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特許7576267遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-23
(45)【発行日】2024-10-31
(54)【発明の名称】遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造
(51)【国際特許分類】
B01L 3/02 20060101AFI20241024BHJP
B25J 7/00 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
B01L3/02 D
B25J7/00
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021017197
(22)【出願日】2021-02-05
(65)【公開番号】P2022120356
(43)【公開日】2022-08-18
【審査請求日】2023-05-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】590006402
【氏名又は名称】株式会社ニチリョー
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100093089
【弁理士】
【氏名又は名称】佐久間 滋
(72)【発明者】
【氏名】大手山 亮
(72)【発明者】
【氏名】森本 俊一
(72)【発明者】
【氏名】羽田 真悟
【審査官】宮部 裕一
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５２０７１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０００７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０５８３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０９６４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１３２３９８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０２－１０６２８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０２９１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０９０８３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１０４８６６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｌ ３／０２
Ｂ２５Ｊ ７／００
Ｇ０１Ｎ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、
前記マスター側リニアエンコーダ（３４）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、
該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させる
ことを特徴とする、遠隔操作ピペット装置。
【請求項2】
請求項１に記載の遠隔操作ピペット装置において、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられ、
また
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は弾性手段が設けられないか又は前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の原点位置確認用の比較的小さな弾性力の弾性手段（４１ａ）が設けられる、
遠隔操作ピペット装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の遠隔操作ピペット装置において、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する、
遠隔操作ピペット装置。
【請求項4】
第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ１）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ１）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（９２）付きリニアサーボモータ（９１）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、
前記マスター側リニアエンコーダ（９２）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、
該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させる
ことを特徴とする、遠隔操作ピペット装置。
【請求項5】
請求項４に記載の遠隔操作ピペット装置において、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、
該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側リニアサーボモータ（９１）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側のプランジャ押下げ力が同期する
遠隔操作ピペット装置。
【請求項6】
請求項４又は５に記載の遠隔操作ピペット装置において、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する、
遠隔操作ピペット装置。
【請求項7】
第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット（１３Ａ）において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）へ出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられた
ことを特徴とする、遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット。
【請求項8】
請求項７に記載の遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットにおいて、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられる、
遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット。
【請求項9】
請求項７又は８に記載の遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットにおいて、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する、
遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット。
【請求項10】
第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）の前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、
該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させる
ことを特徴とする、遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット。
【請求項11】
請求項１０に記載の遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、 前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、
該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側ピペット（１３Ａ）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側の各プランジャ押下げ力が同期する
遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット。
【請求項12】
請求項１０又は１１に記載の遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記第２のプランジャ（６３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する、
遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット。
【請求項13】
プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ）において、前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（３４）が設けられ、
該リニアエンコーダ（３４）は、ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）のハウジング（３１）の下方に設けた大径ハウジング（３１ｃ）内に収納された、
ピペット。
【請求項14】
前記リニアエンコーダ（３４）は、前記大径ハウジング（３１ｃ）に取付け具（３５）を介して取付け固定されている、請求項１３に記載のピペット。
【請求項15】
プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）において、前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）は、
前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（７６、９２）付きリニアサーボモータ（７５、９１）が設けられ、且つリニアサーボモータ（７５、９１）に移動自在に挿入されたスケール棒（８０，９３）が設けられ、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）の押しボタン（３２ａ）と前記スケール棒（８０，９３）とが連動部材（８１、９４）により連動されることにより、前記押しボタン（３２ａ）及び前記スケール棒（８０，９３）が一体に上下動可能である、
ピペット。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】
【0002】
本発明は、互いに離れた場所にあるピペットを遠隔的に操作し得る遠隔操作ピペット装置及びそのピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することを目的とする。
【背景技術】
【0003】
従来、ＩＰＳ細胞等の細胞培養や微生物を培養する作業を行う研究施設や製造施設においては、作業者がピペットを使用してそれらの作業を行うことが多い。この場合、ピペット操作作業はシャーレやチューブなどの他の機材も併用して行う。即ち、作業者は片手でシャーレなどを把持し、もう一方の手でピペットを把持してシャーレ等の中に入っている液体を吸引して、他のシャーレに分注（排出）したりして細胞や微生物を播種回収する。
この時、作業者は、手で把持したピペットのプランジャを小刻みに上下させながら、しかもピペットを前後左右に適宜動かしながら作業を行う（この動きを、本明細書ではピペット操作という）。
この時、作業者は、手で把持したピペットのプランジャを小刻みに上下させながら、しかもピペットを前後左右に適宜動かしながら作業を行う（この動きを、本明細書ではピペット操作という）。
【0004】
しかしながら、ピペット操作は、作業者の熟練度によって巧拙があり、細胞や微生物などの培養結果が異なる。また、このピペット操作の巧拙の程度をデータとして定量的に検出することは困難であり、初心作業者は熟練作業者の操作を観察しながら、時間をかけて試行錯誤することで暗黙知ともいうべき技能を習得しており、このプロセスの合理化が望まれていた。
【0005】
また、ピペット操作は、清浄環境下（クリーンルームなど）での作業となることから、作業環境としても過酷であり、人間の作業環境の面でも清浄度の面でも、遠隔操作による熟練ピペット操作の実施も望まれていた。
【0006】
図１は、上記問題点を解決するための従来の遠隔操作ピペット装置である。同図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２は互いに所定距離離れて遠隔的に配置されているが、図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。マスター側ピペット１のシャフト３Ａの押しボタン３ａをばね（図示せず）に抗して押し下げてシャフト３Ａと一体のプランジャ（図示せず）をハウジング４Ａに対して下動させてノズルチップ９を所定量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させた後にシャフト３Ａを上動復帰させる。このとき、押しボタン３ａに連結アーム５ａを介して取付けられたラック５Ａに対して、回転サーボモータ６Ａの同軸ピニオン７Ａが噛合している。従って、ラック５Ａが分注のためシャフト３Ａと共に所定寸法だけ下動すると、それだけピニオン７Ａが回転して回転サーボモータ６Ａから上記所定寸法に対応した信号８が逐次出力される。
【0007】
スレーブ側ピペット２では、回転サーボモータ６Ｂがこの信号８を受け取って回転駆動されるので、ラック５Ｂがピニオン７Ｂとの噛合により下方へシャフト３Ａと共に移動されてマスター側と同一量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させ、かくしてマスター側ピペット１によりスレーブ側ピペット２を遠隔的に制御できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、図１に示した従来例によれば、ラックとピニオンの噛合動作に歯同士のガリガリという噛み合いがあって操作感が悪く、また噛み合い部にバックラッシュがあってマスター側及びスレーブ側の精密な移動寸法調整が難しく、また噛み合い部が摩耗して発塵する可能性があり、クリーンルーム内で行う作業にふさわしくないという問題点があった。更に、ピペット操作は熟練が必要であり、しかもピペット操作の上手・下手は定量的に把握できないので、初心作業者がピペット操作を習熟するために時間を要していたという問題点もあった。
【0009】
本発明の目的は、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ又はリニアサーボモータを使用することにより、良好な操作感、精度、クリーンさを得て上記問題点を解決し得る遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するための本発明の第１の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（３４）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（３４）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。
【0011】
好ましくは、本発明の第２の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられ、また前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は弾性手段が設けられないか又は前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の原点位置確認用の比較的小さな弾性力の弾性手段（４１ａ）が設けられる。
【0012】
また好ましくは、本発明の第３の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。
【0013】
次に、本発明の第４の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ１）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ１）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（９２）付きリニアサーボモータ（９１）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（９２）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。
前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（９２）付きリニアサーボモータ（９１）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（９２）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。
【0014】
好ましくは、本発明の第５の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側リニアサーボモータ（９１）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側のプランジャ押下げ力が同期する。
【0015】
また好ましくは、本発明の第６の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。
【0016】
次に、本発明の第７の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット（１３Ａ）において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）へ出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられたことを特徴とする遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットである。
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）へ出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられたことを特徴とする遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットである。
【0017】
好ましくは、本発明の第８の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられる。
【0018】
また好ましくは、本発明の第９の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。
【0019】
次に、本発明の第１０の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）の前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットである。
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）の前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットである。
【0020】
好ましくは、本発明の第１１の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側ピペット（１３Ａ）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側の各プランジャ押下げ力が同期する。
【0021】
また好ましくは、本発明の第１２の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記第２のプランジャ（６３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。
【0022】
次に、本発明の第１３の形態は、ピペットのロボット(１４Ａ、１４Ｂ）のロボットアーム（５０，７０）への取付け構造において、一端側が前記ロボットアーム（５０，７０）へ取付けられ且つ多端側に第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）を設けられたクランプアーム（５１、７１）と、前記第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）に突き合わされて円形孔を形成する第２の半円形把持部（５１ｃ、７１ｃ）と、一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）であって、互いに付き合わされたときに非円形内周面と円形外周面とが形成される前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とを備え、
前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の内周面がピペットの非円形外周面ハウジング（３１、６１）に嵌合され、且つ前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の外周面が前記第１及び第２の半円形把持部（５１ｂ、５１ｃ；７１ｂ、７１ｃ）の円形孔に嵌合されることにより、ピペットをクランプアーム（５１、７１）に対して回転角度を調整自在に取付け得る、取付け構造である。
前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の内周面がピペットの非円形外周面ハウジング（３１、６１）に嵌合され、且つ前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の外周面が前記第１及び第２の半円形把持部（５１ｂ、５１ｃ；７１ｂ、７１ｃ）の円形孔に嵌合されることにより、ピペットをクランプアーム（５１、７１）に対して回転角度を調整自在に取付け得る、取付け構造である。
【0023】
好ましくは、本発明の第１４の形態は、変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の非円形内周面及びピペットのハウジング（３１、６１）の非円形外周面は楕円形であるが、これに限ることなく、楕円形以外の非円形でもよく、また場合によっては三角形、四角形又はそれ以上の多角形でもよい。
【0024】
また好ましくは、本発明の第１５の形態は、前記変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とピペットハウジング（３１、６１）との間に滑り止めシート（５３、７３）が介在される。
【0025】
次に、本発明の第１６の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（３４）が設けられ、
該リニアエンコーダ（３４）は、ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）のハウジング（３１）の下方に設けた大径ハウジング（３１ｃ）内に収納された、ピペットである。
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（３４）が設けられ、
該リニアエンコーダ（３４）は、ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）のハウジング（３１）の下方に設けた大径ハウジング（３１ｃ）内に収納された、ピペットである。
【0026】
好ましくは、本発明の第１７の形態は、前記リニアエンコーダ（３４）は前記大径ハウジング（３１ｃ）に取付け具（３５）を介して取付け固定されている。
【0027】
次に、本発明の第１８の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（７６、９２）付きリニアサーボモータ（７５、９１）が設けられ、且つリニアサーボモータ（７５、９１）に移動自在に挿入されたスケール棒（８０，９３）が設けられ、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）の押しボタン（３２ａ）と前記スケール棒（８０，９３）とが連動部材（８１、９４）により連動されることにより、前記押しボタン（３２ａ）及び前記スケール棒（８０，９３）が一体に上下動可能である、ピペットである。
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（７６、９２）付きリニアサーボモータ（７５、９１）が設けられ、且つリニアサーボモータ（７５、９１）に移動自在に挿入されたスケール棒（８０，９３）が設けられ、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）の押しボタン（３２ａ）と前記スケール棒（８０，９３）とが連動部材（８１、９４）により連動されることにより、前記押しボタン（３２ａ）及び前記スケール棒（８０，９３）が一体に上下動可能である、ピペットである。
【本発明の効果】
【0028】
本発明の遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造によれば、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ及びリニアサーボモータを使用することにより、円滑な操作感、高精度の分注、及び発塵等のないクリーンなピペット作業を行なうことができ、しかもピペット装置をロボットアームに容易且つ確実に取付け得る。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】従来の遠隔操作ピペット装置の概略構成図である。
【図2】本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体システム図である。
【図7】図（７Ａ）及び（Ｂ）は夫々、マスター側ピペットのプランジャにＯリングを適用した例のプランジャ上動限位置及び下動限位置を示す部分断面図である。
【図11】マスター側ロボットの斜視図である。
【図12】スレーブ側ロボットの斜視図である。
【図16】本発明遠隔操作ピペット装置のピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。
【図17】本発明遠隔操作ピペット装置のプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図２は、本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体概略構成を示すシステム図、図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。
図２は、本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体概略構成を示すシステム図、図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。
【0031】
図２中、遠隔操作ピペット装置の全体システムは、互いに離れたマスター側エリア１１とスレーブ側エリア１２とを有するが、図中、両エリア１１及び１２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。
【0032】
マスター側エリア１１では、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａに取付けられ、マスター側ピペット１３Ａからのプランジャ移動寸法（例えばｄ）に係る信号がマスター側サーボアンプ１５Ａを介してマスター側ＰＣ１６Ａ（マスター側ソフトウエア１７Ａを有する）に提供される。マスター側ＰＣ１６Ａからの出力信号は伝送手段１８を介してスレーブ側エリア１２へ伝送される。そして、その信号はスレーブ側ＰＣ１６Ｂ（スレーブ側ソフトウエア１７Ｂを有する）に提供され、そこからスレーブ側サーボアンプ１５Ｂを介して、スレーブ側ロボット１４Ｂに取付けられたスレーブ側ピペット１３Ｂへ提供されてそのプランジャを上記寸法ｄだけ同期的且つリアルタイムで移動させる。上記伝送手段１８は、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＷｉＦｉ又は５Ｇ等の何れでもよいが、５Ｇを採用すれば、無線でも殆ど時間遅れのないピペット操作を実現し得る。また、図２中、符号１９及び２０は、ピペット１３Ａ及びロボット１４Ａの動作を観察する操作側モニターであり、また符号２１及び２２は、ピペット１３Ｂ及びロボット１４Ｂの動作を撮影するカメラである。
【0033】
次に、図３乃至図６はマスター側ピペット１３Ａの第１実施例の詳細を示す。各図中、マスター側ピペット１３Ａは、ハウジング３１（上側ハウジング３１ａ及び下側ハウジング３１ｂを組付けてなる）内をシャフト３２（押しボタン３２ａを有する）がプランジャ３３（図５及び図６参照）と共に上下動して液体の吸入及び排出分注動作を行う。なお、ハウジング３１の下方は大径ハウジング３１ｃとなっている。
【0034】
図３及び図４中、５１は、ロボット１４のロボットアーム５０（図１１も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム５１ａの半円形把持部５１ｂと、別部材の半円形把持部５１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂ（後述する如く円形外周面及び楕円形内周面を有する）と一対の滑り止めシート５３（図４Ｂ参照）を介在してピペットハウジング３１の大径ハウジング３１ｃの直上部の通常径部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃは一対のボルト５５（図４Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ５４によりハウジング３１および変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂを半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃに固定する。
【0035】
図５及び図６中、３４は、市販品のリニアエンコーダで、大径ハウジング３１ｃ内に上下方向に伸びるように取付け具３５を介して固定される。プランジャ３３は樹脂ベアリング３６（図５Ｂ参照）の案内によりこのリニアエンコーダ３４に沿って上下方向に平行的に移動可能である。即ち、図６（Ａ）は、押しボタン３２ａの押し下げ操作によりプランジャ３３が最下方位置まで押し下げられた状態であり、また図６（Ｂ）は、押しボタン３２ａが復帰してプランジャ３３が最上方位置まで復帰した状態を示す。なお、３７はリニアスケール（図５Ｂ及び図６Ａ参照）で、プランジャ３３の上下方向に伸びる平面に貼り付けられており、プランジャ３３が上下動するときに、リニアエンコーダ３４の所定位置に設けた検出器３４ａ（図６Ａ参照）（この場合発光素子及ぶ受光素子を有する）を横切るため、上記検出器３４ａによりプランジャ３３の上下方向移動量を検出可能である。
【0036】
【0037】
なお、図４（Ｂ）に示した１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂは、互いに突き合わせたときに、上側ピペットハウジング３１ａの楕円形外周面に嵌まるような楕円径内周面を構成して、上側ピペットハウジング３１ａに適切に嵌合する。他方、１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂの外周面は、ピペットクランプ５１の半円形把持部５１ｂ及び５１ｃを突き合わせたときに形成される円形内周面に対して嵌まるような円形外周面を構成して、半円形把持部５１ｂ及び５１ｃに適切に嵌合する。従って、ピペット１３Ａの外周面が楕円形であるに拘わらず、ピペット１３Ａをピペットクランプ５１に取付けた状態において、ピペット１３Ａを１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂと一体的に回動させると、該変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂが半円形把持部５１ｂ及び５１ｃと円形嵌合していることに起因して、ピペット１３Ａは円滑に回動することができる。かくして、ピペット１３Ａの角度位置を容易に調整設定できて便利であり、スレーブ側ピペット１３Ｂについても同様である。
【0038】
次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の上端部に設けたＯリング３９が樹脂ベアリング３６を取付けたプランジャケース４０の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＯリング３９がプランジャケース４０の内周面に押圧的に摺動するので、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。
【0039】
また、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、図７に示す機構の代替例であり、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の中間部に取付けたリップケース４２の外周に設けたゴム製Ｐ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＰ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に押圧的に摺動するので、図７の場合と同様に、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。
【0040】
次に、図９及び図１０は、スレーブ側ピペット１３Ｂの詳細を示す。各図中、スレーブ側ピペット１３Ｂは、ハウジング６１内をシャフト６２（押しボタン６２ａを有する）がプランジャ６３（図９Ａ参照）と共に上下動して液体の吸入・分注動作を行う。
【0041】
図９及び図１０中、７１は、ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（図１２も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム７１ａの半円形把持部７１ｂと、別部材の半円形把持部７１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂと一対の滑り止めシート７３を介在してピペットハウジング６１の中間部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃは一対のボルト８３（図１０Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ７４によりハウジング６１および変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂを半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃに固定する。
【0042】
図９及び図１０中、７５はリニアエンコーダ７６を有するリニアサーボモータで、モータ支持具７７及びモータ固定ステー７８を介してピペットクランプ７１の平面状取付け面７１ｃに対してねじ７９により取付け固定されている。かくして、リニアサーボモータ７５はスレーブ側ピペット１３Ｂに対して該ピペット１３Ｂの軸線と平行に上下方向に伸びるように取付けられる。
【0043】
８０は、長尺のスケール棒であり、リニアサーボモータ７５の内部に。その下部がリニアエンコーダ７６に対応するように上下方向移動可能に挿入されている。このスケール棒８０の上端部が連動ロッド８１にボルトにより固定され、連動ロッド８１はピペット１３Ｂの押ボタン６１ａに固定されていないが重力により下動して押ボタン６１ａに当接しており、連動ロッド８１を押し下げると押ボタン６１ａと一体的に下動する。従って、押ボタン６１ａを連動ロッド８１と共に押し下げて下動又は上動させると、スケール棒８０がリニアエンコーダ７６を上下方向に横切ってその移動寸法が検出される。なお８２はリニアサーボモータ７５に接続された信号線である。また、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａからの信号に応じた分だけリニアサーボモータ７５により駆動されるからプランジャ６３の下動に反発するばねは設けないか又は設けても小さなばね定数を有するものでよい。なお、場合によっては、連動ロッド８１はスケール棒８０及び押ボタン６１ａの両者に固定されてもよい。
【0044】
かくして、図２、図１１及び図１２に示す如く、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０（例えば６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ５１を介して取付けられ、他方、スレーブ側ピペット１３Ｂはスレーブ側ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（同様に６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ７１を介して取付けられる。なお、二つのロボット５０及び７０は遠隔的に配置されているが、同じ部屋の中でもまた異なる部屋でもよく、場合によっては、異なる都市間又は異なる国どうし又は地上と宇宙に配置されていてもよい。
【0045】
次に、遠隔操作ピペット装置の操作について説明する。
まず、図２中、マスター側及びスレーブ側ロボット１４Ａ及び１４Ｂの各ロボットアーム５０及び７０の動作について説明する。最初に、マスター側エリア１１において、作業者がマスター側ピペット１３Ａを把持して移動させると、マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０はユニバーサルジョイントにより作業者の動きに従動的に追随して移動する。そして、マスター側ピペット１３Ａが所定の位置、例えば他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレ（又はテーブル上のシャーレでもよい）の直上方位置に移動される。なお、本実施例では、マスター側ピペット１３Ａは作業者が操作する際に実際に液体を吸入・排出するのでなくそのダミー動作のみを行うと、その動作に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂが動作して実際に液体の吸入・排出を行っている。しかし、これに限らず、マスター側及びスレーブ側の双方で実際に液体の吸入・排出を行ってもよく、これは本明細書中に記載した全ての実施例に適用可能である。
まず、図２中、マスター側及びスレーブ側ロボット１４Ａ及び１４Ｂの各ロボットアーム５０及び７０の動作について説明する。最初に、マスター側エリア１１において、作業者がマスター側ピペット１３Ａを把持して移動させると、マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０はユニバーサルジョイントにより作業者の動きに従動的に追随して移動する。そして、マスター側ピペット１３Ａが所定の位置、例えば他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレ（又はテーブル上のシャーレでもよい）の直上方位置に移動される。なお、本実施例では、マスター側ピペット１３Ａは作業者が操作する際に実際に液体を吸入・排出するのでなくそのダミー動作のみを行うと、その動作に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂが動作して実際に液体の吸入・排出を行っている。しかし、これに限らず、マスター側及びスレーブ側の双方で実際に液体の吸入・排出を行ってもよく、これは本明細書中に記載した全ての実施例に適用可能である。
【0046】
そこで、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａ及びプランジャ３３を押し下げて下限位置まで下動させ、この状態でピペット下端のノズルチップ９（図１３参照）をシャーレ（実際には液体が入っていない）の中に差し込む。続いて、押しボタン３２ａの押圧力を解除するとプランジャ３３が上動復帰してノズルチップ９内に所定量の液体がダミー的に吸入される。
【0047】
続いて、作業者がマスター側ピペット１３Ａを、更に他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレの直上方位置に移動させる。続いて、押しボタン３２ａを所定寸法だけ押し下げて、所定量の液体をダミー的にシャーレに分注する。続いて、ピペット１３Ａを更に他のロボットが支持するシャーレに分注するダミー的動作を繰り返す。このとき、ロボットアーム５０の各軸の軸角度、トルク、電流値などを記録することにより、ピペット操作を行う空間上におけるピペット１３Ａの空間位置座標、角度等も同時にリアルタイムに、デジタルに記録されて伝送線１８を介してスレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂに送られる。
【0048】
このとき、スレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂのロボットアーム７０は、作業者は不在のままで、上記マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０の移動に起因したデジタル信号を受取って、マスター側ロボットアーム５０の移動動作と全く同じ移動動作を同期的且つリアルタイムで行って、スレーブ側の他のロボットのシャーレに近接又は離間する。（その詳細は省略する）
【0049】
続いて、スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３が押し下げ及び上動復帰されるときに、次に述べる如く、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてスレーブ側プランジャ６３が、マスター側プランジャ３３の移動と同期して移動されて、実際に液体の吸入及び分注動作を行うことができる。
【0050】
次に、図１３を使用して、上記同期機能について説明する。
同図中、例えば、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａを押し下げてプランジャ３３を下動させると、リニアエンコーダ３４がプランジャ３３の移動寸法を例えば１ＫＨｚ（１／１０００秒）間隔で検出して同時にこれがリアルタイムにデジタル記録される。このデジタル記録信号は、信号線３８（図３Ｂ参照）から伝送手段１８を介して、スレーブ側ピペット１３Ｂの信号線８２（図９Ａ参照）からリニアエンコーダ７６付きリニアサーボモータ７５に供給される。かくして、リニアサーボモータ７５がスケール棒８０を駆動して下方向へ移動させるが、リニアエンコーダ７６による移動寸法検出により上記デジタル記録信号に対応した移動量だけ移動される。即ち、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的に且つリアルタイムで下動する。
同図中、例えば、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａを押し下げてプランジャ３３を下動させると、リニアエンコーダ３４がプランジャ３３の移動寸法を例えば１ＫＨｚ（１／１０００秒）間隔で検出して同時にこれがリアルタイムにデジタル記録される。このデジタル記録信号は、信号線３８（図３Ｂ参照）から伝送手段１８を介して、スレーブ側ピペット１３Ｂの信号線８２（図９Ａ参照）からリニアエンコーダ７６付きリニアサーボモータ７５に供給される。かくして、リニアサーボモータ７５がスケール棒８０を駆動して下方向へ移動させるが、リニアエンコーダ７６による移動寸法検出により上記デジタル記録信号に対応した移動量だけ移動される。即ち、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的に且つリアルタイムで下動する。
【0051】
かくして、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の上下動に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３も、作業者の操作が全く不要に、自動的に上下動することができ、良好な遠隔的なピペット操作が可能となる。
【0052】
なお、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の変位量のデジタルデータは後に利用できるように記録・保存する記憶部を有することができる。この記憶部は、ＰＣ１６Ａに設けた記憶部でもよく又はインターネット上のクラウドの記憶部として設けてもよく、インターネットを介して任意の場所でデータの解析、編集、ピペット動作の再生、自律動作に活用するようにしてもよい。またこのような記憶部は、マスター側に限らずスレーブ側に設けてもよい。
【0053】
図１４は、マスター側ピペットの第２実施例のマスター側ピペット１３Ａ１を示すが、このピペット１３Ａ１は、上述したスレーブ側ピペット１３Ｂと同様の構成であり、マスター側リニアエンコーダ９２付きリニアサーボモータ９１、及びスケール棒９３及び連動ロッド９４（上記連動ロッド８１と同様の構成である）を有している。この場合マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３はリニアサーボモータ９１により駆動されるので、プランジャ３３の下動に反発するばね４１を設けないか、又は小さなばね定数のばねを設けてもよい。
【0054】
次に、図１５を使用して、図１４に示したマスター側ピペット１３Ａ１の動作について説明するが、マスター側ピペット１３Ａ１及びスレーブ側ピペット１３Ｂの双方が、リニアエンコーダ付きリニアサーボモータを有していることになり、しかもスレーブ側ピペット１３Ｂは押しボタン６２ａ及びプランジャ６３の押下げ力に抗する（反発する）ばね４１ａを内蔵している。従って、図１５中、図１３の場合と同様に、作業者がマスター側ピペット１３Ａ１の連動ロッド９４及びスケール棒９３を一体的に押し下げることにより、押しボタン３２ａをばね４１に抗して押し下げると、同様にリニアエンコーダ９２がスケール棒９３の移動寸法を検出して伝送手段１８を介してスレーブ側に伝達する。すると、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてリニアサーボモータ７５がスケール棒８０及びプランジャ６３を下方向へ駆動して、マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的にリアルタイムで移動させる。
【0055】
しかるに、スレーブ側ピペット１３Ｂのばね４１ａがプランジャ６３の押下げ力に反発するので、プランジャ６３の同期的移動に伴ってリニアサーボモータ７５に電流負荷を生ずる。この電流負荷は伝送手段１８を介してマスター側サーボモータ９１へリアルタイムにフィードバックされる。これにより、マスター側のリニアサーボモータ９１又はプランジャ３３においてスレーブ側の上記反発力、即ち力触覚を感ずることが可能となり、マスター側ピペットを操作する作業者は、実際に分注操作をしているかのような臨場感を得ることができる。この場合、マスター側ピペット１３Ａのばね４１が存在しない場合でも、スレーブ側のばねの反発力の力触覚伝達によって自然なマスタースレーブ操作を行うことが可能である。
【0056】
更に、上記実施例において、ピペット操作を行う目的のみであれば、作業者の使用感の維持とマスター側及びスレーブ側間で正確なプランジャ位置データの伝送が達成されればよい。従って、マスター側ピペット１３Ａ１にばね４１を設け且つスレーブ側ピペット１３Ｂにはばねを設けないか又はリニアサーボモータ７５の原点位置確認用のばね定数の小さいばね４１ａを設けることによって、マスター側ピペット１３Ａ１のばね４１をスレーブ側ピペット１３Ｂを遠隔操作する際の疑似的な力触覚として利用することもできる。
【0057】
次に、図１６は、上記遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。図中、１０１はばね４１が二段ばねとして二つ設けられている場合の１段目ばねが作動する領域、１０２は１段目ばね及び２段目ばねが共に作動する領域である。なお、２段目ばねが作動する領域とは、プランジャ３３が全ての液体の分注を終えた後に更に押し下げられてノズルチップ内部に付着残留した余計な液滴を吹き飛ばす作業である。なお、２段目ばねの意義については、本出願人による特許第２５５４６６６号の内容を参照されたい。
【0058】
同図中、プランジャ３３が曲線の上方ポイント１０３ａから出発して例えば１６ｍｍ押し下げられて下方ポイント１０３ａ１に至った状態でノズルチップをダミー動作的に液体に浸した後に押圧力を解除する。以下、マスター側ピペット１３Ａの動作については実際に液体を吸入・分注するのでなくダミー的動作である。すると、プランジャ３３は線１０３ｂ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｂ２に至ると、ノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、ピペットを移動させて、プランジャ３３を最初に３ｍｍ程度押し下げると、ポイント１０３ｃ１まで下動して上記３ｍｍに対応する量の液体をシャーレ等に分注したことになる。続いて、プランジャ３３をポイント１０３ｃ２・・・と段階的に下動させて分注を繰り返して最後に２段目ばねに抗して最下方ポイント１０３ｃｘに至る。この状態で、ノズルチップを更に液体に浸した後に、プランジャ３３が線１０３ｄ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｄ２に至ると、再びノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、プランジャ３３により、同様の動作を繰り返すと、二回目の分注動作１０３ｄ３、１０３ｄ４・・・１０３ｄｘ及び上方復帰ポイント１０３ｅ２等が得られる。かくして、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいても、図１６と同様の動作が同期的且つリアルタイムに実際に液体の吸入・分注動作を行いつつ行われる。
【0059】
次に、図１７は、本発明遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。同図中、点線グラフ１１０がマスター側ピペット１３Ａの動作を示し、また実線グラフ１１１がスレーブ側ピペット１３Ｂの動作を示すが、両方のピペット１３Ａ及び１３Ｂは同期的に動作する。この場合、マスター側ピペット１３Ａには１段目及び２段目の二つのばねが設けられており、図中、１０５は１段目ばねが抵抗（作動）する領域、１０６は１段目及び２段目ばねが共に作動する領域である。２段目ばねが作動するのは、プランジャ３３が全分注を終えた後に余計な液滴を吹き飛ばすときであるから、同図に示す如く、プランジャ３３の押し下げ量が１６ｍｍを超えてからである。なお、スレーブ側ピペット１３Ｂはマスター側ピペット１３Ａと同期されてあたかも２段目ばねが存在するかのように動作されるから、スレーブ側ピペット１３Ｂには１段目ばねのみを設ければよい。また１０７は、リニアサーボモータの定格推力５Ｎ及び瞬時能力１５Ｎの場合に、定格能力でカバーできる範囲、１０８は同じ条件で瞬時能力でカバーできる範囲、１０９は同じ条件で対応できない（プランジャを押し切れない）範囲を示す。
【0060】
最初に、マスター側ピペット１３Ａを点線グラフ１１０に沿って動作させる。同図中、プランジャ３３が上動限の停止状態から最初に押し下げられるときは、静摩擦から動摩擦へ移行するためにポイント１１０ａにおいて比較的大きな抵抗力（例えば３．４５Ｎ）が発生する。それ以降は動摩擦に移行したため一旦抵抗力が下がった後に、プランジャ３３の下動に伴ってばねが徐々に圧縮されるのでばね抵抗力は点線１１０ｂで示す如く、右上がりに徐々に大きくなっていき、ポイント１１０ｃに至る。更にプランジャ３３を押し下げると、ポイント１１０ｃから２段目ばねが抵抗開始するので、点線１１０ｄの如く抵抗力が急増し、最後は点線１１０ｅに沿って上昇して終わる。
【0061】
スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａの上記動作に同期して、実線グラフ１１１に沿って動作する。即ち、プランジャ６３は、プランジャ３３の動作に同期してポイント１１０ｃまでは点線グラフ１１０と同様に動作する。しかるに、この場合は図から明らかな如く、実線グラフ１１１は、リニアサーボモータの力によりプランジャ６３を押し下げる場合にモータの定格能力（５Ｎ）の範囲内でのみ押し下げられる。しかし、マスター側の点線グラフ１１０は、手動による瞬時能力（１５Ｎ）の範囲内で押し下げ可能であり、またばねの抵抗力が１５Ｎより大きい範囲では瞬時能力（１５Ｎ）でも対応できずにプランジャを押し切れないことがわかる。
【0062】
本発明の遠隔操作ピペット装置によれば次の効果が得られる。
（１）例えば、細胞培養液の分注を繰り返すことにより、時系列データと培養結果の合格・不合格結果とをひも付けておくことにより、ピペット操作の巧拙がわかるようになり、上手なピペット操作を定量的に掌握できるようになり、後に役立て可能で便利である。
（２）従って、初心作業者が熟練作業者のピペット操作を定量的な方法によって習熟することが期待される。
（３）ピペット操作データと、培養結果データを人工知能（ＡＩ）によって学習して学習モデルを構築していくことにより、事前に培養結果が予測できる。
（４）スレーブ側ピペット操作のデータをカメラ２１、２２とロボット１４Ｂのロボットアーム７０とのデータを合わせて取得した場合、取得されたデータを一括で人工知能（ＡＩ）によってディープラーニングすることにより、本発明ピペットを連結したロボットアーム７０が自律的に動作する学習モデルを得ることができる。
（１）例えば、細胞培養液の分注を繰り返すことにより、時系列データと培養結果の合格・不合格結果とをひも付けておくことにより、ピペット操作の巧拙がわかるようになり、上手なピペット操作を定量的に掌握できるようになり、後に役立て可能で便利である。
（２）従って、初心作業者が熟練作業者のピペット操作を定量的な方法によって習熟することが期待される。
（３）ピペット操作データと、培養結果データを人工知能（ＡＩ）によって学習して学習モデルを構築していくことにより、事前に培養結果が予測できる。
（４）スレーブ側ピペット操作のデータをカメラ２１、２２とロボット１４Ｂのロボットアーム７０とのデータを合わせて取得した場合、取得されたデータを一括で人工知能（ＡＩ）によってディープラーニングすることにより、本発明ピペットを連結したロボットアーム７０が自律的に動作する学習モデルを得ることができる。
【符号の説明】
【0063】
１ マスター側ピペット
２ スレーブ側ピペット
３Ａ、３Ｂ シャフト
３ａ、３ｂ 押しボタン
４Ａ、４Ｂ ハウジング
５ａ、５ｂ 連結アーム
５Ａ、５Ｂ ラック
６Ａ、６Ｂ サーボモータ
７Ａ、７Ｂ ピニオン
８ 信号
９ ノズルチップ
１１ マスター側エリア
１２ スレーブ側エリア
１３Ａ マスター側ピペット
１３Ｂ スレーブ側ピペット
１４Ａ マスター側ロボット
１４Ｂ スレーブ側ロボット
１５Ａ、１５Ｂ サーボアンプ
１６Ａ、１６Ｂ ＰＣ
１７Ａ、１７Ｂ ソフトウエア
１８ 伝送手段
１９、２０ 操作側モニター
２１、２２ カメラ
３１、６１ ピペットハウジング
３１ａ 上側ハウジング
３１ｂ 下側ハウジング
３１ｃ 大径ハウジング
３２、６２ シャフト
３２ａ、６２ａ 押しボタン
３３、６３ プランジャ
３４ リニアエンコーダ
３４ａ 検出器
３５ 取付け具
３６ 樹脂ベアリング
３７ リニアスケール
３８ 信号ケーブル
３９ Ｏリング
４０ プランジャケース
４１、４１ａ ばね
４２ リップケース
４３ ＰＣ形リップ
４４ ノズルケース
５０、７０ ロボットアーム
５１、７１ ピペットクランプ
５１ａ、７１ａ クランプアーム
５１ｂ、５１ｃ、７１ｂ、７１ｃ 半円形把持部
５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ 変形半円形カラー
５３、７３ 滑り止めシート
５４、７４ 止めねじ
５５、８３ ボルト
７５ リニアサーボモータ
７６ リニアエンコーダ
７７ モータ支持具
８０ スケール棒
８１ 連動ロッド
８２ 信号線
９１ マスター側リニアサーボモータ
９２ マスター側リニアエンコーダ
９３ マスター側スケール棒
９４ マスター側連動ロッド
１０１ １段目ばね作動領域
１０２ １段目及び２段目ばね作動領域
１０３ａ、１０３ａ１、１０３ｂ１、１０３ｂ２、１０３ｃ１、１０３ｃ２、１０３ｃｘ、１０３ｄ２、１０３ｅ２ １１０ａ、１１０ｃ ポイント
１０３ｂ１。１０３ｄ１、１０３ｅ１ 実線
１０５ １段目ばね抵抗領域
１０６ １段目及び２段目ばね抵抗領域
１０７ リニアサーボモータの定格能力でカバー可能範囲
１０８ 同上瞬時能力でカバー可能範囲
１０９ リニアサーボモータの能力でカバーできない範囲
１１０ 点線グラフ（１段目ばね及び２段目ばね）
１１１ 実線グラフ（１段目ばねのみ）
１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｅ 点線
２ スレーブ側ピペット
３Ａ、３Ｂ シャフト
３ａ、３ｂ 押しボタン
４Ａ、４Ｂ ハウジング
５ａ、５ｂ 連結アーム
５Ａ、５Ｂ ラック
６Ａ、６Ｂ サーボモータ
７Ａ、７Ｂ ピニオン
８ 信号
９ ノズルチップ
１１ マスター側エリア
１２ スレーブ側エリア
１３Ａ マスター側ピペット
１３Ｂ スレーブ側ピペット
１４Ａ マスター側ロボット
１４Ｂ スレーブ側ロボット
１５Ａ、１５Ｂ サーボアンプ
１６Ａ、１６Ｂ ＰＣ
１７Ａ、１７Ｂ ソフトウエア
１８ 伝送手段
１９、２０ 操作側モニター
２１、２２ カメラ
３１、６１ ピペットハウジング
３１ａ 上側ハウジング
３１ｂ 下側ハウジング
３１ｃ 大径ハウジング
３２、６２ シャフト
３２ａ、６２ａ 押しボタン
３３、６３ プランジャ
３４ リニアエンコーダ
３４ａ 検出器
３５ 取付け具
３６ 樹脂ベアリング
３７ リニアスケール
３８ 信号ケーブル
３９ Ｏリング
４０ プランジャケース
４１、４１ａ ばね
４２ リップケース
４３ ＰＣ形リップ
４４ ノズルケース
５０、７０ ロボットアーム
５１、７１ ピペットクランプ
５１ａ、７１ａ クランプアーム
５１ｂ、５１ｃ、７１ｂ、７１ｃ 半円形把持部
５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ 変形半円形カラー
５３、７３ 滑り止めシート
５４、７４ 止めねじ
５５、８３ ボルト
７５ リニアサーボモータ
７６ リニアエンコーダ
７７ モータ支持具
８０ スケール棒
８１ 連動ロッド
８２ 信号線
９１ マスター側リニアサーボモータ
９２ マスター側リニアエンコーダ
９３ マスター側スケール棒
９４ マスター側連動ロッド
１０１ １段目ばね作動領域
１０２ １段目及び２段目ばね作動領域
１０３ａ、１０３ａ１、１０３ｂ１、１０３ｂ２、１０３ｃ１、１０３ｃ２、１０３ｃｘ、１０３ｄ２、１０３ｅ２ １１０ａ、１１０ｃ ポイント
１０３ｂ１。１０３ｄ１、１０３ｅ１ 実線
１０５ １段目ばね抵抗領域
１０６ １段目及び２段目ばね抵抗領域
１０７ リニアサーボモータの定格能力でカバー可能範囲
１０８ 同上瞬時能力でカバー可能範囲
１０９ リニアサーボモータの能力でカバーできない範囲
１１０ 点線グラフ（１段目ばね及び２段目ばね）
１１１ 実線グラフ（１段目ばねのみ）
１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｅ 点線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】