CN114247493B - 一种用于化学反应的芯片的固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于化学反应的芯片的固定装置，包括安装支架，在安装支架的顶部从下向上依次叠加安装有冷却装置、加热装置、导热平台，导热平台和加热装置之间设置有温度传感器；导热平台的前后两侧均设置有支撑架，左右两侧均设置有密封件；每个支撑架上均枢接有压板，压板在底面与支撑架相枢接并转动抵接在导热平台的上表面；两个压板以相对并间隔有适配芯片大小的距离进行设置，每个压板的底面均抵接有一驱动装置；每个驱动装置均包括电机、丝杆、滑块、顶杆，滑块通过一弹性缓冲件与顶杆固定连接，顶杆抵接在压板的底面；电机、加热装置、温度传感器均与一控制线路板电性连接。该发明能安全有效、自动的将芯片压紧，避免了压碎问题的产生。

Description

一种用于化学反应的芯片的固定装置
技术领域
本发明涉及化学反应装置，尤其是一种自动的、安全有效的用于化学反应的芯片的固定装置。
背景技术
化学反应装置是人们在实验室常用的设备，将载玻片和盖玻片组成一体的用于化学反应的芯片则是其中一种，这种芯片方便人们在反应完中以及反应后在显微镜下的观察。在对这种芯片的使用使用过程中，通常都需要对芯片进行固定。负压式芯片固定装置就是其中一种，但这种装置中，由于对平面粗糙度要求极高，有时候就会出现芯片无法吸附到协助化学反应的温控装置上的问题。而为了有良好的吸附，就会加大夹紧固定芯片的力，就会产生压碎相应部件的问题，导致次品的产生，也造成了材料的浪费和成本的上升。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种自动的、安全有效的用于化学反应的芯片的固定装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于化学反应的芯片的固定装置，包括安装支架，在所述安装支架的顶部从下到上依次叠加安装有一冷却装置、加热装置、用于放置芯片的并能导热的导热平台，所述导热平台和加热装置之间设置有紧贴导热平台的温度传感器；所述导热平台的前后两侧均设置有支撑架，左右两侧均设置有用于密封连接试剂输入管道的密封件；每个所述支撑架上均枢接有压板，所述压板在底面与支撑架相枢接并在转动中能抵接在导热平台的上表面；两个所述压板以相对并间隔有适配芯片大小的距离进行设置，每个所述压板的底面均抵接有一驱动装置；每个所述驱动装置均包括电机、丝杆、与丝杆传动连接的上下滑动的滑块、顶杆，所述滑块通过一弹性缓冲件与顶杆固定连接，所述顶杆抵接在压板的底面；所述电机与一控制线路板电性连接，所述控制线路板还与加热装置、温度传感器电性连接，所述冷却装置和安装支架之间设置有水平调节装置。
作为优选，所述弹性缓冲件是压缩弹簧，其两端对应与顶杆和滑块固定连接；所述滑块成Z型结构，其一端传动连接在丝杆上，另一端与弹性缓冲件固定连接。
作为优选，所述滑块上还固定连接有一限位板，所述控制线路板上电性连接有与限位板共同作用进行限位的光电开关。
作为优选，所述冷却装置是水冷装置，所述水冷装置包括底面设有水冷槽的安装在支架上的水冷座、连接在水冷座上并与水冷槽相导通的接头、密封盖合在水冷座上的水冷槽盖，所述水冷槽是迂回槽，所述加热装置贴合安装在水冷座的上表面。
作为优选，所述支撑架是水冷座前后两侧延伸出的延伸平台，所述延伸平台上连接有处于竖直方向的压板固定块，所述压板固定块在上端枢接有压板连接块，所述压板固定连接在压板连接块上。
作为优选，所述加热装置包括与控制线路板电性连接的加热线路板、与加热线路板电性连接的加热元件、设置在加热元件上下表面的导热件。
作为优选，所述加热线路板是环形的线路板，所述加热元件设置在加热线路板的环内，所述加热线路板和冷却装置之间设有与加热线路板相对应的环形的绝缘垫。
作为优选，所述导热平台的左右两侧分别延伸有延伸臂，所述密封件设置在延伸臂上。
作为优选，所述安装支架包括底座、设置在底座左右两侧的支柱，所述冷却装置安装在支柱的顶部。
本发明的有益效果在于：该发明通过驱动装置、顶杆和压板之间的传动形成自动压紧芯片装置，在顶杆和滑块之间的弹性缓冲件就使得在压紧过程中会对施加的力有相应的反作用力，既能将芯片压紧又不易压碎相应的部件，形成了自动、安全、有效的芯片压紧装置，同时导热平台两侧密封件就将试剂输入管道密封连接在该装置上，试剂通过管道输入到芯片内，进行反应，在将芯片压紧后就可使试剂通过通道进入装置进行反应，方便使用；又通过冷却装置和加热装置形成温控装置，通过升温降温来控制芯片内试剂的反应速度和状态，通过温度传感器就能快速精准响应温度变化。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例加热装置分解结构示意图；
图3是本发明实施例驱动装置的结构示意图；
图4是本发明实施例冷却装置分解结构示意图；
图5是本发明实施例添加外壳的结构示意图；
图中零部件名称及序号：1-安装支架10-底座11-支柱12-水平调节装置2-冷却装置20-水冷座21-水冷槽22-接头23-水冷槽盖3-加热装置30-加热线路板31-加热元件32-导热件33-绝缘件4-导热平台40-支撑架41-密封件42-延伸臂400-压板固定块401-压板连接块5-温度传感器6-压板7-驱动装置70-电机71-丝杆72-滑块73-顶杆720-限位板8-弹性缓冲件9-控制线路板90-光电开关。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例如图1至图5中所示，一种用于化学反应的芯片的固定装置，包括安装支架1，在所述安装支架1的顶部从下到上依次叠加安装有一冷却装置2、加热装置3、用于放置芯片的并能导热的导热平台4，也就意味着冷却装置2是通过安装支架1安装的，在安装支架1的顶部安装冷却装置2，冷却装置2的顶部安装加热装置3，加热装置3的顶部设置导热平台4，加热装置3的上下表面就对应的与导热平台4的底面和冷却装置2的上表面相接触，这样通过冷却装置2和加热装置3就形成了温控系统，就可以恒定该装置在应用时所规定的温度，确保了在芯片加工中内部液体的循环，提高了产品的稳定性，对于安装支架1来说，所述安装支架1包括底座10、设置在底座10左右两侧的支柱11，所述冷却装置2安装在支柱11的顶部，即在底座10的左边设置一个或多个支柱11，右边设置一个或多个支柱11，支柱11数量的设置则依据不同的使用需求来设置，在实施例中左边设置一个，右边设置两个，冷却装置2就架设在两边支柱11的顶部成悬空状态，就便于了驱动装置7的驱动，这样的结构简单而且稳定，也便于生产组装，同时还可以在底座10上设置顶部设有通孔的外壳，将冷却装置2和加热装置3设置在外壳内，导热平台4则从外壳顶部的通孔露出，避免了外来物件对它们产生不利的影响；对于冷却装置2就可以根据不同的使用需求将其设置成风冷或水冷装置，为了冷却效果以及冷却的速度，所述冷却装置2是水冷装置，所述水冷装置包括底面设有水冷槽21的安装在安装支架1上的水冷座20、连接在水冷座20上并与水冷槽21相导通的接头22、密封盖合在水冷座20上的水冷槽盖23，接头22用来连接水源或冷却液并导出从在水冷槽21中吸收热量后的水或冷却液，从而将热量传送到外部，水冷槽盖23就密封盖合在水冷槽21上，就在水冷槽21内形成了热量交换的通道，其密封则在两者的连接处采用密封圈来实现密封，简单方便，所述水冷槽21是迂回槽，迂回槽就增加了水或冷却液在水冷槽21中流经的距离，提高利用率，进而提高热交换的效率，所述加热装置3贴合安装在水冷座20的上表面，表面相贴合就增强了热传导效率，提高控温的能力，所述导热平台4和加热装置3之间设置有紧贴导热平台4的温度传感器5，通过温度传感器5就能快速精准响应温度变化，从而能精确的控制芯片加工时的温度；所述导热平台4的前后两侧均设置有支撑架40，左右两侧均设置有用于密封连接试剂输入管道的密封件41，这样支撑架40和密封件41就构成了一个环形结构，此时支撑架40可以通过一些螺钉等连接部件设置在安装支架1上，也可以安装在冷却装置2、加热装置3或者导热平台4中的任意一个装置上；每个所述支撑架40上均枢接有压板6，支撑架40固定不动，压板6相对支撑架40翻转，所述压板6在底面与支撑架40相枢接并在转动中能抵接在导热平台4的上表面，这样在压板6相对支撑架40转动中就与导热平台4之间就构成夹紧的结构，在两者之间不放置物件时，压板6就能抵压在导热平台4上，当将芯片放置在导热平台4上时，通过压板6的转动就将芯片予以夹紧固定；导热平台4两侧的密封件41就将试剂输入管道密封连接在该装置上，方便了试剂的输入，在将芯片压紧后就可使试剂通过通道进入装置进行反应，方便使用；两个所述压板6以相对并间隔有适配芯片大小的距离进行设置，这样两个压板6通过不同的翻转方向就构成夹紧或松开的状态，两者之间的距离则方便了芯片的放置夹装，每个所述压板6的底面均抵接有一驱动装置7；每个所述驱动装置7均包括电机70、丝杆71、与丝杆71传动连接的上下滑动的滑块72、顶杆73，丝杆71固定连接在电机70的输出轴上，随着输出轴的转动，丝杆71跟着转动，滑块72则在丝杆71转动的传动下进行直线运动，所述滑块72通过一弹性缓冲件8与顶杆73固定连接，所述顶杆73抵接在压板6的底面，这样通过电机70、丝杆71、滑块72、顶杆73和压板6之间的传动就形成自动压紧芯片装置，在顶杆73和滑块72之间的弹性缓冲件8就使得在压紧过程中对施加的力产生相应的反作用力，既能将芯片压紧又不易压碎相应的部件，形成了自动、安全、有效的芯片压紧装置，顶杆73抵接在压板6底面，在顶杆73随着滑块72向上运动时，两个顶杆73就推动两个压板6转向合拢的状态，从而就压紧了放置在导热平台4上的芯片，当顶杆73随着滑块72向下运动时，压板6上没有受力，就使得放置在导热平台4上的芯片处于未被夹紧的状态，方便对其拿取；所述电机70与一控制线路板9电性连接，所述控制线路板9还与加热装置3、温度传感器5电性连接,控制线路板9与外接电源电性连接来给整个装置提供电力，它同常规的控制线路板一样设置有相应的开关、控制芯片等不同的电子元器件，并通过它们组成不同的电路来进行操控，就能安全有效的、自动的将芯片压紧，避免了压碎问题的产生，也就提高了产品的稳定性，减少了实验失败的数量，降低了成本。
进一步的改进，如图3中所示，所述弹性缓冲件是压缩弹簧，其两端对应与顶杆73和滑块72固定连接，压缩弹簧结构简单，也方便安装使用，而为了避免外来零部件对压缩弹簧的影响，可以在其外部套设壳体，将压缩弹簧保护在壳体内；所述滑块72成Z型结构，其一端传动连接在丝杆71上，另一端与弹性缓冲件8固定连接，这样就使得丝杆71和顶杆73能处于相平行的位置，方便了力的传递，确保了顶杆73的运动方向，保证了压板6夹紧或松开的顺畅进行。
进一步的改进，如图3中所示，所述滑块72上还固定连接有一限位板720，所述控制线路板9上电性连接有与限位板720共同作用进行限位的光电开关90，此时在滑块72向上运动时，限位板720就随着滑块72一同向上运动，当限位板720运行至光电开关90处，就遮挡住了光信号，光电开关90就传递信息给控制线路板9，控制线路板9就控制电机70停止运行，芯片就被压紧在导热平台4上，光电开关90的设置则可以依据所要压紧的芯片及相应部件的厚度在不同的高度来设置多个光电开关。
进一步的改进，如图1和图2中所示，所述支撑架40是水冷座20前后两侧延伸出的延伸平台，延伸平台就和水冷座20成一体的结构，减少了它们之间的连接部件，结构更紧凑牢固，所述延伸平台上连接有处于竖直方向的压板固定块400，它们之间可以是固定连接在一起的，也可以是通过螺丝等其它部件可拆装连接在一起的，所述压板固定块400在上端枢接有压板连接块401，所述压板6固定连接在压板连接块401上，压板连接块401就相对于压板固定块400转动，也就是相对于支撑架40的转动，进而就带动压板6相对支撑架40的转动。
进一步的改进，如图2中所示，所述加热装置3包括与控制线路板9电性连接的加热线路板30、与加热线路板30电性连接的加热元件31、设置在加热元件31上下表面的导热件32，加热元件31用来加热使得芯片在使用中的温度达到所设定的温度，可以是半导体制冷制热片，加热线路板30则用来导通加热元件31的加热并接收温度传感器5传递的温度信息后传递信息至控制线路板9，通过控制线路板9来控制加热元件31的工作。在使用中接通电源先设置好所需温度，之后加热元件31开始升温或者降温，在温度升降过程中，温度传感器5感应温度并传输信息至加热线路板30，加热线路板30传递信息至控制线路板9，在达到设定温度时，控制线路板9就通过温度控制板芯片调节PWN比值使得加热元件31保持在恒定温度。该导热件32可以使用导热性强的材质制成，比如导热硅胶、合金片、碳膜等。
进一步的改进，如图2中所示，所述加热线路板30是环形的线路板，所述加热元件31设置在加热线路板30的环内，所述加热线路板30和冷却装置2之间设有与加热线路板30相对应的环形的绝缘垫33，这样就方便了加热元件31的设置，将加热元件31固定在加热线路板30中间，加热线路板30上有连接加热元件31的针脚，就减少了凌乱的线路、也方便固定加热元件31，不易跑偏，使得结构更紧凑牢固，便于组装，绝缘垫33就起到了绝缘、隔热、密封的作用，保证了使用中的安全性，其设置为环形结构，在起到密封绝缘的同时不会对散热产生影响，绝缘垫33则可以采用硅胶垫、橡胶垫或泡棉。
进一步的改进，如图2中所示，所述导热平台4的左右两侧分别延伸有延伸臂42，所述密封件41设置在延伸臂42上，就简化了各部件之间的连接结构，结构更稳固，更利于组装使用。
进一步的改进，如图2中所示，所述冷却装置2和安装支架1之间设置有水平调节装置12，通过水平调节装置12就可以调节最终芯片夹紧后所处的位置，确保其是处于水平的，进而就确保了芯片中化学反应的质量，避免在反应中由于重力作用的影响，而导致的试剂在芯片中分布不均，该调节装置可以是在冷却装置2上设置螺钉，在安装支架1上设置弹簧，调节时通过旋钮螺钉，进而形成对弹簧的压缩来实现。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于：包括安装支架，在所述安装支架的顶部从下到上依次叠加安装有一冷却装置、加热装置、用于放置芯片的并能导热的导热平台，所述导热平台和加热装置之间设置有紧贴导热平台的温度传感器；所述导热平台的前后两侧均设置有支撑架，左右两侧均设置有用于密封连接试剂输入管道的密封件；每个所述支撑架上均枢接有压板，所述压板在底面与支撑架相枢接并在转动中能抵接在导热平台的上表面；两个所述压板以相对并间隔有适配芯片大小的距离进行设置，每个所述压板的底面均抵接有一驱动装置；每个所述驱动装置均包括电机、丝杆、与丝杆传动连接的上下滑动的滑块、顶杆，所述滑块通过一弹性缓冲件与顶杆固定连接，所述顶杆抵接在压板的底面；所述电机与一控制线路板电性连接，所述控制线路板还与加热装置、温度传感器电性连接，所述冷却装置和安装支架之间设置有水平调节装置。
2.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述弹性缓冲件是压缩弹簧，其两端对应与顶杆和滑块固定连接；所述滑块成Z型结构，其一端传动连接在丝杆上，另一端与弹性缓冲件固定连接。
3.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述滑块上还固定连接有一限位板，所述控制线路板上电性连接有与限位板共同作用进行限位的光电开关。
4.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述冷却装置是水冷装置，所述水冷装置包括底面设有水冷槽的安装在支架上的水冷座、连接在水冷座上并与水冷槽相导通的接头、密封盖合在水冷座上的水冷槽盖，所述水冷槽是迂回槽，所述加热装置贴合安装在水冷座的上表面。
5.根据权利要求4所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述支撑架是水冷座前后两侧延伸出的延伸平台，所述延伸平台上连接有处于竖直方向的压板固定块，所述压板固定块在上端枢接有压板连接块，所述压板固定连接在压板连接块上。
6.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述加热装置包括与控制线路板电性连接的加热线路板、与加热线路板电性连接的加热元件、设置在加热元件上下表面的导热件。
7.根据权利要求6所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于:所述加热线路板是环形的线路板，所述加热元件设置在加热线路板的环内，所述加热线路板和冷却装置之间设有与加热线路板相对应的环形的绝缘垫。
8.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于：所述导热平台的左右两侧分别延伸有延伸臂，所述密封件设置在延伸臂上。
9.根据权利要求1所述用于化学反应的芯片的固定装置，其特征在于：所述安装支架包括底座、设置在底座左右两侧的支柱，所述冷却装置安装在支柱的顶部。
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