本發(fā)明涉及用于安裝吸引包含例如細胞凝集塊那樣的對象物的液體以及排出所述吸引的液體的分注尖頭的頭裝置以及使用該頭裝置的對象物的移動裝置。
背景技術(shù):
在進行與細胞相關(guān)的研究的設(shè)施,進行從貯存分散有大量的細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液的管抽取適量的細胞培養(yǎng)液,并移動到另外的皿件的分注作業(yè)。在進行該作業(yè)時,使用從管吸引細胞培養(yǎng)液,并排出到其它皿件的分注尖頭。在所述皿件進行用于例如從包含各種大小的細胞凝集塊以及夾雜物的細胞培養(yǎng)液分選出所需大小的細胞凝集塊的作業(yè)。
專利文獻1中公開了以細胞凝集塊作為移動對象物,使用吸引尖頭(微量移液器)從分注孔吸引所述細胞凝集塊,并將其排出到細胞淺底盤的技術(shù)。細胞凝集塊被保持在液體中,在進行所述吸引時所述吸引尖頭的遠端開口部浸漬于所述液體中。因此,吸引尖頭進行一次吸引以及排出后有時不得不對其進行廢棄處理。
在對象物的移動作業(yè)中,要求使包含使用所述吸引尖頭的對象物的吸引以及排出的一連的動作高度自動化。但是,現(xiàn)狀下手動操作所述吸引尖頭或自動化僅達到在分注尖頭只附設(shè)吸引力產(chǎn)生機構(gòu)的程度。因此,現(xiàn)在還不能說所述移動作業(yè)的作業(yè)效率好。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利公開公報特開2009-34013號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)⑹褂梅肿⒓忸^的對象物的吸引以及所述吸引的對象物的排出作業(yè)高度自動化的頭裝置、以及使用該頭裝置的對象物的移動裝置。
本發(fā)明一方面涉及分注尖頭安裝頭裝置,用于安裝吸引包含對象物的液體以及排出所述吸引的液體的分注尖頭,所述分注尖頭安裝頭裝置包括:活塞部件;第一軸部件,與所述活塞部件卡合,使該活塞部件沿上下方向移動;筒狀桿,具備包含將所述活塞部件以能夠沿上下方向移動的方式收容的缸體空間的筒狀空間,且在下端具備所述分注尖頭的基端部被嵌合的尖頭安裝部;第一框架,搭載所述第一軸部件以及所述筒狀桿;第二軸部件,與所述第一框架卡合,使該第一框架沿上下方向移動;第二框架,搭載所述第二軸部件,且具備引導(dǎo)部,該引導(dǎo)部引導(dǎo)伴隨所述第一框架的上下方向的移動的、所述筒狀桿的上下方向的移動;以及軸控制部,控制所述第一軸部件以及所述第二軸部件的動作,其中,所述軸控制部在所述分注尖頭安裝于所述尖頭安裝部的狀態(tài)下執(zhí)行如下控制:第一控制,控制所述第一軸部件,以基于活塞部件的上下方向的移動,使所述分注尖頭進行所述液體的吸引以及排出;以及第二控制,控制所述第二軸部件,以基于所述第一框架的向上方向的移動,使所述引導(dǎo)部與所述分注尖頭的基端部干擾,從而使所述分注尖頭從所述尖頭安裝部脫離。
本發(fā)明另一方面涉及移動裝置,包括:所述的分注尖頭安裝頭裝置;貯存對象物的第一容器;接收對象物的第二容器;以及使所述分注尖頭安裝頭裝置在所述第一容器與所述第二容器之間沿水平方向移動的頭移動機構(gòu)。
本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點通過以下的詳細說明和附圖會更明確。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的頭裝置的外觀的立體圖。
圖2是放大圖1的主要部分的立體圖。
圖3是頭裝置的側(cè)剖視圖。
圖4是所述頭裝置的立體圖,是表示頭(筒狀桿)沿Z軸方向上升的狀態(tài)的圖。
圖5是所述頭裝置的立體圖,是表示頭沿Z軸方向下降的狀態(tài)的圖。
圖6是分注尖頭的剖視圖。
圖7(A)是表示所述分注尖頭進行的細胞培養(yǎng)液的吸引動作的示意圖,圖7(B)是表示排出動作的示意圖。
圖8(A)~(D)是用于說明向頭的分注尖頭的裝拆動作的立體圖。
圖9是表示活塞部件上升的狀態(tài)的頭裝置的立體圖。
圖10是圖9的狀態(tài)的頭裝置的剖視圖。
圖11是表示活塞部件下降的狀態(tài)的頭裝置的立體圖。
圖12是圖11的狀態(tài)的頭裝置的剖視圖。
圖13是分注尖頭通過引導(dǎo)部從頭脫離之前的狀態(tài)的立體圖。
圖14是表示頭裝置的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
圖15是適用所述頭裝置的細胞移動裝置的立體圖。
圖16是頭部組件的立體圖。
圖17是表示所述細胞移動裝置中的細胞移動線的構(gòu)成要素的立體圖。
具體實施方式
下面,基于附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的分注尖頭安裝頭裝置1的實施方式。在該實施方式中,說明分注尖頭進行的吸引及排出的對象物為來自生物體的細胞,尤其是包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液的情況。另外,液體并不限定于細胞培養(yǎng)液,也可為包含各種對象物的醫(yī)療用液體、食品產(chǎn)業(yè)用液體、工業(yè)用液體等。
圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的頭裝置1的外觀的立體圖,圖2是放大圖1的主要部分的立體圖,圖3是頭裝置1的側(cè)剖視圖。頭裝置1是安裝分注尖頭80的裝置,分注尖頭80吸引包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液(包含對象物的液體)以及將所吸引的細胞培養(yǎng)液排出。頭裝置1包括:第一滾珠絲杠裝置10(第一軸部件);通過第一滾珠絲杠裝置10沿上下方向(Z方向)移動的活塞部件14;安裝分注尖頭80的頭15(筒狀桿);搭載第一滾珠絲杠裝置10及頭15的第一框架21;使第一框架21沿上下方向移動的第二滾珠絲杠裝置30(第二軸部件);以及搭載第二滾珠絲杠裝置30的第二框架22。
第一滾珠絲杠裝置10與活塞部件14卡合,使該活塞部件14沿上下方向移動。第一滾珠絲杠裝置10包括被配置在Z方向的第一馬達11、聯(lián)軸器111、上端軸承112、第一螺旋軸12以及第一螺母部件13。第一馬達11是產(chǎn)生使第一螺旋軸12以軸為中心正旋轉(zhuǎn)以及反旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的馬達。聯(lián)軸器111是聯(lián)接第一馬達11的輸出軸和第一螺旋軸12的上端的部件。上端軸承112將第一螺旋軸12的上端支撐為旋轉(zhuǎn)自如。第一螺旋軸12沿Z方向延伸并在周面刻有公螺紋。第一螺母部件13在內(nèi)表面具有母螺紋,并卡合于第一螺旋軸12。通過第一螺旋軸12正旋轉(zhuǎn)或反旋轉(zhuǎn),第一螺母部件13向上方(+Z)或下方(-Z)移動?;钊考?4卡合于該第一螺母部件13。
活塞部件14是在Z方向上長的部件,是具有上端部141、下端部143以及在上端部141與下端部143之間的中間部142的部件。也參照作為圖3的主要部分放大剖視圖的圖10,上端部141是相對于中間部142及下端部143大徑的圓筒狀部分,在其內(nèi)周面具備固定于第一螺母部件13的卡合部(螺絲部)。第一螺母部件13在-Z側(cè)具備筒狀部,在+Z側(cè)具備凸緣部。在所述筒狀部被嵌入于上端部141的筒內(nèi),且所述凸緣部被保持于上端部141的上表面的狀態(tài)下,第一螺母部件13通過螺絲固定于上端部141。據(jù)此,活塞部件14與第一螺母部件13的上下方向的移動聯(lián)動而沿上下方向移動。
下端部143是被收容于后述的頭15的缸體空間15H的圓柱狀部分,在其周面具備密封部件144。密封部件144是樹脂制的密封圈,嵌入于被設(shè)置在活塞部件14的下端面附近的周面的密封槽中。中間部142是具有與下端部143相同的外徑的圓筒狀部分,在其內(nèi)部具備收容第一螺旋軸12的收容空間14H。收容空間14H是沿Z方向延伸的圓柱空間,具有稍大于第一螺旋軸12的外徑的內(nèi)徑。在第一螺母部件13向下方移動的狀態(tài)(圖1及圖2)下,第一螺旋軸12較淺地嵌入于收容空間14H(也參照圖12)。另一方面,在第一螺母部件13向上方移動的狀態(tài)(圖3及圖10)下,第一螺旋軸12較深地嵌入于收容空間14H。
頭15是被固定于第一框架21,且相對于活塞部件14非移動的圓筒狀部件。頭15包括:包含在上下方向上連接的第一部分151及第二部分152的頭主體部150(桿主體部);以及能夠裝拆地安裝于該頭主體部150的下端的更換部153。
第一部分151在內(nèi)部具備將活塞部件14的下端部143以能夠沿上下方向移動的方式收容的缸體空間15H。缸體空間15H是具有稍大于下端部143的外徑的內(nèi)徑的圓柱空間。密封部件144與劃定缸體空間15H的第一部分151的內(nèi)壁面緊密地滑動接觸。第二部分152與缸體空間15H連通,在內(nèi)部具備稍小于缸體空間15H的內(nèi)徑的筒狀空間152H。更換部153在內(nèi)部具備與筒狀空間152H以及缸體空間15H連通的筒狀空間153H,其上端通過螺絲連接于第二部分152的下端。更換部153的下端附近的外周面是分注尖頭80被嵌合安裝的尖頭安裝部153A(參照圖6)。
第二滾珠絲杠裝置30是用于使搭載了第一滾珠絲杠裝置10及頭15的第一框架21沿上下方向移動的軸部件。第二滾珠絲杠裝置30包括被配置在Z方向的第二馬達31、聯(lián)軸器311、上端軸承312、第二螺旋軸32以及第二螺母部件33。
第二馬達31是產(chǎn)生使第二螺旋軸32以軸為中心正旋轉(zhuǎn)以及反旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的馬達。聯(lián)軸器311是聯(lián)接第二馬達31的輸出軸和第二螺旋軸32的上端的部件。上端軸承312將第二螺旋軸32的上端支撐為旋轉(zhuǎn)自如。第二螺旋軸32沿Z方向延伸并在周面刻有公螺紋。第二螺母部件33在內(nèi)表面具有母螺紋,并卡合于第二螺旋軸32。通過第二螺旋軸32正旋轉(zhuǎn)或反旋轉(zhuǎn),第二螺母部件33向上方(+Z)或下方(-Z)移動。第一框架21被固定于第二螺母部件33。
第一框架21發(fā)揮固定保持頭15的作用、通過與第二螺母部件33聯(lián)動而使頭15沿上下方向移動的作用、保持第一滾珠絲杠裝置10的作用。第一框架21包括主框架部211、從主框架部211的下方朝-X方向突出的下框架部212、從主框架部211的上方朝-X方向突出的上框架部213以及被配置在主框架部211的+X方向側(cè)面的被引導(dǎo)部214。
如圖10所示,主框架部211具備使第二螺旋軸32在上下方向上貫穿的孔。在主框架部211的上端形成有用于保持第二螺母部件33的保持孔211A。第二螺母部件33在-Z側(cè)具備筒狀部,并在+Z側(cè)具備凸緣部。在所述筒狀部被嵌入于保持孔211A,且所述凸緣部被保持于主框架部211的上表面的狀態(tài)下,第二螺母部件33通過螺絲固定于主框架部211。據(jù)此,第一框架21與第二螺母部件33的上下方向的移動聯(lián)動而沿上下方向移動。
下框架部212是用于固定保持頭15的上端部的部位。在下框架部212的-X側(cè)的側(cè)面設(shè)有能夠收容頭15的+X側(cè)的半邊的剖面半圓狀的縱槽。在頭15的-X側(cè)的半邊添設(shè)有具備同樣的剖面半圓狀的縱槽的保持件215。通過下框架部212及保持件215的所述縱槽來夾住頭15的上端部的狀態(tài)下,下框架部212通過螺絲固定于保持件215,從而頭15固定于第一框架21。
上框架部213具備使活塞部件14的中間部142在上下方向上貫穿的孔。從上框架部213的-X側(cè)的端部豎立設(shè)置有用于保持第一滾珠絲杠裝置10的保持框架23。如圖2所示,保持框架23包括垂直框架231、從垂直框架231的上端朝+X方向突出設(shè)置的上段框架232以及下段框架233。在垂直框架231安裝有沿上下方向延伸的導(dǎo)軌234(圖10)。在該導(dǎo)軌234卡合有附設(shè)于活塞部件14的上端部141的被引導(dǎo)部145?;钊考?4當(dāng)?shù)谝宦菽覆考?3沿上下方向移動時,一邊被導(dǎo)軌234引導(dǎo)一邊沿上下方向移動。在上段框架232固定有第一馬達11。在下段框架233固定有上端軸承112。
第二框架22發(fā)揮保持第二滾珠絲杠裝置30的作用、引導(dǎo)第一框架21的上下方向的移動的作用以及引導(dǎo)頭15的上下方向的移動的作用。第二框架22包括縱框架221、從縱框架221的下端224朝-X方向突出設(shè)置的橫框架225以及從橫框架225的下表面朝-Z方向突出設(shè)置的臂部件24(引導(dǎo)部)。
縱框架221是沿上下方向延伸的矩形的框架,在其-X側(cè)的側(cè)面安裝有沿上下方向延伸的導(dǎo)軌222。在導(dǎo)軌222嵌入有前述的第一框架21的被引導(dǎo)部214。據(jù)此,第一框架21能夠在第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動時一邊沿導(dǎo)軌222被引導(dǎo)一邊沿上下方向移動。在縱框架221的上端223安裝有保持上端軸承312的L字框架226。在L字框架226的上端固定有用于保持第二馬達31的保持框架227。
橫框架225是沿X方向延伸的矩形的框架,包括將第二螺旋軸32的下端支撐為旋轉(zhuǎn)自如的軸承部251和使頭15在上下方向上貫穿的貫穿孔252。當(dāng)頭15與第一框架21一起沿上下方向移動時,頭15的搖動受貫穿孔252的內(nèi)壁面的限制。在橫框架225的下表面通過螺絲253(圖10)組裝有臂部件24。
臂部件24引導(dǎo)伴隨第一框架21的上下方向的移動的頭15(頭主體部150)的上下方向的移動。此外,臂部件24還發(fā)揮使安裝于頭15的分注尖頭80從該頭部15脫離的作用。關(guān)于此點將在后面詳述。臂部件24包括具備朝-X方向開口的U字型的引導(dǎo)凹部241的引導(dǎo)板242和垂直臂243。
引導(dǎo)板242是沿水平方向延伸的板件。引導(dǎo)凹部241的Y方向的開口寬度以及U字型開口的底部的半圓面具有稍大于呈圓筒形狀的頭15的外徑的寬度以及內(nèi)徑。因此,能夠?qū)⒁龑?dǎo)凹部241從側(cè)方嵌合于頭15。垂直臂243是從橫框架225的下表面向下方向突出的板件。引導(dǎo)部242的+X方向端部通過螺絲253固定于垂直臂243的下端面。螺絲253從下方朝上方向貫穿引導(dǎo)板242以及垂直臂243,并螺合于形成在橫框架225的下面的螺絲孔。
圖4是頭裝置1的立體圖,是表示頭15沿+Z方向上升的狀態(tài)的圖。在該狀態(tài)下,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動,第一框架21針對第二框架22相對地上升。即,第一框架21位于沿導(dǎo)軌222的可動區(qū)域的+Z上限附近。伴隨于此,保持在第一框架21的第一滾珠絲杠裝置10以及頭15也處于上升的狀態(tài)。在圖4中,標注了保護第一馬達11的供電線纜的彎曲保護部件25。彎曲保護部件25是朝向上方凸的彎曲的部分,追隨第一框架21的上下移動而變形。
通過頭15的上升,安裝于頭15的下端的分注尖頭80的Z方向高度位置也上升。具體而言,成為分注尖頭80的上端位于臂部件24的下方附近的狀態(tài)。分注尖頭80被配置在此種高度位置是例如結(jié)束對分散有細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液的吸引,頭裝置1沿XY方向移動到作為排出對象的皿件的配置位置的時候。
圖5是表示頭15沿-Z方向下降的狀態(tài)的圖。在該狀態(tài)下,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動,第一框架21位于沿導(dǎo)軌222的可動區(qū)域的-Z下限附近,處于接近第二框架22的橫框架225的狀態(tài)。伴隨于此,成為第一滾珠絲杠裝置10及頭15也下降的狀態(tài)。頭15處于從橫框架225較大地向下方突出的狀態(tài)。
通過頭15的下降,分注尖頭80的Z方向高度位置也下降。分注尖頭80被配置在此種高度位置是例如使用分注尖頭80從貯存細胞培養(yǎng)液的管吸引細胞培養(yǎng)液的時候或?qū)⑽募毎囵B(yǎng)液排出到其它皿件的時候。
接著,說明安裝于本實施方式的頭15的分注尖頭80。圖6是安裝在頭15的狀態(tài)的分注尖頭80的剖視圖。分注尖頭80是細長的管狀的部件,包括嵌合于頭15(更換部153)的基端部81、在下端緣具備吸引及排出細胞培養(yǎng)液的開口80T的遠端部82以及在兩者之間延伸的中間部83。中間部83呈從基端部81側(cè)朝向遠端部82側(cè)外徑逐漸縮小的錐形形狀。另外,也可以在基端部81的內(nèi)部組裝空氣過濾器。分注尖頭80能夠安裝于更換部153的尖頭安裝部153A以及從尖頭安裝部153A拆卸。尖頭安裝部153A是更換部153的下端附近的外周面。
在分注尖頭80的內(nèi)部具備能夠收容包含對象物的液體的管狀空間80H。該管狀空間80H使頭15的更換部153內(nèi)的筒狀空間153H、第二部分152內(nèi)的筒狀空間152H以及第一部分151內(nèi)的缸體空間15H連通。因此,通過活塞部件14的向上方的移動而在管狀空間80H產(chǎn)生吸引力,通過活塞部件14的向下方的移動而在管狀空間80H產(chǎn)生排出力。分注尖頭80通過被賦予所述吸引力而從開口80T吸引細胞培養(yǎng)液,另一方面,通過被賦予所述排出力而將吸引的細胞培養(yǎng)液從開口80T排出。
圖7(A)及圖7(B)是表示分注尖頭80進行的包含細胞凝集塊C的細胞培養(yǎng)液Lm的吸引以及排出動作的示意圖。在此,例示了使用分注尖頭80吸引被貯存在第一容器C1的細胞培養(yǎng)液Lm(細胞凝集塊C),并將吸引的細胞培養(yǎng)液Lm排出到第二容器C2的情況。圖7(A)表示分注尖頭80從第一容器C1吸引細胞培養(yǎng)液Lm的吸引動作,圖7(B)表示分注尖頭80將吸引的細胞培養(yǎng)液Lm排出到第二容器C2的排出動作。
進行圖7(A)的吸引動作時,首先,以使分注尖頭80位于第一容器C1的上空的方式進行頭裝置1的位置對準。然后,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動,如圖5所示地頭15下降。該下降進行至分注尖頭80的下端的開口80T到達貯存在第一容器C1的細胞培養(yǎng)液Lm的液面下為止。然后,通過第一滾珠絲杠裝置10的驅(qū)動活塞部件14上升,在管狀空間80H產(chǎn)生吸引力?;谠撐?,在開口80T附近產(chǎn)生箭頭a1所示的吸引液流,細胞培養(yǎng)液Lm被吸引到管狀空間80H。圖中的符號Lma表示被吸引到管狀空間80H的細胞培養(yǎng)液。該吸引動作后,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動,如圖4所示地頭15上升。
進行圖7(B)的突出動作時,以使分注尖頭80位于第二容器C2的上空的方式,頭裝置1沿XY方向移動。然后,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動頭15下降。該下降進行至分注尖頭80的開口80T進入到第二容器C2的空腔內(nèi)為止。然后,通過第一滾珠絲杠裝置10的驅(qū)動活塞部件14下降,在管狀空間80H產(chǎn)生排出力?;谠撐?,被保持在管狀空間80H的細胞培養(yǎng)液Lma從開口80T如箭頭a2所示地排出,細胞培養(yǎng)液Lm被貯存在第二容器C2。
在本實施方式中,向頭15的分注尖頭80的安裝動作以及從頭15的分注尖頭80的脫離動作也被自動化。圖8(A)~(D)是用于說明對頭15(更換部153)的尖頭安裝部153A的分注尖頭80的裝拆動作的立體圖。
在將分注尖頭80安裝于尖頭安裝部153A時,如圖8(A)所示,頭15對準于處于立設(shè)狀態(tài)的一個分注尖頭80的上空。然后,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動頭15下降。通過該下降,如圖8(B)所示,頭15的尖頭安裝部153A嵌入于分注尖頭80的基端部81。圖8(C)表示安裝了分注尖頭80的頭15通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動而上升的狀態(tài)。
當(dāng)分注尖頭80進行細胞培養(yǎng)液的吸引及排出動作時,第二滾珠絲杠裝置30不會將分注尖頭80比圖8(C)的狀態(tài)還向上方提升。但是,將分注尖頭80從尖頭安裝部153A拆卸時,如圖8(D)所示頭15進一步被向上方提升。如果頭15進一步提升,引導(dǎo)板242的下端面與分注尖頭80的上端緣發(fā)生干擾。基于所述干擾,分注尖頭80逐漸從尖頭安裝部153A離開,最終分注尖頭80從尖頭安裝部153A脫離。
下面,基于圖9~圖12說明用于實現(xiàn)圖7(A)及圖7(B)所示的、利用分注尖頭80進行的液體(細胞培養(yǎng)液Lm)的吸引及排出動作的詳細結(jié)構(gòu)。圖9是表示為了進行圖7(A)所示的吸引動作而活塞部件14上升的狀態(tài)的頭裝置1的立體圖,圖10是圖9的狀態(tài)的頭裝置1的剖視圖。圖11是表示為了進行圖7(B)所示的排出動作而活塞部件14下降的狀態(tài)的頭裝置1的立體圖,圖12是圖11的狀態(tài)的頭裝置1的剖視圖。
參照圖9及圖10,在進行所述吸引動作時,第一螺旋軸12被第一馬達11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,以使第一螺母部件13向上方移動。此時的第一框架21被設(shè)定在其移動范圍的最下位置而不移動。如果第一螺母部件13上升,被固定于該第一螺母部件13的活塞部件14也一體地上升。此時,活塞部件14的收容空間14H作為使第二螺旋軸12通過的孔而發(fā)揮作用。包含上端部141的筒內(nèi)空間的收容空間14H的Z方向的長度被設(shè)定為稍長于第一螺旋軸12。在圖9及圖10中示出了第一螺母部件13在沿第一螺旋軸12的可移動范圍內(nèi)移動至最上方的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,第一螺旋軸12深深地嵌入于收容空間14H,第一螺旋軸12的下端12B與收容空間14H的底面146之間的間隔最短。
即使如此地活塞部件14上升,頭15由于固定保持于第一框架21而不移動。因此,伴隨第一螺母部件13的上升,活塞部件14的下端部143在缸體空間15H向上方移動。由于使用密封部件144確保下端部143與缸體空間15H之間的密閉性,因此,基于下端部143的上升而缸體空間15H成為負壓。因此,在與缸體空間15H連通的分注尖頭80的管狀空間80H產(chǎn)生吸引力。另外,根據(jù)向管狀空間80H內(nèi)的液體的吸引量,調(diào)整活塞部件14的上升程度。
參照圖11及圖12,在進行所述排出動作時,第一螺旋軸12被第一馬達11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,以使第一螺母部件13向下方移動。如果第一螺母部件13下降,與該第一螺母部件13成一體的活塞部件14也下降。此時,第一螺旋軸12逐漸從活塞部件14的收容空間14H拔出。在圖11及圖12中示出了第一螺母部件13在沿第一螺旋軸12的可移動范圍內(nèi)移動到最下方的狀態(tài)。該狀態(tài)為第一螺旋軸12最淺地嵌入于收容空間14H的狀態(tài),第一螺旋軸12的下端12B與收容空間14H的底面146之間的間隔最長。
因此,伴隨第一螺母部件13的下降,活塞部件14的下端部143在缸體空間15H向下方移動。通過該下端部143的下降,在分注尖頭80的管狀空間80H存在細胞培養(yǎng)液的情況下,缸體空間15H的空氣被加壓。由此,被保持在管狀空間80H的細胞培養(yǎng)液基于所述加壓力而從分注尖頭80排出。
接著,說明實現(xiàn)分注尖頭80從頭15(尖頭安裝部153A)的脫離動作的機構(gòu)。圖13是表示利用臂部件24而分注尖頭80從頭15脫離之前的狀態(tài)的立體圖。如已所述,臂部件24的引導(dǎo)板242是引導(dǎo)頭15的上下方向的移動的部分,包括具有稍大于頭15的外徑的開口寬度的引導(dǎo)凹部241。引導(dǎo)凹部241的開口寬度是小于被安裝于尖頭安裝部153A的分注尖頭80的外徑的寬度。因此,引導(dǎo)板242的下端面242B與分注尖頭80的基端部81的上端緣81A在圖13的狀態(tài)下彼此相向。
如果通過第一滾珠絲杠裝置10的驅(qū)動而頭15從圖13的狀態(tài)進一步向上方提升,則引導(dǎo)板242的下端面242B開始抵接(干擾)于分注尖頭80的上端緣81A。分注尖頭80只是嵌合于尖頭安裝部153A,并不進行粘合等。因此,伴隨頭15的上升,上端緣81A被下端面242B按壓,基端部81逐漸從尖頭安裝部153A脫離。并且,在下端面242B抵接于上端緣81A后,如果頭15上升尖頭安裝部153A的Z方向長度,則分注尖頭80從尖頭安裝部153A脫離而落下。
圖14是表示頭裝置1的控制結(jié)構(gòu)的框圖。頭裝置1包括軸控制部300,用于控制第一滾珠絲杠裝置10及第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動和頭裝置1本身的X方向、Y方向及Z方向的移動。具體而言,軸控制部300控制所述的第一馬達11及第二馬達31和在上述的圖中未圖示的X軸馬達302及Y軸馬達301(使頭裝置1沿水平方向移動的頭移動機構(gòu))。
軸控制部300在分注尖頭80安裝于頭15的尖頭安裝部153A的狀態(tài)下執(zhí)行如下的第一控制及第二控制。
[第一控制]控制第一滾珠絲杠裝置10,以便基于活塞部件14的上下方向的移動,使分注尖頭80進行包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液的吸引及排出(參照圖7A、圖7B,圖9~圖12)。
[第二控制]控制第二滾珠絲杠裝置30,以便基于第一框架21的向上方向的移動,使臂部件24(引導(dǎo)部)與分注尖頭80的基端部81發(fā)生干擾,使分注尖頭80從尖頭安裝部153A脫離(參照圖8A~8D、圖13)。
而且,軸控制部300在分注尖頭80未安裝于頭15的狀態(tài)下,還執(zhí)行以基于第一框架21的向下方向的移動而將分注尖頭80安裝于頭15的尖頭安裝部153A的方式,控制第二滾珠絲杠裝置30的安裝控制。
第一馬達11通過使第一螺旋軸12旋轉(zhuǎn)而使與第一螺母部件13一體化的活塞部件14上下移動,如上所述地進行分注尖頭80的細胞培養(yǎng)液(對象物)的吸引及排出。第二馬達31通過使第二螺旋軸32旋轉(zhuǎn),使搭載了頭15的第一框架21沿Z方向移動。X軸馬達302被搭載于引導(dǎo)頭裝置1的X方向的移動的X引導(dǎo)框架(圖略),使頭裝置1沿X方向移動。Y軸馬達301被搭載于引導(dǎo)頭裝置1的Y方向的移動的Y引導(dǎo)框架(圖略),使頭裝置1沿Y方向移動。
軸控制部300通過控制第一馬達11的驅(qū)動而控制第一螺母部件13的上下方向的動作,據(jù)此執(zhí)行所述的第一控制。在吸引動作時,軸控制部300通過使第一馬達11沿正方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定時間,從而使活塞部件14上升規(guī)定距離,使規(guī)定量的細胞培養(yǎng)液吸引到分注尖頭80內(nèi)。在排出動作時,軸控制部300通過使第一馬達11沿反方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定時間,從而使活塞部件14下降規(guī)定距離,使保持在分注尖頭80內(nèi)的細胞培養(yǎng)液排出。吸引速度或排出速度通過第一馬達11的旋轉(zhuǎn)速度而控制。
此外,軸控制部300通過控制第二馬達31的驅(qū)動,控制第一框架21、即頭15的Z方向上的高度位置。通過該控制,執(zhí)行基于圖7(A)及圖7(B)說明的相對于第一容器C1或第二容器C2的分注尖頭80的下降及上升。此時,軸控制部300通過使第二馬達31沿正方向或反方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定時間,使頭15在通常移動范圍內(nèi)(圖8(B)及圖8(C)的范圍內(nèi))沿上下方向移動。
而且,通過軸控制部300對第二馬達31的控制,執(zhí)行所述的第二控制及安裝控制。在所述第二控制時,軸控制部300使頭15比所述通常移動范圍的上限還向上方移動(參照圖8(D)),使分注尖頭80從尖頭安裝部153A脫離。在所述安裝控制時,軸控制部300在使頭15的尖頭安裝部153A與分注尖頭80的基端部81在上下方向上對準位置的狀態(tài)下(參照圖8(A)),讓頭15下降使尖頭安裝部153A嵌入基端部81所需的移動量。
除了所述控制以外,軸控制部300還通過控制X軸馬達302及Y軸馬達301的驅(qū)動,控制頭裝置1的X方向及Y方向的移動。例如,如圖7(A)及圖7(B)所示存在第一容器C1及第二容器C2的情況下,軸控制部300控制X軸馬達302及Y軸馬達301而讓頭裝置1移動,以使頭15(分注尖頭80)從第一容器C1的上空移動到第二容器C2的上空。
如以上說明,根據(jù)本實施方式的分注尖頭安裝頭裝置1,基于第一滾珠絲杠裝置10的驅(qū)動而使活塞部件14沿上下方向移動(第一控制),從而能夠使分注尖頭80執(zhí)行細胞培養(yǎng)液(包含對象物的液體)的吸引及其排出。而且,基于第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動而使第一框架21向上方向移動(第二控制),從而能夠使分注尖頭80從頭15的尖頭安裝部153A自動地脫離。因此,能夠使利用分注尖頭80的細胞培養(yǎng)液的吸引及排出作業(yè)、使用后需要廢棄分注尖頭80的情況下的該分注尖頭80的廢棄作業(yè)高度自動化。
此外,根據(jù)頭裝置1,利用臂部件24進行從頭15的分注尖頭80的拆卸,該臂部件24包括具有稍大于頭15的外徑的開口寬度(內(nèi)徑)的引導(dǎo)凹部241。因此,通過相對于臂部件24的頭15的簡單的向上方向的移動,能夠使分注尖頭80從尖頭安裝部153A脫離。
而且,根據(jù)頭裝置1,能夠只更換頭15中的實際上安裝分注尖頭80的更換部153。因此,在尖頭安裝部153A污濁的情況等下,能夠?qū)⒏鼡Q部153從桿主體部150的下端卸下而將其清掃。此外,在將不同口徑的分注尖頭80安裝于頭15的情況下,將適合于其口徑的另外的更換部153安裝于桿主體部150,就能迅速地應(yīng)對口徑變更。
接著,例示適于適用本實施方式所涉及的分注尖頭安裝頭裝置1的細胞的移動裝置4。圖15是移動裝置4的立體圖,圖16是組裝了頭裝置1的頭部組件61的立體圖。移動裝置4包括支撐框架41、由支撐框架41支撐的基臺42、組裝于基臺42的細胞移動線50、配置在基臺42的上方的頭部組件61及照明組件62以及配置在基臺42的下方的攝像組件63。
支撐框架41包括基礎(chǔ)框架411和一對側(cè)框架412。基礎(chǔ)框架411是在X方向上長的長方體形狀的框架組裝體,包括矩形的下層框架411A和其上的上層框架411B。在上層框架411B的上面具備用于使攝像組件63沿X方向移動的導(dǎo)軌413?;_42具有規(guī)定的剛性,其一部分或全部由透光性的材料形成,是俯視時具有與基礎(chǔ)架框411大致相同的大小的長方形的平板。
在基臺42上豎立設(shè)置有框架臺43。框架臺43包括作為沿X方向延伸的平板的上框架431以及中框架432。在上框架431的上面組裝有用于使頭部組件61沿X方向移動的上導(dǎo)軌433。此外,在中框架432的上面組裝有用于使照明組件62沿X方向移動的中導(dǎo)軌434。
細胞移動線50是實施從細胞含有液抽出所需的細胞凝集塊,并將其移動到規(guī)定的容器的一連的細胞移動工序所需的要素在X方向排列而成。細胞移動線50包括:貯存細胞含有液的對象物貯存部51;分注尖頭貯存部52;被分注細胞含有液并用于分選細胞凝集塊的細胞分選部53;尖頭貯存部54;尖頭拍攝部55;接收被分選的細胞凝集塊的細胞移載部56;黑蓋載置部57;以及尖頭廢棄部58。在此,包含在對象物貯存部51的容器是相當(dāng)于圖7(A)所示的第一容器C1的容器,包含在細胞分選部53的容器是相當(dāng)于圖7(B)所示的第二容器C2的容器。
頭部組件61包括組件主體611、頭部612、X滑動件613以及Y滑動件614。如圖16所示,頭部612包括安裝多個缸型尖頭70的多個缸型尖頭頭615、如上說明的分注尖頭80的安裝頭15以及嘴616。在本實施方式中,示出了8個缸型尖頭頭615在X方向上排成一列的例子。缸型尖頭頭615的個數(shù)為任意,此外,也可以在X-Y方向上排成矩陣狀。嘴616被組裝于能夠上下移動的組件主體611,在下端具備吸盤617。在組件主體611的內(nèi)部內(nèi)置有如圖1至圖5所示的第一滾珠絲杠裝置10及第二滾珠絲杠裝置30等用于使頭15沿Z方向移動的機構(gòu)以及用于使缸型尖頭頭615沿Z方向移動的機構(gòu)。
X滑動件613被組裝于上導(dǎo)軌433。在上導(dǎo)軌433附設(shè)有相當(dāng)于圖14的X軸馬達302的X驅(qū)動馬達441。通過X驅(qū)動馬達441的動作,X滑動件613在上導(dǎo)軌433上沿X方向移動。Y滑動件614在Y方向的一端(前端)支撐組件主體611。Y滑動件614組裝于配置在X滑動件613的上面的Y軌道(未示于圖15中)。通過所述Y軌道上附設(shè)的圖略的驅(qū)動馬達(相當(dāng)于圖14的Y軸馬達301)動作,Y滑動件614以及組件主體611沿Y方向移動。也就是說,頭部612通過組件主體611沿上導(dǎo)軌433以及所述Y軌道移動,從而沿X方向以及Y方向移動自如。因此,頭部612在基臺42的上方能夠在細胞移動線50上沿規(guī)定的移動路徑移動。
照明組件62能夠移動地被配置在基臺42的上方,以便專門從上方照明細胞分選部53及細胞移載部56。所述照明在使用攝像組件63拍攝被保持在細胞分選部53或細胞移載部56的細胞凝集塊時,作為透過照明而被使用。照明組件62包括發(fā)出照明光的照明器621、X滑動件622以及保持件623。X滑動件622被組裝于中導(dǎo)軌434。在中導(dǎo)軌434附設(shè)有照明組件驅(qū)動馬達443。通過驅(qū)動馬達443的動作,X滑動件622在中導(dǎo)軌434上沿X方向移動。保持件623保持照明器621,并且,以通過圖略的驅(qū)動裝置能夠沿Y方向移動短距離的方式被組裝于X滑動件622。因此,照明器621在基臺42的上方能夠沿X方向及Y方向移動。
攝像組件63能夠移動地被配置在基臺42的下方,以便從基臺42的下方拍攝被保持在細胞分選部53及細胞移載部56的細胞凝集塊。而且,在本實施方式中,攝像組件63還用于在尖頭拍攝部55觀察向頭615的缸型尖頭70的安裝狀態(tài)。攝像組件63包括攝像機631、落射照明器632、X滑動件633以及保持件634。
攝像機631包括CCD圖像傳感器以及將光像成像于該CCD圖像傳感器的受光面的光學(xué)系統(tǒng)。落射照明器632是在攝像機631的拍攝對象物不是光的透過體的情況以及被熒光染色的情況等下使用的光源。X滑動件633被組裝于支撐框架41的導(dǎo)軌413。在導(dǎo)軌413附設(shè)有攝像組件驅(qū)動馬達444。通過驅(qū)動馬達444的動作,X滑動件633在導(dǎo)軌413上沿X方向移動。保持件634保持攝像機631以及落射照明器632,并且,以通過圖略的驅(qū)動裝置能夠沿Y方向移動短距離的方式被組裝于X滑動件633。因此,攝像機631在基臺42的下方能夠沿X方向及Y方向移動。
圖17是省略基臺42的圖示并抽出細胞移動線50的結(jié)構(gòu)要素而示出的立體圖。在圖17中示意性地標上了所述的頭部組件61、照明組件62及攝像組件63的配置位置。細胞移動線50從X方向的上游側(cè)(圖17的左端側(cè))依次成一列排列分注尖頭貯存部52、對象物貯存部51、尖頭貯存部54、尖頭拍攝部55、細胞分選部53、黑蓋載置部57、細胞移載部56以及尖頭廢棄部58而成。這些各部通過定位部件42S而被決定基臺42上的位置。在此所示的細胞移動線50的排列只是一例,也能考慮作業(yè)效率等而適當(dāng)設(shè)定各部的配置位置。例如,也可將黑蓋載置部57配置在細胞分選部53、細胞移載部56的前方側(cè)(+Y)或后方側(cè)(-Y)。
對象物貯存部51是貯存作為分注源的、分散有大量的細胞凝集塊(對象物)的細胞培養(yǎng)液(液體)的部位。對象物貯存部51包括被配置在基臺42上的規(guī)定位置的盒511、被保持于該盒511的管512(第一容器)以及載置于盒511上的蓋部件513。管512是上面開口的圓筒狀容器,貯存包含細胞凝集塊以及夾雜物的細胞培養(yǎng)液。蓋部件513是用于堵塞管512的開口的部件。
分注尖頭貯存部52是保管多個上述說明的分注尖頭80的部位。分注尖頭貯存部52包括保持以豎立設(shè)置狀態(tài)(基端部81位于上方的狀態(tài))整列為矩陣狀的分注尖頭80的保持盒521和盒蓋部件523。在保持盒521的內(nèi)部配置有用于整列保持分注尖頭80的保持部件522。
細胞分選部53是用于從包含各種大小的細胞凝集塊以及夾雜物的細胞培養(yǎng)液分選出所需大小的細胞凝集塊的部位。細胞分選部53包括皿件64、保持臺531以及臺蓋部件532。皿件64是使用分注尖頭80被分注包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液,且能夠貯存該細胞培養(yǎng)液的上面開口的容器。保持臺531將皿件64定位并保持。臺蓋部件532是用于遮蓋皿件64及保持臺531的上表面的蓋部件。
皿件64包括孔板,該孔板在上面?zhèn)染邆溆糜谳d持細胞凝集塊的多個凹部。在所述凹部的底部設(shè)有貫穿孔,作為抽出對象的細胞凝集塊被保持在所述凹部,夾雜物等從所述貫穿孔落下。由此,進行細胞凝集塊與夾雜物的分選,因此在所述孔板上只殘留細胞凝集塊。被載持在所述凹部的狀態(tài)的細胞凝集塊的圖像在照明組件62的點燈下使用攝像機631拍攝。據(jù)此,確定應(yīng)吸引的細胞凝集塊的位置。
尖頭貯存部54是保持多個缸型尖頭70的部位。缸型尖頭70包括在內(nèi)部具備成為細胞凝集塊的吸引路徑的管狀通道的注吸件以及一邊滑動接觸于劃定所述管狀通道的注吸件的內(nèi)周壁一邊在所述管狀通道內(nèi)進退移動的柱塞,能夠安裝于缸型尖頭頭615以及從缸型尖頭頭615拆卸。缸型尖頭70發(fā)揮吸引被載持在所述的孔板的凹部的細胞凝集塊,伴隨頭部組件61的移動而搬送該細胞凝集塊,并將其排出到細胞移載部56的作用。
尖頭貯存部54包括保持盒541和盒蓋部件543。保持盒541保持以豎立設(shè)置狀態(tài)整列為矩陣狀的缸型尖頭70。在保持盒541的內(nèi)部配置有用于整列保持缸型尖頭70的保持部件542。缸型尖頭70以其上端部分從保持盒541的上端面向上方突出的狀態(tài)保持于保持盒541中。盒蓋部件543是被蓋在保持盒541的上端面上而用于遮蓋缸型尖頭70的蓋部件。
尖頭拍攝部55是提供拍攝安裝于缸型尖頭頭615的缸型尖頭70的圖像的位置的凹坑。所述拍攝由攝像組件63進行。在進行所述拍攝時,攝像組件63的攝像機631被移動至尖頭拍攝部55的正下方,在落射照明器632的照明下,拍攝各缸型尖頭70的圖像。基于缸型尖頭70的圖像以及拍攝時的焦點位置信息,求出缸型尖頭70的吸引口71T的XYZ坐標位置。根據(jù)該坐標位置與預(yù)先決定的基準位置的差分導(dǎo)出修正值。該修正值作為頭615的移動控制時的修正值而被利用。另外,也可以代替落射照明器632而尖頭拍攝部55本身具備如LED照明器具那樣的照明器具,在該照明器具的照明下進行所述拍攝。
細胞移載部56在細胞移動線50配置在X方向的下游側(cè)端部附近,是成為從細胞分選部53的皿件64吸引的細胞凝集塊的移動目的地的部位。細胞移載部56包括微孔板65、保持臺561以及臺蓋部件562。另外,也可以代替微孔板65而在細胞移載部56具備與皿件64一樣的容器。
微孔板65是上面開口的多個小的孔66以矩陣狀排列的板。微孔板65使用透光性的部件,例如透明塑料而形成。一般來講,在一個孔66收容一個細胞凝集塊。因此,能夠使用攝像機631拍攝被收容在各孔66的狀態(tài)的細胞凝集塊。此外,孔66的排列間距被設(shè)定為與安裝于成一列排列的頭615的缸型尖頭70群的排列間距大致相同。據(jù)此,能夠從一群缸型尖頭70同時向孔66排出細胞凝集塊。另外,也能在一個孔66收容規(guī)定個數(shù)的細胞凝集塊,或者收容規(guī)定量(總體積或總面積)的細胞凝集塊。保持臺561將微孔板65定位并保持。臺蓋部件562是用于遮蓋微孔板65及保持臺561的上表面的蓋部件。
黑蓋載置部57是載置蓋到細胞移載部56的第一黑蓋571和蓋到細胞分選部53的第二黑蓋572的部位。第一黑蓋571和第二黑蓋572是在遮光的狀態(tài)下拍攝載持在皿件64或微孔板65的細胞凝集塊時使用的遮光體。例如在向細胞培養(yǎng)液添加熒光劑并熒光觀察細胞凝集塊時,第一黑蓋571和第二黑蓋572以遮蓋保持臺531、561的方式被蓋上。
尖頭廢棄部58在細胞移動線50被配置在X方向的最下游側(cè)端部,是結(jié)束所述的吸引以及排出動作的使用后的缸型尖頭70以及分注尖頭80被廢棄的部位。尖頭廢棄部58包括用于收容使用后的缸型尖頭70以及分注尖頭80的回收盒581。在所述廢棄時,安裝了缸型尖頭70或分注尖頭80的頭部組件61移動到回收盒581的開口部582上,執(zhí)行從缸型尖頭頭615拆卸缸型尖頭70或從頭15拆卸所述的分注尖頭80的動作。通過該拆卸動作,缸型尖頭70或分注尖頭80通過開口部582落到回收盒581中。
如上所述地構(gòu)成的移動裝置4通過相當(dāng)于圖14的軸控制部300的控制部(連接于移動裝置4的個人計算機等)控制其動作。所述控制部使移動裝置4大致執(zhí)行使用本實施方式所涉及的頭15的分注動作和使用缸型尖頭頭615的細胞移動動作。首先,在所述分注動作中,所述控制部讓移動裝置4依次執(zhí)行如下控制:
[控制1]使頭部組件61移動到分注尖頭貯存部52上,將分注尖頭80安裝于頭15的控制;
[控制2]使頭部組件61移動到對象物貯存部51上,將貯存在管512的包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液以規(guī)定的分注量吸引到分注尖頭80內(nèi)的控制;
[控制3]使頭部組件61移動到細胞分選部53上,使分注尖頭80內(nèi)的所述細胞培養(yǎng)液排出到皿件64的控制;以及
[控制4]使頭部組件61移動到尖頭廢棄部58上,將使用過的分注尖頭80從頭15拆卸并廢棄到回收盒581內(nèi)的控制。
在所述細胞移動動作中,所述控制部讓移動裝置4依次執(zhí)行如下控制:
[控制5]使頭部組件61移動到尖頭貯存部54上,將缸型尖頭70安裝于缸型尖頭頭615的控制;
[控制6]使頭部組件61移動到細胞分選部53上,將貯存在皿件64的細胞凝集塊吸引到缸型尖頭70內(nèi)的控制;
[控制7]使頭部組件61移動到細胞移載部56上,將缸型尖頭70內(nèi)的細胞凝集塊排出到微孔板65的控制;以及
[控制8]使頭部組件61移動到尖頭廢棄部58上,將使用過的缸型尖頭70從缸型尖頭頭615拆卸并廢棄到回收盒581內(nèi)的控制。
所述控制1是用于進行圖8(A)所示的動作的控制,是在圖14的軸控制部300的說明中作為“安裝控制”而說明的控制。頭部組件61移動到分注尖頭貯存部52上后,頭15與一個分注尖頭80對準位置,然后,通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動,頭15下降。通過頭15下降,尖頭安裝部153A被壓入分注尖頭80的基端部81的安裝孔。據(jù)此,分注尖頭80向頭15的安裝結(jié)束。
所述控制2及控制3是用于進行圖7(A)及圖7(B)所示的動作的控制,是在控制部300的說明中作為“第一控制”而說明的控制。將細胞培養(yǎng)液吸引到分注尖頭80內(nèi)的動作以及從分注尖頭80排出的動作通過基于第一滾珠絲杠裝置10的驅(qū)動的活塞部件14的移動而實現(xiàn)。關(guān)于這一點如先前詳述。
所述控制4是用于進行圖8(D)所示的動作的控制,是在軸控制部300的說明中作為“第二控制”而說明的控制。此處的控制如上所述是通過第二滾珠絲杠裝置30的驅(qū)動使頭15比通常移動范圍的上限還要上升的控制。
根據(jù)以上說明的移動裝置4,通過適用本發(fā)明的實施方式所涉及的頭裝置1,能夠在所述控制部的控制下,將分注尖頭80向頭15的安裝、分注尖頭80進行的從管512(第一容器C1)的細胞培養(yǎng)液的吸引、該細胞培養(yǎng)液的向皿件64(第二容器C2)的排出以及向尖頭廢棄部58的分注尖頭80的廢棄的一連的作業(yè)自動化。因此,能夠顯著提高包含細胞凝集塊的細胞培養(yǎng)液的移動作業(yè)效率。
另外,所述的具體的實施方式主要包含具有以下結(jié)構(gòu)的發(fā)明。
本發(fā)明一方面涉及分注尖頭安裝頭裝置,用于安裝吸引包含對象物的液體以及排出所述吸引的液體的分注尖頭,所述分注尖頭安裝頭裝置包括:活塞部件;第一軸部件,與所述活塞部件卡合,使該活塞部件沿上下方向移動;筒狀桿,具備包含將所述活塞部件以能夠沿上下方向移動的方式收容的缸體空間的筒狀空間,且在下端具備所述分注尖頭的基端部被嵌合的尖頭安裝部;第一框架,搭載所述第一軸部件以及所述筒狀桿;第二軸部件,與所述第一框架卡合,使該第一框架沿上下方向移動;第二框架,搭載所述第二軸部件,且具備引導(dǎo)部,該引導(dǎo)部引導(dǎo)伴隨所述第一框架的上下方向的移動的、所述筒狀桿的上下方向的移動;以及軸控制部,控制所述第一軸部件以及所述第二軸部件的動作,其中,所述軸控制部在所述分注尖頭安裝于所述尖頭安裝部的狀態(tài)下執(zhí)行如下控制:第一控制,控制所述第一軸部件,以基于活塞部件的上下方向的移動,使所述分注尖頭進行所述液體的吸引以及排出;以及第二控制,控制所述第二軸部件,以基于所述第一框架的向上方向的移動,使所述引導(dǎo)部與所述分注尖頭的基端部干擾,從而使所述分注尖頭從所述尖頭安裝部脫離。
根據(jù)所述的頭裝置,通過基于第一軸部件的驅(qū)動的活塞部件的上下方向的移動,能夠執(zhí)行向分注尖頭的包含對象物的液體的吸引及其排出。而且,通過基于第二軸部件的驅(qū)動的一個框架的向上方向的移動,能夠使分注尖頭自動地從尖頭安裝部脫離。因此,能夠高度地自動化使用分注尖頭的對象物的吸引及排出作業(yè)以及使用后需要廢棄的情況下的該分注尖頭的廢棄作業(yè)。
在所述的分注尖頭安裝頭裝置中,優(yōu)選:所述筒狀桿呈圓筒形狀,所述引導(dǎo)部是具備引導(dǎo)凹部的臂部件,其中,所述引導(dǎo)凹部具有稍大于所述筒狀桿的外徑的內(nèi)徑,在所述第二控制時,通過所述臂部件的下端面與所述分注尖頭的基端部的上端緣干擾,所述分注尖頭從所述尖頭安裝部脫離。
根據(jù)該頭裝置,由于包括具有稍大于筒狀桿的外徑的內(nèi)徑的引導(dǎo)凹部,因此,通過相對于所述引導(dǎo)部件的筒狀桿的簡單的上方向移動,能夠使所述分注尖頭從所述尖頭安裝部脫離。
在所述的分注尖頭安裝頭裝置中,優(yōu)選:所述筒狀桿包括:桿主體部,具備所述缸體空間;以及更換部,能夠裝卸地安裝于所述桿主體部的下端,在內(nèi)部具備與所述缸體空間連通的筒狀空間,且在外周面具備所述尖頭安裝部。
根據(jù)該頭裝置,能夠只更換筒狀桿中的實際上安裝分注尖頭的部分(更換部)。因此,在尖頭安裝部污濁的情況等下,能夠?qū)⒏鼡Q部從桿主體部的下端拆卸而將其清掃。此外,在安裝不同口徑的分注尖頭的情況下,將與其口徑一致的另外的更換部安裝于桿主體部,就能迅速地應(yīng)對口徑變更。
在所述的分注尖頭安裝頭裝置中,優(yōu)選:所述第一軸部件是包括沿上下方向延伸的第一螺旋軸和卡合于該第一螺旋軸的第一螺母部件的第一滾珠絲杠裝置,所述活塞部件包括:上端部,具備固定于所述第一螺母部件的卡合部;下端部,在周面具備密封部件;以及中間部,其為所述上端部與所述下端部之間的部分,在內(nèi)部具備收容所述第一螺旋軸的收容空間。
根據(jù)該頭裝置,通過在第一軸部件適用滾珠絲杠結(jié)構(gòu),并且采用適用于該滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)的活塞部件,從而能夠以簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)建頭裝置。
在所述的分注尖頭安裝頭裝置中,優(yōu)選:所述第二軸部件是包括沿上下方向延伸的第二螺旋軸和卡合于該第二螺旋軸的第二螺母部件的第二滾珠絲杠裝置,所述第一框架被固定于所述第二螺母部件。
根據(jù)該頭裝置,在第二軸部件適用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)來使第一框架上下移動。因此,能夠使基于第二軸部件的驅(qū)動系統(tǒng)簡化。
此時,優(yōu)選:所述第二框架包括:縱框架,用于安裝引導(dǎo)所述第一框架沿上下方向移動的導(dǎo)軌;以及橫框架,安裝于所述縱框架的下端,包括所述第二螺旋軸的下端的軸承部和使所述筒狀桿貫穿的貫穿孔,且用于組裝所述引導(dǎo)部。
根據(jù)該頭裝置,使用縱框架以及橫框架能夠高效率地配置導(dǎo)軌及引導(dǎo)部。
本發(fā)明另一方面涉及移動裝置,包括:所述的分注尖頭安裝頭裝置;貯存對象物的第一容器;接收對象物的第二容器;以及使所述分注尖頭安裝頭裝置在所述第一容器與所述第二容器之間沿水平方向移動的頭移動機構(gòu)。
根據(jù)以上說明的本發(fā)明,能夠?qū)⑹褂梅肿⒓忸^的對象物的吸引、所述吸引的對象物的排出自動化,而且能將向筒狀桿(頭)的分注尖頭的安裝及拆卸自動化。因此,能夠顯著地提高使用分注尖頭的對象物的移動作業(yè)的作業(yè)效率。