CN208313668U - 一种微流控离心盘的离心检测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种微流控离心盘的离心检测模块，包括活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构、基板组件和离心盘，活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构均放置在基板组件上，离心盘放置在基板组件的下轨道上。有益效果是：本实用新型在离心盘离心的检测过程中，电机控制速度恒定，由离心力作用使样本均匀分布在离心盘中，离心盘上带有二维码，用户可以通过二维码扫描器自动采集离心盘的基本信息，使信息录入更加准确便捷，并且采用先进的荧光检测技术，加快检测速度，提高了样本检测效果和安全性。

Description

一种微流控离心盘的离心检测模块

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种微流控离心盘的离心检测模块。

背景技术

近年来，微流控离心盘的离心与检测技术已逐步由手工检测走向仪器化和电脑化，并力求简便、快速、准确。随着各种侵入性诊疗技术的广泛使用和抗菌药物的不合理应用，临床感染性疾病的病原菌种类及其耐药性有了较大的变化，为了解常见病原菌的分布和耐药性，以及临床患者的身体状况，现将临床患者药敏结果进行分析，以指导临床合理选用抗菌药物，减少细菌耐药的发生和体外诊断临床患者身体状况。

当今的微流控离心盘的离心与检测模块主要是在主轴电机的高速旋转下使离心盘中样本迅速均匀分布，并通过先进的荧光药敏检测技术检测其离心盘中样本反应后的结果，但仍存在以下几个问题，亟待解决：

1)样本在连续高速旋转过程中是否均匀分布的问题；

2)放置样本的离心盘是否精准定位在活动主轴上的问题；

3)离心盘在高速旋转过程中是否依然牢固在主轴的问题；

4)离心盘在旋转过程中样本检测结果的精确度问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种能够全自动化的检测，加快检测速度，增加检查准确性的微流控离心盘的离心检测模块。

技术方案如下，

一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，包括活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构、基板组件和离心盘，所述活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构均放置在基板组件上，所述离心盘放置在基板组件的下轨道上。

作为进一步的改进，所述活动轨道机构包括活动轨道导轨座，所述活动轨道导轨座上安装有活动轨道挡光件、活动导轨电机连接片、活动轨道限位横柱、活动轨道座，所述活动轨道座上安装有二维码扫描器座，所述二维码扫描器座上安装有二维码扫描器，所述活动轨道座上固定有活动轨道，所述活动轨道内安装有吸铁套，所述吸铁套内设有吸铁。

作为进一步的改进，所述活动主轴机构包括活动主轴滑块座，所述活动主轴滑块座上安装有旋转电机座、光学读数电机座、旋转主轴挡光件、用于安装光学读数机构的光学读数机构直线导轨、光学读数限位块、活动主轴限位横柱、活动主轴电机连接片、光学读数极限位传感器、光学读数原点传感器、轴承限位片，所述旋转电机座上安装有旋转电机，所述光学读数电机座上安装有光学读数电机，所述轴承限位片内安装有旋转轴承，所述旋转轴承由轴承紧锁螺钉固定，旋转轴承固定安装旋转主轴，所述旋转主轴上安装传动组件，旋转主轴的正前方设有磁铁。

作为进一步的改进，所述传动组件包括从动轮和主动轮，所述从动轮安装在所述旋转主轴上，所述主动轮与从动轮通过同步带连接。

作为进一步的改进，所述光学读数机构包括发光读数滑块座和发光板支架，所述发光读数滑块座上安装有发光读数电机连接片、发光读数挡光件、发光板小支架、光学读数架，所述光学读数架上安装有光学组件，所述发光板小支架的上方安装有读数板支架，所述读数板支架上安装有读数线路板，所述发光板小支架与所述发光板支架相连，所述发光板支架上固定安装有发光板，所述发光板与发光板支架之间设有发光板垫高柱。

作为进一步的改进，所述基板组件包括由基板支柱支撑的基板，所述基板上安装有下轨道，并且所述下轨道将基板分割成左基板和右基板，在所述左基板上安装有控制板机构支撑柱、活动轨道电机座、活动轨道直线导轨、活动轨道限位立柱、用于安装上轨道的上轨道安装组件、活动轨道原点传感器和活动轨道极限传感器，所述活动轨道电机座上安装有活动轨道电机，所述上轨道上安装有离心盘旋转原点传感器，所述右基板上安装有活动主轴限位立柱、走线柱、活动主轴电机座、用于安装活动主轴机构的活动主轴直线导轨、活动主轴原点传感器和活动主轴极限位传感器，所述活动主轴电机座上安装有活动主轴电机，所述活动主轴电机的主轴与活动主轴机构的活动主轴电机连接片相连，所述活动轨道电机的主轴与活动轨道机构的活动导轨电机连接片相连。

作为进一步的改进，所述上轨道安装组件包括上轨道支柱和上轨道固定板，所述上轨道支撑柱安装在左基板上，所述上轨道固定板与所述上轨道支撑柱支撑连接，所述上轨道安装在上轨道固定板下。

有益效果

有益效果为：本实用新型在离心盘离心的检测过程中，电机控制速度恒定，由离心力作用使样本均匀分布在离心盘中，离心盘上带有二维码，用户可以通过二维码扫描器自动采集离心盘的基本信息，使信息录入更加准确便捷，并且采用先进的荧光检测技术，加快检测速度，提高了样本检测效果和安全性。

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的基板组件的爆炸图；

图3为本实用新型的活动轨道机构(Y1向)的爆炸图；

图4为本实用新型的活动主轴机构(Y2向)的爆炸图；

图5为本实用新型的光学读数机构(X向)的爆炸图；

图6为本实用新型的光学原理示意图。

图中标号：

1、基板组件 2、活动轨道机构

3、活动主轴机构 4、光学读数机构

5、控制板机构 6、离心盘

101、基板 101a、左基板

101b、右基板 102、下导轨

103、活动主轴极限位传感器 104、活动主轴原点传感器

105、基板支柱 106、活动主轴直线导轨

107、活动主轴电机 108、上轨道

109、上轨道固定板 110、药敏盘旋转原点传感器

111、走线柱 112、活动主轴限位立柱

113、活动导轨限位立柱 114、活动轨道电机

115、控制板机构支撑柱 116、活动轨道电机座

117、活动轨道直线导轨 118、活动轨道极限位传感器

119、活动轨道原点传感器 120、上轨道支柱

121、活动主轴电机座

201、活动轨道导轨座 202、活动轨道挡光件

203、活动轨道座 204、吸铁

205、吸铁套 206、活动轨道

207、活动轨道限位横柱 208、二维码扫描器座

209、二维码扫描器 210、活动导轨电机连接片

301、活动主轴滑块座 302、活动主轴限位横柱

303、光学读数原点传感器 304、光学读数限位块

305、轴承锁紧螺钉 306、旋转轴承

307、轴承限位片 308、从动轮

309、旋转主轴 310、磁铁

311、同步带 312、主动轮

313、光学读数机构直线导轨 314、光学读数电机座

315、光学读数电机 316、光学读数极限位传感器

317、旋转主轴挡光件 318、旋转电机座

319、旋转电机 320、活动主轴电机连接片

401、光学读数座 402、光学组件

403、发光板支架1 404、读数线路板

405、发光板支架 406、发光板垫高柱

407、发光板 408、发光板小支架

409、读数板支架 410、发光读数挡光件

411、发光读数滑块座 412、发光读数电机连接片

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1-5所示，一种微流控离心盘的离心检测模块，包括活动轨道机构2、活动主轴机构3、光学读数机构4、控制板机构5、基板组件1和离心盘6，活动轨道机构2、活动主轴机构3、光学读数机构4、控制板机构5均放置在基板组件1上，离心盘6放置在基板组件1的下轨道上。

活动轨道机构2包括活动轨道导轨座201，活动轨道导轨座201上安装有活动轨道挡光件202、活动导轨电机连接片210、活动轨道限位横柱207、活动轨道座203，活动轨道座203上安装有二维码扫描器座208，二维码扫描器座208上安装有二维码扫描器209，活动轨道座203上固定有活动轨道206，活动轨道206内安装有吸铁套205，吸铁套205内设有吸铁204。

活动主轴机构3包括活动主轴滑块座301，活动主轴滑块座301上安装有旋转电机座318、光学读数电机座314、旋转主轴挡光件317、用于安装光学读数机构4的光学读数机构直线导轨313、光学读数限位块304、活动主轴限位横柱302、活动主轴电机连接片320、光学读数极限位传感器316、光学读数原点传感器303、轴承限位片307，旋转电机座318上安装有旋转电机319，光学读数电机座314上安装有光学读数电机315，轴承限位片307内安装有旋转轴承306，旋转轴承306由轴承紧锁螺钉305固定，旋转轴承306固定安装旋转主轴306，旋转主轴309上安装传动组件，传动组件包括从动轮308和主动轮312，从动轮308安装在旋转主轴306上，主动轮312与从动轮308通过同步带连接，旋转主轴309的正前方设有磁铁310。

光学读数机构4包括发光读数滑块座411和发光板支架405，发光读数滑块座411上安装有发光读数电机连接片412、发光读数挡光件410、发光板小支架408、光学读数架401，光学读数架401上安装有光学组件402，发光板小支架408的上方安装有读数板支架409，读数板支架409上安装有读数线路板404，发光板小支架408与发光板支架405相连，发光板支架405上固定安装有发光板407，发光板407与发光板支架405之间设有发光板垫高柱406。

基板组件1包括由基板支柱105支撑的基板101，基板101上安装有下轨道102，并且下轨道102将基板101分割成左基板101a和右基板101b，在左基板101a上安装有用于安装控制板机构5的控制板机构支撑柱115、活动轨道电机座116、用于安装活动轨道机构2的活动轨道直线导轨117、活动轨道限位立柱113、用于安装上轨道108的上轨道安装组件、活动轨道原点传感器119和活动轨道极限传感器118，活动轨道电机座116上安装有活动轨道电机114，上轨道108上安装有离心盘旋转原点传感器110，上轨道安装组件包括上轨道支柱120和上轨道固定板109，上轨道支撑柱120安装在左基板101a上，上轨道固定板109与上轨道支撑柱120支撑连接，上轨道108安装在上轨道固定板109下。

右基板101b上安装有活动主轴限位立柱112、走线柱111、活动主轴电机座121、用于安装活动主轴机构3的活动主轴直线导轨106、活动主轴原点传感器104和活动主轴极限位传感器103，活动主轴电机座121上安装有活动主轴电机107，活动主轴电机107的主轴与活动主轴机3的活动主轴电机连接片320相连，活动轨道电机114的主轴与活动轨道机构2的活动导轨电机连接片210相连。

由此可见，起始位置时，启动活动轨道电机114，活动轨道原点传感器119使活动轨道机构2复位，此时活动轨道机构2上的活动轨道座203与下导轨102竖直相切状态。

将离心盘6放置在基板组件1的下轨道102中，其离心盘6放置位置为：离心盘6的中心应与活动主轴机构3中的旋转主轴309中心一致。然后启动基板组件1的活动主轴电机107，使活动主轴机构3中的旋转主轴309达到紧贴离心盘6状态，紧接着活动轨道电机114和活动主轴电机107同时控制离心盘6向下轨道102左边移动，使离心盘6左面与下轨道102左面相切状态。因旋转主轴309正前方带有磁铁310，此时磁铁310吸引活动轨道机构2上的吸铁204和吸铁套205，从而可以使离心盘6在高速旋转的过程中更加稳定可靠地卡合在旋转主轴309上。因为左边吸铁204和吸铁套205因为右边磁铁310的吸引而使得吸铁204和吸铁套205往右移动，从而脱离活动轨道座203。这样设计不仅使离心盘6在高速旋转中不会发生左右移动，加强了离心盘6在高速旋转中牢固性，而且也起到了减小摩擦损耗的作用。这就解决了离心盘6在高速旋转的过程中如何精准地定位问题以及依然牢固在旋转主轴上的问题。

然后启动活动主轴机构3的旋转电机319，使旋转主轴309带动离心盘6旋转。当离心盘6开始旋转时，安装在上轨道108上的离心盘旋转原点传感器110检测到离心盘6的原点位置，此时，安装在二维码扫描器座208上的二维码扫描器209开始读取样本基本信息。紧接着离心盘6进入高速旋转状态，离心盘6中的样本液因为离心力左右而均匀分布在离心盘6中，然后通过光学读数机构4监测离心盘6中样本反应结果，进行微流控离心盘的离心和检测功能。最后，关闭旋转电机319，使离心盘6停止旋转，同时控制活动轨道电机114和活动主轴电机107使离心盘6向右移动退回到初始状态，吸铁204和吸铁套205回到初始状态，活动轨道直线导轨117根据活动轨道原点传感器119回到初始状态，活动主轴直线导轨106根据活动主轴原点传感器104回到初始状态，取出离心盘6，程序完成。

在离心盘6的离心和监测过程中，为了让控制系统判断活动轨道导轨座201位置是否真的正确，设计的时候，在活动轨道直线导轨117旁安装有活动轨道挡光件202以及对应的活动轨道原点传感器119和活动轨道极限位传感器118，只有活动轨道挡光件202移动到相应位置，对应的光电传感器才会对光电检测电路板发出信号，最终控制系统可以得到活动轨道导轨座201的位置反馈信息，提高其运动准确和安全性，并且为保险起见，在活动轨道导轨座201上还安装有活动轨道限位横柱207，活动轨道限位横柱207两旁的基板上安装有两个活动导轨限位立柱113，即使控制系统出现问题也会限制活动轨道导轨座201的运动位置，以更一步提高其安全性能。基于同样道理，为了控制判断活动主轴滑块座301的位置是否真的正确，在活动主轴直线导轨106旁的基板101上安装有活动主轴原点传感器104和活动主轴极限位传感器103，只有当活动主轴机构3上的旋转主轴挡光件317移动到相应的位置时，对应的光电传感器才会对光电检测电路板发出信号，最终控制系统可以得到活动主轴滑块座301的位置反馈信息，提高其运动准确和安全性，并且在活动主轴滑块座301上还安装有活动主轴限位横柱302，活动主轴直线导轨106旁的基板101上安装有两个活动主轴限位立柱112，所以即使控制程序出现问题也会限制活动主轴滑块座301的运动位置，进一步地提高其安全性。

图6为光学组件的工作流程图。LED灯通过二向分色镜将光源照射到离心盘6上，此时因离心盘6中样本反应结果不同而使离心盘6中光源有所差异，然后通过读数线路板读取离心盘6中光源，从而检测离心盘6中样本反应结果。

发明结构新颖，制作方便，成本低，适于工业化生产与使用，有较大的应用价值。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，包括活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构、基板组件和离心盘，所述活动轨道机构、活动主轴机构、光学读数机构、控制板机构均放置在基板组件上，所述离心盘放置在基板组件的下轨道上。

2.根据权利要求1所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述活动轨道机构包括活动轨道导轨座，所述活动轨道导轨座上安装有活动轨道挡光件、活动导轨电机连接片、活动轨道限位横柱、活动轨道座，所述活动轨道座上安装有二维码扫描器座，所述二维码扫描器座上安装有二维码扫描器，所述活动轨道座上固定有活动轨道，所述活动轨道内安装有吸铁套，所述吸铁套内设有吸铁。

3.根据权利要求1所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述活动主轴机构包括活动主轴滑块座，所述活动主轴滑块座上安装有旋转电机座、光学读数电机座、旋转主轴挡光件、用于安装光学读数机构的光学读数机构直线导轨、光学读数限位块、活动主轴限位横柱、活动主轴电机连接片、光学读数极限位传感器、光学读数原点传感器、轴承限位片，所述旋转电机座上安装有旋转电机，所述光学读数电机座上安装有光学读数电机，所述轴承限位片内安装有旋转轴承，所述旋转轴承由轴承紧锁螺钉固定，旋转轴承固定安装旋转主轴，所述旋转主轴上安装传动组件，旋转主轴的正前方设有磁铁。

4.根据权利要求3所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述传动组件包括从动轮和主动轮，所述从动轮安装在所述旋转主轴上，所述主动轮与从动轮通过同步带连接。

5.根据权利要求1所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述光学读数机构包括发光读数滑块座和发光板支架，所述发光读数滑块座上安装有发光读数电机连接片、发光读数挡光件、发光板小支架、光学读数架，所述光学读数架上安装有光学组件，所述发光板小支架的上方安装有读数板支架，所述读数板支架上安装有读数线路板，所述发光板小支架与所述发光板支架相连，所述发光板支架上固定安装有发光板，所述发光板与发光板支架之间设有发光板垫高柱。

6.根据权利要求1所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述基板组件包括由基板支柱支撑的基板，所述基板上安装有下轨道，并且所述下轨道将基板分割成左基板和右基板，在所述左基板上安装有控制板机构支撑柱、活动轨道电机座、活动轨道直线导轨、活动轨道限位立柱、用于安装上轨道的上轨道安装组件、活动轨道原点传感器和活动轨道极限传感器，所述活动轨道电机座上安装有活动轨道电机，所述上轨道上安装有离心盘旋转原点传感器，所述右基板上安装有活动主轴限位立柱、走线柱、活动主轴电机座、用于安装活动主轴机构的活动主轴直线导轨、活动主轴原点传感器和活动主轴极限位传感器，所述活动主轴电机座上安装有活动主轴电机，所述活动主轴电机的主轴与活动主轴机的活动主轴电机连接片相连，所述活动轨道电机的主轴与活动轨道机构的活动导轨电机连接片相连。

7.根据权利要求6所述的一种微流控离心盘的离心检测模块，其特征在于，所述上轨道安装组件包括上轨道支柱和上轨道固定板，所述上轨道支撑柱安装在左基板上，所述上轨道固定板与所述上轨道支撑柱支撑连接，所述上轨道安装在上轨道固定板下。