CN117339775B - 一种离心位置的自动控制方法、控制系统及离心系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心检测技术领域，具体涉及一种离心位置的自动控制方法、控制系统及离心系统。方法包括：提供一种离心系统，包括：绕第一轴线旋转的第一、第二转动部；可跟随双转动部差速转动实现方位调节的角度调节部；锁定机构；获取角度调节部的第一位置信号、芯片的第二位置信号；且第一、第二位置信号不匹配时，则将锁定机构切换或保持为锁定；根据相应信号控制转动部进行差速转动；且当角度调节部转动至对应方位，再锁定锁定机构并启动离心。本发明提出了一种基于差速调节实现的离心位置的自动控制方法，其既能够利用批量化自动调节提高调节效率，同时还保证了调节精度，适用于微流控芯片的多级离心检测场景。

Description

一种离心位置的自动控制方法、控制系统及离心系统

技术领域

本发明涉及离心技术领域，具体涉及一种离心位置的自动控制方法、控制系统及离心系统。

背景技术

微流控技术是一种集样品制备和检测过程于一体的小型化分析平台，其能够在同一设备上利用离心作用促使微流控芯片上的液体进行混合、分离或药物反应，进而完成对应的检测项目。

针对不同类型的检测项目而言，其所需的离心力大小、离心位置（如角度）均需要适应性地设定。因此，对于芯片离心位置的调节就变得至关重要。

通常，主要的调节方式可以分别以下两类：

一、操作者手动调节

例如，中国发明专利申请CN1747787A公开了一种具有可转动的样品支架的离心设备。当离心管被设置在不同的偏转止挡销处时，离心管的设置角度也随之变化。但是这种调节方式仅限于试管离心。

又例如，中国实用新型专利CN211636959U公开了一种医疗检测用血液差速离心装置。在使用过程中，操作人员通过将需要检测的血液样本滑动套接坐在圆筒内，同时根据样本的高度滑动圆筒在圆柱内的高度，进而对血液样本的位置进行调节。中国发明专利申请CN111530641A还公开了一种可调节式离心转盘及其应用，其通过将卡槽固定在不同的定位孔处，则可以调节芯片的离心位置。然而，这种手动调节位置的方式在调节效率和精准度上相对较低。

二、通过电机驱动实现的自动化调节

例如，中国发明专利申请CN108380250A公开了一种双轴离心式微流控系统，该系统中设置有可转动的托盘，托盘用于设置芯片，当电机驱动托盘转动时，芯片的离心角度也随之变化。

再例如，中国发明专利申请CN101097184A公开了一种微型芯片检查装置。美国专利申请US2012/0301972A1公开了一种离心装置及其用途和离心方法（CentrifugationApparatus, Use Thereof And Centrifugation Method）。上述离心装置也采用了类似的电机调控方法。

但是，这种电机调控方法往往只能实现角度调节，且调节效力相对有限。

因此，当前亟需一种能够对待离心的芯片进行快速、精准位置调节的离心设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心位置的自动控制方法、控制系统及离心系统，部分地解决或缓解现有技术中的上述不足，能够通过单个调节电机对批量芯片的位置做出同步调节。为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种离心位置的自动控制方法，包括步骤：

S100提供一种离心系统，且所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；

S101获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置；

S102获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置；

S103判断所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；

若是，则执行离心步骤；若否，则执行离心位置调节步骤；其中，所述离心位置调节步骤包括：

S104判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

S105根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；

S106当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

本发明另一方面还提供一种离心位置的自动控制系统，包括：离心系统，所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；以及中心控制模块；

第一信号获取模块，被配置为用于获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置；

第二信号获取模块，被配置为用于获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置；并判断当前所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；若是，则通过所述中心控制模块执行离心步骤；若否，则通过中心控制模块执行离心位置调节步骤；其中，所述中心控制模块包括：

判断单元，被配置为用于判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

本发明第三方面还提供了一种双驱动式调节位置的离心系统，包括：

可绕第一轴线旋转的第一转动部；

第一电机，用于驱动所述第一转动部绕所述第一轴线旋转；

可绕所述第一轴线旋转的第二转动部；

第二电机，用于驱动所述第二转动部绕所述第一轴线旋转；至少一个角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有至少一个引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；所述角度调节部上还设置有样本装载区；

当其中一个转动部在相对应的电机的驱动下绕所述第一轴线旋转，而另一个转动部保持相对静止的状态时，所述角度调节部的第一端在两个转动部之间的差速转动作用下，通过所述滑槽与所述引导件的相互配合，沿逐渐靠近或远离所述第二转动部的旋转中心的方向运动，此时所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置也随之发生变化。

在一些实施例中，还包括：

转台，所述第一转动部的底座固定在所述转台上；

所述第一电机和第二电机之间还设置有导电滑环，所述导电滑环的定子与所述第一电机固定连接，所述导电滑环的转子与所述第一电机的输出轴固定连接；且所述导电滑环的转子还与所述第二电机的导线相连接；

其中，当所述第一电机处于运行状态而第二电机处于非运行状态时，所述定子保持相对静止，而所述转子与所述转台同步转动，从而使得所述第一转动部和第二转动部同步转动；

当所述第一电机处于非运行状态而所述第二电机处于运行状态时，所述导电滑环向所述第二电机供电，所述第二电机带动所述第二转动部相对于所述第一转动部相对转动，从而使得所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置也发生变化。

在一些实施例中，还包括：锁定机构，所述锁定机构包括：

锁定件，所述锁定件的两侧分别为锁定头和锁定底座，所述第一转动部上设置有用于容纳锁定底座的第一开孔，第二转动部上对应地设置有用于容纳锁定头的第二开孔；

第一转动部上对应于所述锁定件的位置处还设置有滑行轨道，所述滑行轨道内设置有一端与锁定件连接，并能够带动锁定件沿滑行轨道运动的连接件；所述连接件的另一端还连接有用于推动连接件往复运动的电动推杆。

在一些实施例中，所述第一转动部上沿至少一个径向方向处，设置有至少两个与所述旋转中心间距不同的第二定位件，当所述角度调节部的第二端对应地安装至不同的第二定位件处时，所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置的可调节范围也随之变化。

在一些实施例中，第二定位件包括：设置于第一转动部上的开口，且开口内侧设置有安装柱，安装柱下侧设置有弹性件，当所述安装柱受到外部作用力的按压时，安装柱被压缩在所述开口内侧。

在一些实施例中，所述角度调节部的第二端包括：第一调节杆，第一调节杆上设置有第一调节位；

以及与第一调节杆以可伸缩的方式相连接的第二调节杆，所述第二调节杆上也对应地设置有至少一个第二调节位；其中，通过调节不同调节位的对准关系，可以调节角度调节部的长度尺寸。

在一些实施例中，所述样本装载区包括：在所述角度调节部的上表面向下凸起的安装位，且所述安装位上设置有至少一个固定件，所述固定件用于安装待测芯片。

在一些实施例中，所述固定件为从安装位上凸起的安装柱，且所述待测芯片上对应地设置有限位口，当所述安装柱插入所述限位口时，所述待测芯片被固定在所述安装位上。

在一些实施例中，第一转动部为圆环结构，第二转动部为圆形结构；且所述第二转动部设置在所述圆环结构的内环空间中。

在一些实施例中，还包括：中心控制模块，所述中心控制模块包括：

监控单元，被配置为用于当需要对所述角度调节部进行位置调节时，监测所述锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据由用户输入的转动差速控制第一电机、第二电机进行差速转动；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号，所述锁定机构响应于所述锁定信号从解锁状态切换至锁定状态。

有益技术效果：

本发明通过采用内外转盘协同转动设计，再配合角度调节部的差速调节功能组合成了一种新型的同步调节模式，即可以利用单个电机实现批量芯片的离心角度与位置调整。其中，单电机调节也节省了离心控制的成本。并且，这种自动化的同步调节模式既能够提高批量调节的效率，还能够提高批量调节的精度。

尤其应用于微流控芯片的液体检测（如液体混合）时，本发明能够利用角度调节灵活地控制液体的方向，从而有利于快速实现不同液体样本的混合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一示例性实施例中的离心转盘的结构示意图；

图2为本发明一示例性实施例中的离心转盘的转动状态变化示意图；

图3为本发明一示例性实施例中离心转盘的透视示意图；

图4为本发明一示例性实施例中离心转盘的转动角度范围示意图；

图5为本发明一示例性实施例中离心转盘中的多个第二定位件的结构示意图；

图6为本发明一示例性实施例中离心转盘的上表面的结构示意图；

图7为本发明一示例性实施例中锁定机构的剖面示意图；

图8为本发明一示例性实施例中离心转盘的侧视图；

图9为本发明一示例性实施例中离心转盘的下表面的结构示意图；

图10为本发明一示例性实施例中锁定销的结构示意图；

图11为本发明一示例性实施例中可伸缩的角度调节部的局部结构示意图；

图12为本发明一示例性实施例中自动控制方法的流程示意图。

附图标记标识汇总：

11为第一转动部（也即外转盘），111为第二定位件，112为第一转动部的底座；12为第一电机，121为第一电机的输出轴；13为第二转动部（也即内转盘），131为引导件，14为第二电机，141为第二电机的输出轴，15为角度调节部，151为第一定位件，152为滑槽，153为第一调节杆，1531为第一调节位，154为第二调节杆，1541为第二调节位，155为样本装载区，16为转台，17为导电滑环，18为锁定件，19为连接件，20为电动推杆，21为滑行轨道；L1为第一轴线，L2为第二轴线，L3为连线，O1为旋转中心。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中“多个”意指两个或两个以上，即其包含两个、三个、四个、五个等。本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

如在本说明书中使用的，术语“大约”，典型地表示为所述值的+/-5%，更典型的是所述值的+/-4%，更典型的是所述值的+/-3 %，更典型的是所述值的+/-2 %，甚至更典型的是所述值的+/-1 %，甚至更典型的是所述值的+/-0.5%。

在本说明书中，某些实施方式可能以一种处于某个范围的格式公开。应该理解，这种“处于某个范围”的描述仅仅是为了方便和简洁，且不应该被解释为对所公开范围的僵化限制。因此，范围的描述应该被认为是已经具体地公开了所有可能的子范围以及在此范围内的独立数字值。例如，范围1〜6的描述应该被看作已经具体地公开了子范围如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及此范围内的单独数字，例如1，2，3，4，5和6。无论该范围的广度如何，均适用以上规则。

在本说明书中，“电机”可以为一种能够使得转动部发生旋转的驱动模块（或者说电机模块）。

本发明提供了一种离心位置的自动控制方法，且为了对本发明的控制方法进行清楚地说明，下文首先对自动控制方法所使用的离心系统进行示例性地描述。

实施例1

参见图1-图11所示，本发明提供了一种双驱动式调节位置的离心系统。本实施例中的离心系统能够对离心半径、离心方向（或者说离心角度）进行自动化的同步调节。

如图1所示，本实施例中离心系统包括一种双驱动式调节位置的离心转盘，其包括：

可绕第一轴线L1旋转的第一转动部11（也可被称为外转盘）；

第一电机，用于驱动所述第一转动部绕所述第一轴线旋转；

可绕所述第一轴线L1旋转的第二转动部13（也可被称为内转盘）；其中，所述第一转动部和第二转动部同轴设置，且第一、第二转动部的上表面位于同一水平面上；

第二电机，用于驱动所述第二转动部绕所述第一轴线旋转；

至少一个角度调节部15，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部13上设置有与滑槽相对应的至少一个引导件131。所述角度调节部15的第二端设置有第一定位件151（例如，设置有开孔），且所述第一转动部11上与第一定位件对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部15的第一端通过滑槽与所述引导件相配合（例如，滑槽套设在引导件上），且其第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部13、第一转动部11相连接；所述角度调节部上还设置有样本装载区，以用于装载待离心检测的芯片（如微流控芯片）；

当其中一个转动部在相对应的电机的驱动下绕所述第一轴线旋转，而另一个转动部保持相对静止的状态时，所述角度调节部的第一端在两个转动部之间的差速转动作用下，通过所述滑槽152与所述引导件131的相互配合，沿逐渐靠近或远离所述第二转动部的旋转中心的方向运动，此时所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置（如离心半径和离心角度）也随之发生变化。

其中，参见图4所示，所述相对位置包括：相对角度（或者说，离心角度），且所述相对角度可以指所述样本装载区上的第二轴线L2与对应的第二定位件（或者第一定位件）与所述旋转中心O1之间的连线L3所形成的夹角。其中，相对角度的可调节范围可以设置在大约0-180°左右。

可以理解的是，可调节范围也能够根据具体检测项目进行适应性地调整，例如，在一些实施例中，如图4所示，所述相对角度的可调节范围大约为35°左右。

在一些实施例中，第一转动部11为圆环结构，第二转动部13为圆形结构，且所述第二转动部设置在所述圆环结构的内环空间中。

优选地，在一些实施例中，当需要调节芯片在离心过程中的离心半径与角度时，可以将第二转动部13（也即内转盘）作为为角度调节盘。具体地，当需要调节离心半径或角度时，保持第一转动部11（也即外转盘）静止，利用第二电机转动内转盘进而带动角度调节部15发生转动，从而调节其上的芯片的离心半径与角度。

又或者，在另一些实施例中，当需要在离心过程中同时进行角度调节时，也可以保持内转盘、外转盘同时转动，但使得内转盘、外转盘之间存在转速差，进而通过转速差实现角度调节部的相对转动，以调节芯片的离心角度、半径。

如图2所示，在芯片的离心角度逐渐减小的过程中，芯片的离心半径（即距离旋转中心O1）的距离也随之减小。本实施例中的角度、半径调节作用尤其适用于涉及到多级离心的检测项目，如血型检测等。

在一些实施例中，如图3所示，离心转盘还包括：

转台16，所述第一转动部的底座112固定在所述转台16上，第二电机14固定在底座上。当第二电机不运行时，第一、第二转动部与转台能够在第一电机的作用下保持同步转动。

其中，转动部的下方依次连接有第二电机、导电滑环、第一电机；具体地，所述第一电机12和第二电机14之间设置有导电滑环17，所述导电滑环的定子与所述第一电机12固定连接，而所述导电滑环的转子还与所述第一电机的输出轴121固定连接，从而使得当转台在第一电机12作用下转动时，导电滑环的定子不动，而转子与转台16保持同步转动。此外，所述导电滑环的转子的导线还与所述第二电机14的导线相连接，以用于为第二电机供电；

本实施例中，当所述第一电机12处于运行状态而第二电机14处于非运行状态时，所述导电滑环的定子保持相对静止，而所述转子与所述转台16同步转动，从而使得所述第一转动部和第二转动部同步转动；

当所述第一电机处于非运行状态而所述第二电机处于运行状态时，所述导电滑环向所述第二电机供电，所述第二电机带动所述第二转动部13相对于所述第一转动部11相对转动，从而使得所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置也发生变化。

本实施例中优选地采用导电滑环与双电机配合以为离心作用、角度调节稳定地提供动力。其中，这种双电机上下设置以分别控制单独转动与同步转动功能，并通过中间对接导电滑环以导电的模式，既能够增强离心转盘角度调节的灵活性（如既能够在离心间隙调节角度，同时还能够在离心同时利用差速调节来调节角度），还能够在一定程度上避免内部多线路的缠绕问题。

在一些实施例中，如图7-图10所示，离心转盘还包括：用于提高同轴转动精准性的至少一个锁定机构。

在一些实施例中，针对应用于高速离线的离心转盘，优选地设置两个或多个锁定机构。

例如，在一些实施例中，如图7所示，所述锁定机构包括：

锁定件18（优选为锁定销），且锁定件的两侧分别为锁定头和锁定底座，其中，第一转动部11上设置有第一开孔，第二转动部13上对应地设置有第二开孔。其中，且当锁定机构处于解锁状态时，锁定件18的锁定底座设置在所述第一开孔处，且锁定件18与第二转动部13为非接触状态；当锁定件18的锁定头被推动卡入所述第二开孔内时，锁定机构处于锁定状态。

在一些实施例中，为了提高离心效率，锁定机构的锁定与解锁可以通过电动推杆的自动化操作实现。具体地，第一转动部11的下表面上对应于所述锁定件18的位置处还设置有滑行轨道21，滑行轨道21内设置有一端与锁定件18连接，并能够带动锁定件18沿滑行轨道21运动的连接件19；所述连接件的另一端还连接有电动推杆，电动推杆能够自动地推动连接件19沿滑行轨道21往复运动，从而快速完成解锁与锁定。

或者，在另一些实施例中，操作者也可以直接手动推拉连接件19以控制锁定件的锁定与解锁。

或者，在另一些实施例中，锁定功能还可以通过设置限位块、电磁锁、增大摩擦力等方式实现。

值得注意的是，现有的手动调节或者自动调节方式均为独立调节模式，即针对每一个芯片，其角度调节过程都是相对独立的。

而本发明通过采用内外转盘协同转动设计，再配合角度调节部的差速调节功能组合成了一种新型的同步调节模式，即可以利用单个电机实现批量芯片的离心角度与位置调整（例如，仅采用第二电机14用于角度调整）。其中，单电机调节也节省了离心控制的成本。

并且，这种自动化的同步调节模式既能够提高批量调节的效率，还能够提高批量调节的精度（避免部署多个调节电机，同时也能避免多电机可能存在的转动误差问题）。

同时，本发明针对内外转盘协同转动所设计的锁定机构与双电机配合方案，一方面能够向转盘的角度调节提供更多的灵活性，另一方面能够有效地提升离心转盘在长时间离心过程中的稳定性与安全性。

进一步地，在一些实施例中，如图4所示，所述样本装载区155上设置有方向标识（如箭头），以用于指示芯片的离心方向。

在一些实施例中，所述样本装载区155包括：在所述角度调节部15的上表面处向下凸起的安装位（或者说凹陷所形成的安装位），且所述安装位上设置有至少一个固定件，所述固定件用于安装待测芯片。

例如，在一些实施例中，所述固定件为从安装位上凸起的安装柱，且所述待测芯片上对应地设置有限位口，当所述安装柱插入所述限位口时，所述待测芯片被固定在所述安装位上。

本实施例中的离心系统能够利用角度调节功能对微流控芯片中的液体样本进行灵活地混合、检测操作。

实施例2

为了提高离心转盘在应用于不同类型检测项目时的通用性（例如，使用微流控芯片实现不同样本的混合），本发明还提供了一种能够调节角度调节部的可调节范围的离心转盘。

其中，用于改变可调节范围的第一示例性实施例如下：

如图5所示，第一定位件151为设置于角度调节部15上的安装口，第一转动部11上对应地设置有第二定位件111（例如，也为安装口），当第一定位件151和第二定位件111相对，并采用一个定位柱（例如，螺栓）贯穿两个安装口时，角度调节部被可转动地固定于第一转动部11上。

在一些实施例中，当离心转盘需要应用于多重类型的检测项目时，所述第一转动部11上设置有至少两个与所述旋转中心间距不同的安装口。

例如，在一些实施例中，如图5所示，沿同一径向方向上设置有两个或两个以上的安装口（即第二定位件111），当角度调节部15与不同的安装口相配合时，角度调节部15的上芯片的位置，以及芯片的可调节角度范围也随之变化。

又例如，在一些实施例中，沿第一转动部11上的同一半径尺寸的圆周上设置有两个以上的安装口，能够针对不同的检测对应地安装一个或多个角度调节部。

优选地，在一些实施例中，可以通过径向、圆周方向上所设置的安装口对应地设置角度调节部15的安装数量、可调节范围、安装位置等等，以增强离心转盘应用于不同检测项目的灵活性。

可以理解的是，由于滑槽152具有一定长度，因此，本实施例中，角度调节部15沿转动部的径向方向进行前后位置的调节是可行的。

在一些实施例中，针对尺寸偏大的离心转盘，还可以配置不同尺寸的角度调节部以应对范围调节的需求。例如，离心装盘还配置有：至少两个长度H不同的角度调节部15。当选用不同的所述角度调节部对应地安装至不同安装口时，此时各角度调节部的所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置的变化调节范围也随之变化。

例如，当需要增大离心半径，或者扩大角度的可调节范围时，则优选地在转动部上安装长度H较长的角度调节部15。

本实施例中，通过配置多个角度调节组件（如两个长度不同的角度调节部，径向、周向双重设置的安装口）能够进一步地提升离心转盘的离心位置或离心角度调节的灵活性。

用于改变可调节范围的第二示例性实施例如下：

在另一些实施例中，为了灵活地设置离心位置的可调节范围，角度调节部还可以采用可伸缩式设计。

具体地，如图11所示，角度调节部的第二端包括：

第一调节杆153，其中，第一调节杆上设置有至少一个第一调节位1531（例如，设置在表面的调节孔）；第一调节杆与样本装载区相连接；

以及与第一调节杆153以可伸缩的方式相连接的第二调节杆154，所述第二调节杆上也对应地设置有至少一个第二调节位1541（例如，向内凹陷形成的调节孔）；其中，通过调节不同调节位的配合关系，可以调节角度调节部的长度H大小。

例如，第一调节杆153设置有1个第一调节孔，而第二调节杆上设置有多个第二调节孔，当第一调节孔分别对准不同的第二调节孔，且采用相应的固定件（例如，调节螺母）贯穿第一、第二调节孔，则能够快速地调节调节部的长度，进而使得角度调节部15的长度能够满足更多重的调节范围需求。

并且，另外所空出的第二调节孔还能够起到第一定位件的作用，即将角度调节部15安装于第一转动部11上。

又例如，在一些实施例中，第二调节位1541还包括：设置于所述第二调节孔中的安装柱，且安装柱下侧设置有弹性件。本实施例中能够利用弹性升降安装柱快速地限位安装第二调节杆。

用于改变可调节范围的第三示例性实施例如下：

在一些实施例中，第二定位件111包括：

设置于第一转动部11上的开口，且开口内侧设置有安装柱，安装柱下侧设置有弹性件，当所述安装柱受到外部作用力的按压时，安装柱被压缩在所述开口内侧。

可以理解的是，本实施例中第二定位件的弹性升降功能使得多个安装柱设置不会对角度调节部15的移动起到限制作用。

在一些实施例中，所述第一转动部的底座112固定在所述转台上，而所述第一电机安装在所述转台上，从而使得第一电机能够依次带动转台、第一转动部转动。

所述转台内部（如第一电机上方）还设置有安装板，所述安装板上还固定有第二电机（此时，第二电机可以设置在第一转动部的圆柱形底座的内部空间），第二电机的输出轴141与第二转动部相连接，从而能够利用第二电机单独控制第二转动部的转动。

在一些实施例中，当第一电机上侧设置有导电滑环时，安装板上还设置有导电接口，用于将导电滑环的导线接入第二电机。

可以理解的是，本实施例中的离心转盘可以包括与本发明中任一实施例中相同或相似的部件，此处不再赘述。

实施例3

为了保证离心转盘在离心与角度调节过程中的可靠性与稳定性，本发明还提供了一种中心控制模块，用于对离心转盘的工作过程进行自动化控制与监控。

在一些实施例中，中心控制模块被配置为用于接收角度调节指令，并根据所述角度调节指令将所述角度调节部调节至相应的调节角度处。

例如，在一些实施例中，所述中心控制模块包括：

用户输入单元，被配置为用于获取由用户输入的角度调节指令，所述角度调节指令包括：角度数据（即需要调节的角度）；

转动差速计算单元，被配置为用于按照预设的转速计算规则根据所述角度数据计算所述第一电机和所述第二电机的转动差速（或者，计算其中一个电机的转速）；

具体地，当离心转盘的参数（如第一定位件和旋转中心的距离确定时，则可以通过角度数据确定双电机的转动差速。

或者，也可以直接获取由用户输入的转动差速。

控制单元，被配置为用于根据所述转动差速控制至少一个电机进行转动；

锁定单元，被配置为用于当转动结束时，向所述锁定机构发送锁定信号，所述锁定机构（具体为电动推杆）响应于所述锁定信号切换至锁定状态；

特别地，当需要在离心过程中进行角度调节时，所述中心控制模块包括：

监控单元，被配置为用于监测所述锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构（具体为电动推杆）响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据由用户输入的转动差速控制第一电机、第二电机进行差速转动；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号，所述锁定机构（具体为电动推杆）响应于所述锁定信号从解锁状态切换至锁定状态。

进一步地，在一些实施例中，当需要在离心过程中进行角度调节时，所述中心控制模块还包括：

预警单元，被配置为用于当监控单元监测所述锁定机构处于非锁定状态时，则向用户发送预警信号。预警信号用于提示用户对离心转盘的工作状态进行检测，以判断电机转速是否出现异常。

实施例4

与上述实施例不同的是，本实施例优选地采用单个电机（相当于第一电机、第二电机被设置为一个电机模块）实现离心转动与角度调节功能。

例如，在一些实施例中，离心转盘包括：

可绕第一轴线L1旋转的第一转动部11（相当于外转盘），第一转动部11为圆环结构；可绕第一轴线L1旋转的第二转动部13（即内转盘），第二转动部13为圆形结构；其中所述第二转动部设置在所述圆环结构的内环空间中；

第一转动部、第二转动部之间设置有锁定机构；其中，当所述锁定机构处于非锁定状态，且所述电机处于运行状态时，第二转动部将带动角度调节部相对第二转动部进行转动，进而实现相对位置的调节；当所述锁定机构处于锁定状态，且所述电机处于运行状态时，第一转动部与第二转动部进行同步转动，进而实现对于样本芯片的离心作用。

电机，电机的输出轴与第二转动部的第一底座相连接，用于驱动所述第二转动部绕所述第一轴线旋转；

设置于第一、第二转动部下方的安装座，电机设置在所述安装座上，且所述安装座还用于支撑第一转动部；

至少一个角度调节部15，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部13上设置有与滑槽相对应的至少一个引导件131。所述角度调节部15的第二端设置有第一定位件151（例如，设置有开孔），且所述第一转动部11上与第一定位件对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部15的第一端通过滑槽与所述引导件相配合（例如，参见图6所示，滑槽套设在引导件上），且其第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部13、第一转动部11相连接；所述角度调节部上还设置有样本装载区，以用于装载待离心检测的芯片。

在一些实施例中，样本装载区155包括：在所述角度调节部15的上表面处向上凸起的安装位。

本实施例中可以利用锁定机构、电机二者作为协同驱动方案，以共同实现离心转盘的离心、角度调节功能。

并且，本实施例可将两个电机模块组合为一个电机。

本发明通过对转盘转动方案进行优化，以及电机驱动模式进行协同设计，将位置调节与离心转动转换为同轴转动状态，进而利用简化的驱动系统（例如，可以单个电机完成调节）以对批量的芯片（例如，4个，6个，8个甚至更多个芯片）进行同步调节。

可以理解的是，本实施例中的离心转盘可以包括与上述任一实施例中相同或相似的部件，此处不再赘述。

实施例5

如图5所示，基于上述任意一种离心系统，本发明提出了一种离心位置的自动控制方法，包括步骤：

S100提供一种离心系统，且所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；

S101获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置；

S102获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置；

S103判断所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；

若是，则执行离心步骤；若否，则执行离心位置调节步骤；其中，所述离心位置调节步骤包括：

S104判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

S105根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；以使得实际离心位置与目标离心位置相符；

S106当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

本发明对应地还提供了一种离心位置的自动控制系统，包括：离心系统，所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；以及中心控制模块；

第一信号获取模块，被配置为用于获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置（例如，实际离心角度）；

第二信号获取模块，被配置为用于获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置（例如，芯片的目标离心角度）；并判断当前所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；若是，则通过所述中心控制模块执行离心步骤；若否，则通过中心控制模块执行离心位置调节步骤；其中，所述中心控制模块包括：

判断单元，被配置为用于判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；以使得实际离心位置与目标离心位置相符；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

在一些实施例中，在第一转动部、第二转动部或角度调节部上还可以设置位置传感器、坐标传感器、方位传感器中的一个或多个以用于监测差速调节是否到位。或者，用户也可以借助方向标识以判断调节状态。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种离心位置的自动控制方法，其特征在于，包括步骤：

S100提供一种离心系统，且所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；

S101获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置；

S102获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置；

S103判断所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；

若是，则执行离心步骤；若否，则执行离心位置调节步骤；其中，所述离心位置调节步骤包括：

S104判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

S105根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；

S106当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

2.一种离心位置的自动控制系统，其特征在于，包括：

离心系统，所述离心系统包括：可绕第一轴线旋转的第一转动部、第二转动部；用于驱动第一、第二转动部的第一电机和第二电机；角度调节部，所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部上设置有引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；且所述离心系统还包括对第一、第二转动部进行锁定与解锁的锁定机构；以及中心控制模块；

第一信号获取模块，被配置为用于获取所述角度调节部的第一位置信号，且所述第一位置信号包括：角度调节部的实际离心位置；

第二信号获取模块，被配置为用于获取待测芯片在所述离心系统上的第二位置信号，且所述第二位置信号包括：目标离心位置；并判断当前所述第一位置信号和第二位置信号是否相匹配；若是，则通过所述中心控制模块执行离心步骤；若否，则通过中心控制模块执行离心位置调节步骤；其中，所述中心控制模块包括：

判断单元，被配置为用于判断所述离心系统中的锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据所述第一位置信号和第二位置信号控制第一电机、第二电机进行差速转动；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号。

3.一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，包括：

可绕第一轴线（L1）旋转的第一转动部（11）；

第一电机（12），用于驱动所述第一转动部绕所述第一轴线旋转；

可绕所述第一轴线（L1）旋转的第二转动部（13）；

第二电机（14），用于驱动所述第二转动部绕所述第一轴线旋转；至少一个角度调节部（15），所述角度调节部的第一端设置有滑槽，且所述第二转动部（13）上设置有至少一个引导件，所述角度调节部的第二端设置有第一定位件，且所述第一转动部（11）上对应地设置有第二定位件；其中，所述角度调节部（15）的第一端通过滑槽与所述引导件相配合，第二端通过所述第一定位件和第二定位件相配合分别与所述第二转动部、第一转动部相连接；所述角度调节部上还设置有样本装载区；

当其中一个转动部在相对应的电机的驱动下绕所述第一轴线旋转，而另一个转动部保持相对静止的状态时，所述角度调节部的第一端在两个转动部之间的差速转动作用下，通过所述滑槽（152）与所述引导件（131）的相互配合，沿逐渐靠近或远离所述第二转动部的旋转中心的方向运动，此时所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置也随之发生变化。

4.根据权利要求3所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，还包括：

转台（16），所述第一转动部（11）的底座固定在所述转台（16）上；

所述第一电机和所述第二电机之间还设置有导电滑环（17），所述导电滑环的定子与所述第一电机固定连接，所述导电滑环的转子与所述第一电机的输出轴固定连接；且所述导电滑环的转子还与所述第二电机的导线相连接；

其中，当所述第一电机处于运行状态而第二电机处于非运行状态时，所述定子保持相对静止，而所述转子与所述转台同步转动，从而使得所述第一转动部和第二转动部同步转动；

当所述第一电机处于非运行状态而所述第二电机处于运行状态时，所述导电滑环向所述第二电机供电，所述第二电机带动所述第二转动部（13）相对于所述第一转动部相对转动，从而使得所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置也发生变化。

5.根据权利要求3或4所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，还包括：锁定机构，所述锁定机构包括：锁定件（18），所述锁定件的两侧分别为锁定头和锁定底座，所述第一转动部上设置有用于容纳锁定底座的第一开孔，第二转动部上对应地设置有用于容纳锁定头的第二开孔；

第一转动部上对应于所述锁定件的位置处还设置有滑行轨道（21），所述滑行轨道内设置有一端与锁定件连接，并能够带动锁定件沿滑行轨道往复运动的连接件（19）；所述连接件的另一端还连接有用于推动连接件往复运动的电动推杆。

6.根据权利要求3所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，所述第一转动部（11）上沿至少一个径向方向处，设置有至少两个与所述旋转中心间距不同的第二定位件（111），当所述角度调节部的第二端对应地安装至不同的第二定位件处时，所述样本装载区与所述旋转中心的相对位置的可调节范围也随之变化。

7.根据权利要求6所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，第二定位件（111）包括：设置于第一转动部（11）上的开口，且开口内侧设置有安装柱，安装柱下侧设置有弹性件，当所述安装柱受到外部作用力的按压时，安装柱被压缩在所述开口内侧；

和/或，所述角度调节部的第二端包括：第一调节杆（153），第一调节杆上设置有第一调节位（1531）；

以及与第一调节杆（153）以可伸缩的方式相连接的第二调节杆（154），所述第二调节杆上也对应地设置有至少一个第二调节位；其中，通过调节不同调节位的对准关系，可以调节角度调节部的长度尺寸。

8.根据权利要求3所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，所述样本装载区包括：在所述角度调节部（15）的上表面向下凸起的安装位，且所述安装位上设置有至少一个固定件，所述固定件用于安装待测芯片。

9.根据权利要求8所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，所述固定件为从安装位上凸起的安装柱，且所述待测芯片上对应地设置有限位口，当所述安装柱插入所述限位口时，所述待测芯片被固定在所述安装位上。

10.根据权利要求5所述的一种双驱动式调节位置的离心系统，其特征在于，第一转动部为圆环结构，第二转动部（13）为圆形结构；且所述第二转动部设置在所述圆环结构的内环空间中；

和/或，中心控制模块，所述中心控制模块包括：

监控单元，被配置为用于当需要对所述角度调节部进行位置调节时，监测所述锁定机构是否处于锁定状态，若是，则将向所述锁定机构发送解锁信号，所述锁定机构响应于所述解锁信号从锁定状态切换至解锁状态；

控制单元，被配置为用于根据由用户输入的转动差速控制第一电机、第二电机进行差速转动；

锁定单元，被配置为用于当第一电机、第二电机停止差速转动时，向所述锁定机构发送锁定信号，所述锁定机构响应于所述锁定信号从解锁状态切换至锁定状态。