智能深孔板覆膜机构的制作方法

1.本发明涉及实验室应用的辅助设备技术领域，特别是一种智能深孔板覆膜机构。


背景技术：

2.深孔板是在普通微孔板的外观尺寸基础上，增加孔的深度，以此达到增加每个孔容积的目的，并且为了适应其特定的使用范围，一方面通过改变制造材料(现多用聚丙烯(pp)，个别用聚苯乙烯(ps))，另一方面通过改进表面处理工艺，进而制作成的一类实验室板材。深孔板(一般透明材质制作)主要作用是可以替代常规的离心试管储存样品，并且储存时摆放整洁，节省空间，储存量大；还可以结合排枪、高通量自动液体操作仪器和软件，实现对生物样品的高通量操作，比如沉淀蛋白，液液萃取，大大提高了样品处理的效率。深孔板通用于各种自动进样器，可直接放在自动进样器的样品仓中进样，相比传统的进样小瓶，不但可以成倍增加样品仓的样品摆放数量，另外还实现了样品在板上处理后直接进样，省去了来回吸取样品、摆放样品等繁琐工作。
3.深孔板在储存样品，特别冷冻长时间储存时，为了防止样品溢出或者受到污染需要对其上端进行加热覆膜。现有的深孔板加热覆膜工具，一般采用单头电加热覆膜工具进行覆膜，或者多头电加热覆膜工具进行覆膜，单头电加热覆膜工具由于一次只能进行一个深孔板孔的覆膜，工作效率低下，还会给工作人员带来不便。虽然现有的多头电加热覆膜工具能实现一次多个深孔板孔的覆膜，但是多头电加热覆膜工具的多个覆膜头和深孔板的数量一致，由于深孔板的深孔一般数量达到几十个左右，因此过多量的覆膜头结构设置会导致设备整体复杂、成本高，也给后续的维护使用带来了极大不便。还有就是，现有的深孔板覆膜时，都是工作人员将一张覆膜材料整体摆放在覆膜工具下后、再操作覆膜工具进行覆膜，覆膜完毕后覆膜后剩下的剩余膜材料取下(覆膜后，只是每个深孔上热覆盖有大于深孔的覆膜材料，覆膜材料其他部位不会和深孔板上端热结合在一起)，这样特别需要覆膜的深孔板多时，由于需要人为摆放完整覆膜以及取下残余覆膜材料，同样的会给工作人员带来不便，且影响工作效率。最后就是，现有的多头电加热覆膜工具其工作时所有覆膜头都会发热统一下降高度，把即使深孔内没有原料的深孔上端经膜材料加热密封，这样，无疑加大了后续工作人员清理深孔上覆膜材料的工作量，同样给工作人员带来不便，也不利于提高工作效率。基于上述，提供一种结构简单紧凑，且只对装入了样品的深孔进行选择性覆膜，并且不需要频繁取放覆膜材料的智能深孔板覆膜机构显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有深孔板覆膜设备由于结构所限，存在结构复杂、成本高、使用及维护成本高，以及不能选择性的对装入了样品的深孔进行覆膜的缺点，以及由于频繁取放覆膜材料给工作人员带来不便、且不利于提高工作效率的弊端，本发明提供了一种结构相对简单紧凑、成本低，使用方便，通过几个覆膜头就可循环依次对装入了样品(或试剂等)的单个深孔进行覆膜，而对没有样品的单个深孔不进行覆膜，减少了重新使用深孔板、后续清理覆
膜材料的工作量，且通过电动输送方式输送需要的覆膜材料，工作人员不需要频繁往深孔板上摆放覆膜材料或者取下残余覆膜材料，由此给工作人员带来了便利，且提高了工作效率的智能深孔板覆膜机构。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.智能深孔板覆膜机构，包括电源开关、稳压电源、电动直线滑台、机架板、卷筒覆膜材料；其特征在于还具有覆膜材料收放机构、控制电路、电加热覆膜工具、探测电路、定位机构；所述电动直线滑台上端安装在机架板的上端；所述电加热覆膜工具包括支撑板、电动伸缩杆、覆膜头，电动伸缩杆、覆膜头各有多套，电动直线滑台的滑动块下端和支撑板上端安装在一起，多套电动伸缩杆上端间隔距离安装在支撑板上；所述每套覆膜头包括固定管、中空电加热板，固定管上端和电动伸缩杆的下端安装在一起，电加热板安装在固定管内；所述探测电路有多路，每路探测电路包括光电三极管和输出子电路，多路探测电路的光电三极管分别安装在多套覆膜头的固定管上端内，电源开关、稳压电源、多路输出子电路、控制电路安装在电控箱内；所述定位机构包括固定槽、发光二极管，固定槽的外下端安装有多只磁铁，固定槽的内下端为中空结构，发光二极管具有多只，多只发光二极管间隔距离分别安装在固定槽内下端，每只发光二极管的上端安装有聚光碗，多只发光二极管的电源输入两端电性并联在一起，定位机构吸合在机架板的下上端中；所述覆膜材料收放机构包括驱动设备和随动设备，驱动设备和随动设备分别安装在机架板的前端下部两侧，卷筒覆膜材料安装在驱动设备和随动设备之间；所述控制电路的第一路电源输出端和多路输出子电路的电源输入端、多只光电三极管的电源输入端分别电性连接，多路输出子电路的电源输出端分别和多套电动伸缩杆的电源输入端电性连接，控制电路的第二路电源输出端和电动直线滑台的电源输入端电性连接，控制电路第三路电源输出端和多只发光二极管电源输入端电性连接。
7.进一步地，所述发光二极管的只数和深孔板的深孔数量一致，纵向分布的多只发光二极管只数和电动伸缩杆及覆膜头套数、光电三极管只数、深孔板纵向分布的深孔、输出子电路的数量一致，每套覆膜头的下端和每只发光二极管发光面、每个深孔由上至下处于同一个垂直面。
8.进一步地，所述每两只纵向分布的覆膜头间距和深孔板的每两个纵向分布的深孔间距相等，每套覆膜头的固定管的下端内径大于每个深孔板的深孔外径，每只深孔板的电加热板是中空环形ptc恒温电加热板。
9.进一步地，所述电动伸缩杆是往复式电动推杆。
10.进一步地，所述电动直线滑台是电动丝杠滑台。
11.进一步地，所述控制电路包括电性的plc、继电器和电阻，plc正极电源输入端和三只继电器正极控制电源输入端、电阻一端连接，plc负极电源输入端和三只继电器负极控制电源输入端连接，plc的三路电源输出端和三只继电器正极电源输入端分别连接。
12.进一步地，所述每路探测电路的输出子电路包括电性连接的电阻、npn三极管、时控开关和继电器，并和每路探测电路的光电开关电性连接，电阻一端和光电三极管集电极、npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器控制电源输入端和正极电源输入端连接，继电器常开触点端和两套时控开关的正极电源输入端连接，npn三极管发射极和两套时控开关的负极电源输入端连接。
13.本发明有益效果是：本发明构简单紧凑、成本低，使用方便，覆膜前将深孔板放在定位机构的固定槽内，工作时，plc会控制电动直线滑台带动电加热覆膜工具横向移动到其中多个纵向分布的单深孔上端，当其中的深孔内没有装有样品等时，由于发光二极管发射出的红外光束被光电三极管接收，那么相应位置处的电动伸缩杆不会下降高度，也就是说不会对该处的深孔板进行覆膜，只有该处深孔内具有样品等时，由于发光二极管发射出的红外光束被阻挡，那么对应位置处的电动伸缩杆才推动被电加热后固定管对深孔进行覆膜；减少了重新使用深孔板后续清理覆膜的工作量，且通过驱动设备及随动设备输送需要的覆膜材料，工作人员不需要频繁往深孔板上摆放覆膜材料或者取下残余覆膜材料，由此给工作人员带来了便利，并提高了工作效率。基于上述，本发明具有好的应用前景。
附图说明
14.以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。
15.图1是本发明整体结构及局部放大结构示意图。
16.图2是本发明电路图。
具体实施方式
17.图1、2中所示，智能深孔板覆膜机构，包括电源开关sk、稳压电源a1、电源插座cz、电动直线滑台m、机架板1、卷筒覆膜材料2(透明塑料pvc薄膜)；还具有覆膜材料收放机构、控制电路3、电加热覆膜工具、探测电路4、定位机构；所述电动直线滑台m的壳体横向分布上端中部经螺杆螺母安装在机架板1的上端前部下、且电动直线滑台m的滑动块位于下端；所述电加热覆膜工具包括支撑板5、电动伸缩杆mn、覆膜头6，电动伸缩杆mn、覆膜头6各有相同的多套，电动直线滑台m的滑动块下端垂直经螺杆螺母安装有一根连接杆7，连接杆7的下端两侧安装在纵向分布的支撑板5中部两侧，多套电动伸缩杆mn垂直分布间隔距离安装在支撑板5的上端且其活塞杆经由支撑板5多个开孔(内径大于活塞杆外径)向下引出；所述每套覆膜头包括中空固定管61、环形中空ptc陶瓷恒温电加热板rtn，电加热板rtn紧套安装在固定管61内下端，固定管61的上端为封闭式结构，多套覆膜头的固定管61上端中部和多套电动伸缩杆mn的活塞杆下端分别经螺杆螺母连接在一起；所述探测电路4有多路，且和覆膜头6、电动伸缩杆mn的套数一致，每路探测电路包括光电三极管qn和输出子电路，多路探测电路的光电三极管qn分别安装在多套覆膜头的固定管61上端中部内且其受光面位于下端(光电三极管qn焊接在一只微小电路板上，电路板上用耐热胶粘接有一只耐热垫，耐热垫用耐热密封胶粘接在固定管61内上中部)，电源开关sk(手柄位于电控箱前端外)、稳压电源a1、多路输出子电路4、控制电路3、电源cz(插孔位于电控箱8前端中部外)安装在电控箱内，电控箱8安装在机架板1前右端上；所述定位机构包括上端为开放式结构的矩形固定槽9、发光二极管vln，固定槽9的外下端四周用胶粘接有多只条形永久磁铁11，固定槽9的内下端为中空两层结构，发光二极管vln具有多只，多只发光二极管vln分别间隔一定等距离前后分成多行、左右间隔一定等距离焊接在一只矩形电路板上，每只发光二极管vln的侧端焊接有一只上端为开放式结构的柱形非透明隔离管，隔离管的上端内用胶粘接有一只上端大、下端小的聚光碗13(和手电筒聚光碗结构类似)，发光二极管vln的发光面位于聚光碗13的下端中部，安装多只发光二极管的电路板安装在固定槽9内下部两层之间内、且多只发光二极管
的发光面位于固定槽9内下端上层多个开孔内，每只发光二极管vln的聚光碗上端和固定槽9下层上端处于一个平面，多只发光二极管vln的电源输入两端分别经导线并联在一起，并联的两根导线前端和一只电源插头ct的两个接线端分别连接，定位机构经磁铁11吸合在机架板的下上端中部；所述覆膜材料收放机构包括驱动设备和随动设备，驱动设备和随动设备分别经螺杆螺母安装在机架板1的前端下部上左右两侧中间，卷筒覆膜材料2(塑料)安装在驱动设备和随动设备之间。
18.图1、2所示，发光二极管vln的只数和深孔板14的深孔数量一致、且发光面分别对准每个深孔的外下端中部，纵向分布的多只发光二极管vln只数和电动伸缩杆m及覆膜头6套数、探测电路的光电三极管qn只数、深孔板14纵向分布的深孔数量、探测电路的输出子电路路数一致，每套覆膜头6的下端和每只发光二极管vln发光面、每个深孔由上至下处于同一个垂直面。每两只纵向分布覆膜头6的纵向间距和深孔板14的每两个纵向分布深孔间距相等，每套覆膜头的金属固定管61的下端内径大于每个深孔板14的深孔外径3毫米，每只电加热板rtn是发热温度200℃的中空环形ptc恒温电加热板成品(工作电压v、功率15w)。电源开关sk是具有两个电源输入端、两个电源输出端的拨动电源开关(操作手柄位于电控箱前端外)；稳压电源a1是型号220v/v/3kw的交流220v电源转直流v开关电源模块成品；电动伸缩杆m是型号xtl10、工作电压直流v、功率50w的往复式电动推杆成品、其活塞杆行程10厘米。电动直线滑台m是工作电压直流v的电动丝杠滑台成品、功率100w。驱动设备包括工作电压直流v、功率100w的同轴电机齿轮减速器成品15(m1电机减速机构)、支撑架16、环形卷筒17，电机减速机构15经螺杆螺母安装在其中一只支撑架16的上端后侧且其动力输出轴经由支撑16架上端中部开孔(内径大于输出轴外径)朝向前端引出，电机减速机构15的动力输出轴前端和卷筒17后外侧中部经螺杆螺母连接在一起，另一只支撑架16的内侧端上部经螺杆螺母安装有一个轴承座(图中未画出)，卷筒17前侧端中部焊接有一只轴杆，轴感前端紧套在轴承座的轴承内圈内，两只支撑杆16前后分布经螺杆螺母安装在机架板1的前端下部上左侧中间.随动设备包括两只支撑架a18、两只支撑杆a18前后分布经螺杆螺母安装在机架板1的前端下部上右侧中间，两只支撑杆a18的上端中部各有一个垂直分布的固定槽19，卷筒覆膜材料2的卷绕筒前后侧端中部的轴杆分别位于两个固定槽19内(轴杆外径小于固定槽的内径，卷绕筒能经轴杆沿固定槽转动)覆膜材料2的左前端卷绕几圈位于驱动设备的卷筒17上；电机减速机构15经一只电源开关(操作手柄位于电控箱8前端外)和稳压电源a1的电源输出端3及4脚分别经导线连接，覆膜材料2的下端和深孔板14的上端接触。
19.图1、2所示，控制电路包括经电路板布线连接的plca2，继电器k、k1、k2和电阻r1n，plca2正极电源输入端1脚和三只继电器k、k1、k2正极控制电源输入端、电阻r1n一端连接，plca2负极电源输入端2脚和三只继电器k、k1、k2负极控制电源输入端里连接，plca2的电源输出端3、4、5脚分别和继电器k、k1、k2正极电源输入端连接。每路探测电路的输出子电路包括经电路板布线连接的电阻rn、npn三极管q1n、时控开关a3n及a4n和继电器kn，并和每路探测电路的光电开关qn经导线连接，电阻rn一端和光电三极管qn(和其连接的导线经由固定管侧端上向外引出)集电极、npn三极管q1n基极连接，npn三极管q1n集电极和继电器kn负极电源输入端连接，继电器kn控制电源输入端和正极电源输入端连接，继电器kn常开触点端和两套时控开关a3n及a4n的正极电源输入端1脚连接，npn三极管q1n发射极和两套时控开关a3n及a4n的负极电源输入端2脚连接。稳压电源a1的电源输入端1及2脚和交流220v电源
两极经电源开关sk串联分别经导线连接，稳压电源a1的电源输出端3及4脚和控制电路的电源输入端plc的1及2脚、多套覆膜头的电加热板rtn电源输入端分别经导线连接，控制电路的第一路电源输出端继电器k2的两个常开触点端和多路输出子电路的电源输入端光电三极管qn发射极及电阻rn另一端分别经导线连接，多路输出子电路的电源输出端时控开关a3n及a4n的3及4脚分别和多套电动伸缩杆mn的正负及负正两极电源输入端分别经导线连接，控制电路的第二路电源输出端继电器k及k1的两个常开触点端和电动直线滑台m的正负及负正电源输入两端经导线分别连接，控制电路第三路电源输出端电阻r1n另一端、继电器k2负极电源输入端和电源插座cz的电源输入端经导线连接；电源插头ct插入电源插座cz的插孔内。
20.图1、2所示，本发明覆膜头只有几个，相较于现有技术采用和深孔板深孔数量一致的大量覆膜头，具有简单紧凑、成本低，使用方便，维护方便的优点。本发明覆膜前将深孔板14放在定位机构的固定槽9内(深孔板四周外侧端和固定槽四周内侧端紧密接触)。工作时打开电源开关sk后，稳压电源a1得电工作3及4脚会输出稳定的直流v电源进入plca2的电源输入端，以及多只电加热板rtn的电源输入端，于是，多只电机热板rtn得电发热将固定管61下端加热为覆膜做好准准备，同时v电源经电阻r1n降压限流(经电源插头和电源插座)进入多只发光二极管vln的电源输入端，多只发光二极管vln得电发射出光线经聚光碗13聚焦直线向上照射。plca2得电工作后在其内部编程作用下会在一定时间内，每间隔一定时间输出一定时间电源到继电器k的电源输入端，比如每间隔10秒钟输出3秒钟电源到继电器k的正极电源输入端，于是继电器k每间隔10秒钟得电吸合3秒钟，进而电动直线滑台每间隔10秒钟得电工作3秒钟，每间隔10秒钟电动直线滑台会带动多套电加热覆膜工具向右运动一段距离停止，此距离刚好多套电加热覆膜工具位于深孔板纵向分布多个深孔的上端，通过上述，plc就会自动控制电加热覆膜工具每间隔3秒钟在纵向分布的多个深孔上停留10秒钟，纵向分布的多个覆膜头分别垂直对准多个纵向分布的深孔，为覆膜做好准备。plc的3脚每间隔10秒钟输出3秒钟的电源时间内，plc的5脚每间隔4秒钟输出9秒钟电源，这样，继电器k2会每间隔4秒钟得电9秒钟，3秒钟时间多个覆膜头已经分别位于多个纵向分布的深孔上，延时1秒钟，输出子电路对覆膜进行控制(延时1秒钟是防止光电三极管qn刚开始在覆膜头没有运动到位时接受不到光线、误控制覆膜操作)。当多个覆膜头垂直对准多个深孔时，此刻纵向分布多只发光二极管vln(类似于激光笔构造)直线发射出的光线会照射在相应多个纵向分布固定管61(内部光线较小)内的光电三极管qn受光面上，如果相应处深孔内没有样品或试剂等，由于透明深孔、透明覆膜材料对可见光束的阻挡能力有限，这样，相应处发光二极管vln发射出的光线照射在相应处光电三极管qn受光面上，相应处光电三极管qn的集电极输出低电平进入npn三极管q1n的基极，npn三极管q1n基极无合适正向偏压截止继电器kn失电，那么时控开关a3n及a4n均不得电工作。实际情况下，当相应处深孔内有样品或试剂等，由于样品或试剂对可见光束的阻挡能力很强，这样，相应处发光二极管vln发射出的光线无法再照射在相应处光电三极管qn受光面上，相应处光电三极管qn截止集电极不再输出低电平进入npn三极管q1n的基极，npn三极管q1n基极经由电阻rn降压限流获得合适正向偏压导通、其集电极输出低电平进入继电器kn的电源输入端，继电器kn得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，时控开关a3n、a4n得电工作。时控开关a3n得电后会在内部电路及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，会输出一定时间电源(输出4秒钟电
源)，进入对应处深孔上端的电动伸缩杆mn正负两极电源输入端，于是电动伸缩杆mn得电其活塞杆推动电动覆膜工具下行，对应处发热的固定管61下端将位于该处深孔上端相应部分的覆膜材料加热分离，由于热量作用下粘接在该深孔的上端、把深孔上端的孔完全封闭；4秒钟时间内刚好固定管下端运动到将固定管61下端顶在深孔的上端外侧利于加热覆膜(固定管下端将膜材料压紧在深孔上，然后加热该处膜材料，膜材料形成圆形的部分和覆膜材料主体分离，由于热量作用于膜材料和塑料深孔板上端外侧粘接在一起，因此会将分离的膜材料覆盖在深孔上)。时控开关a4n的电后会在内部电路及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，会间隔一定时间输出一定时间电源(比如间隔4秒钟输出4秒钟电源)，进入对应处深孔上端电动伸缩杆mn的负正两极电源输入端，于是电动伸缩杆mn得电其活塞杆带动电动覆膜工具上行，回到初始位置、为下次对下一个深孔板覆膜做好准备。通过上述所有机构作用，plca2在一定时间内不断循环间隔时间输出电源，这样电加热覆膜工具就会从左至右依次将深孔板上装入了样品或试剂的深孔、按照纵向覆膜过程将所有装入了试剂或样品的深孔自动覆膜。当所有覆膜完成后，plca2在内部编程作用下4脚输出一段时间高电平(比如18秒钟)进入继电器k1的正极电源输入端，于是，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，电动直线滑台m的负正两极得电，其滑动块会带动电加热覆膜工具回到左止点停止运动，为对下一个深孔板进行依次进行按需覆膜(电加热覆膜工具运动到左止点后停止，工作人员关闭电源开关sk，下次覆膜打开电源开关sk，plca2又会按照编程依次控制下一个深孔板的覆膜)。
21.图1、2所示，当一个深孔板覆膜后，工作人员取出深孔板，摆放好另一个深孔板后，然后打开电机减速机构15的电源开关一段时间，这样，电机减速机构15得电工作其动力输出轴带动覆膜材料向左运动一段距离，这样原来覆膜的一段膜材料(残余的膜材料，表面会有一个或多个开孔)运动到左端，没有对深孔板覆膜的膜材料此刻运动到电动覆膜工具的下端，为下次对下一个深孔板覆膜做好准备。通过上述，本发明当其中的深孔内没有装有样品等时，由于发光二极管发射出的红外光束被光电三极管接收，那么相应位置处的电动伸缩杆不会下降高度，也就是说不会对该处的深孔板进行覆膜，只有该处深孔内具有样品等时，由于发光二极管发射出的红外光束被阻挡，那么对应位置处的电动伸缩杆才推动被电加热后固定管对深孔进行覆膜；减少了重新使用深孔板后续清理覆膜的工作量，且通过驱动设备及随动设备输送需要的覆膜材料，工作人员不需要频繁往深孔板上摆放覆膜材料或者取下残余覆膜材料，由此给工作人员带来了便利，并提高了工作效率。电路中，继电器k、k1、k2、kn是dcv继电器；电阻r1n是大功率1.8k、10w水泥电阻；发光二极管vln是黄色发光二极管；电阻rn阻值是47k；npn三极管q1n型号是9013；时控开关a3n及a4n(是型号kg316t的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关具有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，并具有两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间和每次输出电源的时间)；光电三极管qn型号是3du5c。
22.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说
明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。