一种多组分检测自动移液装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多组分检测自动移液装置，它包括样品池、样品池底座(1)、机械臂(2)和移液针(7)，其中：机械臂(2)包括纵向的升降杆和横向的旋转杆，旋转杆设置于升降杆顶部，以升降杆为圆心做旋转操作；移液针(7)设置于旋转杆远端的底部且竖直向下；样品池在底座(1)上以升降杆为圆心半圆式排布，样品池围成的半径与移液针(7)至升降杆轴心的距离一致。本发明专利技术装置可在线取样，通过移液针自动清洗、定标、取样及检测，保证样品为当前发酵过程中的原位样品，并大大提升检测效率。

An automatic liquid transfer device for multi-component detection

【技术实现步骤摘要】
一种多组分检测自动移液装置
本专利技术属于自动移液领域，尤其公开了一种多组分检测自动移液装置，以及一种移液针快速精准定位方法。
技术介绍
在微生物发酵过程中，底物与产物的浓度对发酵过程的反应速率、产品的转化率以及细胞代谢途径的选择有着重大影响。对重要组分浓度进行实时监控是提高生产效率的关键，也为后续的对发酵过程的改良提供数据上的帮助。目前市场上的浓度分析仪器，大部分采用离线检测的方式。离线检测需要人工进行采样、稀释，并通过复杂的预处理后输入到仪器中检测，具有较大的滞后性，使得检测周期大大延长。从而导致无法实时获取发酵过程中底物浓度的实时数据，并因此限制了通过浓度信息对发酵过程的优化控制。
技术实现思路
为了解决底物浓度在线原位问题，本专利技术提供了一种多组分检测自动移液装置。技术方案：一种多组分检测自动移液装置，它包括样品池、样品池底座、机械臂和移液针，其中：机械臂包括纵向的升降杆和横向的旋转杆，旋转杆设置于升降杆顶部，以升降杆为圆心做旋转操作；移液针设置于旋转杆远端的底部且竖直向下；样品池在底座上以升降杆为圆心半圆式排布，样品池围成的半径与移液针至升降杆轴心的距离一致。优选的，机械臂由步进电机带动传动齿轮水平旋转及垂直升降运动，使移液针移动至检测所需的样品池完成移液操作。优选的，传动齿轮下方装有遮光片，与置于步进电机与传动齿轮的中心连线上的光耦传感器协同调控，对机械臂运动进行反馈控制，提高控制效率。优选的，光耦传感器呈U形构造，遮光片移动时进入或离开U形构造的凹槽瞬间触发光耦传感器，以反馈传动齿轮转动位置。优选的，样品池包括检测池、标样池、取样池及清洗池。优选的，检测池设置3个对应3种组分的检测，并设有进液口、出液口、溢流口，使清洗时液体单向流动以保证清洗的效果。优选的，检测池的顶部配备2mm进样孔，进样孔的圆心位于移液针的旋转路径上，防止空气中的杂质影响检测效果。优选的，标样池容纳8个离心管，离心管的圆心位于移液针的旋转路径上，为多组分检测提供多种标样。优选的，清洗池设置于样品池的尾端，亦是机械臂旋转杆的原点位置，直接进行清洗操作，减少运动次数，提高检测效率。本专利技术的有益效果提供了一种多组分检测自动移液装置，可在线取样，光耦复位可消除往返运动的回程查，旋转定位仅需要考虑步进电机旋转角度，在保证精度的前提下实现快速定位，通过移液针自动清洗、定标、取样及检测，保证样品为当前发酵过程中的原位样品，并大大提升检测效率。附图说明图1是本专利技术的多组分检测自动移液装置示意图。图2是本专利技术的半圆式分布的样品池底座俯视图。图3是本专利技术的移液针快速精准定位方法流程图。图4是本专利技术的移液针复位流程图。图5是本专利技术所用连续控制速度过程速度变化示意图。图6是实施例的所应用于的取标准液过程流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施对多组分检测自动移液装置进行详细说明。本装置结构设计的具体连接关系如
技术实现思路
中所述，以及附图1-2所示。本装置由样品池底座1及机械臂2组成。上述机械臂2由纵向的升降杆、横向的旋转杆、移液针7组成，横向的旋转杆长度与样品池组成的半圆弧半径相同，保证移液针7位于清洗池6、标样池4、取样池5及检测池3盖板的进样孔正上方。根据多组分检测需求，可将取样池中原位样品通过移液针7注入至3个检测池3中，3个检测池3对应三种不同的浓度检测模块，可根据需要自行更换。所述半圆弧以纵向的升降杆为圆心，清洗池6与圆心连线为极轴，取样池5、标样池4、检测池3半圆式排布构成极坐标系统，清洗池6、取样池5、标样池4的圆心及检测池3盖板进样孔的圆心在圆弧上。清洗池6位置定义为原点，并依次为取样池5，标样池4中标样池1～8号。检测池(3配有盖板，盖板上配有微型进样孔防止空气污染。进样孔圆心位于所述极坐标系统的圆弧上。所述清洗池6、取样池5及检测池3均设有溢流口、进液口、排液口，可单独对其进行操作，并防止溢出，在移液针7取样、注样之前可通过嵌入式系统控制清洗池进行移液针清洗。所述标样池4可容纳8个离心管，为多组分检测提供多种标样。所述机械臂2的横向的旋转杆的圆心与传动齿轮9的圆心耦合置于底座平台上，步进电机8驱动传送带12的小端带动传送齿轮9使机械臂2旋转运动，实施例中传动比为1：5，以提高机械臂2定位的精准性。传动齿轮9下方装有遮光片10，并于光耦传感器11构成光耦复位模块。光耦传感器11置于步进电机8与传动齿轮9的中心连线上。多个遮光片10可供后续的零点更改，为样品池底座1更改时，便于根据需求更改初始位置。移液装置工作方式为：机械臂2从上位机获取指令前，通过光耦模块进行复位，基于机械臂2的横向的旋转杆转动将移液针7转动至清洗池6中心正上方；获取清洗指令时，基于机械臂2的纵向的升降杆升降将移液针7下降进行清洗；获取标样时，移液针7转动至标样池4所选标样正上方，由上位机提供选取的标样号(1～8号)，取样完成后转动至上位机指定的检测池3，注入样品后返回原点并执行复位等待下一次移液；获取待测样时，取样池5从发酵罐中抽取发酵液，移液针7移动至取样池5正上方，进行取样并转动至上位机指定的检测池3，注入样品后返回原点并执行复位等待下一次移液。光耦模块工作方式为：移液针7位于清洗池6正上方时为光耦原点，机械臂2旋转时会带动遮光片10运动，以清洗池6至检测池3为正方向，反之则为反方向，当机械臂2正向运动时不会触发光耦，反向运动越过原点时，刚好触发光耦传感器11，以便于机械臂2的复位。基于本专利技术公开的装置，还提出了一种移液针快速精准定位方法，步进电机8带动传动齿轮9工作，实现机械臂2的升降或旋转，机械臂2的旋转实现了位于机械臂2端部的移液针7与目标样品池的定位；机械臂2的升降实现了移液针7与目标样品池的取液或拔出。结合图3，包括以下步骤：光耦复位步骤：机械臂2重复转动触发光耦传感器11，获取初始位置；获取任务步骤：上位机发送检测流程指令，系统解析指令并确定目标位置；移动步骤：根据指令确定目标位置，以距离作为参数将移液针7定位至目标位置；返回原点步骤：每次定位结束后，判断是否完成指令任务，如果完成则自动返回极坐标原点，等待下一次指令，否则根据检测流程执行下一次定位。结合图6，以下实施例给出了本专利技术应用于的取标准液过程：步骤1：建立极坐标系统：应用于多组分检测自动移液装置，结合图1，清洗池、取样池、标样池、检测池呈半圆式分布，与位于圆心的机械臂构成极坐标系统，清洗池与圆心的连线为极轴，设定清洗池为坐标原点。步骤2：结合图4，光耦复位：由机械臂配有的遮光片及光耦模块共同完成，遮光片与机械臂主轴耦合，当机械臂转动时遮光片也随之转动。设定光耦传感器工作方式为脉冲触发，当遮光片遮住光耦传感器时为上升沿，离开光耦传感器时为下降沿。光耦传感器获得的脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多组分检测自动移液装置，其特征在于它包括样品池、样品池底座(1)、机械臂(2)和移液针(7)，其中：/n机械臂(2)包括纵向的升降杆和横向的旋转杆，旋转杆设置于升降杆顶部，以升降杆为圆心做旋转操作；/n移液针(7)设置于旋转杆远端的底部且竖直向下；/n样品池在底座(1)上以升降杆为圆心半圆式排布，样品池围成的半径与移液针(7)至升降杆轴心的距离一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种多组分检测自动移液装置，其特征在于它包括样品池、样品池底座(1)、机械臂(2)和移液针(7)，其中：
机械臂(2)包括纵向的升降杆和横向的旋转杆，旋转杆设置于升降杆顶部，以升降杆为圆心做旋转操作；
移液针(7)设置于旋转杆远端的底部且竖直向下；
样品池在底座(1)上以升降杆为圆心半圆式排布，样品池围成的半径与移液针(7)至升降杆轴心的距离一致。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于机械臂(2)由步进电机(8)带动传动齿轮(9)水平旋转及垂直升降运动，使移液针(7)移动至检测所需的样品池完成移液操作。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于传动齿轮(9)下方装有遮光片(10)，与置于步进电机与传动齿轮的中心连线上的光耦传感器(11)协同调控，对机械臂运动进行反馈控制，提高控制效率。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于光耦传感器(11)呈U形构造，遮光片(10)移...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄翠梅，陆宗耀，李俊，蔡翔宇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32