介绍微孔板自动换液系统在生物医学、药物筛选、细胞培养等领域的重要性和国内外研究现状。
明确本文的研究目标和意义，旨在设计一款高效、精准的微孔板自动换液系统。
概述本文所采用的研究方法和硬件选型，包括机械臂设计、传感器选择和控制系统搭建。
介绍本文的章节安排和内容概要，包括引言、系统设计、硬件搭建、软件编程、实验验证和结论。
详细描述微孔板自动换液系统的功能需求和技术指标，包括高精度、高效率和自动化控制等方面。
介绍微孔板自动换液系统的各个功能模块，包括传送机构、定位机构、移液机构和夹持机构。
明确系统的核心功能，包括XYZ轴运动控制、高精度移液、孔板定位和液面检测等功能。
对比步进电机与伺服电机性能，确定GRBL+Arduino方案的可行性；评估移液模块的泵体类型（注射泵/蠕动泵/压电式）。
设计三轴机械臂的机械结构，采用轻量化铝型材框架，确定XYZ轴传动方式，并优化机械臂的行程范围和负载能力。
通过SolidWorks软件建模，仿真验证运动轨迹精度，并设计可适配标准微孔板（96孔/384孔）的卡槽结构。
设计孔板定位和芯片甲板的布局，集成光电传感器或视觉定位模块，实现孔板位置自动校准。
优化机械结构，提高系统的稳定性和可靠性，确保各部分协同工作。
进行核心器件选型，包括步进电机（NEMA17/NEMA23）及驱动器（A4988/TMC2209）选型，高精度移液模块（如微量注射泵，精度±1% FS）选型。
选择合适的传感器，包括限位开关（机械原点定位）、压力传感器（液流反馈）、光电传感器（液面检测）等。
设计电路连接，确保各硬件组件之间能够协同工作，实现系统的整体控制。
对硬件系统进行调试，确保各部分正常工作，满足设计需求。
设计控制系统架构，包括主控单元、驱动单元和执行单元之间的关系，确保系统稳定运行。
编写控制软件，使用GRBL固件和GCode代码，通过驱动器驱动步进电机，实现三轴的联动和主轴的控制。
优化控制算法，提高系统的响应速度和精度，减少误差。
对软件系统进行调试，确保各控制指令能够准确执行，满足设计需求。
设计实验方案，验证微孔板自动换液系统的性能指标，包括精度、速度和稳定性。
记录实验数据，分析实验结果，评估系统性能。
讨论实验结果，指出系统的优势和不足之处，提出改进措施。
根据实验结果，对系统进行优化，提高其整体性能。
总结微孔板自动换液系统的设计与实现过程，概括研究成果和创新点。
展望未来发展方向，提出进一步研究的方向和建议。