一种具有双液面探测功能的移液通道

技术领域

本发明涉及移液通道领域，尤其是涉及一种具有双液面探测功能的移液通道。

背景技术

目前，常规的移液通道以国外产品居多，国内产品也有不过存在着体积大、精度较差及液面探测功能缺失等问题。

体积大的缺点：基本上只能安装单个通道，效率非常低，还不如手工操作速度快，单通道的产品除了在不追求速度的特定场合上应用外，基本上不能得到市场的认可。

精度较差的缺点：应用场合不高，只能满足对精度要求不高的低端应用场景。

液面探测功能缺失的缺点：无法知道液面的高度，在使用中只能扎的深一点，但是还是会存在脱离液面吸液的风险；同时有的移液通道只有电容探测，如公开号为CN113324619A的发明公开的一种基于电容检测的液面探测方法及装置，但对不导电的液体来说功能受限；有的移液通道只有压力探测，速度较电容探测要慢很多。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有双液面探测功能的移液通道，结构小巧且液面探测功能全。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有双液面探测功能的移液通道，包括动力源、传动机构、导向机构、执行机构和外壳，所述动力源和传动机构均安装在外壳上，所述导向机构固定在外壳内侧，所述执行机构安装在导向机构内侧，所述动力源、传动机构和执行机构依次传动连接；

所述传动机构包括轴承、丝杆和柱塞座，所述丝杆通过轴承固定在外壳上，所述丝杆的螺母可转动连接所述柱塞座，所述柱塞座受所述导向机构限位；

所述执行机构包括泵体、光耦板、柱塞、处理板、枪杆、退枪头杆、吸嘴和挡杆，所述泵体安装在外壳上，所述光耦板、处理板和枪杆均固定在泵体上，所述柱塞的一端连接柱塞座，另一端位于所述枪杆内侧的空腔内，所述吸嘴固定在枪杆的端部，所述吸嘴用于安装外部耗材，所述退枪头杆套设在枪杆外侧，所述退枪头杆可移动连接所述泵体，并具有指向泵体外侧的弹力，所述挡杆固定在退枪头杆，并在退枪头杆的驱动下，进入或退出光耦板的探测区域，所述处理板、枪杆和吸嘴依次电气连接，所述处理板还连接所述光耦板；

所述处理板用于实时收集到吸嘴上电容的变化来判断出装在吸嘴上的外部耗材有无接触到液面。

进一步地，所述处理板连接有感应枪杆空腔压力的传感器，所述泵体内设有气孔，该气孔连通所述传感器和枪杆内侧的空腔；

所述处理板用于根据传感器探测到的枪杆空腔压力的变化判断出装在吸嘴上的外部耗材有无接触到液面。

进一步地，所述执行机构还包括推力杆和推力弹簧，所述推力杆可移动连接在泵体内，所述推力杆的一端通过所述推力弹簧连接所述泵体，另一端固定连接所述退枪头杆。

进一步地，所述枪杆和吸嘴均为导电材料，所述退枪头杆为绝缘材料。

进一步地，所述执行机构还设有导电弹簧和导电螺钉，所述枪杆通过所述导电螺钉和导电弹簧固定在泵体上，所述处理板、导电螺钉、导电弹簧、枪杆和吸嘴依次电气连接。

进一步地，所述动力源包括电机、电机座和联轴器，所述电机和联轴器均安装在电机座上，所述电机座固定在外壳上，所述电机、联轴器和丝杆依次传动连接。

进一步地，所述柱塞和泵体的连接处设有第一密封件。

进一步地，所述枪杆的外表面设有沟槽，所述泵体与枪杆的连接处设有第二密封件，该第二密封件位于所述沟槽内。

进一步地，所述外部耗材为导电材料。

进一步地，当外部耗材安装在所述吸嘴上时，所述退枪头杆带动挡杆，进入所述光耦板的探测区域。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)小巧：结构紧凑，宽度足够小，不过多占用集成该移液通道设备的内部空间；厚度足够薄(小于18mm)，可以实现一台设备上装多个通道实现对酶标板的错孔加液，极大的提高了设备的效率。

(2)液面探测功能全：带有压力探测与电容探测两种方式，完全满足市面上的液面探测需求。

(3)高精度：极小的空腔加高质量的柱塞面，保证加液的精准。

(4)长寿命：密封件自带弹性且为耐磨材料，经过长时间的使用即使有了些许磨损，也会因弹性依旧与柱塞紧密的结合而保证气密性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种具有双液面探测功能的移液通道的第一结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种具有双液面探测功能的移液通道的第二结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种具有双液面探测功能的移液通道的第三结构示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种具有双液面探测功能的移液通道的第四结构示意图；

图中，1、泵体，2、光耦板，3、前板，4、轴承，5、导向模组，6、丝杆，7、轴承，8、上板，9、联轴器，10、电机座，11、电机，12、后板，13、柱塞座，14、柱塞，15、处理板，16、密封件，17、密封件，18、密封件，19、导电弹簧，20、导电螺钉，21、枪杆，22、退枪头杆，23、密封件，24、吸嘴，25、挡圈，26、推力杆，27、挡杆，28、弹簧，29、压板，30、螺母；

用于安装轴承4的孔1-2、用于安装密封件16的孔1-1、用于过柱塞的的孔1-3、用于安装光耦板2的空腔1-4、用于与枪杆21及密封件18紧密配合的孔1-5、用于过挡杆27的孔1-6、用于过推力杆26的孔1-7、用于装导电螺钉20的孔及端面1-9、用于过导电弹簧的孔1-10、用于通气的气孔1-11、用于与密封件17紧密配合的孔1-12；感应光耦2-1；孔4-1；面5-1；轴端6-1、6-3、6-4，用于与柱塞座结合的面6-2；孔9-1、9-3，螺孔9-2；电机轴11-1；与柱塞14精密配合的空腔13-1、面13-2、与导向模组5结合的面13-3、与丝杆6结合的面13-4、凸起端13-4；精密凸台14-1、精密表面14-2；初始化柱塞位置的光耦15-1，具有感应枪杆空腔压力的传感器15-2；具有导电面15-3；内表面16-1、外表面16-2；空腔21-1、沟槽21-2、精密外表面21-3、精密内表面21-4；孔22-1、22-2；孔24-1、精密外表面24-2、沟槽24-3；沟槽26-1、轴端26-2、沟槽26-3、端面26-4。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供一种具有双液面探测功能的移液通道，包括动力源、传动机构、导向机构、执行机构和外壳，动力源和传动机构均安装在外壳上，导向机构固定在外壳内侧，执行机构安装在导向机构内侧，动力源、传动机构和执行机构依次传动连接；

传动机构包括轴承、丝杆6和柱塞座13，丝杆6通过轴承固定在外壳上，丝杆6的螺母可转动连接柱塞座13，柱塞座13受导向机构限位；

执行机构包括泵体1、光耦板2、柱塞14、处理板15、枪杆21、退枪头杆22、吸嘴24和挡杆27，泵体1安装在外壳上，光耦板2、处理板15和枪杆21均固定在泵体1上，柱塞14的一端连接柱塞座13，另一端位于枪杆21内侧的空腔内，吸嘴24固定在枪杆21的端部，吸嘴24用于安装外部耗材，退枪头杆22套设在枪杆21外侧，退枪头杆22可移动连接泵体1，并具有指向泵体1外侧的弹力，挡杆27固定在退枪头杆22，并在退枪头杆22的驱动下，进入或退出光耦板2的探测区域，处理板15、枪杆21和吸嘴24依次电气连接，处理板15还连接光耦板2。

当外部耗材装入到吸嘴24上时，外部耗材推动退枪头杆22，使得挡杆27进入了光耦的识别区域，使得系统知道外部耗材已装入；处理板能实时收集到吸嘴24上电容的变化来判断出装在吸嘴24上的外部耗材有无接触到液面。探测到液面后，下移一定的距离，由电机11带动柱塞14运动从而经过枪杆21、吸嘴24吸取到液体，电机11反转会排出液体；当需退掉外部耗材后，电机继续反转，外部耗材被退枪头杆22推的脱离吸嘴24，同时，挡杆27也下移，脱离了光耦的识别区域，使得系统知道外部耗材已被移除。

可选的，处理板15连接有感应枪杆空腔压力的传感器，泵体1内设有气孔，该气孔连通传感器和枪杆21内侧的空腔。

处理板15用于根据传感器探测到的枪杆空腔压力的变化判断出装在吸嘴24上的外部耗材有无接触到液面。

可选的，执行机构还包括推力杆26和推力弹簧28，推力杆26可移动连接在泵体1内，推力杆26的一端通过推力弹簧28连接泵体1，另一端固定连接退枪头杆22。

可选的，枪杆21和吸嘴24均为导电材料，退枪头杆22为绝缘材料。

可选的，执行机构还设有导电弹簧19和导电螺钉20，枪杆21通过导电螺钉20和导电弹簧19固定在泵体1上，处理板15、导电螺钉20、导电弹簧19、枪杆21和吸嘴24依次电气连接。

可选的，动力源包括电机11、电机座10和联轴器9，电机11和联轴器9均安装在电机座10上，电机座10固定在外壳上，电机11、联轴器9和丝杆6依次传动连接。

可选的，柱塞14和泵体1的连接处设有第一密封件；枪杆21的外表面设有沟槽，泵体1与枪杆21的连接处设有第二密封件，该第二密封件位于沟槽内，第一密封件和第二密封件实现部件间的密封连接。

下面将所有可选的实施方案进行组合，得到一种最优的实施方案，并进行具体描述。

一种具有双液面探测功能的高精度移液通道，该移液通道包括动力源、传动机构、导向机构、执行机构和外壳部分，动力源包括电机11、电机座10和联轴器9；传动机构包括轴承7、丝杆6、柱塞座13和轴承4；导向机构包括导向模组5；执行机构包括泵体1、光耦板2、柱塞14、处理板15、密封件16、密封件17、密封件18、导电弹簧19、导电螺钉20、枪杆21、退枪头杆22、密封件23、吸嘴24、挡圈25、推力杆26、挡杆27、弹簧28、压板29和螺母30；外壳部分包括前板3、上板8和后板12；泵体1具有安装轴承4的孔1-2、用于安装密封件16的孔1-1、用于过柱塞的的孔1-3、用于安装光耦板2的空腔1-4、用于与枪杆21及密封件18紧密配合的孔1-5、用于过挡杆27的孔1-6、用于过推力杆26的孔1-7、用于装导电螺钉20的孔及端面1-9、用于过导电弹簧的孔1-10、用于通气的气孔1-11、用于与密封件17紧密配合的孔1-12；光耦板2具有感应Tip头有无装入的感应光耦2-1；轴承4具有孔4-1；导向模组具有面5-1；丝杆6具有轴端6-1、6-3、6-4，用于与柱塞座结合的面6-2；轴承7具有孔7-1；联轴器9具有孔9-1、9-3，螺孔9-2；电机11具有电机轴11-1；柱塞座13具有与柱塞14精密配合的空腔13-1、面13-2、与导向模组5结合的面13-3、与丝杆6结合的面13-4、凸起端13-4；柱塞14具有精密凸台14-1、具有精密表面14-2；处理板15具有初始化柱塞位置的光耦15-1，具有感应枪杆空腔压力的传感器15-2；具有导电面15-3；密封件16具有内表面16-1、外表面16-2；枪杆21具有空腔21-1、沟槽21-2、精密外表面21-3、精密内表面21-4；退枪头杆具有孔22-1、22-2；吸嘴24具有孔24-1、精密外表面24-2、沟槽24-3；推力杆26具有沟槽26-1、轴端26-2、沟槽26-3、端面26-4。

具体地，

1、吸嘴24、装在吸嘴24上的Tip尖用户的导电耗材、枪杆21都是导电材料，枪杆21上具有用于装导电螺钉20的孔及端面1-9，用于过导电弹簧的孔1-10，当导电螺钉20及导电弹簧19装入后，导电弹簧19即可与吸嘴24实现导通；处理板15具有导电面15-3，导电面15-3与导电弹簧19接触，可以实现处理板15能实时收集到吸嘴24上电容的变化；同时，退枪头杆22为不导电材料，从而避免退枪头杆22对吸嘴24上电容的变化产生干扰，可以使得处理板15通过电容的变化来判断出装在吸嘴24上的Tip尖用户的导电耗材有无接触到液面。

2、泵体1具有用于安装密封件16的孔1-1，用于过柱塞的的孔1-3，而密封件16具有内表面16-1、外表面16-2，柱塞14具有精密表面14-2，当三者装好后，密封件16的内表面16-1与柱塞14的精密表面14-2紧密接触，密封件16的外表面16-2与密封件16孔1-1的内壁紧密接触，可以保证此处各件的配合处于密封不漏气状态。

3、枪杆21具有沟槽21-2、精密外表面21-3，泵体1具有用于与枪杆21及密封件18紧密配合的孔1-5，当将密封件18套在枪杆21的沟槽21-2中，并将枪杆21与泵体1用导电螺钉20固定后，泵体1与枪杆21的连接处也处于密封不漏气状态。

4、吸嘴24具有与枪杆21的精密内表面21-4配合的精密外表面24-2、安装密封件23的沟槽24-3，当三者固定好后三者的连接处也处于密封不漏气状态。

5、处理板15具有感应枪杆21空腔压力的传感器15-2、泵体1具有通气的气孔1-11、吸嘴24具有孔24-1，由于其它地方都处于密封不漏气状态，最终只是传感器15-2与装在吸嘴24上的Tip尖用户的耗材，是否导电无所谓相互连通，从而可以保证当装在吸嘴24上的Tip尖接触到液体导致枪杆21空腔压力有微小变化时可以被传感器15-2捕捉到，从而可以知道装在吸嘴24上的Tip尖是否已碰到了液面。

6、密封件16具有弹性，随着使用内表面16-1有磨损后弹性会使得内表面持续与柱塞14的精密表面14-2保持紧密接触，从而保证此处的气密性；

7、退枪头杆22具有孔22-1、枪杆21具有圆柱外表面21-5，使得退枪头杆22可以在枪杆21上轻易的滑动；

8、退枪头杆22具有孔22-2，推力杆26具有轴端26-2与沟槽26-1，当将轴端26-2装入孔22-2中后，将挡圈25卡入沟槽26-1中，推力杆与退枪头杆就固定在了一起。

9、推力杆26具有沟槽26-3、轴面26-4，当将挡圈25卡入沟槽26-1中、弹簧28套入到轴面26-4中，由于弹簧28的弹力，会将退枪头杆22移动到最下方；

10、退枪头杆22具有孔22-1，挡杆27具有圆柱面27-1，光耦板2具有光耦2-1，挡杆27装入到孔22-1中后，可以在退枪头杆22的带动下，进入或脱离光耦2-1的识别区域；

11、当Tip尖用户的耗材装入到吸嘴24上时，Tip尖会将退枪头杆22顶在顶部，从而使得挡杆27进入了光耦2-1的识别区域，使得系统知道了Tip尖用户的耗材已装入；

12、电机11具有电机轴11-1、联轴器9具有孔9-1、9-3，螺孔9-2、丝杆6具有轴端6-1，三者装配在一起后，当电机轴11-1转动，丝杆6也会跟着一起转动；

13、丝杆6具有轴端6-1、6-3、螺纹端6-5，轴承4具有孔4-1、轴承7具有孔7-1，螺母30具有螺孔30-1，当这几部分与上板8组装到一起后，可以保证丝杆6只能转动；

14、柱塞座13具有与导向模组5结合的面13-3、与丝杆6结合的面13-4，导向模组5具有面5-1，丝杆6具有面6-2，当三者装配后，在丝杆6的转动下，柱塞座13可以沿着导向模组5导向的方向做往复直线运动；

15、柱塞座13具有与柱塞14精密配合的空腔13-1，柱塞14具有精密凸台14-1，精密凸台14-1插入到空腔13-1中后，柱塞14会被柱塞座13带着做直线往复运动；终前，空腔21-1其余部分都是密封的，所以柱塞14在做往复运动时，因为压力的变化，可以实现开口端对液体的吸液及排液；

16、柱塞座13具有面13-2，推力杆26具有面26-5，当柱塞座13不断下移，面13-2接触到面26-5时，柱塞座13会推动着推力杆26下移，从而实现退枪头杆22的下移；当枪头杆22下移到一定程度，Tip尖用户的耗材就会被退枪头杆22推的脱离吸嘴24，同时，挡杆27也因下移，脱离了光耦2-1的识别区域，使得系统知道了Tip尖用户的耗材已被移除；同时，因为弹簧28的存在，即使柱塞座13上移，枪头杆22、挡杆27也不会上移，直至用户重新插入Tip尖用户的耗材；

17、柱塞座13具有凸起端13-4，处理板15具有光耦15-1，当面13-2接触到面26-5时，凸起端13-4刚好进入到光耦15-1的识别区，系统会识别到开始退枪头的位置。

工作原理：

通道上电后会初始化，识别开始退枪头的位置。当Tip尖用户的耗材装入到吸嘴24上时，Tip尖会将退枪头杆22顶在顶部，从而使得挡杆27进入了光耦2-1的识别区域，使得系统知道了Tip尖用户的耗材已装入。根据用户的需求，用压力或电容液面探测来探测到需要吸取液体的液面。探测到液面后，下移一定的距离，由电机11带动柱塞14运动从而吸取到液体，电机11反转会排出液体。当需退掉Tip尖后，电机继续反转，从而实现退掉Tip尖并让系统知道。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。