CN113834710B - 一种全自动液体处理工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动液体处理工作站，包括移动架、穿刺针、换气针、第一驱动机构、第二驱动机构、二次导向机构；第一驱动机构和第二驱动机构设置在所述移动架上部，二次导向机构包括导向块、导向轴、滚珠衬套、第一导向套，穿刺针和第一导向套连接第一驱动机构，第一导向套和滚珠衬套共同套置在导向轴上，滚珠衬套供第一导向套滚动摩擦套接，滚珠衬套的长度为穿刺针下降行程的一半，滚珠衬套与导向块固定连接，导向块夹持在导向轴上，平衡导向块的重力，穿刺针中部与导向块的侧部穿接；导向轴上设有换气针，第二驱动机构连接导向轴以控制换气针上下移动。本案能适应不同高度的顶空瓶，有效完成穿刺抽吐液功能，减少交叉污染。

Description

一种全自动液体处理工作站

技术领域

本发明属于实验仪器技术领域，特别涉及一种全自动液体处理工作站。

背景技术

在实验室的日常液体样品制备中，经常出现因实验员操作误差而严重影响样品测定的可信度，同时在长时间的制备过程中实验员的身体健康也受影响。液体处理工作站(以下简称工作站)根据现代实验室液体样品制备需求，针对性的一种全自动化液体样品制备工作平台，其智能的配置过程将实验员从繁琐的配液过程中解放出来。通常具备有混标制备、标准曲线制备、样品添加、分液、样品稀释等液体制备功能，但除此之外，现有液体处理工作站还有诸多待改进之处，故本创造人秉持多年该相关行业之丰富设计开发及实际制作经验，针对现有液体处理工作站进行研究改良，以期达到更佳优异价值之目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动液体处理工作站，含穿刺针二次导向机构，适应不同高度的顶空瓶，有效完成穿刺抽吐液功能，减少交叉污染。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种全自动液体处理工作站，包括机架、瓶架、移液枪组件、三轴机械臂、二次导向穿刺针装置、震荡装置、分液清洗组件和冷热装置；

所述机架包括底座和支架，所述支架设置在底座上，所述三轴机械臂架设在支架内，所述三轴机械臂上安装所述二次导向穿刺针装置，所述瓶架和震荡装置设置在所述底座上，所述二次导向穿刺针装置位于所述瓶架和震荡装置上方，所述移液枪组件设置在支架的一侧，支架的另一侧设置所述分液清洗组件，所述底座在瓶架下方设置所述冷热装置；

所述二次导向穿刺针装置包括穿刺针、换气针、第一驱动机构、第二驱动机构、二次导向机构；

所述三轴机械臂上安装所述移动架，所述第一驱动机构和第二驱动机构设置在所述移动架上部，所述二次导向机构包括导向块、导向轴、滚珠衬套、第一导向套，所述穿刺针和第一导向套连接第一驱动机构，第一驱动机构控制穿刺针和第一导向套上下移动，所述第一导向套和所述滚珠衬套共同套置在所述导向轴上，所述滚珠衬套供所述第一导向套滚动摩擦套接，滚珠衬套的长度为穿刺针下降行程的一半，滚珠衬套与所述导向块固定连接，导向块夹持在导向轴上，夹持力平衡导向块的重力，所述穿刺针中部与所述导向块的侧部穿接；

所述导向轴上设有换气针，所述第二驱动机构连接所述导向轴以控制换气针上下移动；

所述分液清洗组件包括

转动阀，包括至少0号位、1号位、2号位在内的多个工位，所述1号位、2号位分布在转动阀外缘，所述0号位设置在转动阀中部；

取样针；

A注射泵、B注射泵、C注射泵，固定在支架上，位于三轴机械臂的下方；

A三通阀、B三通阀、C三通阀，分别连接A注射泵、B注射泵、C注射泵，B三通阀分别连接A三通阀和C三通阀，A三通阀连接所述取样针，C三通阀连接所述转动阀的0号位，所述转动阀上设有径向通道，所述0号位和各个号位之间通过所述径向通道连通，所述1号位供溶剂瓶连接，所述2号位连接外部空气；

清洗槽，设有三个浸泡工位供取样针择一伸入清洗；

汇流板，连接三个浸泡工位的出口，三个浸泡工位的出口和汇流板之间各设有夹管阀；

废液收集装置，通过一蠕动泵连接汇流板的出口。

进一步，还包括第一丝杠、第一滑块和穿刺针座，第一丝杠竖直设置在移动架上，所述第一驱动机构连接在第一丝杠的顶部，所述第一滑块滑动配合在第一丝杠上，所述穿刺针座安装在第一滑块上，穿刺针座供穿刺针的顶端固定，穿刺针座的侧壁与所述第一导向套固定。

进一步，还包括第一导向套座，所述第一导向套座上开设通孔，所述第一导向套固定在第一导向套座的通孔上方，所述导向轴穿置在通孔和第一导向套中，所述滚珠衬套设置在所述通孔下方的导向轴上，所述第一导向套座与所述穿刺针座固定在一起。

进一步，还包括第二丝杠、第二滑块和换气针座，第二丝杠竖直设置在移动架上，所述第二驱动机构连接在第二丝杠的顶部，所述第二滑块滑动配合在第二丝杠上，所述导向轴的上部安装在第二滑块上，所述换气针座安装在导向轴的下部，所述换气针座供所述换气针的顶端固定。

进一步，所述换气针座上设有压盖机构，所述压盖机构包括压头和弹簧，所述换气针座在底部开设滑腔，所述弹簧置于滑腔内，所述压头与滑腔滑动配合并伸出滑腔外，所述弹簧的一端抵接在换气针座的顶部，所述弹簧的另一端抵接在压头上，所述换气针的顶端安装在换气针座的顶部，所述换气针座的顶部在对应穿刺针的下方位置开设入针孔，所述压头在对应穿刺针和换气针下方位置开设出针孔。

进一步，还包括导杆，所述导向块的左侧部开设第二穿孔供所述穿刺针中部穿接，所述导向块的中部开设第一穿孔供所述滚珠衬套固定穿接，所述导向轴穿置在滚珠衬套中，所述导向块的右侧部开设第三穿孔供所述导杆穿接，所述导杆的顶端连接在第二滑块上，所述导杆的底端连接在换气针座上。

进一步，所述清洗槽还设有一个喷淋工位，喷淋工位设有喷嘴，喷淋工位的出口连接汇流板，喷淋工位和汇流板之间各设有夹管阀；转动阀还包括3号位，3号位设于转动阀外缘，3号位连接所述喷嘴。

进一步，每个所述喷淋工位包括清洗座，所述清洗座设置有清洗池和进液腔；所述清洗池设于清洗座的中部，清洗池顶部的两侧沿边缘对称开设左喷水缝和右喷水缝，进液腔连通左喷水缝和右喷水缝，左喷水缝和右喷水缝向清洗池喷射出面状水柱。

进一步，所述清洗座由压盖和基座组成，所述压盖和基座的中部同轴开设清洗池，所述基座的顶部开设供压盖配合的上凹槽，上凹槽的底面在清洗池的两侧对称开设左喷水通道和右喷水通道，左喷水通道和右喷水通道连通进液腔，所述压盖的底面在对应左喷水通道和右喷水通道的位置分别开设左喷水凹槽和右喷水凹槽，左喷水凹槽和右喷水凹槽延伸至清洗池的两侧边缘，并与上凹槽的底面配合构成左喷水缝和右喷水缝。

进一步，还包括干燥气路，设置于清洗槽的入口侧部。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

一、本发明在采用细、长的穿刺针的基础上，设计了二次导向机构，帮助稳定穿刺针的中部，防止变形弯曲，在直径不变的情况下增强了穿刺针的强度，避免因直径面积的增加导致大块碎屑进入流路的状况，使得穿刺针可允许的最大长度增加一倍，适应不同高度的顶空瓶，有效完成穿刺抽吐液功能。二次导向机构的一次导向在顶空瓶瓶盖处，二次导向始终在顶空瓶瓶盖距穿刺针顶部的中心，实现两倍于现有穿刺针结构的长度。此外，穿刺针和换气针分体设计，既从根本上解决了交叉污染的风险，可独立清洗，又实现了穿刺针和换气针的协同作业，控制简单，成本低，无需额外动力的随动导向机构，增设的压盖机构还能抵住顶空瓶瓶盖，让穿刺针和换气针的穿刺更方便、稳定；

二、本发明特别设计一种线性冲刷结构喷水缝，可以喷出两道连续的长、扁、平流面液体流柱喷至样品针外壁上，清洗范围有效覆盖各个位置的穿刺针，大大提高清洗成功率，取代原来的多孔冲刷，可在单一截面上360°无死角喷射清洗，保证使用相同流量清洗液的情况下，兼顾机械臂精度误差、样品针微量变形后依旧可以稳定冲刷样品针外壁的清洗装置，实现喷射口点到线的升级，而且结构简单，降低成本、降低制造难度；

三、本发明功能强大，适应性强，机械臂上挂载移液组件为可切换配置，同时可兼顾色谱瓶、顶空瓶、离心管不同样品管的分液，高效、无交叉污染、分液稀释。

附图说明

图1为本发明整体结构的分解示意图；

图2为本发明整体结构的装配示意图；

图3为本发明二次导向穿刺针装置的装配示意图一；

图4为本发明二次导向穿刺针装置的分解示意图；

图5为本发明二次导向穿刺针装置的正视示意图；

图6为图5中顶空瓶的放大图；

图7为本发明二次导向穿刺针装置的装配示意图二；

图8为本发明压头压在顶空瓶瓶盖上、换气针穿刺前的结构示意图；

图9为图12中沿A-A线的剖视图；

图10为本发明滚珠衬套和第一导向套行程前后对比的结构示意图；

图11为本发明第一导向套、滚珠衬套、导向轴行程变化的原理示意图；

图12为本发明分液清洗组件的结构简图；

图13为本发明分液清洗组件清洗的结构简图；

图14为本发明分液清洗组件排废的结构简图；

图15为本发明喷淋工位的局部剖视、分解示意图；

图16为图13中B处的放大图；

图17为本发明喷淋工位的局部剖视示意图；

图18为图15中C处的放大图；

图19为本发明喷淋工位外壁冲洗的使用状态图。

标号说明：

移动架1、穿刺针2、换气针3、第一驱动机构4、第二驱动机构5、二次导向机构6、第一丝杠7、第一滑块8、穿刺针座9、第一导向套座10、第二丝杠11、第二滑块12、换气针座13、压盖机构14、导杆15、限位块16、导向块17、导向轴18、滚珠衬套19、第一导向套20、电机21、同步带传动机构22、通孔23、第二穿孔24、第一穿孔25、第三穿孔26、第二导向套27、压头28、弹簧29、滑腔30、入针孔31、出针孔32、顶空瓶33、让位孔34、第三导向套35、瓶架36、三轴机械臂37、底座38、支架39、转动阀40、取样针41、A注射泵42、B注射泵43、C注射泵44、A三通阀45、B三通阀46、C三通阀47、清洗槽48，汇流板49、蠕动泵50、废液收集装置51、干燥气路52、浸泡工位53、喷淋工位54、夹管阀55、溶剂瓶56、清洗座57、清洗池58、进液腔59、左喷水缝60、右喷水缝61、压盖62、基座63、上凹槽64、左喷水通道65、右喷水通道66、左喷水凹槽67、右喷水凹槽68、进液管嘴69、排液管嘴70、移液枪71、枪头放置架72、排枪口73、震荡装置74。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。

本发明提供一种全自动液体处理工作站，图1和图2是本发明工作站的整体结构示意图，包括机架、瓶架36、移液枪组件、三轴机械臂37、二次导向穿刺针装置、震荡装置74、磁力搅拌组件、分液清洗组件和冷热装置；

所述机架包括底座38和支架39，所述支架39设置在底座38上，如图1和图2所示，所述三轴机械臂37架设在支架39内，所述三轴机械臂37上安装所述二次导向穿刺针装置。

如图3至图9所示，所述二次导向穿刺针装置包括移动架1、穿刺针2、换气针3、第一驱动机构4、第二驱动机构5、二次导向机构6、第一丝杠7、第一滑块8、穿刺针座9、第一导向套座10、第二丝杠11、第二滑块12、换气针座13、压盖机构14、导杆15、限位块16。所述三轴机械臂37上安装所述移动架1，所述第一驱动机构和第二驱动机构设置在所述移动架上部，所述二次导向机构6包括导向块17、导向轴18、滚珠衬套19、第一导向套20。

所述第一驱动机构4和第二驱动机构5并列设置在所述移动架1上部，第一驱动机构4下方的移动架1上竖直设置第一丝杠7，第二驱动机构5下方的移动架1上竖直设置第二丝杠11，所述第一驱动机构4和第二驱动机构5均可以采用电机21搭配同步带传动机构22的结构，第一驱动机构4的同步带传动机构所输出的同步轮连接第一丝杠7的顶部，第二驱动机构5的同步带传动机构所输出的同步轮连接第二丝杠11的顶部，通过第一驱动机构4和第二驱动机构5驱动第一丝杠7和第二丝杠11转动。

所述第一滑块8滑动配合在第一丝杠7上，所述穿刺针座9安装在第一滑块8上，穿刺针座9供穿刺针2的顶端固定。

穿刺针座9的侧壁固定所述第一导向套座10，所述第一导向套座10上开设通孔23，所述第一导向套20固定在第一导向套座10的通孔23上方，从而穿刺针座9的侧壁通过第一导向套座10固定所述第一导向套20，第一驱动机构4通过第一滑块8带动穿刺针座9上的穿刺针2和第一导向套座10上的第一导向套20上下移动。所述导向轴18穿置在通孔23和第一导向套20中，所述滚珠衬套19设置在所述通孔23下方的导向轴18上，所述第一导向套20和所述滚珠衬套19共同套置在所述导向轴18上，滚珠衬套19与所述导向块17固定连接，所述穿刺针2中部与所述导向块17的侧部穿接，导向块17夹持在导向轴18上，夹持力平衡导向块17的重力，所述滚珠衬套19供所述第一导向套20滚动摩擦套接，滚珠衬套19的长度为穿刺针2下降行程的一半，如图10和图11所示，滚珠衬套19内滚珠与第一导向套20和导向轴18为滚动摩擦，不发生滑动摩擦。当滚珠与第一导向套20相对速度为V1时，滚珠为滚动状态，此时滚珠与导向轴18发生摩擦，导向轴的相对速度V2＝V1，V2与V1为反向，故第一导向套20相对导向轴18速度为2倍的V1。运动的时间相等，故滚珠衬套19行程L2恒为第一导向套20行程L1的1/2。当穿刺针2和第一导向套20一起升降时，第一导向套20驱动滚珠衬套19升降，由于导向块17的行程为穿刺针2行程的一半，使得导向块17能够跟随穿刺针2升降，导向块17一直支撑着穿刺针2的中部，本案所述穿刺针2为细、长、无套针结构的穿刺针2，通过导向块17一直支撑着穿刺针2的中部可以很好地克服穿刺针2扰度大的缺陷，避免穿刺针2弯折。如图3和图4所示，所述导向块17的左侧部开设第二穿孔24供所述穿刺针2中部穿接，所述导向块17的中部开设第一穿孔25供所述滚珠衬套19固定穿接，所述导向轴18穿置在滚珠衬套19中，所述导向块17的右侧部开设第三穿孔26供所述导杆15穿接，导杆15起到防止导向块17打转的作用，平衡导向块17的左右两侧，所述第二穿孔24和第三穿孔26内各安装有第二导向套27和第三导向套35，第二导向套27套接穿刺针2，第三导向套35套接导杆，提高稳固性。如图5、图6和图7所示，所述第二滑块12滑动配合在第二丝杠11上，所述导杆15的顶端和导向轴18的上部连接在第二滑块12上，所述导杆15的底端和导向轴18的下部连接在换气针座13上。

所述换气针座13上设有压盖机构14，所述压盖机构14包括压头28和弹簧29，所述换气针座13在底部开设滑腔30，所述弹簧29置于滑腔30内，所述压头28与滑腔30滑动配合并伸出滑腔30外，具体地，压头28设有外凸缘，滑腔30的腔口设有内凸缘，压头28通过外凸缘抵接在内凸缘上实现压头28卡接在滑腔30中而不脱出滑腔30，所述弹簧29的一端抵接在换气针座13的顶部，所述弹簧29的另一端抵接在压头28上，所述换气针3的顶端固定安装在换气针座13的顶部，所述换气针座13的顶部在对应穿刺针2的下方位置开设入针孔31，所述压头28在对应穿刺针2和换气针3下方位置开设出针孔32，出针孔32的孔径足够穿刺针2和换气针3共同穿出。

本发明对顶空瓶33进行穿刺时，顶空瓶33置于压盖机构14下方，首先，对顶空瓶33进行压制和换气针3穿孔：第二驱动机构5通过第二滑块12上的导向轴18带动换气针座13下降，换气针座13上的压盖机构14受驱动，下降至顶空瓶33上方处，如图8和图9所示，压头28贴合顶空瓶33瓶盖，然后换气针座13继续下降，弹簧29被压缩至极限，换气针座13顶部的换气针3经过滑腔30并通过出针孔32穿出，换气针3穿透密封片插入顶空瓶33中，从而完成顶空瓶33压制和换气针3穿孔。接着，对顶空瓶33进行穿刺针2穿孔：第一驱动机构4通过第一滑块8上的穿刺针座9带动穿刺针2下降，穿刺针2穿过换气针座13顶部的入针孔31穿入滑腔30并从出针孔32穿出，穿出后穿透密封片插入顶空瓶33中，如图6和图7所示，穿刺针2最后开始抽吐液体。在穿刺针2运动过程中，与穿刺针2随动的第一导向套20驱动滚珠衬套19下降，滚珠衬套19的下降行程为穿刺针2下降行程的1/2，当穿刺针2到达顶空瓶33内部时，导向块17支撑着穿刺针2的中部。直至抽吐液体结束后，穿刺针2和换气针3退出顶空瓶33的过程为，第一驱动机构4驱动穿刺针2上升退出顶空瓶33，第一导向套20驱动滚珠衬套19上升，滚珠衬套19上升也同样在支撑着穿刺针2的中部，滚珠衬套19的上升行程为穿刺针2上升行程的1/2，完成穿刺针2的退出；此时压头28贴合于顶空瓶33瓶盖上，顶空瓶33依旧被压在下方，不随穿刺针2上升而离地，而后，第二驱动机构5驱动换气针座13上升，压缩的弹簧29撑开，换气针3上升直至完全脱离顶空瓶33，至此，整个穿刺顶空瓶33、抽吐液体以及退出的全过程完成。

为了避免导向块17和换气针座13产生干涉，所述移动架1上设有限位块16，所述限位块16固定在换气针座13和导向块17之间的移动架1上，所述限位块16上开设让位孔34供导杆15和导向轴18穿置。

如图12至图14所示，所述分液清洗组件包括转动阀40、取样针41、A注射泵42、B注射泵43、C注射泵44、A三通阀45、B三通阀46、C三通阀47、清洗槽48、汇流板49、蠕动泵50、废液收集装置51和干燥气路52。

所述A注射泵、B注射泵、C注射泵，固定在支架39上，位于三轴机械臂37的下方，A注射泵42、B注射泵43、C注射泵44为三种不同量级体积的注射器，比如分别为0.1ml、1ml、10ml，适应不同陪标曲线的需求。

所述转动阀40包括至少0号位、1号位、2号位、3号位在内的多个工位，所述1号位、2号位、3号位分布在转动阀40外缘，所述0号位设置在转动阀40中部。

A三通阀45、B三通阀46、C三通阀47分别连接A注射泵42、B注射泵43、C注射泵44，B三通阀46分别连接A三通阀45和C三通阀47，A三通阀45连接所述取样针41，C三通阀47连接所述转动阀40的0号位，所述转动阀40上设有径向通道，所述0号位和各个号位之间通过所述径向通道连通，所述1号位供溶剂瓶56连接，所述2号位连接外部空气；

所述清洗槽48设有三个浸泡工位53和一个喷淋工位54，喷淋工位54设有喷嘴，3号位连接所述喷嘴，三个浸泡工位53供取样针41择一伸入清洗。

三个浸泡工位53和喷淋工位54的出口汇流板49，所述清洗槽48上的四个工位(三个浸泡工位53和一个喷淋工位54)的出口和汇流板49之间各设有夹管阀55，汇流板49的出口通过一蠕动泵50连接废液收集装置51。

本发明能够实现三路注射泵切换流路、多通道清洗和排废液流路、外壁冲刷清洗流路以及取样针外壁气吹干燥气路，分别具体如下：

一、三路注射泵切换流路的使用过程为：0号位连通1号位，

a)A三通阀45连通A注射泵42和取样针41，进行抽吐溶液，B三通阀46不连通B注射泵43，C三通阀47连通C注射泵44和溶剂瓶56，进行抽吐稀释溶液/清洗液；

b)A三通阀45连通A注射泵42和取样针41，进行抽吐溶液，B三通阀46连通B注射泵43和C三通阀47，C三通阀47连通溶剂瓶56，进行抽吐稀释溶液/清洗液；

c)A三通阀45连通取样针41和B三通阀46，B三通阀46连通B注射泵43，进行抽吐溶液，C三通阀47连通C注射泵44和溶剂瓶56，进行抽吐稀释溶液/清洗液；

d)A三通阀45连通取样针41和B三通阀46，C三通阀47连通B三通阀46和C注射泵44，进行抽吐溶液。

总的来说，根据需求切换各三通阀，在不更换注射泵的前提下，本发明可以实现四种灵活精准的分液、稀释：a)A注射泵42抽吐溶液、C注射泵44抽吐稀释溶液/清洗液，b)A注射泵42抽吐溶液、B注射泵43抽吐稀释溶液/清洗液，c)B注射泵43抽吐溶液、C注射泵44抽吐稀释溶液/清洗液，c)C注射泵44抽吐溶液。

二、多通道清洗和排废液流路的使用过程为：

如图13所示，取样针41伸入1号浸泡工位53，清洗完毕后，当1号浸泡工位53需要排废液时，其他工位的夹管阀55关闭，1号浸泡工位53的夹管阀55打开与汇流板49流通，蠕动泵50工作，1号浸泡工位53的清洗液随蠕动泵50的负压，抽出至废液收集装置51内。各工位的清洗和排废过程以此类推，多级清洗槽48共用一个蠕动泵50，通过夹管阀55隔离每个工位，阻断串液，实现了原本每个清洗槽48独立排废泵液的功能的基础上，节省成本，维护更加简单。

三、清洗槽48内清洗时通常由取样针41内壁注入清洗液，浸泡取样针41外壁，浸泡时间长，同时无法有效去除顽固附着物，无法达到清洗取样针41避免交叉污染的目的，因此本发明设计了外壁冲刷清洗流路，外壁冲刷清洗流路的使用过程为：

C三通阀47连通C注射泵44和溶剂瓶56，转动阀的0号位连通1号位，C注射泵44抽取一定体积的清洗液，完成抽取后，如图14所示，转动阀切换至3号位，C注射泵44推出清洗液至喷淋工位54的喷嘴处，清洗液从喷嘴喷至取样针41外壁，冲刷外壁有效清除液体残留。

四、一般清洗槽48无气吹功能，取样针41每次吸取母液前须清洗取样针的内外壁。清洗后表面会挂液，多次取母液时，取样针外壁附带的挂液会稀释母液，造成母液的浓度误差，进而影响整个配液的精度，本发明设计了取样针41外壁气吹干燥气路52，取样针41外壁气吹干燥气路52的使用过程为：

外壁气吹干燥气路52设置于清洗槽48的入口侧部，由一个气泵提供一定气压、流量的气源，当取样针41清洗后位于清洗槽48上方时，启动气泵，气体经由气管吹至取样针41外壁，对取样针41外壁残留的挂液进行表干，从而消除取样时稀释母液的风险。

如图15至图18所示，每个所述浸泡工位包括包括清洗座57，所述清洗座57为截面呈方形的长条柱体，结合图15和图16，所述清洗座57设置有清洗池58和进液腔59；所述清洗池58设于清洗座57的中部，清洗池58顶部供穿刺针2插入清洗池58清洗，清洗池58的两侧沿边缘对称开设左喷水缝60和右喷水缝61，进液腔59连通左喷水缝60和右喷水缝61，本实施例中，所述清洗座57由压盖62和基座63组成，所述压盖62和基座63的中部同轴开设清洗池58，所述基座63的顶部开设供压盖62配合的上凹槽64，上凹槽64的底面在清洗池58的两侧对称开设左喷水通道65和右喷水通道66，所述压盖62的底面在对应左喷水通道65和右喷水通道66的位置分别开设左喷水凹槽67和右喷水凹槽68，左喷水凹槽67和右喷水凹槽68延伸至清洗池58的两侧边缘，并与上凹槽64的底面配合构成左喷水缝60和右喷水缝61。清洗池58呈圆柱形，所述左喷水缝60和右喷水缝61呈弧线形，与清洗池58的边缘轮廓相匹配。

本案所述进液腔59的具体结构为，所述进液腔59的开口开设在基座63侧壁，所述进液腔59的开口外接一进液管嘴69。进液腔59由开口向上垂直设置，进液腔59的左右两端水平连接左喷水通道65和右喷水通道66。

本发明喷淋工位的工作原理为，首先外部清洗液由进液管嘴69流入，再经进液腔59，最终从左喷水缝60和右喷水缝61向清洗池58喷射出面状水柱，如图19所示，清洗液呈两道连续的长、扁、平流面液体流柱喷至穿刺针2外壁上，单一截面上360°无死角喷射清洗，即使穿刺针2处于未指定位置。穿刺针2在清洗池58内上下移动，完成Z轴方向长度范围内的全部清洗动作。所述清洗池58底部即为排液口，所述排液口外接一排液管嘴70。在重力作用下，左喷水缝60和右喷水缝61在完成外壁冲洗后自动向清洗池58底部流出，排废液动力工作，通过排液管嘴70排出至废液收集装置。

所述瓶架36和震荡装置74设置在所述底座38上，所述二次导向穿刺针2装置位于所述瓶架36和震荡装置74上方。所述震荡装置74包括盘架、偏心轮、滑轨等组成；盘架的底部设置偏心轮和滑轨，偏心轮由电机驱动，滑轨为“口”字形，使得盘架以“口”字形高速晃动。

所述移液枪组件设置在支架39的一侧，移液枪组件包括空气泵移液枪71、枪头适配器和枪头放置架72，底座38上开设排枪口73，移液枪71可从枪头放置架72上替换移液枪71的枪头，废弃枪头从排枪口73丢弃，支架39的另一侧设置所述分液清洗组件，所述底座38在瓶架36下方设置所述冷热装置，冷热装置包括帕尔贴、水冷头、水泵、散热水排、散热风扇、水管、继电器等组成，现有工作站瓶架区域有制冷、制热功能，使用帕尔贴+风冷实现功能，噪音大，制冷效率低，风道在仪器内部，电路板管线受热易损坏；制热使用加热棒，浪费成本；相较于现有工作站，本发明工作站的瓶架36制冷采用帕尔贴+水冷散热方式，无风冷风道，低噪音，高效制冷。制热共用制冷模块元器件，通过继电器反接帕尔贴而实现制热，无加热棒，结构简单、节省成本。

底座为整个工作站提供支撑及关联功能。

样品瓶通过瓶架，放入盘架震荡、磁力搅拌，设定运行参数，至此，实验员手动操作结束，开始全自动无人值守液体处理工作：

1、盘架根据预设值，开启制冷或制热，保持样品瓶在特定的温度范围内；

2、当样品瓶内为固定粉末时，穿刺针2注入定量容积，震荡组件开启，样品瓶随震荡盘架开始震动；

3、当样品瓶内为需求搅拌液体时，瓶内已预置磁力搅拌子，磁力搅拌组件开启，搅拌子随磁铁转动，样品瓶内液体随之搅拌；

4、机械臂移动至清洗槽上方，穿刺针2插入清洗槽内，B/C注射泵通过转动阀40从溶剂瓶内抽取特定体积的容积，抽取完成后，B/C注射泵的三通阀切换通道，注射泵推液，直至清洗容积从穿刺针2的内壁喷出，容积在清洗槽内上升至需清洗高度范围内，穿刺针2浸泡一段时间，完成内外壁清洗。清洗完成后夹管阀打开，蠕动泵开始抽液，清洗槽内的废液随之排出。穿刺针2上升至原位，至此内壁、外壁浸泡清洗结束；

5、配置一：机械臂移动至母液瓶，压盖组件下降之顶空瓶33上方，穿刺针2插入顶空瓶内部，A/B注射泵抽取母液，穿刺针2上升至原位，压盖机构上升；

6、机械臂移动至需配液的瓶口上方，下降，重复动作完成一次分液；依此步骤，不断重复，完成整个分液动作；

7、配置二：机械臂移动至枪头适配器上方，机械臂下降移液枪拾取一次性枪头，机械臂移动至母液瓶上方，移液枪下降至一定高度，移液枪抽取母液，上升至原位，机械臂移动至需配液的瓶口上方，下降，移液枪开始推液，完成一次分液；机械臂移至排枪口，脱开一次性枪头。依此步骤，不断重复，完成整个分液动作。

8、配置二：机械臂移动至母液瓶，穿刺针2下降至一定高度，A/B注射泵抽取母液，上升至原位，机械臂移动至需配液的瓶口上方，下降，A/B注射泵开始推液，完成一次分液，依此步骤，不断重复，完成一次分液动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动液体处理工作站，其特征在于，包括机架、瓶架、移液枪组件、三轴机械臂、二次导向穿刺针装置、震荡装置、分液清洗组件和冷热装置；

所述机架包括底座和支架，所述支架设置在底座上，所述三轴机械臂架设在支架内，所述三轴机械臂上安装所述二次导向穿刺针装置，所述瓶架和震荡装置设置在所述底座上，所述二次导向穿刺针装置位于所述瓶架和震荡装置上方，所述移液枪组件设置在支架的一侧，支架的另一侧设置所述分液清洗组件，所述底座在瓶架下方设置所述冷热装置；

所述二次导向穿刺针装置包括移动架、穿刺针、换气针、第一驱动机构、第二驱动机构、二次导向机构；

所述三轴机械臂上安装所述移动架，所述第一驱动机构和第二驱动机构设置在所述移动架上部，所述二次导向机构包括导向块、导向轴、滚珠衬套、第一导向套，所述穿刺针和第一导向套连接第一驱动机构，第一驱动机构控制穿刺针和第一导向套上下移动，所述第一导向套和所述滚珠衬套共同套置在所述导向轴上，所述滚珠衬套供所述第一导向套滚动摩擦套接，滚珠衬套的长度为穿刺针下降行程的一半，滚珠衬套与所述导向块固定连接，导向块夹持在导向轴上，夹持力平衡导向块的重力，所述穿刺针中部与所述导向块的侧部穿接；

所述导向轴上设有换气针，所述第二驱动机构连接所述导向轴以控制换气针上下移动；

所述分液清洗组件包括

转动阀，包括至少0号位、1号位、2号位在内的多个工位，所述1号位、2号位分布在转动阀外缘，所述0号位设置在转动阀中部；

取样针；

A注射泵、B注射泵、C注射泵，固定在支架上，位于三轴机械臂的下方；

A三通阀、B三通阀、C三通阀，分别连接A注射泵、B注射泵、C注射泵，B三通阀分别连接A三通阀和C三通阀，A三通阀连接所述取样针，C三通阀连接所述转动阀的0号位，所述转动阀上设有径向通道，所述0号位和各个号位之间通过所述径向通道连通，所述1号位供溶剂瓶连接，所述2号位连接外部空气；

清洗槽，设有三个浸泡工位供取样针择一伸入清洗；

汇流板，连接三个浸泡工位的出口，三个浸泡工位的出口和汇流板之间各设有夹管阀；

废液收集装置，通过一蠕动泵连接汇流板的出口。

2.如权利要求1所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：还包括第一丝杠、第一滑块和穿刺针座，第一丝杠竖直设置在移动架上，所述第一驱动机构连接在第一丝杠的顶部，所述第一滑块滑动配合在第一丝杠上，所述穿刺针座安装在第一滑块上，穿刺针座供穿刺针的顶端固定，穿刺针座的侧壁与所述第一导向套固定。

3.如权利要求2所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：还包括第一导向套座，所述第一导向套座上开设通孔，所述第一导向套固定在第一导向套座的通孔上方，所述导向轴穿置在通孔和第一导向套中，所述滚珠衬套设置在所述通孔下方的导向轴上，所述第一导向套座与所述穿刺针座固定在一起。

4.如权利要求1所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：还包括第二丝杠、第二滑块和换气针座，第二丝杠竖直设置在移动架上，所述第二驱动机构连接在第二丝杠的顶部，所述第二滑块滑动配合在第二丝杠上，所述导向轴的上部安装在第二滑块上，所述换气针座安装在导向轴的下部，所述换气针座供所述换气针的顶端固定。

5.如权利要求4所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：所述换气针座上设有压盖机构，所述压盖机构包括压头和弹簧，所述换气针座在底部开设滑腔，所述弹簧置于滑腔内，所述压头与滑腔滑动配合并伸出滑腔外，所述弹簧的一端抵接在换气针座的顶部，所述弹簧的另一端抵接在压头上，所述换气针的顶端安装在换气针座的顶部，所述换气针座的顶部在对应穿刺针的下方位置开设入针孔，所述压头在对应穿刺针和换气针下方位置开设出针孔。

6.如权利要求4所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：还包括导杆，所述导向块的左侧部开设第二穿孔供所述穿刺针中部穿接，所述导向块的中部开设第一穿孔供所述滚珠衬套固定穿接，所述导向轴穿置在滚珠衬套中，所述导向块的右侧部开设第三穿孔供所述导杆穿接，所述导杆的顶端连接在第二滑块上，所述导杆的底端连接在换气针座上。

7.如权利要求1所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：所述清洗槽还设有一个喷淋工位，喷淋工位设有喷嘴，喷淋工位的出口连接汇流板，喷淋工位和汇流板之间各设有夹管阀；转动阀还包括3号位，3号位设于转动阀外缘，3号位连接所述喷嘴。

8.如权利要求7所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：每个所述喷淋工位包括清洗座，所述清洗座设置有清洗池和进液腔；所述清洗池设于清洗座的中部，清洗池顶部的两侧沿边缘对称开设左喷水缝和右喷水缝，进液腔连通左喷水缝和右喷水缝，左喷水缝和右喷水缝向清洗池喷射出面状水柱。

9.如权利要求8所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：所述清洗座由压盖和基座组成，所述压盖和基座的中部同轴开设清洗池，所述基座的顶部开设供压盖配合的上凹槽，上凹槽的底面在清洗池的两侧对称开设左喷水通道和右喷水通道，左喷水通道和右喷水通道连通进液腔，所述压盖的底面在对应左喷水通道和右喷水通道的位置分别开设左喷水凹槽和右喷水凹槽，左喷水凹槽和右喷水凹槽延伸至清洗池的两侧边缘，并与上凹槽的底面配合构成左喷水缝和右喷水缝。

10.如权利要求1所述一种全自动液体处理工作站，其特征在于：还包括干燥气路，设置于清洗槽的入口侧部。

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