CN109799360A - 全自动生化分析仪及其取样针系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动生化分析仪及其取样针系统，本发明的取样针系统通过将取样针固定于取样针座，取样针座固定于竖直滑块，竖直滑块连接于水平滑块且可相对水平滑块上下滑动，并将水平滑块连接于取样臂且可相对取样臂在垂直取样臂延伸方向上水平滑动。好处在于：取样针在上下方向上发生碰撞后，可随竖直滑块上下滑动以提供躲闪余量；在左右方向上发生碰撞后，可随水平滑块左右滑动以提供躲闪余量，从而可以避免碰撞导致的弯折甚至折断；此外，结构简单、性能可靠。

Description

全自动生化分析仪及其取样针系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种全自动生化分析仪及其取样针系统。

背景技术

现有技术中，全自动生化分析仪的取样装置通常是将取样臂与取样针设置为一组合。在进行生物化学试验和医疗临床诊断中，取样装置按照检测规范将样品和试剂注入反应杯进行生化反应试验。现有的全自动生化分析仪测试精度越来越高，要求取样针也就越细、取样臂的运动速度也越来越快，所以取样针运动中一旦碰撞很容易弯折甚至折断，这会造成全自动生化分析仪整个设备停机、维修维护成本较高。因此，取样针的防护措施十分必要。

有鉴于此，本发明提供一种新的全自动生化分析仪及其取样针系统，对取样针设置防撞保护装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种全自动生化分析仪及其取样针系统，对取样针设置上下、左右方向的防撞保护装置，避免取样针随取样臂运动过程中发生碰撞导致的弯折甚至折断，提高取样针可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种取样针系统，包括：取样针、取样针座、水平滑块、竖直滑块以及取样臂，所述取样针固定于所述取样针座，所述取样针座固定于所述竖直滑块，所述竖直滑块连接于所述水平滑块且可相对所述水平滑块上下滑动，所述水平滑块连接于所述取样臂且可相对所述取样臂在垂直取样臂延伸方向上水平滑动。

可选地，所述取样针系统还包括：位置传感器，所述位置传感器实时检测所述取样针座当前位置相对于基准位置的水平位移与竖直位移，所述基准位置为所述取样针未发生碰撞时的位置。

可选地，所述位置传感器为非接触式传感器。

可选地，所述位置传感器为霍尔传感器，所述霍尔传感器连接于所述取样臂；所述取样针系统还包括磁性元件，所述磁性元件连接于所述取样针座。光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式。

可选地，所述取样针座与所述竖直滑块之一与所述水平滑块之间具有第一自复位结构。

可选地，所述取样针座、所述竖直滑块与所述磁性元件之一与所述水平滑块之间具有第一自复位结构。

可选地，所述水平滑块与所述取样臂之间具有第二自复位结构。

可选地，所述取样针系统还包括处理器与控制器；所述处理器比较所述位置传感器检测到的水平位移是否超过水平位移阈值，以及比较检测到的竖直位移是否超过竖直位移阈值，并将比较结果发送至控制器；所述控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制所述取样臂的运动锁死。

可选地，所述取样针系统还包括报警器，所述控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制所述报警器响起警报。

可选地，所述取样针系统还包括放大器，所述放大器用于放大所述位置传感器的输出电信号；所述处理器比较的是输出电信号放大后的电信号是否超过水平位移阈值对应的阈值电信号/竖直位移阈值对应的阈值电信号。

可选地，所述处理器连接一滑动变阻器，所述滑动变阻器用于调节水平位移阈值对应的阈值电信号大小与竖直位移阈值对应的阈值电信号大小。

本发明还提供一种全自动生化分析仪，包括上述任一项所述的取样针系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明通过将取样针固定于取样针座，取样针座固定于竖直滑块，竖直滑块连接于水平滑块且可相对水平滑块上下滑动，并将水平滑块连接于取样臂且可相对取样臂在垂直取样臂延伸方向上水平滑动，如此，取样针在上下方向上发生碰撞后，可随竖直滑块上下滑动以提供躲闪余量；在左右方向上发生碰撞后，可随水平滑块左右滑动以提供躲闪余量，从而可以避免碰撞导致的弯折甚至折断。此外，结构简单、性能可靠。

2)可选方案中，取样针系统还包括：位置传感器，位置传感器实时检测取样针座当前位置相对于基准位置的水平位移与竖直位移，所述基准位置为取样针未发生碰撞时的位置。位置传感器可以为a)接触式传感器，或b)非接触式传感器。b)方案相对于a)方案的好处在于：一方面反应灵敏，这是因为接触式传感的有效传感距离为0.5～1mm，分辨率不够高，反应速度不够快；另一方面可靠性高，接触式传感器随着使用次数和时间、空气潮湿、高温等诸多因素，可靠性会随之降低。

3)可选方案中，2)可选方案中的非接触式传感器可以为霍尔传感器。霍尔传感器连接于取样臂；取样针系统还包括磁性元件，磁性元件连接于取样针座。取样针发生碰撞后，取样针座随取样针运动，磁性元件随之运动，霍尔传感器随磁性元件距其远近产生的电压大小不同。换言之，通过霍尔传感器的电压大小即可获得取样针发生碰撞后的避让位移。其它可选方案中，还可以采用光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式等的传感原理，得到取样针发生碰撞后的避让位移。

4)可选方案中，碰撞源解除后，取样针需回复原位。对于回复原位的途径，一个可选方案中，可以通过手动或电动马达控制回复原位；另一个可选方案中，取样针可动部件与取样臂固定部件之间可以设置自复位结构。自复位结构可以为弹簧、弹片等。对于上下方向上的自复位结构，弹簧的一端可以固定在取样针、取样针座、竖直滑块或磁性元件等可动部件上，另一端可以固定在水平滑块上。对于左右方向上的自复位结构，取样臂上可以固定两弹片，两弹片分别位于水平滑块的左右两侧，以对水平滑块向左、向右运动均能实现复位。

5)可选方案中，取样针系统还包括处理器与控制器；处理器比较位置传感器检测到的水平位移是否超过水平位移阈值，以及比较检测到的竖直位移是否超过竖直位移阈值，并将比较结果发送至控制器；控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制取样臂的运动锁死。竖直滑块、水平滑块提供的躲闪余量毕竟有限，在超过限度后，锁死取样臂的运动，能防止限度外的碰撞导致的取样针弯折甚至折断。

6)可选方案中，取样针系统还包括报警器，所述控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制所述报警器响起警报。本方案可直接提示操作者取样针已发生碰撞。

7)可选方案中，取样针系统还包括放大器，放大器用于放大位置传感器的输出电信号；处理器比较的是输出电信号放大后的电信号是否超过水平位移阈值对应的阈值电信号/竖直位移阈值对应的阈值电信号。放大器能提高处理器的灵敏度。

8)对于7)可选方案中的处理器，还包括一滑动变阻器，滑动变阻器用于调节水平位移阈值对应的阈值电信号大小与竖直位移阈值对应的阈值电信号大小。安装每个位置传感器时，可能存在安装偏差，例如对于每个取样针系统中的霍尔传感器与磁性元件，在两者对准时，记录为霍尔传感器的输出电压基准值，在磁性元件运动至水平/竖直最大躲闪余量时，记录霍尔传感器的输出电压最大值，此时，调节滑动变阻器的大小，使得滑动变阻器上的分压等于该输出电压最大值，借此调整水平位移阈值对应的阈值电信号大小与竖直位移阈值对应的阈值电信号大小。

附图说明

图1是本发明一实施例中的取样针系统的结构示意图；

图2是图1中的取样针系统的分解图；

图3是图1中的取样针系统的一种电路模块图；

图4是图1中的取样针系统的另一种电路模块图。

为方便理解本发明，以下列出本发明中出现的所有附图标记：

取样针系统1 取样针11

取样针座12 水平滑块13

竖直滑块14 取样臂15

固定块16 滑轨17

霍尔传感器181 磁性元件182

处理器191 控制器192

放大器193 报警器194

弹簧21 凸柱13a

弹片15a

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明一实施例中的取样针系统的结构示意图。图2是图1中的取样针系统的分解图。

参照图1与图2所示，该取样针系统1，包括：取样针11、取样针座12、水平滑块13、竖直滑块14以及取样臂15；其中：

取样针11固定于取样针座12，取样针座12固定于竖直滑块14，竖直滑块14连接于水平滑块13且可相对水平滑块13上下滑动，水平滑块13连接于取样臂15且可相对取样臂15在垂直取样臂15延伸方向上水平滑动。

一个可选方案中，如图2所示，取样针11部分贯穿于固定块16，之后通过将固定块16固定于取样针座12，以实现取样针11与取样针座12之间的固定。其它可选方案中，取样针11也可以部分贯穿于取样针座12，以实现取样针11与取样针座12之间的固定。

一个可选方案中，如图2所示，竖直滑块14可以先固定在滑轨17上，之后通过将滑轨17固定在水平滑块13，以实现竖直滑块14与水平滑块13之间的固定。另一个可选方案中，竖直滑块14上可以设置上下延伸的滑轨，一上下延伸的凸块可沿该滑轨上下滑动，通过将该上下延伸的凸块固定在水平滑块13，以实现竖直滑块14与水平滑块13之间的固定。再一个可选方案中，竖直滑块14与水平滑块13中的一个设置上下延伸的滑轨，另一个设置上下延伸的凸块，竖直滑块14与水平滑块13可以直接固定。

上述取样针系统1的好处在于：若取样针11向下运动发生碰撞，则可随竖直滑块14向上滑动部分长度，以提供躲闪余量；若取样针11向上运动发生碰撞，则可随竖直滑块14向下滑动部分长度，以提供躲闪余量；若取样针11向左运动发生碰撞，则可随水平滑块13向右滑动部分长度，以提供躲闪余量；若取样针11向右运动发生碰撞，则可随水平滑块13向左滑动部分长度，以提供躲闪余量。总之，由于躲闪余量的设置，取样针11不会因碰撞导致弯折甚至折断。

上述躲闪余量的长度毕竟有限，进一步地，取样针系统1还包括：位置传感器，位置传感器实时检测取样针座12当前位置相对于基准位置的水平位移与竖直位移，基准位置为取样针11未发生碰撞时的位置。在超过水平位移阈值或竖直位移阈值时，即水平躲闪余量的最大值、竖直躲闪余量的最大值时，锁死取样臂15，防止取样臂15进一步带动取样针11朝超过躲闪余量最大值方向发生运动。

在具体实施过程中，位置传感器可以为a)接触式传感器，或b)非接触式传感器。b)方案相对于a)方案的好处在于：一方面反应灵敏，这是因为接触式传感的有效传感距离为0.5～1mm，分辨率不够高，反应速度不够快；另一方面可靠性高，接触式传感器随着使用次数和时间、空气潮湿、高温等诸多因素，可靠性会随之降低。

图2中的位置传感器为霍尔传感器181。霍尔传感器181为一种非接触式传感器。霍尔传感器181连接于取样臂15；对应地，取样针系统1还包括磁性元件182，磁性元件182连接于取样针座12。

霍尔传感器181是利用霍尔现象制成的传感器。将锗等半导体置于磁场中，在一个方向通以电流时，则在垂直的方向上会出现电位差，这就是霍尔现象。将磁性元件182，例如磁铁固定在运动部件上，当运动部件靠近霍尔传感器181时，便在霍尔传感器181内产生电压，从而可以判断磁性元件182的远近。

取样针11发生碰撞后，取样针座12随取样针11运动，磁性元件182随之运动，霍尔传感器181随磁性元件182距其远近产生的电压大小不同。换言之，通过霍尔传感器181输出的电压信号大小即可获得取样针11发生碰撞后的躲闪位移。

图3是图1中的取样针系统的一种电路模块图。参照图3所示，取样针系统1还包括处理器191与控制器192。处理器191比较位置传感器检测到的水平位移是否超过水平位移阈值，以及比较检测到的竖直位移是否超过竖直位移阈值，并将比较结果发送至控制器192。控制器192接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制取样臂15的运动锁死。

具体地，对于霍尔传感器181，处理器191比较的是输出电压信号是否超过水平位移阈值对应的阈值电压信号/竖直位移阈值对应的阈值电压信号。一个可选方案中，取样针系统1还包括放大器193，放大器193用于放大霍尔传感器181的输出电压信号。放大器193能提高处理器191的灵敏度。

其它可选方案中，位置传感器还可以采用光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式等的传感原理，此时，放大器193对应放大电压或电流信号。可以理解的是，上述位置传感器经处理器191与控制器192也可以获取样针11发生碰撞后的避让位移。

需要说明的是，安装每个位置传感器时，可能存在安装偏差，例如对于每个取样针系统1中的霍尔传感器181与磁性元件182，在两者对准时，记录霍尔传感器的输出电压或输出电压放大后的电压为基准值，在磁性元件182运动至水平/竖直最大躲闪余量时，记录霍尔传感器181的输出电压最大值，此时，调节滑动变阻器的大小，使得滑动变阻器上的分压等于该输出电压最大值，借此调整水平位移阈值对应的阈值电压信号大小与竖直位移阈值对应的阈值电压信号大小。

图4是图1中的取样针系统的另一种电路模块图。与图3所示的电路模块图相比，图4中的电路模块大致相同，区别仅在于：取样针系统1还包括报警器194，控制器192接收到处理器191发出的超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制报警器194响起警报。本方案可直接提示操作者取样针11已发生碰撞。

取样针系统1中，碰撞故障解除后，取样针11需回复原位。对于回复原位的途径，一个可选方案中，可以通过手动或电动马达控制回复原位；另一个可选方案中，取样针可动部件与取样臂固定部件之间可以设置自复位结构。

参照图2所示，对于上下方向上的第一自复位结构，可以为弹簧21。一个可选方案中，弹簧21的一端可以挂在磁性元件182上，另一端可以挂在水平滑块13的凸柱13a上。弹簧21的弹性平衡位置优选对应取样针11的基准位置，此时，上方的磁性元件182与下方的霍尔传感器181正对。取样针11向上避让，弹簧21处于拉伸状态；取样针11向下避让，弹簧21处于压缩状态。其它可选方案中，除了磁性元件182，弹簧21的一端也可以固定在取样针11、取样针座12或竖直滑块14等可动部件上，另一端可以固定在水平滑块13的底板上。除了弹簧21，第一自复位结构也可以采用其它弹性结构，能使取样针11在上下方向上回复到基准位置即可，基准位置为取样针11未发生碰撞时的位置。

对于左右方向上的第二自复位结构，取样臂15上可以固定两弹片15a，一个可选方案中，一个弹片(图2中未示出)位于水平滑块13的左侧，另一个弹片15a位于竖直滑块14的右侧。弹片15a的弹性平衡位置优选对应取样针11的基准位置，此时，上方的磁性元件182与下方的霍尔传感器181左右正对。取样针11向左避让，左边的弹片15a处于压缩状态；取样针11向右避让，右边的弹片15a处于压缩状态，以对水平滑块13向左、向右运动均能实现复位。

除了弹片15a，第二自复位结构也可以采用其它弹性结构，能使取样针11在水平方向上回复到基准位置即可，基准位置为取样针11未发生碰撞时的位置。

基于上述的取样针系统1，本发明还提供一种全自动生化分析仪，全自动生化分析仪包括上述取样针系统1。可以理解的是，取样针系统1的可靠性提高，也能提高全自动生化分析仪的可靠性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种取样针系统，其特征在于，包括：取样针、取样针座、水平滑块、竖直滑块以及取样臂，所述取样针固定于所述取样针座，所述取样针座固定于所述竖直滑块，所述竖直滑块连接于所述水平滑块且可相对所述水平滑块上下滑动，所述水平滑块连接于所述取样臂且可相对所述取样臂在垂直取样臂延伸方向上水平滑动。

2.根据权利要求1所述的取样针系统，其特征在于，还包括：位置传感器，所述位置传感器实时检测所述取样针座当前位置相对于基准位置的水平位移与竖直位移，所述基准位置为所述取样针未发生碰撞时的位置。

3.根据权利要求2所述的取样针系统，其特征在于，所述位置传感器为非接触式传感器。

4.根据权利要求3所述的取样针系统，其特征在于，所述位置传感器为霍尔传感器，所述霍尔传感器连接于所述取样臂；所述取样针系统还包括磁性元件，所述磁性元件连接于所述取样针座。

5.根据权利要求1所述的取样针系统，其特征在于，所述取样针座与所述竖直滑块之一与所述水平滑块之间具有第一自复位结构。

6.根据权利要求4所述的取样针系统，其特征在于，所述取样针座、所述竖直滑块与所述磁性元件之一与所述水平滑块之间具有第一自复位结构。

7.根据权利要求1所述的取样针系统，其特征在于，所述水平滑块与所述取样臂之间具有第二自复位结构。

8.根据权利要求2所述的取样针系统，其特征在于，还包括处理器与控制器；所述处理器比较所述位置传感器检测到的水平位移是否超过水平位移阈值，以及比较检测到的竖直位移是否超过竖直位移阈值，并将比较结果发送至控制器；所述控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制所述取样臂的运动锁死。

9.根据权利要求8所述的取样针系统，其特征在于，还包括报警器，所述控制器接收到超过水平位移阈值或超过竖直位移阈值信号时，控制所述报警器响起警报。

10.根据权利要求8或9所述的取样针系统，其特征在于，还包括放大器，所述放大器用于放大所述位置传感器的输出电信号；所述处理器比较的是输出电信号放大后的电信号是否超过水平位移阈值对应的阈值电信号/竖直位移阈值对应的阈值电信号。

11.根据权利要求10所述的取样针系统，其特征在于，所述处理器连接一滑动变阻器，所述滑动变阻器用于调节水平位移阈值对应的阈值电信号大小与竖直位移阈值对应的阈值电信号大小。

12.一种全自动生化分析仪，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的取样针系统。