[实用新型]一种机械臂实验系统

说明书

本实用新型提供一种用于代替人工自动完成常规实验室操作的机械臂实验系统，包含实验平台、XYZ机械臂、工具模组、台面元件和电气控制箱，其特征在于：1）所述X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方，优选安装于实验平台后部；（2）所述Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；（3）所述Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；（4）所述工具模组安装于Z轴机械臂上；（5）所述台面元件安装于实验平台之上，以实现加热、搅拌、称重、测量等功能；（6）所述电气控制箱安装于实验平台的后部或下方。所述机械臂实验系统用于代替人工完成常见的实验室操作，减少劳动强度，降低劳动成本，大大提高实验效率。

技术领域

本实用新型提供了一种用于实验室的自动化系统。具体而言，本实用新型提供了一种可以代替人工进行常规实验室操作的自动化机械臂实验系统。

背景技术

在化学、化工、生物、医疗等领域，相关人员在进行理论验证、样品制备、样品表征、样品筛选、工艺条件优化等工作时经常需要进行大量的实验室工作。这些实验室工作主要由量取液体、量取固体、混合、加热、过滤等基本操作组合而成，目前通常由人工完成。这些重复性的操作不仅大量占用了工作人员的宝贵时间，影响了科研工作的效率，还导入了人工误差，严重影响了最终结果的准确性和可靠性。将工作人员从繁重的重复性操作中解放出来进行更有创造性的工作，同时提高实验室操作的准确性和可靠性，已经是许多实验室的当务之急。

目前，已经有若干用于代替实验室人工操作的自动化系统。移液工作站是其中最为常见的一种，其用途是自动完成批量液体的量取和分配。许多知名的实验设备公司，如Eppendorf、Tecan等均有此类设备销售。中国专利（CN103846114A）提供了一种全自动移液工作站，由移液机构支架和数个移液机构组成，相对于现有技术具有运行噪音小、维护简单的特点。对于固体粉末的量取和分配，METTLER TOLEDO公司提供一种基于分析天平的自动进样器（QS30），可对30个容器定量添加固体粉末。CHEMSPEED公司的Swing自动加样系统将天平集成在可移动的机械手臂上，可以对不同位置的容器自动定量添加固体粉末。这些系统可代替人工完成液体量取或固体量取，但只能完成单一操作，因此仅适用于某些需要大批量液体或固体分配的场景，并不具有广泛的适用性。

CHEMSPEED公司也提供了一种用于执行完整操作流程的系统（欧洲专利WO2017072351），可用于化学品的生产和测试。该系统包含至少两个操作站和一个自驱动运输小车，每个操作站用于执行一个工艺步骤，通过运输小车输送样品。该系统虽然能够实现多种操作的联用，但占地面积大、可扩展性差，并不适合普通实验室使用。

综上，现有可用于实验室代替人工操作的设备和技术或者功能单一，或者过于庞大，无法满足大部分实验室的自动化需求。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于机械臂的新型自动化实验系统，可以代替人工自动完成常规实验室操作。所述的系统包含实验平台、X轴机械臂、Y轴机械臂、Z轴机械臂、工具模组、台面元件和电气控制箱，其特征在于：

（1）所述X轴机械臂与实验平台表面平行，安装于实验平台后部或上方；

（2）所述Y轴机械臂与X轴机械臂连接，方向垂直于X轴机械臂且平行于实验平台表面，可沿X轴机械臂移动；

（3）所述Z轴机械臂与Y轴机械臂连接，方向垂直于平台表面，可沿Y轴机械臂移动；

（4）所述工具模组安装于Z轴机械臂上；

（5）所述台面元件安装于实验平台之上，以实现加热、搅拌、称重、测量等功能；

（6）所述的电气控制箱安装于实验平台的后部或下方。