一种多管自动加液设备的制作方法

1.本发明涉及试管检测试剂加液设备技术领域，具体涉及一种多管自动加液设备。


背景技术：

2.目前实验室检测过程中需要在试管中滴加液体试剂以进行检测，对于数量较少的检测试验，试验人员一般可以手动快速完成试剂滴加操作，但是对于一些专业检测机构（例如环境检测等）而言，在进行检测时通常会涉及大量检测对象的检测，其检测样本数量可能一次性达到上百个或者更多，此时如果再采取人工滴加试剂的方式，一方面人工滴加液体试剂的效率十分低，对于部分急需得出检测结果的检测项目，采用人工加液的方式会极大地影响检测进度；另外，人工在大量重复操作加液动作时容易疲劳，多次重复操作后也容易发生漏加或者多加的情况，影响检测的准确度。因此有必要设计一种能够提升加液效率以及加液准确度的设备。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种多管自动加液设备，以解决现有技术中人工在对大量试管进行加液时效率低且容易出错的问题。
4.为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种多管自动加液设备，包括支撑座，支撑座上转动连接有圆盘形的样品盘，样品盘上开有多个用于放置试管的放置槽，放置槽均分为多个放置组，每个放置组内的多个放置槽沿着样品盘的径向排布；支撑座上连接有数量与一组放置组内放置槽数量相等且一一对应的加液单元。
5.本方案的原理是：加液单元用于自动向位于放置槽内的试管进行加液操作，本技术中，样品盘为圆盘形且样品盘是转动连接于支撑座上，由于样品盘上存在多组放置组，因此在将一组放置组内的放置槽中放置好试管后，可以转动样品盘而使一组放置组内的所有试管转动至加液单元下方，利用多个加液单元同时对多个试管进行加液；同时，此时还可以将其他试管放置在其他放置组内的放置槽中，而当加液单元完成对一组放置组内所有试管的加液后，转动样品盘，使下一组试管转动至加液单元处接收加液，还可以从样品盘上取下已经完成加液的试管，因此在整个加液过程中，操作者只需从样品盘上取放试管即可，加液过程简单且高效。
6.本方案的有益效果是：1.能够有效提升加液效率：现有技术中人工在进行大量试管加液时效率较低，影响检测的进度。本技术中，由于在样品盘上设置了加液单元，可以自动完成向试管中加液的操作，而且每次能够对一组放置组内的多个试管同时加液，有效提升加液效率；同时，在其中一组放置组内的试管被加液时，人工可以将后续待加液的试管放置在其他放置组的放置槽内，从而在加液单元处试管被加液后，转动后续试管至加液单元处进行加液，减少中途时间耽搁，而且还能够在一组放置组中的试管被加液时，人工从样品盘上取出已经完成加液的试管，从而进一步提升加液的效率，在数量较多的样品加液时有效提升加液效率。
7.2.能够避免加液出错的情况：相比于现有技术中人工反复加液操作而容易加错的情况，本技术中加液过程是由加液单元自动完成的，因此可以避免加液先漏加或者多加的错误情况，有效提升加液准确度，从而提升检测结果的准确度；另外，通过加液单元可以有效控制每次加液的量，从而使得试剂液体的加量更加精准，辅助提升检测结果的精准度。
8.3.操作十分方便：本技术中的样品盘整体呈圆盘形，因此在人工将试管放置在同一组放置组中的放置槽内，可以转动样品盘而使同一组放置组内放置槽转动至靠近操作者位置，使得操作者能够方便且快速地完成试管的放置或者取出，操作十分方便。
9.优选的，作为一种改进，所述加液单元包括加液柱、活塞、加液头和驱动器，所述加液柱上设有加液腔以及与加液腔连通的加液口和排液口，所述活塞滑动连接于加液腔内，加液头固定连接于排液口上，加液口上连通有用于向加液腔供给检测试剂的供液机构，排液口和加液口处均连接有单向阀，使得检测试剂只能由加液口流入以及由排液口流出。
10.本方案中，通过驱动器驱动活塞在加液腔内来回滑动，结合加液口和排液口处设置的单向阀结构，使得加液腔可以连续完成抽吸和挤压的过程，从而完成自动吸液和加液，实现对试剂液体的精准控制。
11.优选的，作为一种改进，所述驱动器包括驱动马达、驱动螺杆、滑块和连接套，驱动马达固定连接于加液柱上，驱动螺杆固定连接于驱动马达上且与滑块螺纹配合，驱动螺杆与滑块之间转动连接，滑块滑动连接于加液柱上且连接套固定连接于滑块和活塞之间。
12.本方案中，驱动马达带动驱动螺杆转动，由于滑块滑动连接于加液柱上且与驱动螺杆螺纹连接，因此在驱动螺杆转动的推力作用下，使得滑块相对加液柱滑动，在连接套的连接作用下，活塞跟随同步滑动，从而驱使加液腔进行吸液和加液的动作，同时更具加液腔的大小以及活塞的滑动距离，即可根据圆柱形体积计算公式精确计算出加液量的大小，实现精准控制，结构简单且控制方便。
13.优选的，作为一种改进，所述加液单元上连接有清洗单元，所述供液机构包括供液箱和供液泵，清洗单元包括清洗箱；所述加液口依次连接有驱动泵和换向阀，所述供液箱与换向阀之间连通有加液管，清洗箱与换向阀之间连通有清洗管。
14.本方案中，通过设置清洗单元，可以对整个管路系统进行清洗，从而在设备更换试剂种类或者长时间未启用时进行清洗，确保管路系统的清洁性；同时，本方案中在换向阀与加液口之间安装驱动泵，在进行加液时依靠驱动泵可以抽吸清洗箱或者供液箱内的液体，使得检测试剂或者清洗液能够稳定且足量地进入到加液腔内，确保加液量精准。
15.优选的，作为一种改进，所述支撑座上固定连接有驱动电机和控制器，样品盘固定连接于驱动电机上，所述供液泵和换向阀均与控制器信号连接。
16.本方案中，利用控制器对换向阀以及供液泵进行控制，以便控制清洗或者供给检测试剂，控制十分方便。
17.优选的，作为一种改进，所述加液头上设有用于检测加液头内气泡的检测单元，所述检测单元为超声波气泡检测器，超声波气泡检测器与控制器信号连接。
18.本方案中，由于加液过程中加液头完成一次加液后可能存在进气的情况，而部分检测对象对检测试剂的量精度要求十分高，因此本方案中在加液头处设置检测气泡的检测单元，只有当检测单元检测到加液头内没有气体时，才进行加液操作，确保加液的精准性超声波气泡检测器利用超声波原理进行检测，不会对加液头内液体的流动产生干扰，结构简
单且安装方便。
19.优选的，作为一种改进，所述样品盘上开有多个过液槽，过液槽位于相邻放置组之间；所述支撑座上设有位于加液单元下方的承接槽，所述承接槽内可拆卸连接有承接箱。
20.本方案中，当加液头存在空气或者进行清洗时，可以控制样品盘上的过液槽转动至加液单元处，使得加液单元排出的清洗液或者检测试剂穿过过液槽而被排入到承接槽中的承接箱内，利用承接箱进行集中收集，避免清洗液或者检测试剂对样品盘产生污染，同时便于对清洗液或者未使用的试剂进行集中处理。
21.优选的，作为一种改进，所述承接箱的顶端凸出承接槽的顶面，承接箱的外侧固定连接有侧板。
22.本方案中，承接箱的顶端凸出承接槽的顶面，且外侧固定侧板，方便人工取拿承接箱，操作起来更加的方便。
23.优选的，作为一种改进，还包括放置架和多个放置座，所述放置架上设有多个用于存放放置座的存放槽，所述放置座上开有数量与同一组放置组内放置槽数量相等且一一对应的快放槽。
24.本方案中，通过设置放置架和多个放置座，每个放置座上开设用于同时放置一组放置组内试管数量的快放槽，在加液操作前，可以先将大量试管分装到多个放置座中，然后再将放置座统一存放在放置架上，在加液时，每次取一个放置座放置到样品盘上，即可快速安装一注放置组的试管量，而且当完成加液后，即可一次性将同一放置组内所有试管同时取出，有效提升试管的安装和取放速度，进一步提升加液的效率。
25.优选的，作为一种改进，所述供液箱的数量为多个，每个供液箱与供液泵之间均设有开关阀，所述开关阀与控制器信号连接。
26.在实际检测过程中，可能涉及到同一检测项目使用多种检测试剂以及同一批次进行不同检测项目的检测，此情况可能需要使用多种不同种类的检测试剂，因此本方案中，通过设置多个供液箱，可以通过供液设备供给多种试剂，合理控制开关阀以及供液泵，即可完成不同需求的检测，实用性更强。
附图说明
27.图1为本发明实施例一的示意图。
28.图2为图1中隐藏样品盘的示意图。
29.图3为本发明实施例一中加液单元与清洗箱以及供液箱的连接示意图。
30.图4为本发明实施例一种加液单元沿着加液腔中轴线的纵剖图。
31.图5为本发明实施例二中加液头与超声波气泡检测器连接的示意图。
具体实施方式
32.下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：支撑座1、样品盘2、放置槽201、过液槽202、驱动电机3、连接板4、夹持板5、加液柱6、加液腔601、排液口602、加液口603、活塞7、加液头8、驱动马达9、驱动螺杆10、滑块11、连接套12、加液接头13、加液控制腔1301、加液弹簧14、加液钢球15、供液箱16、供液泵17、排液弹簧18、排液钢球19、清洗箱20、换向阀21、承接箱22、侧板
23、超声波气泡检测器24。
33.实施例一本实施例一如附图1和图2所示：一种多管自动加液设备，包括支撑座1，支撑座1的顶部转动连接有圆盘形的样品盘2，其具体连接方式为，支撑座1的顶面通过螺钉固定连接有竖向设置的驱动电机3，样品盘2通过平键固定连接于驱动电机3的输出轴上，利用驱动电机3可以驱动样品盘2可以在水平面内转动。样品盘2的顶面开有多个用于放置试管的放置槽201，所有放置槽201均分为多个放置组，本实施例中，放置组的数量为八组，每组放置组内放置槽201的数量为五个，且同一放置组内的五个放置槽201沿着样品盘2的径向等距离排布，在本实施例以外的其他实施例中，可以设置三组或者其他数量的放置组，每组放置组内放置槽201的数量可以为六个或者其他数量，其具体数量可以根据试管大小等实际因素确定，此处不再一一列举。
34.如图1所示，支撑座1上连接有可以与同一放置组内五个放置槽201一一对应的加液单元，具体的，支撑座1的右侧壁上通过螺钉固定连接有竖向设置的连接板4，连接板4的顶端通过螺钉固定连接有两块正对设置的夹持板5，夹持板5正对的侧面上开有卡接槽，当两块夹持板5正对地被螺钉固定后，利用卡接槽可以将加液单元固定于样品盘2的上方。
35.结合图3和图4，加液单元包括加液柱6、活塞7、加液头8和驱动器，加液柱6的顶部开有向下延伸的圆柱形的加液腔601，加液柱6的底端一体成型有与加液腔601底端连通的排液口602，加液柱6的右侧一体成型有与加液腔601右侧连通的加液口603。活塞7竖向滑动连接于加液腔601内，为了提升活塞7的密封性能，活塞7的侧壁上一体成型有凹槽，凹槽内卡接有密封圈。
36.如图4所示，驱动器包括驱动马达9、驱动螺杆10、滑块11和连接套12，驱动马达9通过螺钉固定连接于加液柱6的顶端，驱动螺杆10的顶端固定于驱动马达9的输出轴上，且驱动螺杆10与滑块11螺纹配；同时，加液柱6的顶端开有向下延伸的导槽，滑块11只能竖向滑动连接于导槽内而无法在导槽内转动，因此在驱动马达9带动驱动螺杆10转动时，螺杆会推动滑块11沿着导槽竖向滑动。连接套12通过螺钉固定连接于活塞7和滑块11之间，当滑块11竖向滑动时，通过连接套12的连接，使得活塞7也能够相对于加液腔601竖向滑动，使得加液腔601能够吸液和排液。
37.加液头8连接于排液口602上，加液口603上连通有用于向加液腔601内供给检测试剂的供液机构，且排液口602和加液口603处均连接有单向阀，使得供液机构供给的检测试剂只能由加液口603流入加液腔601并由排液口602流出加液腔601。具体的，结合图3和图4，加液口603处通过螺纹固接的方式固定连接有加液接头13，加液接头13内部成型有与加液口603连通的连通道，同时加液头8的连通道上开有与加液头8正对的锥形面，锥形面与加液口603之间围加液控制腔1301，加液控制腔1301内安装有加液弹簧14和加液钢球15，加液弹簧14的左端与加液口603相抵、右端与加液钢球15相抵，而加液钢球15的右侧与锥形面相抵，使得外界的液体只能由加液头8向加液口603单向流动至加液腔601内。供液机构包括供液箱16和供液泵17，供液箱16与加液接头13之间连通有加液管，供液泵17安装于加液管上，通过供液泵17的泵送，可以将供液箱16内的检测试剂泵入到加液接头13处，从而在活塞7相对于加液腔601向上滑动时被抽吸至加液腔601内。
38.加液头8螺纹固接于排液口602处，与加液口603处单向阀处结构相似，加液头8与
加液柱6之间也设置有单向阀，其中包括排液弹簧18和排液钢球19，由于此处单向阀的原理与加液口603处单向阀原理相似，只是单向控制方向相反，其作用是控制加液腔601内的液体只能经排液口602流向加液头8，并最终由加液头8至试管中，此处不再赘述排液弹簧18、排液钢球19、加液头8以及加液柱6之间的安装连接关系。
39.如图3所示，加液单元上还连接有清洗单元，清洗单元为清洗箱20，驱动泵和供液箱16之间一段的加液管上安装有换向阀21，清洗箱20与换向阀21之间连通有清洗管；同时支撑座1的底端开有安装槽，安装槽内通过螺钉固定连接有控制器，控制器采用市面上常用的stm32系列单片机，驱动电机3、驱动马达9、供液泵17和换向阀21均与控制器之间连接有信号线，使得控制器能够对以上各部件实现信号连接，控制各部件的动作。
40.结合图1和图2，样品盘2上开有多个过液槽202，过液槽202位于相邻两个放置组之间，支撑座1的顶部开有位于加液单元正下方的承接槽，当样品盘2转动而使过液槽202位于承接槽的上方时，加液单元中的液体可以向下排入到承接槽内，利用承接槽进行集中收集，避免液体四处流动而污染整个设备；同时，本实施例中为了方便后续处理承接的液体试剂，在承接槽内卡接有承接箱22，承接箱22的顶部凸出承接槽之上，且承接箱22的前后侧壁的外壁上通过螺钉固定连接有侧板23，方便人工从承接槽内向上取拿承接箱22。
41.当需要进行大量样本的检测而需要向数量较多的试管中滴加检测试剂时，首先利用控制器控制驱动电机3带动样品盘2转动，使得过液槽202转动至加液单元和承接箱22之间，然后控制器控制换向阀21，使得供液泵17与清洗箱20之间连通；然后控制器控制供液泵17启动，将清洗箱20内的清洗水抽吸至加液口603出，然后控制器控制驱动马达9不断正转反转，使得活塞7相对于加液腔601上下往复运动，不断将清洗液抽吸至加液腔601后又排出加液头8之外，且加液头8排出的清洗液体落入到承接箱22中，实现对整个管路、加液腔601以及加液头8进行清洗。
42.当完成对整个管路以及加液腔601和加液头8的清洗后，控制器控制换向阀21换向，使得供液箱16与供液泵17连通，并控制驱动马达9不断正转和反转，使得加液腔601和加液头8充满检测试剂。然后人工将试管放置到其中一组放置组内的放置槽201中，控制器控制驱动电机3启动，使得样品盘2转动至试管位于加液单元下方的状态，控制器控制电动马达推动活塞7向下滑动，使加液腔601内的检测试剂经加液头8被加入到试管内，根据圆柱形体积计算公式，只需确定加液腔601的横截面以及活塞7向下滑动的距离，即可计算出向试管滴加检测试剂的量，而控制器每次控制活塞7向下滑动的距离相等，即可确保每次滴加检测试剂的量精确固定。
43.本实施例中，加液腔601和加液头8每次充满检测试剂后，随着活塞7向下滑动即可将检测试剂加入到试管中，因此采用本实施例中的加液腔601和加液头8，每充满一次可以完成一次或者多次加液操作，例如加液腔601每次抽取10ml检测试剂，但是每次对单根试管只滴加2ml，则加液腔601每次由供液箱16抽取检测试剂后可以完成五次加液操作，从而在连续加液中保持较高的效率。
44.当加液单元对其中一组放置组内的五个试管滴加检测试剂时，人工可以将待滴加检测试剂的试管放置在另外放置组内的放置槽201中，从而在前一组放置组内试管滴加检测试剂完成后，控制器控制样品盘2转动，使得后续放置组中的试管转动至加液单元下方，人工可以将完成滴加检测试剂的试管从放置组内取下，然后继续安装试管，如此重复，即可
快速且准确地完成数量较多的试管检测试剂的加液，提升加液的效率和精准度。
45.实施例二实施例二与实施例一的区别在于：如图5所示，本实施例中，在加液头8的注射端口处设有用于检测加液头8加液时是否存在气泡的检测单元，本实施例中，检测单元为超声波气泡检测器24，超声波气泡检测器24通过螺钉固定连接于图1中的夹持板5上并与控制器之间连接有信号传输线，加液头8的家业尖端位于超声波气泡检测器24的两个检测模块之间。
46.在进行检测试剂加液前，控制器控制样品盘2转动，使得过液槽202转动至加液单元的下方，并利用控制器控制供液箱16与加液腔601连通并进行加液操作，当加液头8流出的液体中包含气泡时，超声波气泡检测器24能够检测到气泡，此时控制器接收到超声波气泡检测器24的检测信号，控制驱动电机3不启动，此时含有气泡的检测试剂经加液头8流入到承接箱22中被收集；只有超声波气泡检测器24在加液头8内未检测到气泡的状态下(可以设置在一定时间周期内，例如加液的一秒时间段内未检测到气泡)，此时控制器控制驱动电机3启动而推动样品盘2转动，使得试管转动加液单元的下方，然后快速完成加液操作，从而针对部分对检测试剂的加液精度较高的检测项目进行精确加液。
47.实施例三实施例三与实施例一的区别在于：实施例一中的供液机构只设置了一个供液箱16，然后再实际检测过程中可能涉及多种检测试剂的添加，因此本实施中的供液机构中包括多个供液箱16，每个供液箱16可以存放不同种类的检测试剂，且每个供液箱16与供液泵17之间的供液管上均安装开关阀，所有开关阀均与控制器连接信号线，当进行加液操作时，控制器控制对应的开关阀先后启闭，从而完成对多种检测试剂的先后自动加液，增加设备的实用性。
48.实施例四实施例四与实施例一的区别在于：实施例一中，在加液过程中，是手动对每组放置组内的五个放置槽201放置试管，由于加液腔601以及加液头8的加液速度是很快的，因此采用手动放置五个试管的放置方式效率还是较低。
49.为了进一步提升加液效率，本实施例中的多管自动加液设备中还包括放置架和多个放置座，放置架上开有多个用于存放放置座的存放槽，同时放置座上开有数量与样品盘2上同一放置组内放置槽201数量相等且一一对应的快放槽，快放槽用于放置待加液的试管，使用时，首先将待加液的试管放置在快放槽中，然后将多个放置座存放在放置架的存放槽内，待所有试管均被放置到快放槽后，再按实施例一中的加液方式进行加液，而在放置每组放置组内的五个试管时，只需将其中一个放置座由放置架上取下，然后将放置座放置在样品盘2上（可以在样品盘2与放置座之间设置插销结构，以便放置座与样品盘2快速且准确地完成对接安装），使得五个试管同时插入到五个放置槽201中，快速完成试管的放置，而当加液完成后，只需将放置座由样品盘2上取下，即可一次性将同一放置组内的五个试管一起取走，有效提升试管的取放速度，从而提升加液效率。
50.当然，本实施例中也可以取消实施例一中在样品盘2上开设放置槽201的方式，而直接将五个放置槽201开设于放置座上，然后在样品盘2上直接开设用于安装放置座的结构即可，此时也无需在放置座上再单独开用于放置试管的快放槽，加液时只需不断更换放置座即可，同样能够高效地完成加液操作，此处不再赘述其详细结构。
51.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种多管自动加液设备，包括支撑座，其特征在于：所述支撑座上转动连接有圆盘形的样品盘，样品盘上开有多个用于放置试管的放置槽，所述放置槽均分为多个放置组，每个放置组内的多个放置槽沿着样品盘的径向排布；所述支撑座上连接有数量与一组放置组内放置槽数量相等且一一对应的加液单元。2.根据权利要求1所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述加液单元包括加液柱、活塞、加液头和驱动器，所述加液柱上设有加液腔以及与加液腔连通的加液口和排液口，所述活塞滑动连接于加液腔内，加液头固定连接于排液口上，加液口上连通有用于向加液腔供给检测试剂的供液机构，排液口和加液口处均连接有单向阀，使得检测试剂只能由加液口流入以及由排液口流出。3.根据权利要求2所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述驱动器包括驱动马达、驱动螺杆、滑块和连接套，驱动马达固定连接于加液柱上，驱动螺杆固定连接于驱动马达上且与滑块螺纹配合，驱动螺杆与滑块之间转动连接，滑块滑动连接于加液柱上且连接套固定连接于滑块和活塞之间。4.根据权利要求3所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述加液单元上连接有清洗单元，所述供液机构包括供液箱和供液泵，清洗单元包括清洗箱；所述加液口依次连接有驱动泵和换向阀，所述供液箱与换向阀之间连通有加液管，清洗箱与换向阀之间连通有清洗管。5.根据权利要求4所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述支撑座上固定连接有驱动电机和控制器，样品盘固定连接于驱动电机上，所述供液泵和换向阀均与控制器信号连接。6.根据权利要求2所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述加液头上设有用于检测加液头内气泡的检测单元，所述检测单元为超声波气泡检测器，超声波气泡检测器与控制器信号连接。7.根据权利要求1所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述样品盘上开有多个过液槽，过液槽位于相邻放置组之间；所述支撑座上设有位于加液单元下方的承接槽，承接槽内可拆卸连接有承接箱。8.根据权利要求7所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述承接箱的顶端凸出承接槽的顶面，承接箱的外侧固定连接有侧板。9.根据权利要求8所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：还包括放置架和多个放置座，所述放置架上设有多个用于存放放置座的存放槽，所述放置座上开有数量与同一组放置组内放置槽数量相等且一一对应的快放槽。10.根据权利要求5所述的一种多管自动加液设备，其特征在于：所述供液箱的数量为多个，每个供液箱与供液泵之间均设有开关阀，所述开关阀与控制器信号连接。

技术总结
本发明涉及试管检测试剂加液设备技术领域，公开了一种多管自动加液设备，包括支撑座，支撑座上转动连接有圆盘形的样品盘，样品盘上开有多个用于放置试管的放置槽，放置槽均分为多个放置组，每个放置组内的多个放置槽沿着样品盘的径向排布；支撑座上连接有数量与一组放置组内放置槽数量相等且一一对应的加液单元。本发明解决了现有技术中人工在对大量试管进行加液时效率低且容易出错的问题。行加液时效率低且容易出错的问题。行加液时效率低且容易出错的问题。


技术研发人员：唐开波 周洁 蒋李 李芳兰 李明珠
受保护的技术使用者：众信检测认证（重庆）有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/12