多通道加樣臂動態(tài)性能分析及優(yōu)化設計.pdf

1、基因提取、蛋白質結晶以及新藥研制等工程中需要對種類繁多的生物試劑進行高通量、高精度定量分配,傳統(tǒng)的手工作業(yè)勞動強度大、精度低、重復性差。應運而生的單通道自動加樣系統(tǒng)在一定程度上克服了手工加樣的缺點,但仍滿足不了越來越繁重的試樣操作要求。多通道自動加樣系統(tǒng)因具有4個、8個或者16個通道,針間距變化可與96孔微孔板一致,一次操作可實現(xiàn)多個試樣的分配,不但減少了實驗操作人員的分配操作次數(shù),而且可提高分配的精密度,是微量試樣高通量處理的發(fā)展趨勢

2、。
　　本文研究的四通道加樣機構其處理速度為16孔/秒、加樣針的位置精度為±0.2mm、針距之間可實現(xiàn)9mm與18mm間距變換。懸臂是加樣機構極其重要的組成部分,負擔著多個通道組成的質量較大的移動體,移動體在懸臂上做1m/s的高速運動,產生的激勵會導致懸臂振動,進而影響處理速度與位置精度,因此要求懸臂的剛度與機械阻抗越大越好,其振動越小越好。
　　本文在研究國內外現(xiàn)有多通道加樣機構與閱讀大量相關文獻基礎上，首先,通過構型綜合

3、確定了采用單輸入螺旋式等距分度機構作為加樣針間距調整機構,并通過工程應用分析確定了懸臂式的支撐方式,在此基礎上完成了關節(jié)結構方案的設計。
　　然后,應用模態(tài)分析理論將懸臂簡化為歐拉伯努利梁,從機械剛度、機械振動、機械阻抗三個方面對懸臂的機械性能進行分析,通過建立系統(tǒng)的數(shù)學模型,得到影響懸臂剛度的若干因素、計算出了組合梁的固有頻率、框架的固有頻率;推導出了移動質量激勵下懸臂梁的位移、速度、加速度響應與懸臂的機械阻抗表達式。著重分析了