CN102653714B - 一种智能基因扩增仪上盖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能基因扩增仪上盖。包括上盖本体、调节旋钮、螺杆、压紧机构和热盖，调节旋钮上设有卡扣，螺杆上设有轴向卡槽，轴向卡槽与卡扣咬合在一起，螺杆上设有螺纹，且螺纹与设在上盖本体上的螺母咬合在一起；压紧机构上设有智能压力轴；智能压力轴上设有齿条，齿条上装有齿轮，齿轮与安装在压力机构上的电机连接，智能压力轴上设有总压力传感器，热盖上设有分压力传感器，热盖通过滑竿与轴向滑槽连接；上盖本体内嵌入装有比较器和控制器，且比较器分别与总传感器、分传感器和控制器连接，控制器分别与电机和基因扩增仪上的按键连接。该上盖把人工调节与智能自动调节相结合，保证试管口与热盖接触紧密度适当并能自动调节。

Description

一种智能基因扩增仪上盖

技术领域

本发明涉基因扩增仪的部件领域，具体涉及一种基因扩增仪上盖，尤其是涉及一种智能基因扩增仪上盖。

背景技术

基因扩增仪是生物科研与基因复制等领域不可缺少的仪器，也是生物学基因工程领域研究所必备的仪器。基因扩展仪器在使用的时候，先把需要扩增的少量基因溶液加入到试管里面，再往试管里面加入相关试剂，然后把试管放置在基因扩增仪内的加热模块上对试管进行加热，通过温度变化，使试管内被测试的少量基因迅速扩增，从而达到基因的扩增试验要求。在基因扩增仪试管加热的时候，有同时有上下两个加热源，一个为试管下端的加热模块用99度的温度对试管进行加热，另一个为试管口上端的热盖则用105度的温度对试管口进行加热，上下都用高温对试管内的少量溶液用不同的温度对试管进行加热，使得试管内的溶液很容易挥发出去，如果容易挥发出去，将影响实验测试的结果。因为模块温度最高时有99度，所以这时候试管里面试剂容易蒸发。这时候必须在试管顶部加一热盖，使其紧密压着试管顶部，并且试管顶部的热盖温度为105度，目的在于防止实际蒸发。所以，在做基因扩增仪实验的时候，必须盖好基因扩增仪的上盖，通过调节试管口上端的热盖，把试管口压紧并严格密封，避免试管内的液体由于受热蒸发导致试验结果出现偏差。并且在一台基因扩增仪中有可能使用高度不同的试管进行试验，不同高度的试管做实验，要求热盖也随着试管口高度的变化而变化，使得热盖紧密压合试管顶部，防止试剂蒸发，但这压力过大，很容易压坏试管，压力小，起不到保护作用。

中国专利授权公告号：CN201080478Y，授权公告日2008年07月02日，公开了一种“基因扩增仪热盖压紧装置”，它包括压紧机构、热盖、滑道和调节旋钮，其特征是压紧机构与调节旋钮之间安装可以使压紧机构升降的螺杆，压紧机构与热盖之间的四根联接轴上各安装了同质弹簧，压紧机构的四周有对称分布的平衡滚轮，平衡滚轮与滑道吻合构成滑动配合连接。不足之处是，这种基因扩增仪热盖热盖压紧装置，只有简单的升降功能，而对升降过程中，热盖对试管的压力大小却无法准确掌握，只能够凭借操作者的经验来调节热盖与试管的压紧强度，对于不同高度或不同强度的试管，操作者要对压紧机构升降多少，全凭借操作者的经验，容易造成因操作不当压破试管或压紧试管的强度不合适。

中国专利授权公告号：CN201309928 Y，授权公告日2009年09月16日，公开了一种“基因扩增仪热盖升降控制机构”，它包括被径向限位的热盖部件、连于热盖部件上的升降件、与升降件配合并被轴向限位的转动件，转动件连接有旋钮，升降件与转动件之间通过螺纹连接。不足之处是，这种基因扩增仪热盖升降控制机构只有上下升降功能，且热盖要下降多少、热盖与试管口压紧程度松紧，都全凭借操作者的手感和经验，容易造成因升降程度不够而使得热盖没有压紧试管口，或者因为升降程度太多而压坏试管的情况。并且不能够自动调节热盖与试管口的压紧度，热盖不能随着试管内由于高温蒸汽压力的增大而热盖向上压力增大，热盖原有压力与蒸汽产生的抵消后，可能导致热盖对试管口压力减小而发生蒸汽泄漏，影响基因测试是可靠性。

发明内容

本发明是为了克服现有基因扩增仪上盖上下升降程度不易控制，以及试管在高温加热过程中，由于试管内气体膨胀对热盖产生向上的压力，而上盖却不能准确及时调节热盖与试管口压紧程度的这些不足。提供一种人工调节与智能自动调节相结合，升降程度易控制，且能准确及时调节热盖与试管口压紧程度的一种智能基因扩增仪上盖。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能基因扩增仪上盖，包括上盖本体、调节旋钮、螺杆、压紧机构和热盖，所述的调节旋钮上设有卡扣， 所述的螺杆上设有轴向卡槽，且轴向卡槽与卡扣咬合在一起，所述的螺杆上的螺纹与设在上盖本体上的螺母咬合在一起；所述的压紧机构通过轴承与螺杆连接，所述的压紧机构上设有轴向滑槽，所述的压紧机构上设有智能压力轴；所述的智能压力轴上设有齿条，所述的齿条上装有齿轮，所述的齿轮与安装在压力机构上的电机连接， 所述的智能压力轴上设有总压力传感器，所述的热盖上设有分压力传感器，所述的热盖通过滑竿与轴向滑槽连接；所述的上盖本体内嵌入装有比较器和控制器，且比较器分别与总传感器、分传感器和控制器连接，控制器分别与电机和基因扩增仪上的按键连接。

上盖本体通过调节旋钮转动螺杆往下滑，带动与螺杆通过轴承连接的压紧机构也往下滑，压紧机构压紧热盖后，卡扣会在轴向卡槽内打滑，表示热盖已经和试管口连接紧密。智能压力轴会根据试管内的蒸汽分压力大小，智能自动调节智能压力轴，使热盖和试管口紧密接触。采用这种设计，把人工调节热盖高度与智能自动调节热盖高度有效结合，保证试管口与热盖的接触紧密度，避免试管口与热盖过松或过紧。同时也减少了操作员的工作量。

作为优选，所述的调节旋钮上设有两个卡扣，所述的卡扣一个转角为圆角，另一个转角为直角。卡扣圆角与轴向卡槽接触时候，圆角阻力小，在转动卡扣的情况下，圆角与轴向卡槽之间会打滑，减少阻力，保护试管不会因调节旋钮的往下转动而发生破坏。直角阻力大，翻转时候可以方便的把热盖往上提起来。这里也可以用多个卡扣，但多个卡扣个数多，只是在更换卡扣的时候工作量会大，用两个条件卡扣工作量小。

作为优选，所述的螺杆为圆管状，且螺纹设在圆管的外壁上，轴向卡槽设在圆管的内壁上。同一根圆管上要要使得圆管最短，而设置的螺纹和轴向卡槽最长，就得使用圆筒形状，在圆筒的内外分别设置轴向卡槽和螺纹，节省了材料和装配的空间。

作为优选，所述的轴向卡槽有若干条，且均匀分布在圆管内，并且轴向卡槽与螺纹长度相等。 均匀分布的轴向卡槽使得调节稳定，不会发生螺杆转动过大而压坏试管的情况。轴向卡槽与螺纹长度相等保证了螺杆升降大小与螺纹长度一致。

作为优选，所述的压紧机构为圆筒状，且轴向滑槽设在圆筒的外壁上，所述的智能压力轴和电机均设在圆筒内，且在智能压力轴与压力机构之间设有刹车片，刹车片固定连接在压力机构或智能压力轴上。

作为优选，所述的圆筒内设有上阻块和下阻块，所述的智能压力轴上端设有上挡板，下端设有下挡板。上挡板、下挡板、上阻块和下阻块相互配合，能够阻挡智能压力轴上升或下降的最大程度，不会发生智能压力轴过度上升或下降而发生脱离现象。

作为优选，所述的轴向滑槽有四个，且均匀分布在圆筒的四周。四个轴向滑槽稳定性好，上下滑动过程中不会使热盖发生偏转。在盖热盖时候，热盖会很水平的盖在试管上面，不易因偏差损坏试管或热盖。

作为优选，所属的上盖本体上设有防转滑槽，且防转滑槽和轴向滑槽长度相等，防转滑槽通过防转横杆与滑竿连接。长度相等的防转滑槽和轴向滑槽，能够在热盖上下移动的过程中有效配合。上盖本体上的防滑槽防止压紧机构随着螺杆的转动而转动，从而使得在转动螺杆的时候，不会转的连接在压紧机构下方的热盖，热盖不转动，可以有效的保护热盖与试管口的转动摩擦，热盖与试管口的转动摩擦可能导致试管破裂或热盖损坏。

作为优选，所属的防转滑槽有四个，且均匀分布在压紧机构的四周。四个稳定性好，上下滑动过程中不会使热盖发生偏转。在盖热盖时候，热盖会很水平的盖在试管上面，不易因偏差损坏试管或热盖。

作为优选，所述的刹车片为电磁刹车片，且电磁刹车片与控制器连接。电磁刹车片能够反应速度快，能够对控制器发出的刹车指令及时作出反应，保证热盖的试管口盖紧的严密性不会发生中断而影响测试结果。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）、把人工调节热盖高度与智能自动调节热盖高度有效结合，保证试管口与热盖的接触紧密度，避免试管口与热盖过松或过紧。

（2）、热盖调与试管口紧密度调节极为方便，操作者不需要再凭借手感经验，就能够对热盖与试管口紧密程度进行调节，降低了基因扩增仪的使用操作难度。

（3）、操作简单，结构可靠，稳定性好。

附图说明

图1、本实施例的一种正面剖视示意图。

图2、本实施例的一种结构示意图。

图3、本实施例的一种结构示意图。

图4、本实施例的一种螺杆与调节旋钮连接处的俯视示意图。

图5、本实施例的一种智能压力轴处的示意图。

1、导线；2、比较器；3、控制器；4、调节旋钮；5、上盖本体；6、螺母；7、固定横杆；8、轴向卡槽；9、螺纹；10、轴承；11、上挡板；12、上阻块；13、智能压力轴；14、电磁刹车片；15、下阻块；16、热盖；17、电机安装平台；18、电机；19、齿条； 20、齿轮；21、下挡板；22、总压力传感器；23、压紧机构；24、螺杆；25、分压力传感器；26、滑竿；27、轴向滑槽28；滑槽横竿；29、防转横杆；30、防转滑槽；31、卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例：一种智能基因扩增仪上盖，如图1、图2、图3、图4和图5所示，该实施例为一种智能基因扩增仪上盖，包括上盖本体5、调节旋钮4、螺杆24、压紧机构23和热盖16，调节旋钮4上设有两个卡扣31，且这两个卡扣31呈180度角排列，卡扣31的一个转角为圆角，另一个转角为直角。卡扣31圆角与轴向卡槽8接触时候，圆角阻力小，在转动卡扣31的情况下，圆角与轴向卡槽8之间会打滑。选用与试管最大压坏程度小些的卡扣31，在卡扣31拧动过程中打滑时候，就表示下面的热盖16与试管口连接已经非常严密，卡扣31根据不同强度的试管破坏要求设计，卡扣31可以自由更换，在做实验的时候，根据试管破坏强度大小选择与之相匹配的卡扣31安装在调节旋钮4上，这样就不会因为往下拧动热盖8较大而损害试管。两个卡扣31呈180度角排列，这使得用最少的卡扣31获得最大的转动效果。这里也可以用多个卡扣31，但多个卡扣31个数多，只是在更换卡扣31的时候工作量会大，用两个条件卡扣31工作量小。当卡扣31的圆角与圆角配合使用的时候，是螺杆24往下转动的时候，当打滑时候，则表示下面的热盖16与试管口已经盖紧。当直角与直角配合使用的时候，是螺杆24往上转动的时候，则表示下面的热盖16往上升，热盖16与试管口压紧程度减小或者压紧程度为零。当螺杆24上升的时候，是卡扣31的直角与直角在配合使用；当螺杆24下降的时候，是卡扣31的圆角与圆角在配合使用。

螺杆24为圆管状，并在圆管状螺杆24的外壁上设有螺纹9，圆管状螺杆24上的螺纹9与设在上盖本体5上的螺母6咬合在一起，在圆管状螺杆24的内壁上均匀分布设置有若干条轴向卡槽8，圆管状螺杆24内壁上的轴向卡槽8与调节旋钮上的卡扣31咬合在一起，并且圆管状螺杆24内壁上的轴向卡槽8与圆管状螺杆外壁上的螺纹9长度相等。圆管状的螺杆24，便于把调节旋钮4伸到圆管内，在圆管内开设轴向卡槽8和在圆管外开设螺纹9极为方便，长度相等的轴向卡槽8和螺纹9要设置在同一件螺杆24上，只有选择圆管状才能够节省材料。且这样的结构能够使调节旋钮4、螺杆24、压紧机构23、滑到和热盖16这些特征组件大致在一条直线上，给上下升降以及调节都带来方便。沿着圆管内壁轴向设置的均匀的轴向卡槽8，使得调节节奏更加稳定可靠。圆管状螺杆24内壁上的轴向卡槽8与圆管状螺杆24外壁上的螺纹9长度相，使得轴向卡槽8与螺纹9升降滑动的高度一致，螺母6通过固定横杆7连接在上盖本体上，在拧动螺杆时候，需保证螺母6不转，且保证了螺杆24上下升降不受影响。

压紧机构23为圆筒状，压紧机构23通过轴承10与螺杆24连接，压紧机构23外壁上设有轴向滑槽27，且轴向滑槽27有四个，且均匀分布在圆筒的四周。压紧机构23为圆筒状，便于与轴承10连接，而且还便于在圆筒内部安装智能压力轴13、电机18和电磁刹车片14等组件，圆筒外则可以方便开设轴向滑槽27。

圆筒内设有上阻块12和下阻块15，智能压力轴13上端设有上挡板11，下端设有下挡板21。上挡板11和上阻块12相互配合，使连接在智能压力轴13上端的上挡板11下降到上阻块12处的时候，上挡板11就受到上阻块12的阻挡，使得智能压力轴13不能够继续下降，保证了智能压力轴13不会因过度下降而发生脱离现象。同样，下挡板21和下阻块13相互配合，使连接在智能压力轴13下端的下挡板21上升到下阻块13处的时候，下挡板21就受到下阻块13的阻挡，使得智能压力轴13不能够继续上升，保证了智能压力轴13不会因过度上升而发生脱离现象。压紧机构23上设有智能压力轴13；智能压力轴13上设有齿条19，齿条19上装有齿轮20，齿轮20与安装在压力机构23上的电机18连接，智能压力轴13和电机18均设在圆筒内，且在智能压力轴13与压力机构23之间设有电磁刹车片14，电磁刹车片14一端固定连接在压力机构23上，另一端贴着智能压力轴13，电磁刹车片14的电源启动接口与控制器通过导线1连接。齿条19与连接在电机18上的齿轮20匹配咬合在一起，电机18转动能够带动齿轮20转动，齿轮20带动齿条19上下升降，从而使得智能压力轴13升降，智能压力轴13升降到一定位置后，启动电磁刹车片14把智能压力轴13锁定，不让智能压力轴13继续升降，保证与智能压力轴13下端连接的热盖16与试管口的连接保持在一个稳定的压力状态下。

上盖本体内嵌入装有比较器2和控制器3，且比较器2分别用导线1与总压力传感器22、分压力传感器25和控制器3连接，控制器3分别与电机18和基因扩增仪上的按键连接。智能压力轴13上设有总压力传感器22，热盖上设有分压力传感器25，热盖16通过滑竿26与轴向滑槽27连接。热盖16是先与滑竿26连接，滑竿26再通过滑槽横杆28与轴向滑槽连接。总压力传感器22安装在智能压力轴13的底端，当智能压力轴13往下压时候，总压力传感器22就与热盖16上表面接触。智能压力轴13对热盖16施加多大的压力，就由总压力传感器22测试出来，并把测试结果传入到比较器2。分压力传感器25设在热盖16的下表面，分压力传感器25是测试试管内受到高温蒸汽压强而产生的压力，这个压力是往上压的。各个试管内的压力都会共同是热盖16往上顶，使得热盖16往下的压力与往上的压力之差会减小，当热盖16下面往上的力超过或等于热盖16往下压的力的情况下，就会发生蒸汽泄漏，就会影响到基因扩增仪的测试结果。所以必须随时监控热盖16往下压的力与蒸汽往上压的力之差，要随着热盖16往下压的力与蒸汽往上压的力的动态关系，及时准确的调节热盖16与试管之间的压力，保证蒸汽不泄露出去，保证基因扩增仪测试结果的稳定性和可靠性。比较器2接收从总压力传感器22和分压力传感器25传来的压力，并对这个两个压力大小进行比较，控制器3根据比较器2的比较结果作出相应响应。当分压力传感器25测试到的压力大于总压力传感器22试到的压力，控制器3就发出电机18向下转动指令，使电机18带动智能压力轴13向下移动压紧热盖16，使热盖16与试管口的压力始终保持在没有加热试管时候热盖16与试管口的压力大小，保证热盖16与试管口盖的严密度。当智能压力轴13推动热盖16与试管口盖紧度在这个值后，控制器3作出刹车命令，启动电磁刹车片14锁定智能压力轴13不动，从而可以及时准确的保证热盖16与试管口之间盖的严密，保证基因扩增仪测试可靠性的高要求。当分压力传感器的蒸汽压力为零的时候，控制器3发出电机18反转的指令，使智能压力轴13往上升，当智能压力轴13上升到下挡板21与下阻块15卡住时候，控制器3发出停止电机18转动的指令，并同时发出电车片指令及时的锁住智能压力轴13。

所属的上盖本体5上设有防转滑槽30，防转滑槽30和轴向滑槽27长度相等，防转滑槽30通过防转横杆29与滑竿26连接。防转滑槽30有四个，且均匀分布在压紧机构23的四周。上盖本体5上的防转滑槽30防止压紧机构23随着螺杆26的转动而转动，从而使得在转动螺杆24的时候，不会转的连接在压紧机构下方的热盖16不转动，可以有效的保护热盖16与试管口的转动摩擦，热盖16与试管口的转动摩擦可能导致试管破裂或热盖16损坏。

工作过程：当把试管装入到基因扩增仪的试验箱后，根据装在试验箱中的试管强度，选用合适的卡扣安装到调节旋钮上，往下拧动调节旋钮，当调节旋钮上的卡扣与螺杆上的轴向卡槽打滑时候，就说明热盖与试管口已经连接紧密，可以对基因扩增仪内的试管进行高温加热了。控制器可以通过基因扩增仪上的按键进行设置。在试管加热后，试管内会产生蒸汽，蒸汽会推动热盖往上动，当分压力传感器检测到蒸汽推动热盖的压力后，会把这个压力大小传给比较器，比较器把分压力传感器传来的分压力和总压力传感器传来的压力大小进行比较后做出相应对策。当分压力传感器测试到的压力大于总压力传感器测试到的压力，控制器就发出电机向下转动指令，使电机带动智能压力轴向下移动压紧热盖，使热盖与试管口的压力始终保持在没有加热试管时候热盖与试管口的压力大小，保证热盖与试管口盖的严密度。当智能压力轴推动热盖与试管口盖紧度在这个值后，控制器作出刹车命令，启动刹车片锁定智能压力轴不动，从而可以及时准确的保证热盖与试管口之间盖的严密，保证基因扩增仪测试可靠性的高要求。

Claims (9)

1.一种智能基因扩增仪上盖，包括上盖本体、调节旋钮、螺杆、压紧机构和热盖，其特征在于，所述的调节旋钮上设有两个卡扣，所述的卡扣一个转角为圆角，另一个转角为直角，所述的螺杆上设有轴向卡槽，且轴向卡槽与卡扣咬合在一起，所述的螺杆上的螺纹与设在上盖本体上的螺母咬合在一起；所述的压紧机构通过轴承与螺杆连接，所述的压紧机构上设有轴向滑槽，所述的压紧机构上设有智能压力轴；所述的智能压力轴上设有齿条，所述的齿条上装有齿轮，所述的齿轮与安装在压力机构上的电机连接， 所述的智能压力轴上设有总压力传感器，所述的热盖上设有分压力传感器，所述的热盖通过滑竿与轴向滑槽连接；所述的上盖本体内嵌入装有比较器和控制器，且比较器分别与总传感器、分传感器和控制器连接，控制器分别与电机和基因扩增仪上的按键连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的螺杆为圆管状，且螺纹设在圆管的外壁上，轴向卡槽设在圆管的内壁上。

3.根据权利要求2所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的轴向卡槽有若干条，且均匀分布在圆管内，并且轴向卡槽与螺纹长度相等。 

4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的压紧机构为圆筒状，且轴向滑槽设在圆筒的外壁上，所述的智能压力轴和电机均设在圆筒内，且在智能压力轴与压力机构之间设有刹车片，刹车片固定连接在压力机构或智能压力轴上。

5.根据权利要求4所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的圆筒内设有上阻块和下阻块，所述的智能压力轴上端设有上挡板，下端设有下挡板。

6.根据权利要求5所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的轴向滑槽有四个，且均匀分布在圆筒的四周。

7.根据权利要求6所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的上盖本体上设有防转滑槽，且防转滑槽和轴向滑槽长度相等，防转滑槽通过防转横杆与滑竿连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的防转滑槽有四个，且均匀分布在压紧机构的四周。

9.根据权利要求4所述的一种智能基因扩增仪上盖，其特征在于，所述的刹车片为电磁刹车片，且电磁刹车片与控制器连接。

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