專利名稱：一種樣本氣力輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域樣本的自動(dòng)存取裝置，屬于樣本存取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物醫(yī)藥領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室中的樣本數(shù)量多、批次多，大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)沒有專門的樣本管理系統(tǒng)，樣本的管理和使用長(zhǎng)期實(shí)行書面管理，造成樣本利用率低、信息滯后、無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤研究成果等問(wèn)題。加上人員流動(dòng)大，研究成果不能共享，實(shí)驗(yàn)工作交接程序繁瑣，對(duì)試劑和化合物等樣本交接沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，給樣本的保存、使用和管理工作帶來(lái)了較大難度。樣本通常存放在一個(gè)密閉的環(huán)境中，目前都是手動(dòng)存放和取出，在冷藏環(huán)境下容易造成冷藏環(huán)境的波動(dòng)，影響儲(chǔ)存效果。如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201504517U公開的《一種組織樣本存儲(chǔ)屜》，包括至少一個(gè)抽屜框，每個(gè)抽屜框內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)抽屜，抽屜上設(shè)有把手，至少一個(gè)抽屜內(nèi)設(shè)有等距的間隔；其余的抽屜上設(shè)有圓孔板，圓孔板的下表面設(shè)有定位腳，定位腳嵌入抽屜內(nèi)，圓孔板上設(shè)有圓孔。該存儲(chǔ)屜采用手動(dòng)存放和取出樣本，操作不便，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有樣本存取技術(shù)存在的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)密閉環(huán)境中樣本自動(dòng)存取的樣本氣力輸送裝置。本發(fā)明的樣本氣力輸送裝置采用以下技術(shù)解決方案該樣本輸送裝置，包括托舉裝置和吸附傳輸裝置；托舉裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的下方，包括托舉噴氣管和噴氣控制閥，托舉噴氣管上連接有噴氣控制閥，托舉噴氣管與氣源連接；吸附傳輸裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的上方，包括吸附口、吸氣控制閥和傳輸管，吸氣控制閥連接在傳輸管上，傳輸管與一個(gè)負(fù)壓氣源連接。當(dāng)從樣本儲(chǔ)存處取出樣本時(shí)，圓盤根據(jù)指令，旋轉(zhuǎn)到指定位置，對(duì)應(yīng)位置頂部真空吸氣裝置和對(duì)應(yīng)位置底部吹氣裝置根據(jù)指令啟動(dòng)，在吸附力和托舉力的共同作用下(吸附力和托舉力與樣本所處位置耦合)，樣本到達(dá)頂部，被吸附口捕獲，被送入傳輸管道。當(dāng)樣本送回樣本儲(chǔ)存處時(shí)，為保證樣本平穩(wěn)達(dá)到樣本儲(chǔ)存處，防止樣本自由落體， 特在對(duì)應(yīng)通道底部設(shè)計(jì)吹氣裝置，托舉樣本，讓樣本減速，并保證平穩(wěn)進(jìn)入儲(chǔ)存處。托舉力大小與樣本重量和位置三者耦合。既要保證樣本快速進(jìn)入儲(chǔ)存處，又要保證樣本平穩(wěn)“著陸”，這就需要托舉力隨樣本所處位置交替變化。本發(fā)明通過(guò)氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了樣本的自動(dòng)存取，很好地解決了在有限的空間內(nèi)儲(chǔ)存盡量多樣本的問(wèn)題，并且樣本存取靈活方便。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的樣品取出(A)和放回(B)過(guò)程位置示意圖。圖3提取樣本過(guò)程中力與時(shí)間的關(guān)系圖。圖4放回樣本過(guò)程中力與時(shí)間的關(guān)系圖。其中，1.吸附口，2.吸氣控制閥，3.傳輸管，4.樣本傳輸通道，5.樣本儲(chǔ)存圓盤， 6.樣本巢，7.樣本瓶，8.密封墊，9.托舉噴氣嘴，10.托舉噴氣管，11.噴氣控制閥。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的樣本氣力輸送裝置，包括托舉裝置和吸附傳輸裝置。托舉裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存容器的下方，包括托舉噴氣管10和噴氣控制閥11，托舉噴氣管10上連接有噴氣控制閥11，托舉噴氣管10與氣源連接，氣源可以采用壓縮空氣泵，在托舉噴氣管10 的一端連接有托舉噴氣嘴9。吸附傳輸裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存容器的上方，包括吸附口 1、吸氣控制閥2和傳輸管3，傳輸管3通過(guò)吸附口 1安裝在樣本巢的上端，傳輸管3上連接有吸氣控制閥2，傳輸管3與一個(gè)負(fù)壓氣源連接，負(fù)壓氣源可以采用真空泵。圖1中所采用的樣本儲(chǔ)存容器為平行安裝在同一立軸上的樣本儲(chǔ)存圓盤5，相鄰樣本儲(chǔ)存圓盤之間設(shè)有密封墊8。樣本儲(chǔ)存圓盤1上分布有樣本巢6和樣本傳輸通道4。樣本儲(chǔ)存圓盤1上的樣本巢6采用多環(huán)形式布置，呈圓環(huán)狀分布，所有圓環(huán)為同心，每一環(huán)上對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)樣本傳輸通道4，各環(huán)上的樣本傳輸通道4的中心處于一條直徑上。樣本瓶7 放置在樣本巢6內(nèi)。托舉裝置設(shè)置在最下一個(gè)樣本儲(chǔ)存圓盤的下方，吸附傳輸裝置設(shè)置在最上一個(gè)樣本儲(chǔ)存圓盤的上方。當(dāng)從樣本巢5內(nèi)取出樣本瓶7時(shí)，讓樣本巢5與樣本傳輸通道6對(duì)齊， 啟動(dòng)托舉裝置和吸附傳輸裝置，在吸附力和托舉力的共同作用下(吸附力和托舉力與樣本所處位置耦合)，樣本到達(dá)頂部，通過(guò)吸附口 1送入傳輸管3，輸送到指定位置。當(dāng)樣本瓶7 存放到樣本巢5時(shí)，讓樣本巢5與樣本傳輸通道6對(duì)齊，為保證樣本瓶7平穩(wěn)達(dá)到樣本巢5， 防止樣本瓶7自由落體，通過(guò)托舉裝置吹氣，托舉樣本瓶7，讓樣本瓶7減速，保證平穩(wěn)落入樣本巢5。托舉力大小與樣本重量和位置三者耦合。既要保證樣本快速入巢，又要保證樣本瓶7平穩(wěn)“著陸”，這就需要托舉力隨樣本所處位置交替變化。圖2給出了樣品取出㈧和放入⑶過(guò)程位置示意圖。當(dāng)從樣本巢5內(nèi)取出樣本瓶7時(shí)，讓樣本巢5與樣本傳輸通道6對(duì)齊，啟動(dòng)托舉裝置和吸附傳輸裝置，在吸附力和托舉力的共同作用下(吸附力和托舉力與樣本所處位置耦合)，樣本到達(dá)頂部，通過(guò)吸附口 1 送入傳輸管3，輸送到指定位置。當(dāng)樣本瓶7存放到樣本巢5時(shí)，讓樣本巢5與樣本傳輸通道6對(duì)齊，為保證樣本瓶7平穩(wěn)達(dá)到樣本巢5，防止樣本瓶7自由落體，通過(guò)托舉裝置吹氣托舉樣本瓶7，讓樣本瓶7減速，保證平穩(wěn)落入樣本巢5。托舉力大小與樣本重量和位置三者耦合。既要保證樣本快速入巢，又要保證樣本瓶7平穩(wěn)“著陸”，這就需要托舉力隨樣本所處位置交替變化。在取出樣本瓶時(shí)，力的作用情況非常復(fù)雜。增設(shè)托舉力&的考慮因素是①樣本儲(chǔ)存圓盤之間存在縫隙，單純靠吸附力Fs吸取樣本瓶會(huì)產(chǎn)生“短路”現(xiàn)象，即吸附力在吸附口附近就開始分流，從第一個(gè)圓盤縫隙處就開始抽氣，吸附力快速分散，樣本傳輸通道內(nèi)抽吸力大幅降低，越向下抽吸力越弱，致使吸附力不能把樣本吸起。②若克服吸附力“短路”現(xiàn)象，就需要改善圓盤之間的密封問(wèn)題。顯然，這樣處理是及其困難的，一方面圓盤還要獨(dú)立單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，若圓盤之間的密封過(guò)嚴(yán)密，必然增大摩擦阻力，進(jìn)而增大驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率；另一方面，圓盤之間的密封要求與吸附力密切關(guān)聯(lián)，吸附力越大，對(duì)密封要求越高，顯然這又會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)，即密封與吸附力交替增大，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)、真空泵的功率也必須相應(yīng)增大；③ 要想達(dá)到“層與層之間留有恰當(dāng)?shù)拈g隙，做到密封而不干涉”這種理想狀況，單靠改善密封和增大吸附力顯然是不行。因此，就有必要再對(duì)樣本施加一個(gè)力，這個(gè)力就是從底部托舉樣本，即托舉力 \。托舉力Fl(吹力)是從樣本瓶底部施加，托舉力FL(吹力)遵循“阻力最小”原則。 由于樣本傳輸通道是暢通的，阻力最小，同時(shí)，在樣本瓶7上部產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，樣本瓶7上部的氣流自然向中心集束，不易產(chǎn)生分散。樣本瓶與樣本通道之間留有一定間隙，這樣樣本瓶就被上升的氣流所裹捆，在底部氣流和側(cè)面上升氣流共同作用下，樣本瓶快速上升，并且還防止了與樣本通道壁的碰撞，減少了摩擦。因此，只有施加一個(gè)大于樣本重力不太大的力，樣本就會(huì)被托起。只有這個(gè)托舉力施加恰當(dāng)，樣本瓶就會(huì)在樣本通道內(nèi)快速傳輸，從而減少能量消耗。在取樣本瓶時(shí)增加了托舉力&之后，就降低了對(duì)密封的要求，減少了功耗。在放回樣本是，只是當(dāng)樣本瓶接近指定樣本巢時(shí)，保證樣本瓶平穩(wěn)“著陸”而設(shè)計(jì)， 施加一個(gè)托舉，確保樣本平穩(wěn)平穩(wěn)“著陸”。1、取出樣本時(shí)三力(吸附力Fs、托舉力Fp重力G)樣本瓶位置h耦合控制，工作
原理為了使樣本瓶離開樣本巢儲(chǔ)存位置，從其底部施與一個(gè)托舉力(Fu)，此時(shí)托舉力 (Fli)略大于樣本重力(G)，使樣本瓶緩緩離開儲(chǔ)存位置，處于懸浮狀態(tài)，樣本瓶上升高度為 H1 ；該過(guò)程的數(shù)學(xué)描述如下加速度
權(quán)利要求
1. 一種樣本氣力輸送裝置，包括托舉裝置和吸附傳輸裝置；其特征是托舉裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的下方，包括托舉噴氣管和噴氣控制閥，托舉噴氣管上連接有噴氣控制閥，托舉噴氣管與氣源連接；吸附傳輸裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的上方，包括吸附口、吸氣控制閥和傳輸管，吸氣控制閥連接在傳輸管上，傳輸管與一個(gè)負(fù)壓氣源連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種樣本氣力輸送裝置，托舉裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的下方，包括托舉噴氣管和噴氣控制閥，托舉噴氣管上連接有噴氣控制閥，托舉噴氣管與氣源連接；吸附傳輸裝置設(shè)置在樣本儲(chǔ)存處的上方，包括吸附口、吸氣控制閥和傳輸管，吸氣控制閥連接在傳輸管上，傳輸管與一個(gè)負(fù)壓氣源連接。如果要將一個(gè)樣本瓶取出樣本巢，通過(guò)托舉噴氣管的托舉和傳輸管的抽吸，樣本瓶被從樣本巢中取出，經(jīng)傳輸管輸入到指定位置。如果要將一個(gè)樣本瓶存放到一個(gè)樣本巢內(nèi)，通過(guò)傳輸管將樣本瓶吸入到樣本巢內(nèi)。本發(fā)明通過(guò)氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了樣本的自動(dòng)存取，很好地解決了在有限的空間內(nèi)儲(chǔ)存盡量多的樣本問(wèn)題，并且樣本儲(chǔ)存靈活方便。
文檔編號(hào)B65G1/04GK102358485SQ20111016699
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者婁紅祥, 張樹生 申請(qǐng)人:山東大學(xué)