CN115876772A - 一种精子分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精子分析领域，具体涉及到一种精子分析仪，包括可在小范围内码放多个玻片的玻片存放机构、可用于放置待观察玻片的载物平台、可用于从玻片存放机构上取出玻片并转运到载物平台上的取片机构、可用于对载物平台上放置的玻片进行观察分析的显微镜组件和可用于将光线集中到载物平台上放置的玻片上的聚光组件，本发明通过合理的空间设计和布置，使得该精子分析仪结构简单、功能完善、使用方便，可减少人工参与，并且具有高通量，从而极大提高了精子分析的效率。

Description

一种精子分析仪

技术领域

本发明涉及精子分析领域，具体涉及到一种精子分析仪。

背景技术

传统人工精子分析依靠显微镜，将待分析玻片置于载物台上，手动调焦，肉眼观测分析精子质量，其需要大量人工劳动，效率不能满足日益增长的需求，医院及检测机构很难配置足够的分析人员，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种精子分析仪，旨在提高精子检测效率。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种精子分析仪，包括底板、底座、玻片存放机构、载物平台、取片机构、显微镜组件和聚光组件；底板水平设置；底座通过多个支撑柱悬空设置于所述底板的上方；玻片存放机构安装于所述底座上，用于码放多个玻片；载物平台安装于所述底座上，并位于所述玻片存放机构的旁边，用于放置待观察分析的玻片；取片机构安装于所述底座上，并位于所述玻片存放机构的旁边，用于从所述玻片存放机构上取出玻片并转运到所述载物平台上；显微镜组件安装于所述底座上，并位于所述载物平台的上方，用于对所述载物平台上放置的玻片进行观察分析；聚光组件安装于所述底座上，并位于所述载物平台的下方，用于将光线集中到所述载物平台上放置的玻片上。

在一些实施方式中，所述玻片存放机构包括存片机构和数片机构；所述存片机构包括片盒和片仓；所述片盒的内部具有容纳所述片仓的腔体；所述片仓可拆卸地嵌设于所述片盒内的腔体中；所述片仓内沿竖直方向堆叠设置有多个用于放置玻片的卡槽；所述片盒的前部和所述片仓的前部均开设有供所述玻片出入的开口；所述数片机构与所述存片机构并排设置；所述数片机构包括盒体、驱动电机、丝杆、滑轨、滑动座、数片头和光电传感器；其中，所述驱动电机安装于所述盒体的端部；所述滑轨设于所述盒体的竖直方向上；所述滑动座滑动连接于所述滑轨上；所述丝杆转动连接于所述盒体内的竖直方向上，且所述丝杆的一端与所述驱动电机传动连接，所述滑动座与所述丝杆螺接；所述数片头与所述滑动座相连接，所述光电传感器安装于所述数片头上；所述片盒上远离所述数片机构的一侧设有反光板；当所述片仓的卡槽内没有放置所述玻片时，所述光电传感器发射的光束经所述反光板反射后返回到所述光电传感器；当所述片仓的卡槽内放置有所述玻片时，所述光电传感器发射的光束被所述玻片遮挡，无法被所述反光板反射回到所述光电传感器。

在一些实施方式中，所述玻片存放机构还包括另一个所述存片机构，另一个所述存片机构的所述片盒上在远离所述数片机构的一侧设有另一个反光板；两个所述存片机构分设于所述数片机构的两侧；所述光电传感器设有两个，分别用于向两个所述存片机构发射光束。

在一些实施方式中，所述载物平台包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X向位移机构、Y向位移机构和Z向位移机构；其中，所述Z向位移机构、Y向位移机构和X向位移机构依次连接；所述Z向位移机构穿过所述Y向位移机构和所述X向位移机构；所述Z向位移机构包括载物台、第一限位机构和第二限位机构；所述载物台上设有用于定位玻片插入深度的定位槽；所述第一限位机构和所述第二限位机构沿玻片的插入方向依次设置于所述载物台上；所述第一限位机构和所述第二限位机构各包括两个垂直玻片的插入方向并间隔设置于所述定位槽两侧的导向压块；所述导向压块包括连接部和凸出部；所述连接部与所述载物台相连接；所述凸出部连接于所述连接部远离所述载物台的一侧，并且，所述凸出部向着所述定位槽的方向凸出。

在一些实施方式中，所述载物平台还包括转动板和转动复位机构；所述转动板通过所述转动复位机构转动连接于所述载物台上并位于所述定位槽的一侧；在所述玻片插入所述定位槽的过程中，所述玻片挤压并推动所述转动板转动，所述转动复位机构用于向所述转动板提供恢复到未转动前状态的恢复力。

在一些实施方式中，所述取片机构包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X轴位移机构、Y轴位移机构和Z轴位移机构；其中，所述Z轴位移机构、X轴位移机构和Y轴位移机构依次连接；所述Z轴位移机构穿过所述X轴位移机构和Y轴位移机构；所述Z轴位移机构的移动部件上安装有用于夹持玻片的玻片夹。

在一些实施方式中，所述显微镜组件包括悬臂、相机、镜筒、转换器、物镜、从动齿轮、传动电机和主动齿轮；所述悬臂的一端固定安装于所述底座上，所述镜筒设于所述悬臂的另一端；所述相机安装于所述镜筒的顶部；所述物镜通过所述转换器安装于所述镜筒的底部；所述转换器上设有从动齿轮；所述传动电机安装于所述悬臂上；所述主动齿轮安装于所述传动电机的转动上，并且，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。

在一些实施方式中，还包括扫码头；所述扫码头安装于所述悬臂上；所述玻片上设有特征码；所述扫码头用于识别所述特征码中的信息。

在一些实施方式中，还包括泵油系统，所述泵油系统安装于所述底座上；所述泵油系统的油嘴安装于所述悬臂上；所述泵油系统用于向所述取片机构上转运的玻片进行滴油。

在一些实施方式中，所述聚光组件包括聚光镜、Z位移机构和X位移机构；所述聚光镜安装于所述Z位移机构上，所述Z位移机构通过所述X位移机构与所述底座相连接。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明所述的精子分析仪包括可在小范围内码放多个玻片的玻片存放机构、可用于放置待观察玻片的载物平台、可用于从玻片存放机构上取出玻片并转运到载物平台上的取片机构、可用于对载物平台上放置的玻片进行观察分析的显微镜组件和可用于将光线集中到载物平台上放置的玻片上的聚光组件，本发明通过合理的空间设计和布置，使得该精子分析仪结构简单、功能完善、使用方便，可减少人工参与，并且具有高通量，从而极大提高了精子分析的效率。

附图说明

图1为本发明所述的精子分析仪的立体结构示意图。

图2为本发明中玻片存放机构的后视结构示意图。

图3为本发明中玻片存放机构中的存片机构的结构示意图。

图4为本发明中玻片存放机构中的片仓的爆炸结构示意图。

图5为本发明中玻片存放机构中的数片机构的立体结构示意图。

图6为本发明中玻片存放机构中的数片机构的前视结构示意图。

图7为本发明中载物平台的立体结构示意图。

图8为本发明中载物平台的仰视结构示意图。

图9为本发明中载物平台中的Z向位移机构的立体结构示意图。

图10为本发明中载物平台中的Z向位移机构的仰视结构示意图。

图11为本发明中载物平台中的Z向位移机构的左视结构示意图。

图12为本发明中载物平台中的导向压块的立体结构示意图。

图13为本发明中取片机构的立体结构示意图。

图14为本发明中取片机构中的Z轴位移机构和X轴位移机构的连接结构示意图。

图15为本发明中取片机构中的Z轴位移机构的右视结构示意图。

图16为本发明中取片机构中的Z轴位移机构的前视结构示意图。

图17为本发明中取片机构中的Z轴位移机构的后视结构示意图。

图18为本发明中显微镜组件的立体结构示意图。

图19为本发明中显微镜组件另一方向的立体结构示意图。

图20为本发明中聚光组件的立体结构示意图。

图中各标号的释义为：底板1000，玻片1001，底座2000，支撑柱2001，玻片存放机构3000，数片机构3001，存片机构3002，盒体3010，驱动电机3011，丝杆3012，滑轨3013，滑动座3014，数片头3015，光电传感器3016，光束3017，限位机构3018，磁栅尺3019，磁头3110，片盒3021，片仓3022，底座板3211，侧板3212，封板3213，反光板3214，定位机构3215，把手3221，背板3222，夹板3223，第一连接板3224，取片机构4000，Y轴滑轨4011，Y轴齿条4012，Y轴电机4013，Y轴底板4014，Y轴磁栅尺4015，Y轴限位机构4016，X轴滑轨4021，X轴齿条4022，X轴电机4023，X轴底板4024，X轴磁栅尺4025，X轴限位机构4026，箱体4030，Z轴电机4031，Z轴滑轨4032，传动丝杆4033，滑台4034，Z轴磁栅尺4035，Z轴限位机构4036，第二连接板4050，玻片夹4060，载物平台5000，X向底板5001，X向电机5002，X向磁栅头5003，X向磁栅5004，X向滑轨5005，X向齿条5010，Y向限位机构5006，Y向滑轨5007，Y向底板5008，Y向齿条5011，Y向电机5012，直线电机组件5009，直线电机安装座5013，第一Z向限位机构5014，第二Z向限位机构5015，Z向光栅头5016，Z向光栅5017，载物台5018，转动板5019，第一限位机构5020，第二限位机构5021，微动开关5022，转动复位机构5023，直线电机定子部5024，直线电机转子部5025，Z向滑轨5026，连接部5028，凸出部5029，显微镜组件6000，悬臂6001，相机6002，镜筒6003，转换器6004，物镜6005，从动齿轮6006，传动电机6007，主动齿轮6008，扫码头6009，扫码区6010，聚光组件7000，聚光镜7001，光线7002，Z位移机构7003，X位移机构7004，泵油系统8000，油嘴8001，电气组件9000。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例所述的一种精子分析仪包括底板1000、底座2000、玻片存放机构3000、载物平台5000、取片机构4000、显微镜组件6000和聚光组件7000。为便于描述，引入附图中所示的空间直角坐标系来阐释本申请实施例的相关结构，其中，X轴所示方向为前方，Y轴所示方向为右方，Z轴所示方向为上方。

所述底板1000为一块矩形平板且水平设置，底板1000作为其他零部件的支撑基础。

所述底座2000的四角各通过一个支撑柱2001以悬空连接在底板1000的上方，支撑柱2001与底板1000和底座2000之间可以通过螺栓等连接件进行锁紧，使得底座2000与底板1000之间间隔出一个空间，以容纳一些零部件，进而缩小整个仪器的体积。玻片存放机构3000、载物平台5000、取片机构4000、显微镜组件6000和聚光组件7000均安装于底座2000上。

具体的，如图1所示，玻片存放机构3000安装于底座2000上前侧的中部位置，用于码放多个玻片1001。如图2所示，玻片存放机构3000包含至少一个存片机构3002，所述存片机构3002包括片盒3021和可插入片盒3021内的片仓3022。

如图3所示，片盒3021可以由底座板3211、侧板3212和封板3213组成。其中，两个侧板3212在左右方向上间隔一定距离平行设置。封板3213则连接于两个侧板3212的前部之间，底座板3211连接于封板3213及两个侧板3212的底部之间。这样一来，底座板3211、侧板3212和封板3213便能够围合成一个腔体用于容纳所述片盒3021。

如图4所示，片仓3022可以由背板3222、夹板3223和第一连接板3224组成。两个夹板3223在左右方向上间隔一定距离平行设置，两个夹板3223的相向内侧面上沿竖直方向堆叠开设有多个用于放置玻片1001的卡槽。背板3222连接于两个夹板3223的前部之间。第一连接板3224连接于两个夹板3223的底部之间。这里，由于玻片1001可以堆叠放置在片仓3022内，使得一个片仓3022可以放置大量的玻片1001，并且不会占用大量的空间。例如放置三十五个玻片1001，片仓3022的高度也不过五十厘米，使得整个存片机构3002的结构十分紧凑。同时，由于片仓3022和片盒3021都没有后部，使得玻片1001可以从后部放入或取出。

片仓3022可以通过这样的结构来实现与片盒3021的进出：所述片仓3022还包括把手3221，所述把手3221同时与所述背板3222和夹板3223的顶部相连接。由于片盒3021没有顶部，相当于片盒3021的顶部具有开口。可以通过把手3221将片仓3022从片盒3021的顶部开口放入到片盒3021内，或者从该开口将片仓3022取出。这样的好处是，片仓3022与片盒3021之间竖向装配，并且还可以在片盒3021内设置台阶面以防止片仓3022从片盒3021的后部滑出，从而保证片仓3022在片盒3021内安全稳固。

所述背板3222、夹板3223、第一连接板3224和把手3221之间既可选择如图4那样采用例如螺栓等紧固件实现可拆卸连接装配以便于制造，也可直接一体成型以提高结构强度。

为了进一步调整片仓3022在片盒3021内的位置，还可以在片盒3021的侧板3212和/或封板3213上加装若干个定位机构3215，例如在右侧的侧板3212上加装弹簧柱塞以将片仓3022向左挤压，或在封板3213上加装弹簧柱塞以将片仓3022向前挤压以便与片盒3021内设置的台阶面相抵触。这样一来，插入片盒3021内的片仓3022便能自适应调整位置，始终处于预设位置上。

如图2所示，本申请实施例所述的玻片存放机构3000还可以包含一个与存片机构3002并排设置的数片机构3001，用于对存片机构3002内存放的玻片1001进行检测和计数。

如图5所示，所述数片机构3001包括盒体3010、驱动电机3011、丝杆3012、滑轨3013、滑动座3014、数片头3015和光电传感器3016。其中，所述驱动电机3011可以安装于所述盒体3010的下端部。所述滑轨3013设于所述盒体3010左侧或右侧的竖直方向上。所述滑动座3014滑动连接于所述滑轨3013上。所述丝杆3012通过轴承等转动件转动连接于所述盒体3010内的竖直方向上，且所述丝杆3012的下端与所述驱动电机3011的转轴传动连接，所述滑动座3014上设有丝杆螺母以便于与所述丝杆3012螺接，以便带动光电传感器3016上下移动，从而检测各个位置是否有玻片1001。所述数片头3015与所述滑动座3014相连接，所述光电传感器3016安装于所述数片头3015上。与此同时，所述片盒3021上远离所述数片机构3001一侧的侧板3212上设有反光板3214。

这样一来，当所述片仓3022的卡槽内没有放置所述玻片1001时，所述光电传感器3016发射的光束3017经所述反光板3214反射后返回到所述光电传感器3016；当所述片仓3022的卡槽内放置有所述玻片1001时，所述光电传感器3016发射的光束3017被所述玻片1001遮挡，无法被所述反光板3214反射回到所述光电传感器3016。这样便能检测到片仓3022内是否放置有玻片1001。同时，光电传感器3016可以由丝杆3012驱动而遍历存片机构3002上下所有的卡槽位置，光电传感器3016与反光板3214相配合能够识别每个位置上有无玻片1001，将检测数据传输给相应的控制系统；遍历完毕，即可得到存片机构3002中装入玻片1001的位置和数量。

本申请实施例中，光电传感器3016可以是回归反射型光电传感器。回归反射型光电传感器是把发射器和接收器装入同一个装置内，在其前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器。正常情况下，发射器发出的光被反光板反射回来被接收器收到；一旦光路被检测物挡住，接收器检测的光信号有变化，光电传感器就动作，输出一个开关控制信号。

如图5所示，为了避免滑动座3014的运动超过玻片1001的存放区域而过度运动，本申请实施例可以在盒体3010上对应所述数片头3015的两端预设运动极限位置处各至少设有一个限位机构3018，例如光电开关。光电开关检测到滑动座3014运动到预设的极限位置时，对驱动电机3011反馈信号，使驱动电机3011停止动作，进而滑动座3014停止在滑轨3013上滑动，最终终止数片头3015的运动。

为了精确地控制滑动座3014在滑轨3013上的移动位置，如图6所示，本申请实施例还可以在盒体3010的左侧平行滑轨3013设置一个磁栅尺3019，并在滑动座3014上加装一个能够延伸到盒体3010后部的移动座，在该移动座上设置一个能够与磁栅尺3019配套使用的磁头3110。磁栅尺和磁头组成的部件称为磁栅式长度传感器，简称磁栅，其测长精度可达3微米/1000毫米，测角精度可达1″/360°。

为了进一步提高本申请实施例装载玻片1001的数量，如图2所示，本申请实施例可以在数片机构3001的两侧各并排设置一个存片机构3002，然后在数片头3015上设置两个光电传感器3016，分别用于向两个所述存片机构3002发射光束3017。这样一来，存放玻片1001的数量成倍提高，例如之前只能存放三十五个玻片1001，现在便能存放七十个玻片1001。但其结构并没有显著增大，依然小巧紧凑。

本申请实施例所述的载物平台5000安装于底座2000上前侧的靠右位置，即位于玻片存放机构3000的右侧，载物平台5000用于放置待观察分析的玻片。如图7所示，本申请实施例所述的载物平台5000包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X向位移机构、Y向位移机构和Z向位移机构。

其中，所述X向位移机构是Y向位移机构和Z向位移机构的安装基础。Y向位移机构安装于X向位移机构上，Z向位移机构则安装于Y向位移机构上。并且，Y向位移机构和X向位移机构上均开设有供Z向位移机构穿过的通孔，使得Z向位移机构能够穿过Y向位移机构和X向位移机构，从而减小整个载物平台5000的空间占用。

如图9所示，所述Z向位移机构包括载物台5018、第一限位机构5020和第二限位机构5021。载物台5018主要用于承载玻片1001，载物台5018上设有用于定位玻片1001插入深度的定位槽，即玻片1001在载物台5018上向前插入的深度主要由定位槽决定。

第一限位机构5020和第二限位机构5021沿玻片1001的插入方向依次设置于载物台5018上，第一限位机构5020位于第二限位机构5021的后侧，第一限位机构5020和第二限位机构5021用于限定玻片1001插入时其宽度方向上的位置，即第一限位机构5020和第二限位机构5021用于限定玻片1001插入时的左右位置。具体的，所述第一限位机构5020和所述第二限位机构5021各包括两个垂直玻片1001的插入方向并间隔设置于所述定位槽左右两侧的导向压块。

如图12所示，所述导向压块包括连接部5028和凸出部5029。所述连接部5028与所述载物台5018相连接，所述凸出部5029连接于所述连接部5028远离所述载物台5018的一侧(即上侧)，并且，所述凸出部5029向着所述定位槽的方向凸出。这样一来，玻片1001在放置到载物台5018上时，需依次穿过第一限位机构5020和第二限位机构5021后插入到定位槽中，玻片1001的插入深度主要由定位槽决定，第一限位机构5020和第二限位机构5021中的导向压块的连接部5028限定玻片1001不会在左右方向上发生晃动，凸出部5029则限定玻片1001不会在上下方向上发生晃动，如此，便使得玻片1001具有唯一的插入运动路线，便于玻片1001在载物台5018插入时快速定位和准确定位，从而提高后续其所进行的检测效率。

为便于玻片1001的插入，如图12所示，导向压块的连接部5028在靠近定位槽的一侧具有倒角S1，该倒角S1位于迎向玻片1001的插入方向的一侧，并且，该倒角S1沿着玻片1001的插入方向逐渐收拢。与之对应的，导向压块的凸出部5029的相应位置也设有倒角S2。这样，在玻片1001插入的过程中，由于倒角S1和倒角S2的导向作用，玻片1001不会与导向压块发生碰撞，插入的过程也更顺畅。

为了使玻片1001能比较顺利地插入到载物台5018上的定位槽中，定位槽的宽度一般需要略大于玻片1001的宽度，但这样可能会导致玻片1001在定位槽中的位置不够精确。因此，为了进一步提高玻片1001在定位槽中的位置准确性，如图9和图10所示，本申请实施例所述的Z向位移机构还可以包括转动板5019和转动复位机构5023。所述转动板5019通过所述转动复位机构5023转动连接于所述载物台5018上并位于所述定位槽的一侧，例如转动板5019位于定位槽的右侧，转动板5019靠近定位槽的一侧(即左侧)为弧形边缘，这样一来，在所述玻片1001插入所述定位槽的过程中，所述玻片1001挤压该弧形边缘以推动所述转动板5019转动(图7中为逆时针方向转动)。所述转动复位机构5023用于向所述转动板5019提供恢复到未转动前状态的恢复力，即转动复位机构5023始终能够向玻片1001提供一个向左的推力，使得玻片1001的左侧能始终与定位槽的左侧边缘对齐，从而使玻片1001在定位槽内的位置唯一且精确。转动复位机构5023可以是扭簧机构，在旋转后能够提供回转恢复力，以使转动板5019顺时针方向转动。另外，还可在载物台5018上设置一个微动开关5022，并在转动板5019上延伸出一个触头，在玻片1001插入定位槽的过程中，转动板5019转动一定角度后，其触头触动微动开关5022，微动开关5022便能反馈信号到相应的控制系统，表明定位槽中已插入玻片1001，避免其他玻片1001插入。

如图7和图8所示，本申请实施例所述的X向位移机构可以包括X向底板5001、X向滑轨5005、X向电机5002和X向齿条5010。其中，X向底板5001平行X轴和Y轴所在的平面设置。所述X向齿条5010平行空间直角坐标系的X轴方向设置并连接于所述X向底板5001的底部。所述X向滑轨5005和所述X向电机5002均固定设置，例如均固定设置于底座2000上。所述X向滑轨5005平行所述X向齿条5010设置，所述X向底板5001滑动连接于所述X向滑轨5005上，可以在X向底板5001的左右两侧分别对应设置一个X向齿条5010以增强X向底板5001在X向滑轨5005上滑动时的稳定性。所述X向齿条5010与所述X向电机5002传动连接，X向电机5002的转轴上安装有齿轮，该齿轮与X向齿条5010相啮合，X向电机5002转动时便能驱动X向底板5001在X向滑轨5005上滑动。所述X向底板5001上开设有供所述Z向位移机构穿过的通孔。

为了检测X向底板5001的运动，如图7所示，本申请实施例所述的X向位移机构还可以包括配套使用的X向磁栅头5003和X向磁栅5004。所述X向磁栅5004平行所述X向齿条5010固定设置，例如固定设置于底座2000上。所述X向磁栅头5003安装于所述X向底板5001上。X向磁栅头5003和X向磁栅5004共同组成磁栅长度传感器，这是一种采用电磁方法记录磁波数目的位置测量装置，其工作原理是电磁感应原理，当线圈在一个周期性磁体表面附近匀速运动时，线圈上就会产生不断变化的感应电动势。感应电动势的大小，既和线圈的运动度有关，还和磁性体与线圈接触时的磁性大小及变化率有关。根据感应电动势的变化情况，就可获得线圈与磁体相对位置和运动的信息。

如图7和图8所示，本申请实施例所述的Y向位移机构可以包括Y向底板5008、Y向滑轨5007、Y向齿条5011和Y向电机5012。所述Y向底板5008平行所述X向底板5001设置。所述Y向滑轨5007平行空间直角坐标系的Y轴方向设置并连接于所述X向位移机构的X向底板5001上，所述Y向底板5008滑动连接于所述Y向滑轨5007上。所述Y向齿条5011平行所述Y向滑轨5007设置于所述Y向底板5008的底部。所述Y向电机5012固定设置并与所述Y向齿条5011传动连接，例如，所述Y向电机5012固定设置底座2000平台上，Y向电机5012的转轴上安装有齿轮，该齿轮与Y向齿条5011相啮合，Y向电机5012转动时便能驱动Y向底板5008在Y向滑轨5007上滑动。所述Y向底板5008上开设有供所述Z向位移机构穿过的通孔。

为了防止Y向底板5008在Y向滑轨5007上滑脱，如图7所示，本申请实施例所述的Y向位移机构可以包括Y向限位机构5006。所述X向位移机构的X向底板5001上对应所述Y向底板5008左右两端运动极限位置处各设有至少一个所述Y向限位机构5006。Y向限位机构5006可以是光电限位开关。

如图7和图10所示，本申请实施例所述的Z向位移机构还可以包括直线电机安装座5013和直线电机组件5009。所述直线电机安装座5013的顶部与Y向位移机构的Y向底板5008的底部相连接。直线电机组件5009安装于直线电机安装座5013上，如图11所示，直线电机组件5009包括直线电机定子部5024和直线电机转子部5025。直线电机定子部5024固定于直线电机安装座5013内，直线电机转子部5025与直线电机定子部5024传动连接，并且，所述直线电机转子部5025的运动方向为平行空间直角坐标系的Z轴方向。所述载物台5018与所述直线电机转子部5025相连接，即直线电机转子部5025可以带动载物台5018在Z轴方向上上下运动。还可以在载物台5018与直线电机安装座5013之间设置Z向滑轨5026，该Z向滑轨5026平行空间直角坐标系的Z轴方向设置，以提高载物台5018在Z轴方向上上下运动时的稳定性。

为了限制载物台5018在Z轴方向上上下运动的位置，如图9所示，本申请实施例所述的Z向位移机构还可以包括第一Z向限位机构5014和第二Z向限位机构5015。所述直线电机安装座5013上对应所述直线电机转子部5025的两端运动极限位置处分别设置所述第一Z向限位机构5014和所述第二Z向限位机构5015，例如，第一Z向限位机构5014可以用于运动上限位置的检测，第二Z向限位机构5015可以用于运动下限位置的检测。第一Z向限位机构5014和第二Z向限位机构5015可以都是光电限位开关。

为了检测载物台5018在Z轴方向上上下运动的位置，如图9所示，本申请实施例所述的Z向位移机构还可以包括配套使用的Z向光栅头5016和Z向光栅5017。所述Z向光栅头5016安装于所述直线电机安装座5013上，所述Z向光栅5017平行空间直角坐标系的Z轴方向设置并连接于所述载物台5018上。Z向光栅头5016和Z向光栅5017组成光栅传感器，光栅传感器实际上是光电传感器的一个特殊应用，由于光栅测量具有结构简单、测量精度高、易于实现自动化和数字化等优点，因而得到了广泛的应用。

本申请实施例所述的取片机构4000安装于底座2000上后侧的靠左位置，即大体上位于玻片存放机构3000的后侧，取片机构4000用于从玻片存放机构3000上取出玻片并转运到载物平台5000上。如图13所示，本申请实施例所述的取片机构4000包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X轴位移机构、Y轴位移机构和Z轴位移机构。

其中，如图13所示，Y轴位移机构主要由Y轴滑轨4011、Y轴齿条4012、Y轴电机4013和Y轴底板4014组成。Y轴位移机构可以直接安装到底座2000上，所述Y轴滑轨4011和所述Y轴齿条4012均沿所述空间直角坐标系的Y轴设置于底座2000上。所述Y轴底板4014滑动连接于所述Y轴滑轨4011上并可在Y轴滑轨4011上自由滑动。所述Y轴电机4013设于所述Y轴底板4014上，所述Y轴电机4013的转轴上安装有与所述Y轴齿条4012啮合的齿轮，通过Y轴电机4013驱动Y轴底板4014沿Y轴滑轨4011滑动。所述Y轴底板4014上开设有供所述Z轴位移机构穿过的通孔。该底座2000上也可以开设一个供所述Z轴位移机构穿过的通孔。

为了精确地控制Y轴底板4014在Y轴方向上的移动位置，如图13所示，本申请实施例还可以在底座2000上设置一个沿所述空间直角坐标系的Y轴设置的Y轴磁栅尺4015，并在所述Y轴底板4014上安装一个与所述Y轴磁栅尺4015配套使用的Y磁头。磁栅尺和磁头组成的部件称为磁栅式长度传感器，简称磁栅，其测长精度可达3微米/1000毫米，测角精度可达1″/360°。

为了避免Y轴底板4014在Y轴滑轨4011上滑脱，还可以在Y轴滑轨4011的两端各设置一个凸起或拧上一颗螺钉以实现机械限位。还可以在底座2000上对应Y轴底板4014的两端运动极限位置处各至少设置一个Y轴限位机构4016，例如光电开关。光电开关检测到Y轴底板4014运动到预设的极限位置时，对Y轴电机4013反馈信号，使Y轴电机4013停止动作，进而Y轴底板4014停止在Y轴滑轨4011上滑动。

如图14所示，X轴位移机构主要由X轴滑轨4021、X轴齿条4022、X轴电机4023和X轴底板4024组成。所述X轴滑轨4021和所述X轴齿条4022均沿所述空间直角坐标系的X轴设置于所述Y轴底板4014上。所述X轴底板4024滑动连接于所述X轴滑轨4021上。所述X轴电机4023设于所述X轴底板4024上，所述X轴电机4023的转轴上设有与所述X轴齿条4022啮合的齿轮，以驱动X轴底板4024在X轴滑轨4021上滑动。所述X轴底板4024上也开设有供所述Z轴位移机构穿过的通孔。

对应的，也可以在Y轴底板4014上设置一个沿所述空间直角坐标系的X轴布置的X轴磁栅尺4025，并在X轴底板4024上安装一个与所述X轴磁栅尺4025配套使用的X磁头，以实时反馈X轴底板4024在X轴方向上的运动位置。

同时，也可以在X轴滑轨4021的两端各设置一个凸起或拧上一颗螺钉以实现机械限位来避免X轴底板4024在X轴滑轨4021上滑脱。还可以在Y轴底板4014上对应X轴底板4024的两端运动极限位置处各至少设置一个X轴限位机构4026，例如光电开关。光电开关检测到X轴底板4024运动到预设的极限位置时，对X轴电机4023反馈信号，使X轴电机4023停止动作，进而X轴底板4024停止在X轴滑轨4021上滑动。

如图14-图15所示，Z轴位移机构主要由箱体4030、Z轴电机4031、Z轴滑轨4032、传动丝杆4033和滑台4034组成。所述箱体4030沿所述空间直角坐标系的Z轴设置并通过角码等连接座类型的固定件连接于所述X轴底板4024上。所述箱体4030的一部分穿过所述X轴底板4024的通孔和所述Y轴底板4014通孔并向下延伸出去。所述Z轴滑轨4032沿所述空间直角坐标系的Z轴设置于所述箱体4030上。所述传动丝杆4033沿所述空间直角坐标系的Z轴转动连接于所述箱体4030内。所述Z轴电机4031设于所述箱体4030的下端，所述Z轴电机4031的转轴与所述传动丝杆4033的下端相连接。所述滑台4034滑动连接于所述Z轴滑轨4032上，并且，所述滑台4034具有丝杆螺母以便于所述传动丝杆4033螺接，以通过Z轴电机4031带动传动丝杆4033转动时，滑台4034能随之在Z轴滑轨4032上进行上下滑动。

所述玻片夹4060可以直接安装到所述滑台4034上。所述玻片夹4060是一种专门用于取放玻片1001的夹持机构，它具有两个夹持臂，在两个夹持臂的相对内侧具有与玻片1001厚度相适配的凹槽，玻片夹4060在取放玻片1001时，是通过将玻片1001置入到凹槽内来实现玻片的夹持和定位的。为了扩大玻片夹4060的夹取范围，如图14所示，还可以在滑台4034和玻片夹4060之间再连接一个第二连接板4050。

由于箱体4030下段的一部分以及连接于箱体4030下端的Z轴电机4031均位于X轴底板4024和Y轴底板4014的下方，使得Z轴位移机构在Z轴方向上凸出X轴底板4024所占用的空间更少，在不影响运动范围的情况下缩小了整个玻片取片机构4000的空间占用体积，以便于将本申请实施例安装到一些空间狭小的仪器内。

对应的，如图16所示，可以在箱体4030上设置一个沿所述空间直角坐标系的Z轴设置的Z轴磁栅尺4035，并在滑台4034上安装一个与所述Z轴磁栅尺4035配套使用的Z磁头，以实时反馈滑台4034在Z轴方向上的运动位置。

同时，也可以在Z轴滑轨4032的两端各设置一个凸起或拧上一颗螺钉以实现机械限位来避免滑台4034在Z轴滑轨4032上滑脱。如图17所示，还可以在箱体4030上对应滑台4034的两端运动极限位置处各至少设置一个Z轴限位机构4036，例如光电开关。光电开关检测到滑台4034运动到预设的极限位置时，对Z轴电机4031反馈信号，使Z轴电机4031停止动作，进而滑台4034停止在Z轴滑轨4032上滑动。

本申请实施例所述的取片机构4000由于具有可在空间直角坐标系的X、Y、Z轴上进行往复运动的X轴位移机构、Y轴位移机构和Z轴位移机构，可使位于Z轴位移机构上的玻片夹4060夹取到空间中任一位置的玻片1001。在调试好相应的参数后，其用于玻片1001的取放操作快速可靠，极大提高了分析仪器中玻片的取放效率和放置准确率，减少了人工参与，可靠性更高。并且，由于Z轴位移机构的一部分穿过X轴位移机构和Y轴位移机构，使得整个取片机构4000的体积很小，具有更好的安装容错率，能够安装到空间更加狭小的仪器内，从而缩小整个仪器的体积。

本申请实施例所述的显微镜组件6000安装于底座2000上靠右侧的位置，显微镜组件6000用于对载物平台5000上放置的玻片1001进行放大观察分析和拍照。如图18和图19所示，本申请实施例所述的显微镜组件6000包括悬臂6001、相机6002、镜筒6003、转换器6004、物镜6005、从动齿轮6006、传动电机6007和主动齿轮6008。所述悬臂6001沿X轴方向前后设置，悬臂6001的后端固定安装于底座2000的后侧靠右的位置，镜筒6003则设于悬臂6001的前端。

镜筒6003的下端通过转换器6004安装有物镜6005，镜筒6003的上端为目镜端，为了便于快速对玻片上的精子进行分析，本申请实施例在目镜端安装了一个工业相机6002，通过该相机6002对显微镜观察到的图像进行拍照，以便于传输到分析系统进行快速分析。为了实现物镜6005的快速切换，在转换器6004上设置有从动齿轮6006，在悬臂6001上还安装了一个传动电机6007，并在该传动电机6007的转轴上安装了主动齿轮6008，通过主动齿轮6008与从动齿轮6006的啮合，传动电机6007便可以驱动转换器6004转动，从而实现物镜6005的切换，提高仪器的自动化程度。

如图18所示，还可以在悬臂6001上加装一个扫码头6009，在玻片1001上可以设置特征码，例如条形码或二维码，该特征码内包含了预设的检测项目信息。取片机构4000在从玻片存放机构3000上取出玻片1001并转运到载物平台5000的过程中，可以先将玻片1001送到扫码头6009下方的扫码区6010进行扫描，以识别读取信息，然后在载物平台5000通过显微镜组件6000对玻片1001进行观察时，便能根据读取的信息进行相应的分析项目，例如分析精子活性、碎片率等。

某些检测项目可能需要滴油，因此，如图1所示，本申请实施例还可以在底座2000上安装一个泵油系统8000，并将该泵油系统8000的油嘴8001安装到如图18所示的悬臂6001上。泵油系统8000用于向所述取片机构4000上转运的玻片1001进行滴油，以提高显微镜组件6000在观察时的放大倍数。

如图1所示，在底座2000的下方还安装有聚光组件7000，聚光组件7000位于载物平台5000的下方，聚光组件7000用于将光线7002集中到载物平台5000上放置的玻片1001上，以加强对玻片1001的照明，并使光线7002进入到相机6002中。

如图20所示，所述聚光组件7000包括聚光镜7001、Z位移机构7003和X位移机构7004。所述聚光镜7001安装于所述Z位移机构7003上，所述Z位移机构7003通过所述X位移机构7004与所述底座2000相连接。Z位移机构7003和X位移机构7004可以调节聚光镜7001在Z轴方向和Y轴方向上的位置，以达到对玻片更好的照明效果。Z位移机构7003和X位移机构7004与载物平台5000中的X向位移机构和Z向位移机构的结构及动作原理基本相同，为节约篇幅，此处不再赘述。

在底板1000上还可以额外设置一个光源，以增强对聚光组件7000的光线7002亮度。

各个机构配套的电气组件9000可以安装在底板1000的后侧，例如电源、控制系统、分析系统等。

本发明的工作流程大体如下：操作人员将玻片1001码放入片仓3022内，然后将装满玻片1001的片仓3022插入片盒3021内并固定。之后，操作人员启动电气组件9000内的电源、控制系统和分析系统等，数片机构3001上下移动识别出存片机构3002内玻片1001的位置和数量。取片机构4000从玻片存放机构3000中取出玻片1001，移动至扫码头6009的扫码区6010进行扫描，识别需要进行的分析项目(精子活性、碎片率等)，泵油系统8000根据分析项目确定是否需要对玻片1001进行滴油。之后，取片机构4000将玻片1001移动至载物平台5000上，显微镜组件6000根据扫码头6009扫描到的项目信息，由传动电机6007调整转换器6004选择对应的物镜6005，聚光组件7000自动对焦，相机6002按相应分析规范拍摄照片，传回分析系统进行对应的分析处理。然后，取片机构4000将玻片1001放回玻片存放机构3000原位置。以上为一个玻片1001的分析工作节拍。重复上述工作节拍，至玻片存放机构3000中待分析的玻片1001全部检测完毕。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种精子分析仪，其特征在于，包括：

底板(1000)，水平设置；

底座(2000)，通过多个支撑柱(2001)悬空设置于所述底板(1000)的上方；

玻片存放机构(3000)，安装于所述底座(2000)上，用于码放多个玻片；

载物平台(5000)，安装于所述底座(2000)上，并位于所述玻片存放机构(3000)的旁边，用于放置待观察分析的玻片；

取片机构(4000)，安装于所述底座(2000)上，并位于所述玻片存放机构(3000)的旁边，用于从所述玻片存放机构(3000)上取出玻片并转运到所述载物平台(5000)上；

显微镜组件(6000)，安装于所述底座(2000)上，并位于所述载物平台(5000)的上方，用于对所述载物平台(5000)上放置的玻片进行观察分析；

聚光组件(7000)，安装于所述底座(2000)上，并位于所述载物平台(5000)的下方，用于将光线集中到所述载物平台(5000)上放置的玻片上。

2.如权利要求1所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述玻片存放机构(3000)包括存片机构(3002)和数片机构(3001)；

所述存片机构(3002)包括片盒(3021)和片仓(3022)；所述片盒(3021)的内部具有容纳所述片仓(3022)的腔体；所述片仓(3022)可拆卸地嵌设于所述片盒(3021)内的腔体中；所述片仓(3022)内沿竖直方向堆叠设置有多个用于放置玻片(1001)的卡槽；所述片盒(3021)的前部和所述片仓(3022)的前部均开设有供所述玻片(1001)出入的开口；

所述数片机构(3001)与所述存片机构(3002)并排设置；所述数片机构(3001)包括盒体(3010)、驱动电机(3011)、丝杆(3012)、滑轨(3013)、滑动座(3014)、数片头(3015)和光电传感器(3016)；其中，所述驱动电机(3011)安装于所述盒体(3010)的端部；所述滑轨(3013)设于所述盒体(3010)的竖直方向上；所述滑动座(3014)滑动连接于所述滑轨(3013)上；所述丝杆(3012)转动连接于所述盒体(3010)内的竖直方向上，且所述丝杆(3012)的一端与所述驱动电机(3011)传动连接，所述滑动座(3014)与所述丝杆(3012)螺接；所述数片头(3015)与所述滑动座(3014)相连接，所述光电传感器(3016)安装于所述数片头(3015)上；所述片盒(3021)上远离所述数片机构(3001)的一侧设有反光板(3214)；当所述片仓(3022)的卡槽内没有放置所述玻片(1001)时，所述光电传感器(3016)发射的光束(3017)经所述反光板(3214)反射后返回到所述光电传感器(3016)；当所述片仓(3022)的卡槽内放置有所述玻片(1001)时，所述光电传感器(3016)发射的光束(3017)被所述玻片(1001)遮挡，无法被所述反光板(3214)反射回到所述光电传感器(3016)。

3.如权利要求2所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述玻片存放机构(3000)还包括另一个所述存片机构(3002)，另一个所述存片机构(3002)的所述片盒(3021)上在远离所述数片机构(3001)的一侧设有另一个反光板(3214)；两个所述存片机构(3002)分设于所述数片机构(3001)的两侧；

所述光电传感器(3016)设有两个，分别用于向两个所述存片机构(3002)发射光束(3017)。

4.如权利要求1所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述载物平台(5000)包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X向位移机构、Y向位移机构和Z向位移机构；

其中，所述Z向位移机构、Y向位移机构和X向位移机构依次连接；所述Z向位移机构穿过所述Y向位移机构和所述X向位移机构；

所述Z向位移机构包括载物台(5018)、第一限位机构(5020)和第二限位机构(5021)；所述载物台(5018)上设有用于定位玻片(1001)插入深度的定位槽；所述第一限位机构(5020)和所述第二限位机构(5021)沿玻片(1001)的插入方向依次设置于所述载物台(5018)上；

所述第一限位机构(5020)和所述第二限位机构(5021)各包括两个垂直玻片(1001)的插入方向并间隔设置于所述定位槽两侧的导向压块；所述导向压块包括连接部(5028)和凸出部(5029)；所述连接部(5028)与所述载物台(5018)相连接；所述凸出部(5029)连接于所述连接部(5028)远离所述载物台(5018)的一侧，并且，所述凸出部(5029)向着所述定位槽的方向凸出。

5.如权利要求5所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述载物平台(5000)还包括转动板(5019)和转动复位机构(5023)；所述转动板(5019)通过所述转动复位机构(5023)转动连接于所述载物台(5018)上并位于所述定位槽的一侧；在所述玻片(1001)插入所述定位槽的过程中，所述玻片(1001)挤压并推动所述转动板(5019)转动，所述转动复位机构(5023)用于向所述转动板(5019)提供恢复到未转动前状态的恢复力。

6.如权利要求1所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述取片机构(4000)包括可分别在空间直角坐标系的X、Y、Z轴方向上进行往复运动的X轴位移机构、Y轴位移机构和Z轴位移机构；

其中，所述Z轴位移机构、X轴位移机构和Y轴位移机构依次连接；所述Z轴位移机构穿过所述X轴位移机构和Y轴位移机构；所述Z轴位移机构的移动部件上安装有用于夹持玻片的玻片夹(4060)。

7.如权利要求1所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述显微镜组件(6000)包括悬臂(6001)、相机(6002)、镜筒(6003)、转换器(6004)、物镜(6005)、从动齿轮(6006)、传动电机(6007)和主动齿轮(6008)；

所述悬臂(6001)的一端固定安装于所述底座(2000)上，所述镜筒(6003)设于所述悬臂(6001)的另一端；

所述相机(6002)安装于所述镜筒(6003)的顶部；所述物镜(6005)通过所述转换器(6004)安装于所述镜筒(6003)的底部；所述转换器(6004)上设有从动齿轮(6006)；

所述传动电机(6007)安装于所述悬臂(6001)上；所述主动齿轮(6008)安装于所述传动电机(6007)的转动上，并且，所述主动齿轮(6008)与所述从动齿轮(6006)相啮合。

8.如权利要求7所述的一种精子分析仪，其特征在于：还包括扫码头(6009)；所述扫码头(6009)安装于所述悬臂(6001)上；所述玻片(1001)上设有特征码；所述扫码头(6009)用于识别所述特征码中的信息。

9.如权利要求7所述的一种精子分析仪，其特征在于：还包括泵油系统(8000)，所述泵油系统(8000)安装于所述底座(2000)上；所述泵油系统(8000)的油嘴(8001)安装于所述悬臂(6001)上；所述泵油系统(8000)用于向所述取片机构(4000)上转运的玻片(1001)进行滴油。

10.如权利要求1所述的一种精子分析仪，其特征在于：所述聚光组件(7000)包括聚光镜(7001)、Z位移机构(7003)和X位移机构(7004)；所述聚光镜(7001)安装于所述Z位移机构(7003)上，所述Z位移机构(7003)通过所述X位移机构(7004)与所述底座(2000)相连接。

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