CN108760742A - 一种显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法，属于医疗器械领域，其通过对应设置片托和片仓，由片仓实现片托的有效固定，并对应设置片仓升降机构、卡爪、卡爪驱动机构和片托移动机构，由片仓升降机构带动片仓升降，并以卡爪驱动机构来驱动卡爪并完成片托的取出或者放回，再由片托移动机构对应完成片托的位置调整，从而有效完成样本的显微扫描成像。本发明中的装置结构简单，操作方法便捷，能有效实现片托的存放与应用，快速、准确的实现样本的显微扫描，极大提升了显微扫描成像的效率，降低了显微扫描成像的成本，且可有效提升片托的使用寿命，减少样本的损坏与污染，提升样本的保存质量，具有十分重要的推广应用价值。

Description

一种显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法。

背景技术

在生物医药领域，显微扫描成像装置的应用十分广泛，在其应用过程中，往往需要将被显微扫描的样本放置在载物台上，通过载物台带动样本沿x轴和/或y轴运动，使得样本的各部位可依次通过物镜的聚焦平面，继而可通过物镜对样本上的各点分别成像，并最终将各点的成像通过拼合得到整个样本的像，从而完成样本的显微扫描。

目前，样本的显微扫描往往通过显微扫描仪来完成，在扫描前，往往需要先将样本放置在片托上，再将片托置于载物台上，通过载物台沿x轴和/或y轴的移动以及摄像机的不断调焦来对应寻找片托上的样本并将样本的图像清晰显现出来。

在现有技术中，通常是借助高速自动显微扫描系统来完成样本的显微扫描，其应用过程中需要对片托及样品进行存储、取放和固定，即在扫描前将片托从片仓中取出，扫描时将片托固定，且在扫描后将片托放回片仓；但是，现有技术中对样本及片托的取放、片托位置的固定与调整以及摄像机焦距的调整往往存在以下缺陷：1、现有技术中片托的取出和放回往往是通过人工来完成，这不仅对于操作人员的操作水平要求很高，而且人工取出和/或放回的过程中极易对片托及片托上的样本造成污染，影响显微扫描的质量和精确性，而且显微扫描的效率较低，准确性较差；2、现有技术中片托在扫描过程中的固定一般通过定位机构来实现，但目前的片托定位机构往往是通过卡扣件来实现片托的固定，不仅片托的固定过程较为麻烦，而且卡扣件本身也会对片托造成损伤，影响片托的使用寿命，造成不必要的损失，此外，卡扣件在反复扣住片托、拆除片托的过程中容易损坏，造成定位机构应用成本的增加，且一旦卡扣件无法完全固定片托，会使得片托在位置调节过程中出现移位或者窜动，极大地影响显微扫描的准确性；3、现有技术中的高速自动显微扫描系统往往是通过X、Y、Z三轴运动平台来实现片托位置的调整和摄像机焦距的调整，虽然能一定程度上满足显微扫描的需要，但是现有的三轴运动平台结构复杂，造价昂贵，且主体支架的刚性较差，往往会导致片托的运动定位精度较低，运行的波动较大，影响扫描结果的准确性，具有较大的应用局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一个，本发明提供了一种显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法，其通过对应设置可容置至少一个载玻片的片托，并对应其设置可容纳及固定至少一个片托的片仓，由片仓实现片托的有效固定，且通过对应片仓分别设置片仓升降机构、卡爪、卡爪驱动机构和片托移动机构，继而可由片仓升降机构带动片仓升降，并以卡爪驱动机构来对应驱动卡爪并完成片托的取出或者放回，再由片托移动机构对应完成片托的位置调整，从而有效完成样本的显微扫描成像，减少对片托的人工操作，减少对样本的损坏与污染，提升显微扫描成像的效率与质量，降低显微扫描成像的成本。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种显微扫描成像装置，用于样本的显微扫描成像，包括支架，其特征在于，

该装置还包括可用于固定至少一个所述样本的片托和对应所述片托设置的片托存放组件、片托取放组件和片托运动组件；其中，

所述片托存放组件包括可用于存放至少一个所述片托的片仓和对应所述片仓设置的片仓升降机构，所述片仓升降机构可带动所述片托进行竖向升降，以使得所述片仓中的对应片托与所述片托取放组件对正；且

所述片托取放组件包括卡爪和卡爪驱动机构，所述卡爪对应设置在所述卡爪驱动机构上，其可在所述卡爪驱动机构的驱动下水平和/或竖向运动，以实现与对应片托端部的对正并将该片托端部卡住，且通过所述卡爪驱动机构的驱动，可对应将待扫描片托从所述片仓中取出或者将已扫描片托放回所述片仓；以及

所述片托运动组件包括对应设置的片托支架和片托移动机构，所述片托支架与所述片托移动机构匹配连接，并可在所述片托移动机构的带动下在所述片托的待扫描平面上进行横移和/或纵移，以使得所述片托上的待扫描样本可被调整到对应的位置并完成显微扫描。

作为本发明的进一步改进，所述片仓包括呈长方体的仓体，所述仓体中自上而下依次水平开设有多个可容置所述片托的片托安装槽，继而所述片托可水平存放在对应的所述片托安装槽中并固定。

作为本发明的进一步改进，所述片托安装槽的底面上设置有至少一个片仓磁铁，且所述片托的底面上对应设置有可与所述片仓磁铁匹配吸合的片托磁铁，继而所述片托可通过所述片仓磁铁与所述片托磁铁的对应匹配稳定容置在所述片仓中。

作为本发明的进一步改进，所述片仓磁铁和所述片托磁铁呈交错布置，并使得所述片托在所述片托安装槽中容置到位后，所述片仓磁铁与所述片托磁铁之间形成一个沿所述片托平面方向的拉力，且使得所述片托在所述片托安装槽中容置到位后继续受到向槽内方向作用的拉力，从而实现所述片托的可靠固定。

作为本发明的进一步改进，所述片仓升降机构包括升降支架、升降电机、升降丝杆、升降轨道和升降滑块；其中，

所述升降丝杆竖向设置，其顶部与所述升降电机的输出轴对应匹配连接，并可在该升降电机输出轴的驱动下转动，且所述升降滑块与所述升降丝杆对应匹配组成螺纹丝杆副；

所述升降支架竖向设置在所述片仓的一侧，其正对所述片仓的侧面上竖向设置有所述升降轨道，且所述升降滑块对应嵌入该升降轨道中，并以侧面固定连接所述片仓的侧面，继而所述升降丝杆的转动可对应转换成所述升降滑块沿所述升降丝杆轴向的升降运动，从而带动所述片仓完成竖向升降。

作为本发明的进一步改进，所述片仓与所述升降滑块之间通过电磁铁和电磁板对应连接，所述电磁铁与所述升降滑块固定连接，所述电磁板的一侧端面稳固连接在所述片仓的侧面上，另一侧端面可由所述电磁铁稳固吸合。

作为本发明的进一步改进，所述卡爪驱动机构包括卡爪驱动电机、卡爪移动丝杆和卡爪移动滑块；其中，

所述卡爪移动丝杆水平设置，其一端与所述卡爪驱动电机的输出轴匹配连接，并可在所述卡爪驱动电机的驱动下绕轴转动，且所述卡爪移动滑块与所述卡爪移动丝杆对应匹配后组成螺纹丝杆副，即所述卡爪移动丝杆的转动可对应转换为所述卡爪移动滑块沿所述卡爪移动丝杆轴向的水平运动，继而所述卡爪与所述卡爪移动滑块匹配连接，以在所述卡爪移动滑块的带动下水平运动。

作为本发明的进一步改进，所述卡爪与所述卡爪移动滑块之间对应设置有卡爪舵机，其通过舵机安装板对应安装在所述卡爪移动滑块的侧面上，且所述卡爪对应安装在所述卡爪舵机上，继而可由所述卡爪舵机带动所述卡爪竖向运动，实现该卡爪与所述片托端部的卡住与松开。

作为本发明的进一步改进，所述片托移动机构包括对应设置在所述支架上的横移机构和纵移机构；

所述横移机构包括横移电机、横移丝杆、横移滑块、横移导轨和横移支架；其中，所述横移丝杆沿所述支架的长度方向设置，其一端与所述横移电机的输出轴对应匹配，并与所述横移滑块对应组成螺纹丝杆副，所述横移导轨沿所述横移丝杆的轴向设置，所述横移支架对应匹配其中，且所述横移支架与所述横移滑块对应连接，并可在所述横移滑块的带动向沿所述横移丝杆的轴向水平运动；

所述纵移机构包括纵移电机、纵移丝杆、纵移导轨和纵移支架；其中，所述纵移丝杆沿所述支架的宽度方向水平设置，其轴线与所述横移丝杆的轴线垂直，该纵移丝杆的一端与所述纵移电机的输出轴对应匹配，其另一端对应匹配连接所述纵移支架，即所述纵移丝杆可对应带动所述纵移支架纵向移动，且所述横移丝杆可对应带动所述纵移支架横向移动，相应地，所述纵移支架与所述片托支架对应匹配连接，从而所述片托移动机构可对应带动所述片托支架及该片托支架上的片托进行横移和/或纵移。

作为本发明的进一步改进，还包括显微扫描机构，所述显微扫描机构包括扫描摄像机和扫描驱动机构；

所述扫描摄像机与所述片托支架对应设置，其可在所述扫描驱动机构驱动下竖向升降，以完成该扫描摄像机对所述片托上所述样本的调焦；

所述扫描驱动机构包括扫描丝杆、扫描滑块、扫描滑动导轨和扫描驱动电机，其中，所述扫描丝杆竖向设置，其一端与所述扫描驱动电机的输出轴对应连接，所述扫描滑块与所述扫描丝杆对应匹配组成螺纹丝杆副，且所述扫描滑动导轨竖向设置，所述扫描滑块对应匹配其中，并可由所述扫描丝杆带动进行竖向升降，继而所述扫描摄像机设置在所述扫描滑块上，从而可由所述扫描丝杆驱动所述扫描摄像机竖向升降，完成该扫描摄像机的调焦。

作为本发明的进一步改进，所述片托支架与所述纵移支架一体化设置。

作为本发明的进一步改进，所述片托支架上对应所述片托开设有片托槽，所述片托可对应容置在所述片托槽中并固定。

作为本发明的进一步改进，所述片托槽中对应所述片托底面上的所述片托磁铁设置有支架磁铁，所述片托磁铁可在所述片托对应容置在该片托槽中时与所述支架磁铁对应吸合，从而完成所述片托在所述片托槽中的固定。

作为本发明的进一步改进，所述支架磁铁和所述片托磁铁交错设置。

本发明的另一个方面，提供一种应用所述的显微扫描成像装置进行样本扫描成像的方法，其步骤如下：

S1：将固定好样本的至少一个所述片托容置在所述片仓对应的片托安装槽中并固定；

S2：控制所述片仓升降机构工作，带动所述片仓竖向升降，并将待扫描成像的所述片托升降到对应高度以分别与所述卡爪和所述片托支架对应；

S3：控制所述卡爪驱动机构运动，使得所述卡爪与待扫描成像的所述片托端部对应，并完成该卡爪与所述片托端部的锁定，继而通过所述卡爪驱动机构的水平运动，将所述片托从所述片仓中拖至所述片托支架中并固定；

S4：解除所述卡爪驱动机构对所述片托支架中所述片托端部的锁定，通过控制所述片托移动机构，实现所述片托在待扫描平面上进行横移和/或纵移，从而使得所述片托上的待扫描样本可被调整到对应的位置并完成其显微扫描成像；

S5：控制所述卡爪驱动机构，使所述卡爪与完成扫描后的所述片托端部对正并锁定，继而通过控制所述卡爪驱动机构运动，带动所述卡爪及所述片托运动，从而将完成扫描成像的所述片托送回所述片仓中并固定。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的显微扫描成像装置，其通过对应设置可容置至少一个载玻片的片托，并对应其设置可容纳及固定至少一个片托的片仓，由片仓实现了片托的有效固定，且通过对应片仓分别设置片仓升降机构、卡爪和卡爪驱动机构，继而可由片仓升降机构带动片仓升降，并以卡爪与卡爪驱动机构对应工作，从而可准确、快速、有效地完成片托的取出或者放回，整个过程避免了人工直接操作，减少了人工操作所引入的误差，避免了对样本的污染，提高了显微扫描成像的准确性，并大大提高了样本存储的质量；

(2)本发明的显微扫描成像装置，其通过对应片托设置片托支架和片托移动机构，有效实现了显微扫描成像过程中片托的有效固定，减少了片托的窜动，进一步提升了样本显微扫描成像的准确性，减少了成像的误差，且片托移动机构的设置简单，控制简便，控制精度较高，能有效提升样本的扫描成像效率，保证显微扫描成像的准确性；

(3)本发明的显微扫描成像装置，其通过在片托、片托安装槽和片托支架上分别对应设置片托磁铁、片仓磁铁和支架磁铁，通过片托磁铁和片仓磁铁的对应匹配实现片托在片仓中的稳定固定，并通过片托磁铁和支架磁铁的对应匹配实现片托在片托支架上的稳定固定，从而有效实现了片托保存与成像过程中的固定，确保了片托的有效存放与应用，固定的形式简单，可靠性高，能有效提升片托的使用寿命；

(4)本发明的显微扫描成像装置，其通过显微扫描机构和片托移动机构对应匹配，可快速、准确、有效地实现样本在三维空间内的聚焦与成像，提升成像的效率，缩短样本扫描成像的周期，且片托上可同时容置多个样本进行扫描成像，进一步提升了扫描成像的效率，降低了显微扫描成像的成本；

(5)本发明的显微扫描成像装置及应用其进行样本扫描成像的方法，其装置结构简单，操作方法便捷，能有效实现片托的存放与应用，快速、准确的实现样本的显微扫描，极大提升了显微扫描成像的效率，降低了显微扫描成像的成本，且可有效提升片托的使用寿命，减少样本的损坏与污染，提升样本的保存质量，具有十分重要的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例中显微扫描成像装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中显微扫描成像装置的片仓内部的结构示意图；

图3是本发明实施例中显微扫描成像装置的片仓内部的局部放大图；

图4是本发明实施例中显微扫描成像装置的片仓与片仓升降机构的匹配示意图；

图5是本发明实施例中显微扫描成像装置的片托固定在片托支架上的结构示意图；

图6是本发明实施例中显微扫描成像装置的片托移动机构的结构示意图；

图7是本发明实施例中显微扫描成像装置的显微扫描机构的结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.支架，2.片仓，201.片托安装槽，202.片仓磁铁，203.片托，204.片托磁铁，205.仓体；3.片仓升降机构，301.升降支架，302.升降电机，303.升降丝杆，304.升降轨道，305.升降滑块，306.电磁铁，307.电磁板；4.卡爪，5.卡爪驱动机构，501.卡爪驱动电机，502.卡爪移动丝杆，503.卡爪移动滑块，504.卡爪舵机，505.舵机安装板；6.片托支架，601.支架磁铁，602.片托槽；7.片托移动机构，701.横移导轨，702.横移电机，703.横移丝杆，704.横移滑块，705.横移支架，706.纵移电机，707.纵移丝杆，708.纵移导轨，709.纵移支架；8.显微扫描机构，801.扫描摄像机，802.扫描支架，803.扫描丝杆，804.扫描滑块，805.扫描滑动导轨，806.扫描驱动电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明优选实施例中的显微扫描成像装置如图1～7中所示，其中，显微扫描成像装置包括支架1、片托存放组件、片托取放组件和片托运动组件；需要说明的是，此处及后续所记载的片托特指在显微扫描成像过程中，用于存放并固定载玻片的一种结构，起到类似于“托盘”的作用，而待扫描成像的样本通常运用规定的方法涂抹、固定在对应的载玻片，从而可有效实现待扫描成像的样本在片托上的固定；由于样本在载玻片上的固定形式以及载玻片在片托上的固定形式并非本文研究的重点，故而在此不做赘述。

进一步地，优选实施例中的片托存放组件包括片仓2和对应片仓2设置并可带动其竖向升降的片仓升降机构3；具体地，优选实施例中的片仓2为可用于容置至少一个片托203的箱体结构，如图1～3中所示，其优选包括呈长方体的仓体205，仓体205的内部自上而下依次开设有多个可对应容置片托203的片托安装槽201，如图2中所示，继而片托203可对应容置在片托安装槽201中，实现片托203的存储，即优选实施例中的仓体205中可自上而下依次存储多个片托203以供调用；进一步地，优选实施例中的片托203如图5中所示，其呈长方形板状结构，其中部往往开设有贯穿片托203两侧端面的通孔，一个或多个已固定好待扫描样本的载玻片两端可对应固定在该通孔的两侧，即使得待扫描样本的位置处于片托203中部的通孔中，以用于样品的扫描成像；进一步优选地，优选实施例中的片托203上可固定的载玻片数量为1～10个，当载玻片的数量为多个时，多个载玻片在片托203上并排设置并固定；当然，片托203上可固定的载玻片数量也不局限于上述所记载的数值，其也可根据实际需要优选为更多的数值，在此不做赘述。

进一步地，优选实施例中的片托203一端设置有可用于抓取的凸起，该凸起在优选实施例中呈“T形”结构，如图1和图5中所示，当然，该凸起可在片托203的端部对应开槽后形成，或者在片托203的端部对应设置，这可根据实际需要进行优选设置；进一步地，在片托203的两端底部设置有若干片托磁铁204，其可进一步优选在片托203两端的底部两侧分别设置，即片托203两端的底面分别设置有两个片托磁铁204，当然，也可优选在片托203两端底面上分别设置一个片托磁铁204，这可根据实际需要进行优选设置，而优选实施例中通过在片托203的底面上开设一定数量的凹槽，并在凹槽中对应设置磁铁后得到。

相应地，在片托安装槽201中对应片托磁铁204设置有片仓磁铁202，其优选设置在片托安装槽201的底面上，如图3中所示，当片托203在片托安装槽201中容置到位后，片仓磁铁202可与片托203底面上的片托磁铁204对应匹配，从而实现片托203在片托安装槽201中的有效固定；进一步优选地，优选实施例中的片托磁铁204和片仓磁铁202错位设置，如图3中所示，如此设置可使得两磁铁之间产生持续的磁力，保证片托203可在片仓2中向内拉住并有效固定在片托安装槽201中，从而提升片托203容置与固定的稳定性。

进一步地，优选实施例中的片仓升降机构3对应片仓2的侧面设置，其包括如图1和图4中所示的升降支架301、升降电机302、升降丝杆303、升降轨道304和升降滑块305，其中，升降支架301竖向设置，并优选固定连接在支架1的一侧，升降电机302设置在升降支架301的顶部，其输出轴竖向设置并与升降丝杆303的一端对应匹配连接，即升降丝杆303竖向设置；进一步地，升降轨道304设置在升降滑块305的两侧，且竖向设置在升降支架301正对片仓2的一侧表面上，升降滑块305与升降丝杆303对应匹配后以两侧对应匹配两侧的升降轨道304，且升降滑块305与升降丝杆303对应组成螺纹丝杆副，需要说明的是，此处及后续所记载的“螺纹丝杆副”指的是滑块与丝杆以螺纹对应匹配的一种传动形式，通过丝杆的转动可对应转换为滑块沿丝杆轴向的水平运动，从而完成丝杆转动到滑块水平移动的转换，这在现有技术中应用较为成熟，故而不做赘述，继而升降滑块305可在升降丝杆303的带动下竖向升降，并由升降轨道304导向；进一步地，升降滑块305正对片仓2侧面的一侧可与片仓2的侧面紧密贴合并固定，使得升降滑块305竖向升降时可对应带动片仓2竖向升降；进一步优选地，在升降滑块305和片仓2之间设置有电磁铁306和电磁板307，电磁铁306固定在升降滑块305正对片仓2的侧面上，其通过电磁板307可对应吸住仓体205的侧面，继而通过升降电机302工作可驱动升降丝杆303转动，并转换为升降滑块305在升降轨道304中的竖向升降，从而最终由升降滑块305带动片仓2竖向升降。

进一步地，优选实施例中的片托取放组件包括如图1中所示的卡爪4和对应该卡爪4设置的卡爪驱动机构5，卡爪驱动机构5可对应带动卡爪4运动，完成卡爪4对片仓2中相应片托203的取出与放回；进一步地，优选实施例中的卡爪4对应片托203端部的凸起设置，其可对应抓取片托203端部的凸起，以将片托203从片仓2中拖出或者将扫描结束的片托203送回片仓2中。

进一步地，优选实施例中的卡爪驱动机构5对应片仓2设置，其优选固定在支架1的一侧，并包括卡爪驱动电机501、卡爪移动丝杆502和卡爪移动滑块503，其中，卡爪移动丝杆502优选水平设置，其一端与卡爪驱动电机501的输出轴对应匹配连接，并可在卡爪驱动电机501的驱动下对应转动，进而卡爪移动滑块503对应匹配在卡爪移动丝杆502上，两者组成螺纹丝杆副，通过卡爪移动丝杆502的转动可对应带动卡爪移动滑块503水平运动，从而带动卡爪4水平运动，使得卡爪4远离或者靠近片仓2，并以此来对应完成片托203的拖出与送回；进一步优选地，对应卡爪4设置有卡爪舵机504，其通过舵机安装板505对应安装在卡爪移动滑块503上，且卡爪4通过卡爪连块对应安装在卡爪舵机504上，继而卡爪移动滑块503可对应带动卡爪舵机504及卡爪4作水平运动，且卡爪舵机504可对应带动卡爪4在水平运动到位后竖向升降一定距离，完成与片托203端部凸起的匹配或者脱离，从而完成片托203的取出与放回。

进一步地，优选实施例中的片托运动组件包括片托支架6和片托移动机构7，其中片托支架6如图5中所示，由卡爪4从片仓2中取出的片托203可在片托支架6上水平放置并固定，再由片托支架6带动片托203运动，完成片托203上各样本的扫描成像；进一步地，优选实施例中的片托支架6上对应片托203中部的通孔开设有通孔，以使得成像的光源可从下方照射到片托203上的载玻片上；进一步优选地，优选实施例中的片托支架6上对应片托203开设有片托槽602，以用于片托203对应容置在该片托槽602中并固定，且为了更好地完成片托203的固定，在该片托槽602的上表面上对应片托203底部的片托磁铁204设置有支架磁铁601，使得片托203在片托支架6中运动到位后可有效固定，当然，优选实施例中的支架磁铁601和片托磁铁204支架的位置可优选错位设置，使得支架磁铁601可与片托磁铁204之间形成稳定及持续的拉力，从而将片托203稳定固定在片托槽602中。

进一步地，优选实施例中的片托移动机构7包括横移机构和纵移机构，需要说明的是，优选实施例中所记载的“横移”和“纵移”分别指沿支架1的长度方向和沿支架1的宽度方向移动，如图6中所示，所述横移机构优选包括横移导轨701、横移电机702、横移丝杆703、横移滑块704和横移支架705，其中，横移丝杆703沿横向设置，其一端与横移电机702的输出轴对应连接，并可在横移电机702的驱动下对应转动，横移滑块704对应匹配在横移丝杆703上，两者组成螺纹丝杆副，通过横移丝杆703的转动可对应转换为横移滑块704沿横移丝杆703轴向的运动；所述纵移机构包括纵移电机706、纵移丝杆707、纵移导轨708和纵移支架709，其中，纵移丝杆707沿纵向设置，其一端对应连接纵移电机706的输出轴，另一端对应连接纵移支架709，使得纵移丝杆707被纵移电机706对应驱动而沿纵向移动时，可对应带动纵移支架709沿纵向移动；进一步地，纵移支架709与片托支架6对应匹配连接，两者也可一体化制作，从而使得纵移支架709的纵向移动可转换为片托支架6的纵向移动。

同时，优选实施例中的横移导轨701沿横向设置，其优选固定设置在支架1的下表面上，继而横移支架705对应匹配在横移导轨701中并与横移滑块704对应匹配连接，即横移滑块704的横移可转换为横移支架705在横移导轨701中的横向移动；相应地，优选实施例中的纵移导轨708固定设置在横移支架705的下表面上，其沿纵向设置，纵移支架709对应匹配其中，继而使得纵移支架709可在纵移导轨708中沿纵向移动，且纵移支架709可跟随横移支架705做横移运动，从而实现片托支架6及该片托支架6中片托203分别沿横向和纵向运动，即实现待扫描样本在扫描平面上的正交运动。

进一步地，优选实施例中对应片托运动组件还设置有如图7所示的显微扫描机构8，其包括扫描摄像机801、扫描支架802、扫描丝杆803、扫描滑块804、扫描滑动导轨805和扫描驱动电机806，其中，扫描丝杆803竖向设置，其顶部与扫描驱动电机806的输出轴对应连接，并可在该输出轴的带动下转动，而扫描滑块804与扫描丝杆803对应匹配，两者组成螺纹丝杆副，即扫描滑块804可在扫描丝杆803转动时竖向升降；进一步地，扫描滑动导轨805沿竖向设置，扫描滑块804与其对应匹配，即扫描滑块804可在扫描滑动导轨805的导向下沿竖向升降，而优选实施例中的扫描摄像机801对应设置在扫描滑块804上，继而扫描驱动电机806可驱动扫描丝杆803转动，继而带动扫描滑块804及其固定连接的扫描摄像机801竖向升降，从而完成扫描摄像机801与载玻片上样本对正后的调焦，实现样本的清晰扫描成像。

通过本发明优选实施例中的片托运动组件和扫描显微机构8的对应匹配工作，可以实现待扫描样本与扫描摄像机801在空间三维坐标中的对位，实现片托203上待扫描样本的清晰扫描成像。

进一步地，应用本发明优选实施例中的显微扫描成像装置来进行片托203上的待扫描样本的清晰成像可优选通过如下步骤来实现：

S1：将待扫描的样本按规定的方法涂抹、固定在清洁的载玻片上，做好标记，样本在载玻片上的固定可通过现有技术中的相关技术手段实现，且并非本发明研究的重点，故而不做赘述；继而将至少一个固定好样本的载玻片固定在片托203上，再将片托203对应容置在片仓2中的片托安装槽201中，由片仓磁铁202和片托磁铁204对应匹配来完成片托203在片仓2中的有效固定；

S2：控制片仓升降机构3工作，使得片仓2及片仓2中的至少一个片托203由升降滑块305带动而竖向升降，继而使得待扫描样本所在的片托203端部与卡爪4待抓取片托203的位置对正；

S3：通过控制卡爪驱动机构5，使得卡爪4水平运动后可与待抓取片托203对正，再通过卡爪舵机504的对应工作，使得卡爪4可有效卡住片托203的端部，最后通过卡爪驱动机构5的水平运动，从而将片托203从片仓2中拖出，并将其对应拖入片托支架6上的片托槽602中，由片托磁铁204与支架磁铁601对应匹配而实现待扫描片托203的固定到位；

S4：通过控制片托移动机构7带动片托支架6进行相应的横移和/或纵移，使得片托支架6上的待扫描样本与扫描摄像机801的物镜对正，进而通过扫描滑块804带动扫描摄像头801竖向升降，从而完成对待扫描样本的聚焦，并最终由扫描摄像机801完成待扫描样本的清晰成像，通过调节片托移动机构7，可实现片托203上各样本的扫描成像；

S5：通过控制卡爪驱动机构5，使得卡爪4与完成扫描后的片托203端部凸起对应匹配，再通过控制卡爪驱动机构5带动卡爪4水平运动，使得片托203及片托203上已经扫描完成的样本可被送回片仓2中并固定；

S6：重复进行步骤S2～S5，可对应完成片仓2中各片托203的显微扫描成像。

本发明中的显微扫描成像装置，其通过对应设置可固定容置至少一个载玻片的片托203，并对应其设置可容纳及固定至少一个片托203的片仓2，由片仓2实现片托203的有效固定，且对应片仓2分别设置片仓升降机构3、卡爪4和卡爪驱动机构5，由片仓升降机构3带动片仓2整体升降，以使得片仓2中对应位置的片托203可与卡爪4对正，继而由卡爪驱动机构5驱动卡爪4及卡爪4卡住的片托203运动，快速、准确地完成片仓2内对应片托203的取出或者送回，整个过程避免了人工操作所引入的误差，减少了对片托及片托上样本的污染和损坏，从而有效提升片托的使用寿命和样本的保存质量，此外，通过对应设置片托支架6、片托移动机构7和显微扫描机构8，有效保证了片托203在扫描成像过程中的稳固，简化了片托的运动机构，缩短了样本与显微扫描机构8对正和调焦的时间，提升了样本扫描成像的效率。本发明中的显微成像装置，其结构简单，控制简便，能有效保证扫描成像的准确性，提升样本的保存质量，降低显微扫描成像的成本，具有十分重要的应用推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显微扫描成像装置，用于样本的显微扫描成像，包括支架(1)，其特征在于，

该装置还包括可用于固定至少一个所述样本的片托(203)和对应所述片托(203)设置的片托存放组件、片托取放组件和片托运动组件；其中，

所述片托存放组件包括可用于存放至少一个所述片托(203)的片仓(2)和对应该片仓(2)设置的片仓升降机构(3)，该片仓升降机构(3)可带动所述片托(203)进行竖向升降，以使得所述片仓(2)中的对应片托(203)与所述片托取放组件对正；且

所述片托取放组件包括卡爪(4)和卡爪驱动机构(5)，所述卡爪(4)对应设置在所述卡爪驱动机构(5)上，其可在所述卡爪驱动机构(5)的驱动下水平和/或竖向运动，以实现与对应片托(203)端部的对正并将该片托(203)端部卡住，且通过所述卡爪驱动机构(5)的驱动，可对应将待扫描的片托从所述片仓(2)中取出或者将已扫描的片托放回所述片仓(2)；以及

所述片托运动组件包括对应设置的片托支架(6)和片托移动机构(7)，所述片托支架(6)与所述片托移动机构(7)匹配连接，并可在所述片托移动机构(7)的带动下在所述片托(203)的待扫描平面上进行横移和/或纵移，以使得所述片托(203)上的待扫描样本可被调整到对应的位置并完成显微扫描。

2.根据权利要求1所述的显微扫描成像装置，其中，所述片仓(2)包括呈长方体的仓体(205)，所述仓体(205)中自上而下依次水平开设有多个可容置所述片托(203)的片托安装槽(201)，继而所述片托(203)可水平存放在对应的所述片托安装槽(201)中并固定。

3.根据权利要求2所述的显微扫描成像装置，其中，所述片托安装槽(201)的底面上设置有至少一个片仓磁铁(202)，且所述片托(203)的底面上对应设置有可与所述片仓磁铁(202)匹配吸合的片托磁铁(204)，继而所述片托(203)可通过所述片仓磁铁(202)与所述片托磁铁(204)的对应匹配稳定容置在所述片仓(2)中。

4.根据权利要求3所述的显微扫描成像装置，其中，所述片仓磁铁(202)和所述片托磁铁(204)呈交错布置，并使得所述片托(203)在所述片托安装槽(201)中容置到位后，所述片仓磁铁(202)与所述片托磁铁(204)之间形成一个沿所述片托(203)平面方向的拉力，且使得所述片托(203)在所述片托安装槽(201)中容置到位后继续受到向槽内方向作用的拉力，从而实现所述片托(203)的可靠固定。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的显微扫描成像装置，其中，所述片仓升降机构(3)包括升降支架(301)、升降电机(302)、升降丝杆(303)、升降轨道(304)和升降滑块(305)；其中，

所述升降丝杆(303)竖向设置，其顶部与所述升降电机(302)的输出轴对应匹配连接，并可在该升降电机(302)输出轴的驱动下转动，且所述升降滑块(305)与所述升降丝杆(303)对应匹配组成螺纹丝杆副；

所述升降支架(301)竖向设置在所述片仓(2)的一侧，其正对所述片仓(2)的侧面上竖向设置有所述升降轨道(304)，且所述升降滑块(305)对应嵌入该升降轨道(304)中，并以侧面固定连接所述片仓(2)的侧面，继而所述升降丝杆(303)的转动可对应转换成所述升降滑块(305)沿所述升降丝杆(303)轴向的升降运动，从而带动所述片仓(2)完成竖向升降。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的显微扫描成像装置，其中，所述卡爪驱动机构(5)包括卡爪驱动电机(501)、卡爪移动丝杆(502)和卡爪移动滑块(503)；其中，

所述卡爪移动丝杆(502)水平设置，其一端与所述卡爪驱动电机(501)的输出轴匹配连接，并可在所述卡爪驱动电机(501)的驱动下绕轴转动，且所述卡爪移动滑块(503)与所述卡爪移动丝杆(502)对应匹配后组成螺纹丝杆副，即所述卡爪移动丝杆(502)的转动可对应转换为所述卡爪移动滑块(503)沿所述卡爪移动丝杆(502)轴向的水平运动，继而所述卡爪(4)与所述卡爪移动滑块(503)匹配连接，以在所述卡爪移动滑块(503)的带动下水平运动。

7.根据权利要求6所述的显微扫描成像装置，其中，所述卡爪(4)与所述卡爪移动滑块(503)之间对应设置有卡爪舵机(504)，其通过舵机安装板(505)对应安装在所述卡爪移动滑块(503)的侧面上，且所述卡爪(4)对应安装在所述卡爪舵机(504)上，继而可由所述卡爪舵机(504)带动所述卡爪(4)竖向运动，实现该卡爪(4)与所述片托(203)端部的卡住与松开。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的显微扫描成像装置，其中，所述片托移动机构(7)包括对应设置在所述支架(1)上的横移机构和纵移机构；

所述横移机构包括横移电机(702)、横移丝杆(703)、横移滑块(704)、横移导轨(701)和横移支架(705)；其中，所述横移丝杆(703)沿所述支架(1)的长度方向设置，其一端与所述横移电机(702)的输出轴对应匹配，并与所述横移滑块(704)对应组成螺纹丝杆副，所述横移导轨(701)沿所述横移丝杆(703)的轴向设置，所述横移支架(705)对应匹配其中，且所述横移支架(705)与所述横移滑块(704)对应连接，并可在所述横移滑块(704)的带动向沿所述横移丝杆(703)的轴向水平运动；

所述纵移机构包括纵移电机(706)、纵移丝杆(707)、纵移导轨(708)和纵移支架(709)；其中，所述纵移丝杆(707)沿所述支架的宽度方向水平设置，其轴线与所述横移丝杆(703)的轴线垂直，该纵移丝杆(707)的一端与所述纵移电机(706)的输出轴对应匹配，其另一端对应匹配连接所述纵移支架(709)，即所述纵移丝杆(707)可对应带动所述纵移支架(709)纵向移动，且所述横移丝杆(703)可对应带动所述纵移支架(709)横向移动，相应地，所述纵移支架(709)与所述片托支架(6)对应匹配连接，从而所述片托移动机构(7)可对应带动所述片托支架(6)及该片托支架(6)上的片托(203)进行横移和/或纵移。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的显微扫描成像装置，其中，还包括显微扫描机构(8)，所述显微扫描机构(8)包括扫描摄像机(801)和扫描驱动机构；

所述扫描摄像机(801)与所述片托支架(6)对应设置，其可在所述扫描驱动机构驱动下竖向升降，以完成该扫描摄像机(801)对所述片托(203)上所述样本的调焦；

所述扫描驱动机构包括扫描丝杆(803)、扫描滑块(804)、扫描滑动导轨(805)和扫描驱动电机(806)，其中，所述扫描丝杆(803)竖向设置，其一端与所述扫描驱动电机(806)的输出轴对应连接，所述扫描滑块(804)与所述扫描丝杆(803)对应匹配组成螺纹丝杆副，且所述扫描滑动导轨(805)竖向设置，所述扫描滑块(804)对应匹配其中，并可由所述扫描丝杆(803)带动进行竖向升降，继而所述扫描摄像机(801)设置在所述扫描滑块(804)上，从而可由所述扫描丝杆(803)驱动所述扫描摄像机(801)竖向升降，完成该扫描摄像机(801)的调焦。

10.一种应用权利要求1～9中任一项所述的显微扫描成像装置进行样本扫描成像的方法，其步骤如下：

S1：将固定好样本的至少一个所述片托(203)容置在所述片仓(2)对应的片托安装槽(201)中并固定；

S2：控制所述片仓升降机构(3)工作，带动所述片仓(2)竖向升降，并将待扫描成像的所述片托(203)升降到对应高度以分别与所述卡爪(4)和所述片托支架(6)对应；

S3：控制所述卡爪驱动机构(5)运动，使得所述卡爪(4)与待扫描成像的所述片托(203)端部对应，并完成该卡爪(4)与所述片托(203)(203)端部的锁定，继而通过所述卡爪驱动机构(5)的水平运动，将所述片托(203)从所述片仓(2)中拖至所述片托支架(6)中并固定；

S4：解除所述卡爪驱动机构(5)对所述片托支架(6)中所述片托(203)端部的锁定，通过控制所述片托移动机构(7)，实现所述片托(203)在待扫描平面上进行横移和/或纵移，从而使得所述片托(203)上的待扫描样本可被调整到对应的位置并完成其显微扫描成像；

S5：控制所述卡爪驱动机构(5)，使所述卡爪(4)与完成扫描后的所述片托(203)端部对正并锁定，继而通过控制所述卡爪驱动机构(5)运动，带动所述卡爪(4)及所述片托(203)运动，从而将完成扫描成像的所述片托(203)送回所述片仓(2)中并固定。