自动化无菌实验室及实验方法技术

本发明专利技术公开了自动化无菌实验室及实验方法，属于无菌实验的技术领域。包括：耗材存放单元，被设置为将若干类型的耗材、试剂载体标准化管理，并提供预定工作所需的耗材量和试剂量；实验操作单元，被设置为根据需求进行样品检测和存放、实验数据的输出以及操控实验仪器；物料调度单元，设于耗材存放单元与实验操作单元之间；所述物料调度单元被设置为根据实验需求对耗材进行有效转移。本发明专利技术在密封的实验室内配置了至少两个智能机器人，和与机器人相适配的所有的实验所需的装置、仪器和其他辅助机构，实现了全程智能化完全脱离人工操作，增加了环境的隔离效果，极大程度的降低了污染的可能性，同时相对于现有的人机一体或者人工实验，实验效率增加。实验效率增加。实验效率增加。

【技术实现步骤摘要】
自动化无菌实验室及实验方法


[0001]本专利技术属于无菌实验的
，特别是涉及自动化无菌实验室及实验方法。

技术介绍

[0002]随着医学生物学、兽医生物学等的发展，无菌实验因其经过少量的实验便可得到可靠而准确的实验结果而得到越来越多的关注，无菌实验的需求量和使用量也逐渐增加。
[0003]然而，目前的无菌实验采用的在一个密封的环境内，工作人员对其内部进行彻底的消毒处理，然后实验人员穿着隔离服在密封的环境内进行操作，但是实验人员会根据工作需要进进出出，每次进出都需要消毒处理，不仅仅出入麻烦，同时也增加了消毒的次数对应的降低了隔离的效果。从而导致实验过程中，无菌实验用品的质量降低，进而降低了实验结果的准确性和实验效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，提供一种全程自动化的无菌实验室及实验方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：自动化无菌实验室，包括：密封室，所述密封室内设有：耗材存放单元，被设置为将多种类型的耗材、试剂载体标准化管理，并提供预定工作所需的耗材量和试剂量；实验操作单元，被设置为根据需求进行样品检测和存放、实验数据的输出以及操控实验仪器；物料调度单元，设于耗材存放单元与实验操作单元之间；所述物料调度单元被设置为根据实验需求对耗材进行有效转移；其中，所述实验操作单元包括：双臂机器人，所述双臂机器人被设置为样品检测和存放、实验数据的输出以及操控实验仪器；所述物料调度单元包括：第一机器人，所述第一机器人被设置为夹取耗材、试剂载体存放单元中的耗材，并转移至指定的环境内或交接给双臂机器人。
[0006]在进一步的实施例中，所述耗材存放单元包括：所述耗材存放单元包括：转动机构，传动连接于所述转动机构的底座；存放机构，固定于所述底座上；所述存放机构包括：拼接在所述底座上的多组框架，以及多组可沿所述框架上下调节的支撑单元；所述框架沿所述底座的周向均匀分布于所述底座的顶面边缘；托盘本体，与所述支撑单元相适配；所述托盘其上形成有至少一个用于放置试剂载体的收容部，以及底部设有至少一个与双臂机器人和第一机器人相适配的夹持结构。
[0007]所述托盘本体的一面向其相对的面形成有至少一个横向贯穿所述托盘本体的夹持空间，所述托盘本体相对于所述夹持空间的侧面形成有相对设置的第一夹持面和第二夹
持面；当需要夹持托盘时，移动夹持机构至所述夹持空间，并使所述夹持机构分别对第一夹持面和第二夹持面施加横向挤压力对所述托盘本体进行夹持。
[0008]其中，所述支撑单元包括：对称设置的支撑件，所述支撑件包括支撑部和固定部；所述固定部通过连接件可拆卸连接于框架，所述连接件为螺栓。
[0009]在进一步的实施例中，所述双臂机器人包括：机身，所述机身上对称设有两组机械臂，每组机械臂的末端处均设有转动组件；机器人手指，传动连接于所述转动组件；两组所述机器人手指在必要时相互配合同时实现至少两组动作。在向试管内加液时，其中一个机器人手指将试管放置在试管架上后，夹持打液针对准试管，另一个机器人手指则按压打液针进行打液。
[0010]在进一步的实施例中，所述机器人手指包括：连接件，所述连接件上固定有驱动机构；至少一组第一夹手，所述第一夹手连接于所述驱动机构的驱动端，所述第一夹手被设置为至少在第一方向和第二方向上分别设置有夹持结构；所述驱动机构被设置为驱动所述第一夹手相对耗材、试剂载体运动，以实现对不同耗材、试剂载体的内夹或者外夹。
[0011]其中，每组所述第一夹手夹手包括：每组所述夹手包括：第一夹持部，及与所述第一夹持部相对设置的第二夹持部；所述第一夹持部与第二夹持部之间形成夹持空间，所述夹持空间同时满足内夹和/或两个方向上的夹持状态；所述第一夹持部与第二夹持部的两侧面用于实现外夹。当耗材、试剂载体需要沿夹手的厚度方向放置时，或者耗材、试剂载体在转移的过程中是从下至上拿起或者从上至上放置，则处于第一状态；当耗材、试剂载体需要沿夹手的延伸方向放置时，或者耗材、试剂载体在转移的过程中是通过在水平面上的移动来实现拿起或放下，则处于第二状态。
[0012]所述第一夹持部与第二夹持部的内侧面为对称设置的相同单元，相同单元包括：至少第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和第二卡槽均被设置为对耗材、试剂载体实现沿夹持部的厚度方向放置。相同单元还包括：第三卡槽，所述第三卡槽同时贯穿于第一卡槽和第二卡槽，并延伸至夹持部的末端；所述第三卡槽被设置为对耗材、试剂载体实现夹手的延伸方向放置。第一卡槽和第二卡槽用于夹取不同大小的耗材、试剂载体，在尺寸上满足不同的需求。第三卡槽用于卡接玻璃片、试管架等移动时不能竖向放置的耗材、试剂载体，或者是第一卡槽和第二卡槽无法夹取的耗材、试剂载体。
[0013]所述第一夹持部和第二夹持部上均设置有至少两组定位销，所述定位销被设置为夹取盘状器皿。增加手指的使用范围，适用于带有边框的盘状器皿，好比培养皿等。
[0014]在进一步的实施例中，所述第一机器人包括：基座，所述基座上设有机械臂，所述机械臂的末端处设有转动组件；夹持装置，传动连接于所述转动组件；所述夹持装置包括：连接件，所述连接件上固定有驱动机构；对称设置的两组第二夹手，所述驱动机构与所述夹手连接以输送动力驱动所述两个夹手相向或背离运动进行夹持；至少一个所述夹手的部分夹持面上形成有用于勾持把手的勾部。所述勾部沿垂直于所述夹持面，并从夹持面的外端开槽并延伸，在夹持面上开槽形成勾部，该勾部可以用于勾持把手；同时，避免因夹持面不平整，导致夹持力不足的情况。所
述勾部设置为L形结构，通过勾部勾持把手完成开门和关门的动作，反向移动夹手将完成勾部与把手的脱离，在脱离过程中，L形勾部能够避免与把手再次勾持。
[0015]定义第二夹手分别为第三夹持部和第四夹持部；所述第三夹持部和第四夹持部的内侧面分别开槽形成两个第一勾部；所述第三夹持部和第四夹持部的外侧面分别开槽形成两个第二勾部。当第一夹手和第二夹手的内侧面作为夹持面对物体进行夹持时，第二勾部可以用于开门和关门；而当第一夹手和第二夹手的外侧面作为夹持面对物体进行夹持时，第一勾部可以用于开门和关门。
[0016]所述第三夹持部或第四夹持部上至少设有一个定位件，定位件对被夹手夹持的物体进行定位。
[0017]在进一步的实施例中，所述实验操作单元还包括：并列设于所述双臂机器人周边处的至少一组工作台、多组离心机、多组控制柜和超净台。
[0018]在进一步的实施例中，所述实验操作单元还包括：第二机器人，设于双臂机器人与第一机器人之间；所述第二机器人被设置为将第一机器人夹持的耗材、试剂载体转移给第二机器人，同时操作实验操作单元中的实验仪器。所述第二机器人包括：机身，所述机身上设有至少一组机械臂，机械臂的末端处均设有转动组件；机器人手指，传动连接于所述转动组件；所述机器人手指与双臂机器人的手指结构相同。
[0019]在进一步的实施例中，所述超净台的内部配置有多组托盘放置架、多组集液调整架，及多组液枪搁置架。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自动化无菌实验室，包括：密封室，其特征在于，所述密封室内设有：耗材存放单元，被设置为将若干类型的耗材、试剂载体标准化管理，并提供预定工作所需的耗材量和试剂量；实验操作单元，被设置为根据需求进行样品检测和存放、实验数据的输出以及操控实验仪器；物料调度单元，设于耗材存放单元与实验操作单元之间；所述物料调度单元被设置为根据实验需求对耗材进行有效转移；其中，所述实验操作单元包括：双臂机器人，所述双臂机器人被设置为样品检测和存放、实验数据的输出以及操控实验仪器；所述物料调度单元包括：第一机器人，所述第一机器人被设置为夹取耗材、试剂载体存放单元中的耗材，并转移至指定的环境内或交接给双臂机器人。2.根据权利要求1所述的自动化无菌实验室，其特征在于，所述耗材存放单元包括：转动机构，传动连接于所述转动机构的底座；存放机构，固定于所述底座上；所述存放机构包括：拼接在所述底座上的多组框架，以及多组可沿所述框架上下调节的支撑单元；所述框架沿所述底座的周向均匀分布于所述底座的顶面边缘；托盘本体，与所述支撑单元相适配；所述托盘其上形成有至少一个用于放置试剂载体的收容部，以及底部设有至少一个与双臂机器人和第一机器人相适配的夹持结构。3.根据权利要求1所述的自动化无菌实验室，其特征在于，所述双臂机器人包括：机身，所述机身上对称设有两组机械臂，每组机械臂的末端处均设有转动组件；机器人手指，传动连接于所述转动组件；两组所述机器人手指在必要时相互配合同时实现至少两组动作。4.根据权利要求3所述的自动化无菌实验室，其特征在于，所述机器人手指包括：连接件，所述连接件上固定有驱动机构；至少一组第一夹手，所述第一夹手连接于所述驱动机构的驱动端，所述第一夹手被设置为至少在第一方向和第二方向上分别设置有夹持结构；所述驱动机构被设置为驱动所述第一夹手相对耗材、试剂载体运动，以实现对不同耗材、试剂载体的内夹或者外夹。5.根据权利要求1所述的自动化无菌实验室，其特征在于，所述第一机器人包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟伟，朱浩，赵楠，许朝栋，陈显东，徐思秋，李松涛，杨海，
申请(专利权)人：南京智欧智能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：