CN110658350B - 一种电动移液器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动移液器，包括：加载机构，包括具有固定支点的支撑架、第一螺杆、从动带轮、通过同步带与从动带轮连接的主动带轮及第一电机；执行机构，位于固定支点前侧，包括机架、注射管、竖直插设于注射管内的柱塞、与柱塞连接的错位滑块、与错位滑块螺纹连接的第二螺杆及第二电机，第一螺杆通过转动驱动机架带动注射管轴向移动，注射管通过轴向向下移动与移液头插接，第二螺杆通过转动驱动错位滑块带动柱塞轴向移动，柱塞通过轴向移动将液体吸入或排出移液头。本发明采用常规电机，能实现移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离最短化，减轻由于移液执行机构沿轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形。

Description

一种电动移液器

技术领域

本发明涉及一种加样设备，尤其是一种电动移液器。

背景技术

在医学、食品、生物学等领域的检测工作中，需要对生物材料和样品(通常为液态)进行许多前期处理工作，采用高通量自动化的生物样品前处理设备，能够在短时间内批量完成移液、加样、混合等操作，电动移液器就是生物样品自动化处理系统中的核心技术单元。根据电动移液器对液体的抽吸驱动方法不同，将电动移液器分为两种：气液混合置换式和气体置换式。

气液混合置换式移液器采用液体柱塞，由移液头中保留的气隙隔离液体柱塞和样本液体，气液混合置换式移液器的优点是把电动往复运动注射机构和压力传感器等分离出去，只有一根细导管进入移液执行机构，大大减轻了移液执行机构组件的设计压力和载荷，满足器皿最小中心距要求；同时，可以使移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离最短化，减轻了由于移液执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和支撑部件疲劳变形；且由于液体柱塞和样本液体之间的隔离气隙很小，移液精度高。缺点是存在气液管路压力系统，组件多，调试复杂且维护成本高；当室温较低时容易产生漏液。

气体置换式移液器采用固体柱塞，固体柱塞的往复运动由电机通过连轴器或其它连接部件驱动螺杆或同步齿形带实现，也就是说电动往复运动注射机构和压力传感器等部件与移液执行机构组装在一起，无须复杂的压力管路和泵系，结构层次分明，大大减小了单元结构安装与调试的工作量。第一种现有的气体置换式移液器采用小直径高转速带减速机的电机组成刀片式的移液执行机构单元，尽管其能实现移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离最短化，但其价格极其昂贵，运保维护成本高，调试难度大；第二种现有的气体置换式移液器采用常规电机，价格低，运保维护成本低，便于调试，但其不足之处在于：会使移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离变大，移液执行机构沿其轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时，产生的有害倾覆力矩变大，支撑部件容易产生疲劳变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动移液器，其既能解决现有技术采用小直径高转速电机存在的价格昂贵问题，又能解决现有技术采用常规电机存在的移液执行机构往复运动轴线与机构支点垂线距离大、移液执行机构沿轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩大和疲劳变形问题。

为达到上述目的，本发明提出一种电动移液器，其包括：加载机构，包括具有固定支点的支撑架、能转动地竖直安装在所述支撑架上且位于所述固定支点前侧的第一螺杆、连接在所述第一螺杆上方的从动带轮、通过水平设置的同步带与所述从动带轮连接的主动带轮、及与所述主动带轮同轴连接的第一电机，所述第一电机位于所述固定支点后侧，所述第一电机能依次通过所述主动带轮、所述同步带和所述从动带轮驱动所述第一螺杆转动；执行机构，位于所述固定支点前侧，所述执行机构包括能上下滑动的安装在所述支撑架上的机架、竖直固定在所述机架上并能与移液头插接的注射管、竖直插设于所述注射管内的柱塞、设于所述注射管上方并与所述柱塞连接的错位滑块、能转动地竖直安装在所述机架上并与所述错位滑块螺纹连接的第二螺杆、及位于所述第二螺杆上方并与所述第二螺杆连接的第二电机，所述第二电机能驱动所述第二螺杆转动，所述第一螺杆通过转动驱动所述机架带动所述注射管轴向移动，所述注射管通过轴向向下移动与所述移液头插接，所述第二螺杆通过转动驱动所述错位滑块带动所述柱塞轴向移动，所述柱塞通过轴向往复移动将液体吸入或排出所述移液头。

如上所述的电动移液器，其中，所述注射管的下端具有能插入所述移液头内的插接壁，所述注射管的侧壁上邻近所述插接壁处设有穿孔，所述穿孔位于所述插接壁上方，且位于所述柱塞下方，所述执行机构还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括取样管和设于所述机架上的压力传感器，所述取样管的一端插入所述穿孔并与所述注射管连通，所述取样管的另一端与所述压力传感器连接。

如上所述的电动移液器，其中，所述执行机构还包括管状的缓冲器，所述缓冲器插设于所述注射管的末端内，所述缓冲器位于所述柱塞下方。

如上所述的电动移液器，其中，所述执行机构还包括移液头退出装置，所述移液头退出装置包括能轴向滑动的套在所述注射管外的压块、固定在所述压块上方且能轴向移动的竖直安装在所述机架上的顶杆、套在所述顶杆外的弹性件、以及固定套设在所述顶杆外的调节环，所述调节环位于所述弹性件上方，且所述调节环和所述弹性件由所述机架隔开，所述弹性件的上端顶抵所述机架，所述弹性件的下端顶抵所述压块，所述顶杆位于所述错位滑块下方，所述错位滑块通过向下移动推动所述顶杆和所述压块对套在所述注射管外的所述移液头的顶端施加压力，使所述移液头从所述注射管上掉落，所述调节环能在所述顶杆向下移动预设距离时顶住所述机架。

如上所述的电动移液器，其中，所述压块的顶部还设有第一挡片，所述错位滑块的底部还设有第二挡片，所述机架的下部设有信号调理板，所述信号调理板位于所述错位滑块下方，且位于所述压块上方，所述信号调理板上设有用于检测所述柱塞位置的柱塞位置传感器和用于检测所述移液头位置的移液头位置传感器，所述移液头位置传感器通过检测所述第一挡片的位置来检测所述移液头的位置，所述柱塞位置传感器通过检测所述第二挡片的位置来检测所述柱塞的位置。

如上所述的电动移液器，其中，所述执行机构还包括固定在所述机架上并与所述第二螺杆平行的光轴、设于所述错位滑块内的直线轴承、以及设于所述错位滑块内的消隙螺母，所述光轴穿过所述直线轴承，所述第二螺杆穿过所述消隙螺母，并通过所述消隙螺母与所述错位滑块螺纹连接。

如上所述的电动移液器，其中，所述错位滑块内具有与所述柱塞同轴设置的连接孔，所述连接孔的下端具有直径由下至上渐扩的锥形孔，所述柱塞的顶端连接有连杆，所述连杆的顶端连接有球头，所述球头位于所述连接孔内并坐于所述锥形孔上，所述连杆的直径小于所述锥形孔的最小直径，所述连接孔内固定有橡胶塞，所述橡胶塞位于所述球头上方并顶抵所述球头。

如上所述的电动移液器，其中，所述机架包括顶架、位于所述顶架下方的底架、及连接在所述顶架与所述底架之间的侧板，所述顶架、所述侧板和所述底架围成滑动空间，所述第二电机固定在所述顶架的顶部，所述第二螺杆穿过所述滑动空间，所述第二螺杆的上端与所述第二电机连接，所述第二螺杆的下端与所述底架通过轴承连接，所述错位滑块位于所述滑动空间内，所述注射管穿过所述底架，并与所述底架固定连接。

如上所述的电动移液器，其中，所述支撑架为长条形的中空的槽块，所述第一螺杆设于所述槽块内，所述槽块的前侧敞口，所述槽块的后侧板为竖直设置的连接板，所述固定支点位于所述连接板上，所述槽块内设有竖直的导轨，所述机架的朝向所述槽块的一侧固定有导轨滑块和螺母滑块，所述导轨滑块伸入所述槽块内，并与所述导轨滑动配合，所述螺母滑块伸入所述槽块内，并与所述第一螺杆螺纹连接，所述第一螺杆通过转动驱动所述螺母滑块带动所述机架和所述导轨滑块沿所述导轨上下滑动。

如上所述的电动移液器，其中，所述支撑架还包括顶板和底板，所述顶板固定在所述连接板顶部，所述底板固定在所述连接板底部，所述主动带轮安装在所述顶板的顶部，所述顶板朝所述连接板的后侧延伸形成延伸板，所述从动带轮安装在所述延伸板的顶部，所述第一电机倒置固定在所述延伸板的底部，所述第一螺杆的上端通过轴承与所述顶板连接，所述第一螺杆的下端通过轴承与所述底板连接。

本发明的电动移液器的特点和优点是：

1、本发明的电动移液器采用常规电机，与现有技术采用小直径高转速的电机相比，价格更低，由于常规电机的尺寸较大，在排布时，将第一电机置于固定支点后侧，采用位于第一螺杆上方的主动带轮、同步带和从动带轮将第一电机的扭矩传递给第一螺杆，并将执行机构置于固定支点前侧，将第二电机置于第二螺杆上方直接驱动第二螺杆转动，因此第一电机和第二电机不会过多占据执行机构往复运动轴线与固定支点之间的空间，能实现执行机构往复运动轴线与固定支点之间垂线距离最短化，减轻由于执行机构沿轴线向下与移液头频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形；

2、本发明的电动移液器，压力传感器的取样点设置在注射管内注射腔与移液头连接处的狭小气隙处，由于取样气隙很小，在高灵敏的压力传感器的配合下，当液体中的杂质或凝块堵塞移液头时，很容易检测，有效提高压力探测的灵敏度；

3、本发明的电动移液器，移液头退出装置的压块直接套在注射管外，通过错位滑块驱动顶杆和压块向下移动即可退出移液头，将柱塞的驱动装置作为压块的驱动装置，结构简单紧凑，不用设置结构复杂的移液头退出机构和驱动电磁部件，降低成本；

4、本发明的电动移液器，注射管能直接与移液头插接，实现注射泵与注射腔合二为一，不仅使结构简单紧凑，还使注射管和柱塞得以加长，从而加大量程范围；

5、本发明的电动移液器，结构简单紧凑，价格低，运保维护成本低，便于调试。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的电动移液器的一个实施例的主视图；

图2是本发明中执行机构的剖视图；

图3是本发明的电动移液器的一个实施例的立体示意图。

主要元件标号说明：

100、加载机构；

101、支撑架；1011、连接板；1012、顶板；1013、底板；1014、延伸板；

102、第一螺杆；103、从动带轮；104、同步带；

105、主动带轮；106、第一电机；107、导轨；108、基准位置传感器；

109、固定支点；

200、执行机构；

201、机架；2011、顶架；2012、底架；2013、侧板；2014、安装槽；

2015、贯通孔；2016、线槽；2017、滑动空间；

202、注射管；2021、插接壁；2022、穿孔；2023、环形凸起；

2024、O型密封圈；

203、柱塞；204、错位滑块；205、第二螺杆；

206、第二电机；207、缓冲器；208、取样管；209、压块；210、顶杆；

211、弹性件；212、调节环；213、第一顶丝；214、第二顶丝；215、第一挡片；

216、信号调理板；217、第二挡片；218、光轴；219、连杆；220、球头；

221、橡胶塞；222、调节螺母；223、O型密封圈；224、空心法兰；

225、导轨滑块；226、螺母滑块；227、消隙螺母；

300、移液头。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的“前侧”为本发明图1所示的左侧，“后侧”为本发明图1所示的右侧，本文中涉及到的“上”、“下”、“竖直”、“水平”等方向均是以本发明的图1所示的上、下、竖直、水平等方向为准，在此一并说明。

如图1、图2、图3所示，本发明提出一种电动移液器，其能安装在工作架上，电动移液器包括用于加载移液头300的加载机构100和用于吸排液体的执行机构200，其中移液头300为标准化的容积为50微升至1000微升的移液头，移液头300为一次性用品，通常采用塑料制成，属于消耗品，完成一次液体处理后就丢弃；其中，

加载机构100包括具有固定支点109(或称为机构支点)的支撑架101，或者说，支撑架101和工作架的连接处形成支撑电动移液器的固定支点；

加载机构100还包括能转动地竖直安装在支撑架101上且位于固定支点109前侧的第一螺杆102、连接在第一螺杆102上方的从动带轮103、通过水平设置的同步带104与从动带轮103连接的主动带轮105、及与主动带轮105同轴连接的第一电机106，第一电机106、主动带轮105和从动带轮103均安装在支撑架101上，第一电机106位于固定支点109后侧，第一电机106能依次通过主动带轮105、同步带104和从动带轮103驱动第一螺杆102转动，第一电机106带有编码器；

执行机构200位于固定支点109前侧，执行机构200包括能上下滑动的安装在支撑架101上的机架201、竖直固定在机架201上并能与移液头300插接的注射管202、竖直插设于注射管202内的柱塞203、设于注射管202上方并与柱塞203连接的错位滑块204、能转动地竖直安装在机架201上并与错位滑块204螺纹连接的第二螺杆205、及位于第二螺杆205上方并与第二螺杆205的顶端连接的第二电机206，注射管202内形成注射腔，第二电机206能驱动第二螺杆205转动，第二电机206带有编码器，第一螺杆102通过转动驱动机架201带动注射管202轴向向上或轴向向下移动，注射管202通过轴向向下移动与移液头300插接，从而实现加载移液头300，第二螺杆205通过转动驱动错位滑块204带动柱塞203轴向向上或轴向向下移动，柱塞203通过轴向向上移动将液体吸入移液头300，柱塞203通过轴向向下移动将移液头300内的液体排出，从而实现吸排液体。

使用时，将电动移液器安装在工作架上，以使电动移液器悬空，在电动移液器下方可以摆放各种容器或检测设备，通过移液头300完成移液、加样等操作。

本发明的电动移液器，所采用的第一电机106和第二电机206为普通电机(常规电机)，价格低，由于普通电机的尺寸较大，在排布时，将第一电机106置于固定支点109(即机构支点)后侧，采用位于第一螺杆102上方的主动带轮105、同步带104和从动带轮103将第一电机106的扭矩传递给第一螺杆102，并将执行机构200置于固定支点109前侧，将第二电机206置于第二螺杆205上方直接驱动第二螺杆205转动，因此第一电机106和第二电机206不会过多占据执行机构200往复运动轴线(即第二电机206和第二螺杆205的中心轴线)与固定支点109之间的空间，能实现执行机构200往复运动轴线与固定支点109之间垂线距离最短化，减轻由于执行机构200沿轴线向下与移液头300频繁进行压入式连接时产生的有害倾覆力矩和疲劳变形；

另外，通过将体积较大的第一电机106后置于固定支点109后方，使得电动移液器的位于固定支点109前侧的部分的左右宽度得以减小；

此外，由于注射管202能直接与移液头300插接，实现注射泵与注射腔合二为一，不仅使结构简单紧凑，还使注射管202和柱塞203得以加长，从而加大量程范围。

如图2所示，在一种实施方式中，执行机构200还包括管状的缓冲器207，缓冲器207插入注射管202的末端内部，也就是插入注射腔的末端，缓冲器207位于柱塞203下方，缓冲器207内的气体作为气体柱塞，缓冲器207的内径小于注射腔的内径，以满足小量程时的高精度要求。

如图2所示，在一种实施方式中，注射管202的下端具有能插入移液头300内的插接壁2021，插接壁2021与移液头300密封连接，注射管202的侧壁上邻近插接壁2021处设有穿孔2022，穿孔2022位于插接壁2021上方，且位于柱塞203下方，缓冲器207插入插接壁2021内，缓冲器207位于穿孔2022下方，电动移液器还包括压力检测装置，压力检测装置包括取样管208和设于机架201上的压力传感器，取样管208的一端插入穿孔2022并与注射管202连通，取样管208的另一端与压力传感器连接，取样管208为金属材质的细长管，例如压力传感器为微压传感器，灵敏度高。

本实施例中，压力传感器的取样点设置在注射管202内注射腔与移液头300连接处的狭小气隙处，由于取样气隙很小，在高灵敏的压力传感器的配合下，当液体中的杂质或凝块堵塞移液头300时，很容易检测，有效提高压力探测的灵敏度；高信噪比的压力探测还可以实现气泡假象识别和液位探测，充分满足了液体处理中的主要压力数据检测。

再如图2所示，具体是，插接壁2021的外壁面上具有两个上下排列的环形凸起2023，环形凸起2023的断面形状为弧形，当插接壁2021与移液头300插接时，环形凸起2023与移液头300的内壁面相贴，两个环形凸起2023之间设有O型密封圈2024，以使注射管202与移液头300之间形成静密封。加载移液头300时，第一电机106驱动第一螺杆102转动，第一螺杆102通过转动驱动执行机构200向下移动，直至将注射管202的插接壁2021的两个环形凸起2023挤压入移液头300，完成加载移液头300的操作。

如图1、图2、图3所示，在一种实施方式中，执行机构200还包括移液头退出装置，移液头退出装置包括能轴向滑动的套在注射管202外的压块209、固定在压块209上方且能轴向移动的竖直安装在机架201上的顶杆210、套在顶杆210外的弹性件211、以及固定套设在顶杆210外的调节环212，例如弹性件211为弹簧，调节环212位于弹性件211上方，且调节环212和弹性件211由机架201隔开，弹性件211的上端顶抵机架201，弹性件211的下端顶抵压块209，顶杆210位于错位滑块204下方，错位滑块204通过向下移动推动顶杆210和压块209对套在注射管202外的移液头300的顶端施加压力，使移液头300从注射管202上掉落，调节环212能在顶杆210向下移动预设距离时顶住机架201，以对顶杆210和压块209进行限位。

本实施例中，移液头退出装置的压块209直接套在注射管202外，通过错位滑块204驱动顶杆210和压块209向下移动即可退出移液头300，直接将柱塞203的驱动装置(即，错位滑块204、第二螺杆205和第二电机206)作为压块209的驱动装置，结构简单紧凑，不用设置结构复杂的移液头退出机构和驱动电磁部件，降低成本。

如图2所示，具体是，调节环212的侧壁上沿径向设有第一顶丝213，第一顶丝213与调节环212螺纹连接，并顶住顶杆210的侧壁，以将调节环212和顶杆210固定在一起，当需要调节调节环212在顶杆210上的位置时，旋松第一顶丝213，上下移动调节环212，将调节环212移动到合适位置后，再旋紧第一顶丝213，将调节环212和顶杆210固定在一起，调节非常方便；

压块209的侧壁上沿径向设有第二顶丝214，第二顶丝214与压块209螺纹连接，并顶住顶杆210的侧壁，以将压块209和顶杆210固定在一起，当需要调节顶杆210与压块209的相对位置时，旋松第二顶丝214，上下移动顶杆210，将顶杆210移动到合适位置后，再旋紧第二顶丝214，将顶杆210和压块209固定在一起，调节非常方便。

如图2所示，进一步，压块209的顶部还设有第一挡片215，当压块209向下推动移液头300时，第一挡片215能随压块209向下移动，机架201的下部设有信号调理板216，信号调理板216位于压块209上方，信号调理板216上设有用于检测移液头300位置的移液头位置传感器，移液头位置传感器通过检测第一挡片215的位置来检测移液头300的位置，信号调理板216能将移液头300的位置信号传输给计算机。例如移液头位置传感器为光电式传感器。

如图2所示，进一步，错位滑块204的底部还设有第二挡片217，当错位滑块204带动柱塞203上下移动时，第二挡片217能随错位滑块204上下移动，信号调理板216位于错位滑块204下方，信号调理板216上设有用于检测柱塞203位置的柱塞位置传感器，柱塞位置传感器通过检测第二挡片217的位置来检测柱塞203的位置，信号调理板216能将柱塞203的位置信号传输给计算机。例如柱塞位置传感器为光电式传感器。

如图1、图2、图3所示，在一种实施方式中，执行机构200还包括固定在机架201上并与第二螺杆205平行的光轴218、设于错位滑块204内的直线轴承、以及设于错位滑块204内的消隙螺母227，光轴218作为错位滑块204的滑轨，用于引导错位滑块204滑动，例如光轴218为两根，两根光轴218并排间隔设置，直线轴承为两个，各光轴218分别穿过各直线轴承，第二螺杆205穿过消隙螺母227，并通过消隙螺母227与错位滑块204螺纹连接。当第二电机206驱动第二螺杆205转动时，消隙螺母227带动错位滑块204沿光轴218上下滑动。

如图2所示，在一种实施方式中，柱塞203与错位滑块204柔性连接，具体是，错位滑块204内具有与柱塞203同轴设置的连接孔，连接孔的下端具有直径由下至上渐扩的锥形孔，柱塞203的顶端连接有连杆219，连杆219的顶端连接有球头220，球头220位于连接孔内并坐于锥形孔上，连杆219的直径小于锥形孔的最小直径，以使连杆219能穿过锥形孔，连接孔内固定有橡胶塞221，橡胶塞221位于球头220上方并顶抵球头220。采用这样的连接结构，既使得柱塞203和错位滑块204在轴向方向上相对固定，又允许柱塞203在轴向移动的同时能适度左右偏移，与刚性连接相比，柱塞203不容易损坏。

如图2所示，进一步，柱塞203与注射管202的顶端滑动密封连接，具体是，注射管202的顶端外侧套设有帽状的调节螺母222，柱塞203能轴向滑动地穿过调节螺母222，注射管202的顶端与调节螺母222的顶壁之间夹设有O型密封圈223，O型密封圈223位于调节螺母222的侧壁与柱塞203之间，O型密封圈223和调节螺母222能将注射管202和柱塞203滑动密封连接，实现动密封。

如图1、图3所示，在一种具体实施方式中，机架201包括顶架2011、位于顶架2011下方的底架2012、及连接在顶架2011与底架2012之间的侧板2013，顶架2011和底架2012均呈块状，顶架2011、侧板2013和底架2012围成滑动空间2017，第二电机206固定在顶架2011顶部的空心法兰224上，第二螺杆205穿过滑动空间2017，第二螺杆205的上端穿过顶架2011与第二电机206连接，第二螺杆205的下端与底架2012通过轴承连接，例如第二螺杆205与第二电机206的转子为一体式结构；光轴218穿过滑动空间2017，光轴218的上端与顶架2011固定连接，光轴218的下端与底架2012固定连接，错位滑块204位于滑动空间2017内，注射管202穿过底架2012，并与底架2012固定连接，注射管202的上端伸入滑动空间2017内；顶杆210穿过底架2012，调节环212位于底架2012上方，且位于滑动空间2017内，调节环212能在顶杆210向下移动预设距离时顶住底架2012的顶面，弹性件211位于底架2012下方，弹性件211的上端顶抵底架2012的底面；

底架2012底部设有安装槽2014，信号调理板216设于底架2012底部的安装槽2014内，底架2012上还设有上下贯通的贯通孔2015，贯通孔2015与安装槽2014相邻并相连通，第一挡片215和第二挡片217与该贯通孔2015上下对准，第一挡片215能朝上伸入该贯通孔2015内，以被信号调理板216上的移液头位置传感器检测到，第二挡片217能朝下伸入该贯通孔2015内，以被信号调理板216上的柱塞203位置传感器检测到。

具体排布时，例如，注射管202、顶杆210、光轴218和第二螺杆205朝靠近支撑架101的方向依次排列，两根光轴218左右并排设置，第一挡片215和第二挡片217位于顶杆210后侧、第二螺杆205前侧，信号调理板216位于第一挡片215和第二挡片217后侧，机架201的侧板2013位于底架2012后侧，信号调理板216位于侧板2013下方，侧板2013内设有线槽2016，线槽2016与信号调理板216所在的安装槽2014连通，信号线穿过线槽2016，且信号线的一端与信号调理板216连接，信号线的另一端与第二电机206连接，信号调理板216将柱塞203的位置信号通过信号线传输给第二电机206，第二电机206再根据柱塞203的位置信号控制第二螺杆205的旋转，以控制错位滑块204的初始位置，进而控制柱塞203的位置。

如图1、图3所示，在一种具体实施方式中，支撑架101为长条形的中空的槽块，槽块的前侧敞口，槽块的后侧板2013为竖直设置的连接板1011，固定支点109位于连接板1011上，具体是，工作架位于连接板1011的后侧，连接板1011的后侧面和工作架的连接处形成固定支点109，槽块内设有竖直的导轨107，例如导轨107固定于连接板1011的前侧面上，第一螺杆102设于槽块内，机架201的朝向槽块的一侧固定有导轨滑块225和螺母滑块226，导轨滑块225伸入槽块内，并与导轨107滑动配合，螺母滑块226伸入槽块内，并与第一螺杆102螺纹连接，螺母滑块226在第一螺杆102转动时带动机架201和导轨滑块225沿导轨107上下滑动。本实施例中支撑架101和机架201组合的结构简单、紧凑。

例如，导轨滑块225为两个，两个导轨滑块225上下间隔设置，上方的导轨滑块225固定在机架201的顶架2011后侧，下方的导轨滑块225固定在机架201的连接板1011后侧，螺母滑块226位于两个导轨滑块225之间，且螺母滑块226固定在下方的导轨滑块225上。较佳地，螺母滑块226为消隙螺母，机架201和导轨滑块225为一体式结构，结构强度高。

如图2所示，在一种具体实施方式中，槽块还包括顶板1012和底板1013，顶板1012固定在连接板1011顶部，底板1013固定在连接板1011底部，主动带轮105安装在顶板1012的顶部，顶板1012朝连接板1011的后侧延伸形成延伸板1014，从动带轮103安装在延伸板1014的顶部，第一电机106倒置固定在延伸板1014的底部，第一螺杆102的上端通过轴承与顶板1012连接，第一螺杆102的下端通过轴承与底板1013连接。具体是，顶板1012和底板1013均为法兰，便于连接。

如图2所示，进一步，槽块的上部还设有用于检测机架201在竖直方向上的位置的基准位置传感器108，基准位置传感器108位于槽块的顶板1012下方，并与槽块的顶板1012相邻，且基准位置传感器108位于两个导轨滑块225的上方，当机架201沿导轨107上下滑动时，基准位置传感器108能检测机架201的位置。

使用本发明的电动移液器移液时，为了避免液体的交叉污染，液体不可进入注射管202内的注射腔中，也不能进入缓冲器207内，只能在移液头300内，因此液体处理的量程大小，取决于移液头300的容积，而电动移液器的量程范围的大小则取决于柱塞203的体积。

在吸液前，需要对柱塞203位置进行初始化，具体是，错位滑块204带动柱塞203向下移动，一旦信号调理板216检测到错位滑块204上第二挡片217的位置，即向第二电机206输出零位信号，第二电机206通过第二螺杆205控制错位滑块204停止移动，将此位置记作错位滑块204和柱塞203的初始位(复位)，吸液时，柱塞203从该初始位开始向上移动；

当完成一次移液操作需要退出移液头300时,允许错位滑块204越程向下几个毫米，此时，错位滑块204向下驱动顶杆210，顶杆210和固接在一起的压块209向下移动，退下移液头300，在下一次吸液前，再重新检测初始位(复位)。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (8)

1.一种电动移液器，其特征在于，所述电动移液器包括：

加载机构，包括具有固定支点的支撑架、能转动地竖直安装在所述支撑架上且位于所述固定支点前侧的第一螺杆、连接在所述第一螺杆上方的从动带轮、通过水平设置的同步带与所述从动带轮连接的主动带轮、及与所述主动带轮同轴连接的第一电机，所述第一电机位于所述固定支点后侧，所述第一电机能依次通过所述主动带轮、所述同步带和所述从动带轮驱动所述第一螺杆转动；

执行机构，位于所述固定支点前侧，所述执行机构包括能上下滑动的安装在所述支撑架上的机架、竖直固定在所述机架上并能与移液头插接的注射管、竖直插设于所述注射管内的柱塞、设于所述注射管上方并与所述柱塞连接的错位滑块、能转动地竖直安装在所述机架上并与所述错位滑块螺纹连接的第二螺杆、及位于所述第二螺杆上方并与所述第二螺杆连接的第二电机，所述第二电机能驱动所述第二螺杆转动，所述第一螺杆通过转动驱动所述机架带动所述注射管轴向移动，所述注射管通过轴向向下移动与所述移液头插接，所述第二螺杆通过转动驱动所述错位滑块带动所述柱塞轴向移动，所述柱塞通过轴向往复移动将液体吸入或排出所述移液头；

所述执行机构还包括移液头退出装置，所述移液头退出装置包括能轴向滑动的套在所述注射管外的压块、固定在所述压块上方且能轴向移动的竖直安装在所述机架上的顶杆、套在所述顶杆外的弹性件、以及固定套设在所述顶杆外的调节环，所述调节环位于所述弹性件上方，且所述调节环和所述弹性件由所述机架隔开，所述弹性件的上端顶抵所述机架，所述弹性件的下端顶抵所述压块，所述顶杆位于所述错位滑块下方，所述错位滑块通过向下移动推动所述顶杆和所述压块对套在所述注射管外的所述移液头的顶端施加压力，使所述移液头从所述注射管上掉落，所述调节环能在所述顶杆向下移动预设距离时顶住所述机架；

所述压块的顶部还设有第一挡片，所述错位滑块的底部还设有第二挡片，所述机架的下部设有信号调理板，所述信号调理板位于所述错位滑块下方，且位于所述压块上方，所述信号调理板上设有用于检测所述柱塞位置的柱塞位置传感器和用于检测所述移液头位置的移液头位置传感器，所述移液头位置传感器通过检测所述第一挡片的位置来检测所述移液头的位置，所述柱塞位置传感器通过检测所述第二挡片的位置来检测所述柱塞的位置。

2.如权利要求1所述的电动移液器，其特征在于，所述注射管的下端具有能插入所述移液头内的插接壁，所述注射管的侧壁上邻近所述插接壁处设有穿孔，所述穿孔位于所述插接壁上方，且位于所述柱塞下方，所述执行机构还包括压力检测装置，所述压力检测装置包括取样管和设于所述机架上的压力传感器，所述取样管的一端插入所述穿孔并与所述注射管连通，所述取样管的另一端与所述压力传感器连接。

3.如权利要求1所述的电动移液器，其特征在于，所述执行机构还包括管状的缓冲器，所述缓冲器插设于所述注射管的末端内，所述缓冲器位于所述柱塞下方。

4.如权利要求1所述的电动移液器，其特征在于，所述执行机构还包括固定在所述机架上并与所述第二螺杆平行的光轴、设于所述错位滑块内的直线轴承、以及设于所述错位滑块内的消隙螺母，所述光轴穿过所述直线轴承，所述第二螺杆穿过所述消隙螺母，并通过所述消隙螺母与所述错位滑块螺纹连接。

5.如权利要求1所述的电动移液器，其特征在于，所述错位滑块内具有与所述柱塞同轴设置的连接孔，所述连接孔的下端具有直径由下至上渐扩的锥形孔，所述柱塞的顶端连接有连杆，所述连杆的顶端连接有球头，所述球头位于所述连接孔内并坐于所述锥形孔上，所述连杆的直径小于所述锥形孔的最小直径，所述连接孔内固定有橡胶塞，所述橡胶塞位于所述球头上方并顶抵所述球头。

6.如权利要求1至5任一项所述的电动移液器，其特征在于，所述机架包括顶架、位于所述顶架下方的底架、及连接在所述顶架与所述底架之间的侧板，所述顶架、所述侧板和所述底架围成滑动空间，所述第二电机固定在所述顶架的顶部，所述第二螺杆穿过所述滑动空间，所述第二螺杆的上端与所述第二电机连接，所述第二螺杆的下端与所述底架通过轴承连接，所述错位滑块位于所述滑动空间内，所述注射管穿过所述底架，并与所述底架固定连接。

7.如权利要求1至5任一项所述的电动移液器，其特征在于，所述支撑架为长条形的中空的槽块，所述第一螺杆设于所述槽块内，所述槽块的前侧敞口，所述槽块的后侧板为竖直设置的连接板，所述固定支点位于所述连接板上，所述槽块内设有竖直的导轨，所述机架的朝向所述槽块的一侧固定有导轨滑块和螺母滑块，所述导轨滑块伸入所述槽块内，并与所述导轨滑动配合，所述螺母滑块伸入所述槽块内，并与所述第一螺杆螺纹连接，所述第一螺杆通过转动驱动所述螺母滑块带动所述机架和所述导轨滑块沿所述导轨上下滑动。

8.如权利要求7所述的电动移液器，其特征在于，所述支撑架还包括顶板和底板，所述顶板固定在所述连接板顶部，所述底板固定在所述连接板底部，所述主动带轮安装在所述顶板的顶部，所述顶板朝所述连接板的后侧延伸形成延伸板，所述从动带轮安装在所述延伸板的顶部，所述第一电机倒置固定在所述延伸板的底部，所述第一螺杆的上端通过轴承与所述顶板连接，所述第一螺杆的下端通过轴承与所述底板连接。