一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱。本发明采用了多层托盘结构，每层分别装有光电传感器，可判断该层是否有待取用的多孔板并将信号传至上位机，上位机通过控制驱动装置完成贮存箱单层或多层的开合，与机械手配合完成多孔板的抓取；本发明贮存箱通过驱动装置和电磁推杆配合，可单独控制每一层的打开和锁紧，使每一层托盘的运动控制更加灵活、可靠；驱动板分别有电气限位和机械限位，对驱动板的活动提供了多重限位保护。本发明特别适用于多孔板使用量较大的生物检测自动化工作站，可以简化机械手抓取物品的运功控制，有效地提升生物检测自动化工作站系统的稳定性、可靠性和工作效率。
【专利说明】一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及多层贮存装置领域，特别是一种用于存放生物检测常用的多孔板的自动化多层贮存箱。
【背景技术】
[0002]生物检测自动化工作站是进行生命科学、生化研究和临床诊断等研究所必需的仪器之一，主要用于分子生物学、免疫学、药物研究、生化实验等，它完全模仿并代替手工操作，不仅提高了工作效率，还能减少主观误差，稳定检验质量。多孔板是生物检测自动化工作站中常用的一种实验耗材，如96孔板，是最具代表性的常用多孔板；一次实验中往往要用到多个多孔板，多孔板的存放和取用就成为自动化工作站工作流程中非常重要的部分。传统的多孔板存放多采用固定式的结构，对机械手的运动控制精度要求较高，且需要定时人工检查是否需要添加新的多孔板。多孔板存放容器的设计，直接影响了机械手工作的稳定性和可靠性，直接决定了工作站的性能和运行效率，因此优化多孔板存取设备是提高生物检测自动化工作站工作效率的必要步骤。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，针对上述的多孔板存取设备需求，本发明提供一种多孔板自动化多层贮存箱，适用于生物检测自动化工作站，可有效的提升系统的可靠性、稳定性和实用性。
[0004]本发明采取的技术方案为:
[0005]一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，包括箱体和若干层托盘；每层托盘均与一对滑动装置连接，每层所述滑动装置分别放置在固定于箱体内侧壁的成对滑动装置支架上，托盘可以平稳的沿滑动装置支架水平移动；用以放置多孔板的多孔板支架通过支架定位块固定在托盘上；
[0006]在每层托盘的同侧相同位置有两个并排的定位孔，分别为开启定位孔和固定定位孔；
[0007]驱动板竖直立于所述托盘有定位孔一侧，所述驱动板上、下两端分别连接固定在所述箱体内的驱动板滑动装置，所述驱动板滑动装置滑动方向与所述滑动装置相同；在所述驱动板移动方向分别设置有前、后限位器；
[0008]所述驱动板每层位置固定有一个开启电磁推杆，箱体内壁同层位置固定有一个固定电磁推杆，分别对应同层的开启定位孔和固定定位孔；全部托盘闭合时，所述驱动板退回至所述后限位器所在位置，各层开启电磁推杆均对准同层开启定位孔并处于收回状态，固定电磁推杆均伸入同层的固定定位孔中；当开启电磁推杆伸入开启定位孔而固定电磁推杆收回时，本层托盘与驱动板连接，可随驱动板移动，当开启电磁推杆收回而固定电磁推杆伸入开启定位孔时，本层托盘闭锁；工作过程中，同一层的两个电磁推杆不能同时伸入定位孔中；
[0009]箱体内还包括动力系统，所述动力系统包括驱动装置和传动装置，所述驱动装置通过传动装置连接驱动板，可驱动所述驱动板沿所述驱动板滑动装置移动；每层分别装有光电传感器，高度位于所述多孔板支架上沿与所放置的多孔板上边缘之间，用以探测该层多孔板支架上是否放置有多孔板；
[0010]箱体内还包括电气控制模块，电气控制模块连接所述开启电磁推杆、固定电磁推杆、驱动装置的控制端和所述光电传感器的信号端；电气控制模块的信号端和控制端连接上位机。光电传感器探测信号通过电气控制模块传至上位机，若未检测到多孔板，可防止机械手无效抓取；若检测到多孔板，上位机通过电气控制模块使相应托盘与驱动板连接，驱动托盘打开以抓取多孔板。
[0011]优选的，所述箱体包括上板、底板、前板、背板、左侧板、内侧板和右侧板；成对的所述滑动装置支架分别固定在左侧板和内侧板上，所述定位孔位于托盘靠近所述内侧板一侦牝所述固定电磁推杆固定于所述内侧板上。
[0012]优选的，所述滑动装置两端分别设置有前挡块和后挡块。
[0013]优选的，所述多孔板支架的四个角上分别有多孔板定位孔，多孔板靠四个角的锥形底与所述孔板定位孔自适应固定；所述多孔板定位孔上端有倒角，可以减少多孔板定位孔与多孔板锥形底的接触面积，使机械手用较小的力就可以顺利抓取多孔板。
[0014]优选的，所述托盘前部为竖直挡板状，托盘开口上部装有挡板，可为托盘提供遮蔽，有效的防止多孔板在托盘开合过程中受到周围环境的污染。
[0015]优选的，所述前、后限位器分别为固定于所述驱动板滑动装置两端旁边的前限位开关和后限位开关，驱动板下部设置有限位杆，所述限位杆随所述驱动板在前限位开关和后限位开关之间移动；
[0016]进一步优选的，所述驱动板滑动装置两端分别设置有前限位块和后限位块。优选的，所述滑动装置支架为直线导轨、导柱导套或滚动导轨，所述驱动板滑动装置为直线导轨、导柱导套或滚动导轨。
[0017]优选的，所述传动装置为同步带传动机构、齿轮齿条传动机构或丝杆螺母传动机构。
[0018]进一步优选的，所述驱动装置为步进电机，所述同步带传动机构包括同步带、同步带轮、同步带从动轮和同步带从动轮支架，其中所述同步带外侧与所述驱动板相连，所述驱动装置在电气控制模块控制下可驱动同步带轮正、反转动，从而带动驱动板实现水平往复移动。
[0019]本发明技术方案具有以下优点:
[0020]1.本发明结构简单，易装配，适应性强，可用于存放不同类型的多孔板；配合生物检测自动化工作站使用，可减少手动操作，提升工作效率；
[0021]2.本发明使用光电传感器探测多孔板存储位置，完全避免了无效抓取；由上位机通过电气控制模块控制每层的电磁推杆，可以方便的控制托盘单层或多层的开合，使多孔板取用更加灵活和多样；
[0022]3.本发明各层托盘与驱动板均置于滑动装置支架上，并采用了前后电气限位和机械限位加以保护，使托盘开合更加平稳可靠；
[0023]4.本发明每层托盘都设置有前部和上部挡板，可防止多孔板受到污染，提高了贮存箱的整体性和美观度；
[0024]5.本发明多孔板与多孔板支架自适应固定，减小了机械手抓取所需力度，降低了机械手的工作强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱立体图；
[0026]图2为图1所示本发明贮存箱的内部结构立体图；
[0027]图3为图1所示本发明贮存箱的内部结构左视图；
[0028]图4为图1所示本发明贮存箱的内部结构后视图；
[0029]图5为本发明贮存箱的多孔板支架结构示意图。
[0030]其中:
[0031]1.箱体11.上板12.底板13.前板
[0032]14.背板15.左侧板16.内侧板 17.右侧板
[0033]2.托盘20.滑动装置支架 21.多孔板支架22.支架定位块
[0034]23.多孔板定位孔24.前挡块25.后挡块 26.开启定位孔
[0035]27.固定定位孔 28.挡板29.滑动装置
[0036]3.驱动板30.驱动板滑动装置31.限位杆 32.前限位开关
[0037]33.后限位开关 34.前限位块35.后限位块 36.开启电磁推杆
[0038]37.固定电磁推杆
[0039]4.动力系统41.驱动装置42.同步带 43.同步带轮
[0040]44.同步带从动轮45.同步带从动轮支架
[0041]5.光电传感器 6.电气控制模块 7.多孔板
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图，通过实施例对本发明技术方案做进一步说明。
[0043]箱体、托盘、驱动板、各支架和挡板可采用耐磨金属材质，对驱动板滑动装置宜进行表面自润滑处理。
[0044]如图1至图4所示实施例，上板11、底板12、前板13、背板14、左侧板15、内侧板16和右侧板17通过螺栓连接组成箱体1，箱体1采用铝合金材质；每层托盘2两侧滑动装置支架20分别固定在左侧板15和内侧板16上，滑动装置29使用合金直线导轨，滑动装置29两端分别装有前挡块24和后挡块25组成的机械限位装置，防止托盘2移动超限；托盘2前部为竖直挡板状，托盘2开口上部装有铝合金材质的挡板28，可为托盘2提供遮蔽，防止多孔板受到污染；多孔板支架21由支架定位块22固定在托盘2上，其四个角上分别有多孔板定位孔23，多孔板定位孔23上端有倒角；
[0045]驱动板3竖直立于托盘2靠近内侧板16 —侧，驱动板滑动装置30也采用合金直线导轨；驱动板3下部有突出的限位杆31，驱动板滑动装置30旁边两端设置有前限位开关32和后限位开关33，两个限位开关和限位杆31组成驱动板的电气限位装置；驱动板滑动装置30两端设置有前限位块34和后限位块35组成的机械限位装置；驱动板3分别具有电气限位和机械限位，工作过程中，电气限位优先发挥作用，机械限位起到故障保险的作用；
[0046]开启电磁推杆36固定在驱动板3上，固定电磁推杆37固定在内侧板16上，电磁推杆选用体积较小的型号；
[0047]在动力系统4中，驱动装置41使用体积小、噪声小、稳定可靠的步进电机，可以提升系统的稳定性；传动装置固定在底板12上，采用同步带传动机构，由同步带42外侧与驱动板3相连，步进电机驱动同步带轮43转动，同步带从动轮44在同步带从动轮支架45上配合转动，同步带42即带动驱动板3水平移动；每层内侧略低于多孔板7上边缘高度处装有一对光电传感器5 ；
[0048]电气控制模块6可以控制开启电磁推杆36、固定电磁推杆37和驱动装置41的运动状态，包括电机的正反转与速度可调及行程可控，同时接收所述光电传感器5的监测信号。
[0049]本实施例具体参数以多孔板中最常见的96孔板为例。96孔板尺寸为123耐1?84耐1?21臟，多孔板支架21长度为129111111，宽度为88111111 ；96孔板下部锥形底的最大直径为6臟，圆形的多孔板定位孔23直径为6.3臟，圆孔上方有0.5111111倒角；96孔板与多孔板支架21结合后，整体高度为22皿，托盘2每层整体层高为35皿，宽度为139皿；开启定位孔26和固定定位孔27直径均为4皿，开启电磁推杆36和固定电磁推杆37的控制杆直径为3.9111111,控制杆前端有0.5111111倒角。
[0050]本实施例中电气控制模块6包括集成电路、电机驱动器和继电器；集成电路包括单片机和存储数据的；单片机控制电机驱动器和继电器实现电气装置的运动控制，同时可检测光电传感器的信号有无；电气控制模块6与上位机采用83232的通讯，通过上位机按照设定程序发送指令控制电气控制模块6来实现贮存箱各层动作。
[0051]工作时，初始状态全部托盘2闭合，驱动板3限位杆31到达后限位开关33位置，各层开启电磁推杆36均对准同层开启定位孔26并处于收回状态，各层固定电磁推杆37均伸入同层的固定定位孔27中，各层托盘2闭锁；光电传感器5检测各层是否放置多孔板7，检测结果信号通过电气控制模块6传至上位机；当该层为空时，上位机发出信号提示及时填充多孔板7 ；当该层不为空时，上位机向电气控制模块6发出指令，电气控制模块6控制该层开启电磁推杆36伸入开启定位孔26，同时固定电磁推杆37从固定定位孔27收回，该层托盘2与驱动板3连接并随驱动板3水平移动而打开，当限位杆31到达前限位开关32位置时，驱动板3停止移动，此时托盘2即开启到最大位置，之后由机械手抓取该层的多孔板7 ；当多层托盘2不为空时，可根据工作程序需要，由上位机指令自由控制各层托盘2开合的时序，实现单层、多层等多种灵活的开合方式，方便多孔板7取用。
[0052]应理解，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本发明的内容并据以实施，并非【具体实施方式】的穷举，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，包括箱体(1)和若干层托盘(2)；每层托盘(2)均与一对滑动装置(29)连接，每层所述滑动装置(29)分别放置在固定于所述箱体(1)内侧壁的成对滑动装置支架(20)上；放置多孔板(7)的多孔板支架(21)通过支架定位块(22)固定在所述托盘(2)上； 其特征在于: 在每层托盘(2)的同侧相同位置各有两个并排的定位孔，分别为开启定位孔(26)和固定定位孔(27)； 驱动板(3)竖直立于所述托盘(2)有定位孔一侧，所述驱动板(3)上、下两端分别连接固定在所述箱体(1)内的驱动板滑动装置(30),所述驱动板滑动装置(30)滑动方向与所述滑动装置(29)相同；在所述驱动板(3)移动方向分别设置有前、后限位器；所述驱动板(3)每层固定有一个开启电磁推杆(36),箱体(1)内壁同层位置固定有一个固定电磁推杆(37),分别对应同层的开启定位孔(26)和固定定位孔(27)；全部托盘(2)闭合时，所述驱动板(3)处于所述后限位器位置，各层开启电磁推杆(36)均对准同层开启定位孔(26)并处于收回状态，固定电磁推杆(37)均伸入同层的固定定位孔(27)中； 所述箱体(1)内还包括动力系统(4),所述动力系统(4)包括驱动装置(41)和传动装置，所述驱动装置(41)通过所述传动装置连接所述驱动板(3)，驱动所述驱动板(3)沿所述驱动板滑动装置(30)移动； 每层分别装有光电传感器(5),安装高度位于所述多孔板支架(21)上沿与所放置的多孔板(7)上边缘之间； 所述箱体(1)内还包括电气控制模块￠)，所述电气控制模块(6)连接所述开启电磁推杆(36)、固定电磁推杆(37)、驱动装置(41)的控制端和所述光电传感器(5)的信号端；所述电气控制模块￠)的信号端和控制端连接上位机。
2.根据权利要求1所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述箱体(1)包括上板(11)、底板(12)、前板(13)、背板(14)、左侧板(15)、内侧板(16)和右侧板(17)；所述成对的滑动装置支架(20)分别固定在左侧板(15)和内侧板(16)上，所述定位孔位于托盘⑵靠近所述内侧板(16) —侧，所述固定电磁推杆(37)固定于所述内侧板(16)上。
3.根据权利要求1所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述滑动装置(29)两端分别设置有前挡块(24)和后挡块(25)。
4.根据权利要求1所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述多孔板支架(21)的四个角上分别有多孔板定位孔(23)，所述多孔板定位孔(23)上端有倒角。
5.根据权利要求1所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述托盘(2)前部为竖直挡板状，托盘(2)开口上部装有挡板(28)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述前、后限位器分别为固定于所述驱动板滑动装置(30)两端旁边的前限位开关(32)和后限位开关(33),所述驱动板(3)下部设置有限位杆(31),所述限位杆(31)可随所述驱动板(3)在所述前限位开关(32)和所述后限位开关(33)之间移动。
7.根据权利要求6所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述驱动板滑动装置(30)两端分别设置有前限位块(34)和后限位块(35)。
8.根据权利要求1至5任一项所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述滑动装置(29)为直线导轨、导柱导套或滚动导轨，所述驱动板滑动装置(30)为直线导轨、导柱导套或滚动导轨。
9.根据权利要求1至5任一项所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述传动装置为同步带传动机构、齿轮齿条传动机构或丝杆螺母传动机构。
10.根据权利要求9所述的生物检测用多孔板自动化多层贮存箱，其特征在于:所述驱动装置(41)为步进电机，所述同步带传动机构包括同步带(42)、同步带轮(43)、同步带从动轮(44)和同步带从动轮支架(45)，其中所述同步带(42)外侧与所述驱动板(3)相连，所述驱动装置(41)驱动所述同步带轮(43)转动。
【文档编号】B65G1/137GK104355033SQ201410629773
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】王炜, 曲文静, 朱金鑫, 何农跃, 李智洋 申请人:南京中科神光科技有限公司