸，当真空吸盘34接触到器皿放置区内的对应部件时，微型真空泵37动作，其排气口通过消音器36向外排气，其真空口吸气产生真空，连接真空口的螺旋软管35以及吸盘真空盒33和真空吸盘34均成真空，从而真空吸盘34将对应部件吸住，X轴移动组件和Y轴移动组件动作，配合将真空吸盘34吸住对应部件移走。

微型真空泵37的排气口连接消音器36；支撑横板4与支撑立板6之间增设支撑筋板5，使支撑横板4与支撑立板6固定更加牢固。

自动培养工作站的工作站本体架1内部的下底面设有平行细胞培养区7、器皿放置区和培养液储存罐放置区；器皿放置区内设有器皿台，器皿台上部设有24孔板区8、枪头储放区12和离心管区9。24孔板区8内设有四处24孔板架，24孔板架内设有24孔板，24孔板上方盖有24孔板塑料盖，24孔板区8旁边设有24孔板塑料盖放置台13；枪头储放区12内设有枪头支撑架，枪头支撑架内放置有若干移液枪21，枪头支撑架一侧设有枪头退卸组件11；离心管区9内设有离心管架，离心管架内放置有若干离心管。

枪头丝杠步进电机27、夹抓丝杠步进电机16、电动夹抓20、吸盘丝杠步进电机28、微型真空泵37均连接控制系统。初始状态时，X轴电动驱动器2的滑块和Y轴电动驱动器15的滑块均位于程序设定的零点位置，其他配合工作的位置，如24孔板、每个移液枪21等都标注了绝对坐标。当进行取样操作时，在X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15的同时作用下，枪头套筒10移动至设定的某个移液枪21正上方，枪头丝杠步进电机27正转，螺母带动枪头套筒固定板26沿滑轨二23向下移动，枪头套筒10底端套入移液枪21，然后枪头丝杠步进电机27反转，枪头套筒10携带移液枪21向上移动，随后X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15配合移动，使得电动夹抓20移动至平行细胞培养区7内的取样堵头正上方，控制系统控制电动夹抓20的抓头打开，然后夹抓丝杠步进电机16正转，螺母带动电动夹抓固定板19沿滑轨一17向下移动，电动夹抓固定板19带动电动夹抓20向下移动至取样堵头处，控制系统控制电动夹抓20的抓头的闭合正好将取样堵头夹住，随后夹抓丝杠步进电机16反转，电动夹抓20向上移动，使得取样堵头与罐盖脱离，然后X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15再次配合移动，使得移液枪21移动至取样口正上方，然后枪头丝杠步进电机27再次正转，枪头套筒10带动移液枪21向下移动，当移液枪21经取样口深入到罐体内时，枪头套筒10顶端通过螺纹套管25连接的5ml注射泵的活塞杆移动，进行液体抽取，培养液进入移液枪21内，抽取量最小可以达到50微升，随后枪头丝杠步进电机27反转，带动移液枪21上移，从罐体内移出；然后X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15动作，使移液枪21移动至某离心管正上方，枪头丝杠步进电机27正转，移液枪21移动至离心管内，控制5ml注射泵的活塞杆反向移动，移液枪21内的培养液被注入到离心管中，然后枪头丝杠步进电机27反转，移液枪21从离心管中移出；然后移动至枪头退卸组件11处，完成移液枪21的卸除。枪头退卸组件11包括退卸套筒39，退卸套筒39上方设有套筒盖板38，套筒盖板38设有由圆孔40和方孔41连通组成的长圆孔，并且方孔41的宽度小于圆孔40的直径，同时方孔41的宽度小于移液枪21的外径，方孔41的宽度大于移液枪21与枪头套筒10的连接位置。枪头套筒10和移液枪21之间的区域卡入枪头退卸组件11中的方孔41槽内，枪头丝杠步进电机27反转，枪头套筒10向上移动，移液枪21的上部在方孔41槽下方，无法从槽孔内移出，移液枪21被从枪头套筒10上卸下。

当进行移液操作时，X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15动作，使得真空吸盘34移动至24孔板正上方，然后吸盘丝杠步进电机28正转，螺母带动吸盘固定板31沿滑轨三29同时向下移动，当真空吸盘34接触到24孔板塑料盖时，微型真空泵37动作，从而真空吸盘34将24孔板塑料盖吸住，吸盘丝杠步进电机28反转，真空吸盘34携带24孔板塑料盖向上移动，随后X轴电动驱动器2和Y轴电动驱动器15动作，使24孔板塑料盖移动至24孔板塑料盖放置台13上方，然后吸盘丝杠步进电机28正转，真空吸盘34携带24孔板塑料盖向下移动，随后微型真空泵37停止动作，真空消除，24孔板塑料盖被放在24孔板塑料盖放置台13上；然后枪头套筒10再次到器皿放置区内安装移液枪21，然后到24孔板内某储液孔内，抽取一定量培养液，然后通过X轴电动驱动器2、Y轴电动驱动器15和夹抓移动组件配合，将取样堵头与罐盖分离，随后控制系统控制完成将移液枪21内的培养液通过取样口挤落到罐体内，完成移液操作；最后移动至枪头退卸组件11处，完成移液枪21的卸除。

Claims (7)

1.一种自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：安装于自动培养工作站的工作站本体架(1)内部上端，包括X轴移动组件和Y轴移动组件，Y轴移动组件与X轴移动组件的滑块固定连接，Y轴移动组件的滑块固定连接支撑横板(4)，支撑横板(4)下底面固定连接支撑立板(6)，支撑立板(6)表面设置有枪头移动组件、夹抓移动组件和吸盘移动组件。

2.根据权利要求1所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：X轴移动组件包括均水平设置的X轴电动驱动器(2)和X轴直线导轨(3)，Y轴移动组件包括Y轴支撑架(14)和Y轴电动驱动器(15)，X轴电动驱动器(2)的滑块和X轴直线导轨(3)的滑块同时连接Y轴支撑架(14)，Y轴支撑架(14)沿水平方向垂直X轴直线导轨(3)，Y轴支撑架(14)下方设有Y轴电动驱动器(15)，Y轴电动驱动器(15)的滑块固定连接支撑横板(4)。

3.根据权利要求1所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：夹抓移动组件包括夹抓丝杠步进电机(16)和滑轨一(17)，夹抓丝杠步进电机的丝杆(18)与滑轨一(17)平行设置，夹抓丝杠步进电机(16)的螺母和滑轨一(17)内的滑块一同时连接电动夹抓固定板(19)，电动夹抓固定板(19)底端设置有电动夹抓(20)。

4.根据权利要求1所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：枪头移动组件包括枪头丝杠步进电机(27)和滑轨二(23)，枪头丝杠步进电机的丝杆(22)与滑轨二(23)平行设置，枪头丝杠步进电机(27)的螺母和滑轨二(23)内的滑块二同时连接枪头套筒固定板(26)，枪头套筒(10)通过枪头套筒压块(24)压紧定位在枪头套筒固定板(26)底端，枪头套筒(10)顶端设有螺纹套管(25)。

5.根据权利要求1所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：吸盘移动组件包括吸盘丝杠步进电机(28)和滑轨三(29)，吸盘丝杠步进电机的丝杆(30)与滑轨三(29)平行设置，吸盘丝杠步进电机(28)的螺母和滑轨三(29)内的滑块三同时连接吸盘固定板(31)，吸盘固定板(31)一侧设有吸盘立侧板(32)，吸盘立侧板(32)底端连接吸盘真空盒(33)，吸盘真空盒(33)底面连接真空吸盘(34)，吸盘真空盒(33)上表面接头通过螺旋软管(35)连通微型真空泵(37)的真空口。

6.根据权利要求5所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：微型真空泵(37)的排气口连接消音器(36)。

7.根据权利要求1所述的自动培养工作站的移液取样装置，其特征在于：支撑横板(4)与支撑立板(6)之间增设支撑筋板(5)。