CN208667711U - 带机械手的摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基因检测技术领域，公开了一种带机械手的摄像装置，包括机架，机架上设置有机械手以及摄像装置，机械手包括平板部和从平板部向前方延伸出的分叉部，利用分叉部形成夹持物品的夹持空间，机械手还包括与机架传动连接的驱动机构，利用驱动机构驱动所述机架运动，使得摄像装置能够移动到需要摄像的位置。通过设置机械手与摄像装置均固定于同一机架上，实现机械手与摄像装置的一体化，机架与驱动机构传动连接，减少驱动机构的数量，降低成本。控制系统控制机架运动，同步驱动机械手与摄像装置的运动，简化控制系统的控制程序，提高工作效率。

Description

带机械手的摄像装置

技术领域

本实用新型涉及基因检测技术领域，特别涉及一种带机械手的摄像装置。

背景技术

基因芯片(又称DNA芯片、生物芯片)技术指将大量(通常每平方厘米点阵密度高于400)探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。基因芯片使用主要包括如下步骤:放大标记步骤，对样品的多个片段进行扩增和放大，然后生物素或荧光等进行标记，得到标记后的样品；杂交反应步骤，已标记样品中的靶分子与生物芯片上的探针进行杂交，产生一系列信息；信号检测和分析步骤，采集、处理和解析杂交反应后的生物芯片上各个反应点的情况，分析图像，并转换成数据，即可以获得有关生物信息。

在现有技术中，使用基因芯片完成检测需要使用扩增设备、杂交设备及识读设备等3套独立设备，设备之前通过人工操作进行衔接，过程中，需要将PCR管在各步骤之间传递，当完成杂交反应，产生一系列信息后，需要对生成的信息进行采集。一般地，PCR管的传递由机械手完成，杂交后的信息采集由摄像装置拍摄而成。现有技术中，机械手是独立存在并工作的，由专门的机械手驱动机构驱动机械手的动作，从而对PCR管进行多次的取放转运；摄像装置以及摄像装置的驱动机构独立于机械手，单独进行工作，采集信息。此时，机械手、机械手的驱动机构、摄像装置以及摄像装置的驱动机构组件繁多，且增加基因检测系统所需占用空间，极大增加了成本。同时，控制系统还需分别控制机械手、机械手的驱动机构、摄像装置以及摄像装置的驱动机构的工作的先后顺序等，大大增加了控制系统控制工作的复杂程度，不满足基因检测中经济、高效的要求。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种带机械手的摄像装置。本实用新型有利于减少基因检测系统中的结构组件，降低基因检测系统所占空间，简化控制系统的控制程序，经济、高效。

具体来说，本实用新型提供了一种带机械手的摄像装置，包括机架，所述机架上设置有机械手以及摄像装置，所述机械手包括平板部和从所述平板部向前方延伸出的分叉部，利用所述分叉部形成夹持物品的夹持空间，所述带机械手的摄像装置还包括与所述机架传动连接的驱动机构，利用所述驱动机构驱动所述机架运动，使得所述摄像装置能够移动到需要摄像的位置。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的带机械手的摄像装置，通过设置机械手与摄像装置均固定于同一机架上，实现机械手与摄像装置的一体化，机架与驱动机构传动连接，减少驱动机构的数量，降低机械手、摄像装置以及驱动机构的占用空间，降低成本。控制系统控制机架运动，即可同步驱动机械手与摄像装置的运动，简化控制系统的控制程序，尤其是当机械手与摄像装置的运动过程有重合时，大大降低了控制系统控制工作的复杂程度，提高工作效率。

另外，作为优选，所述分叉部为U形部件，包括两个分叉前端和将所述两个分叉前端连接起来的弧形部分，所述U形部件的尺寸设定为与所述物品相匹配。

通过设置分叉部为U形部件，U形部件的尺寸与物品相匹配，方便机械手取放物品。机械手的结构简单，取放物品快捷方便。

进一步地，作为优选，所述分叉部设置有两个。

通过设置分叉部为两个，机械手可以同时取放两个物品，提高机械手的取放效率。

进一步地，作为优选，所述分叉前端形成为能够挠曲以便于夹持物品。

通过设置分叉前端能够挠曲以夹持物品，在分叉前端朝向物品运动以逐渐夹持物品的过程中，分叉前端发生挠曲，朝向物品两侧发生轻微外扩，从而增加分叉前端与物品之间的压力，进而增加物品所受到的摩擦力，物品不易在分叉部左右晃动或者向下滑脱，机械手的夹持效率高，转运效果佳。

另外，作为优选，对两个所述分叉前端的相互对置的部分进行粗糙面处理。

通过对分叉前端的相互对置的部分进行粗糙面处理，增加分叉前端的摩擦系数，从而增加位于分叉前端处物品所受到的摩擦力，物品不易在分叉部左右晃动或者向下滑脱，机械手的夹持效率高，转运效果佳。

另外，作为优选，在所述分叉前端设置有从所述分叉前端立起的限位突条。

通过设置限位突条，当物品位于分叉前端时，限位突条卡住物品，避免物品在机械手的转运过程中从分叉前端的开口处滑脱，机械手的夹持效率高，转运效果佳。

另外，作为优选，所述分叉部的上表面朝向所述限位突条的方向向下倾斜。

通过设置分叉部的上表面朝向限位突条的方向向下倾斜，当机械手将物品叉入分叉前端时，物品可以在分叉前端任意位置。在将物品提起以及转运过程中，物品在倾斜的分叉前端上表面具有向下的重力分力，物品可以朝向限位突条的方向运动，并被限位突条卡定限位，物品保持在分叉前端的同一位置处。无论物品在机械手上的初始位置在哪里，最终都会自动滑移到机械手的同一位置，控制系统可以控制机械手对物体进行精准放下。

另外，作为优选，在所述摄像装置的周边设置有光源。

通过设置光源，光源位于摄像装置的周边，对摄像装置进行补光处理，提高摄像装置的摄像清晰度。

另外，作为优选，所述驱动机构包括二轴联动机构或者三轴联动机构，所述机架紧固在所述驱动机构上。

通过设置驱动机构为二轴联动机构或者三轴联动机构，分层驱动机架的二维或者三维运动，驱动精度佳，效率高。

另外，作为优选，所述平板部上开设有通孔，所述通孔的形状与所述平板部的外形相适配。

通过设置通孔，可以在保证机械手结构强度的前提下减轻重量，节约材料。

附图说明

图1是本实用新型带机械手的摄像装置的整体示意图；

图2为分叉部夹取物品时的结构示意图；

图3是摄像装置的仰视图。

附图标记说明：

1-机架；2-机械手；21-平板部；22-分叉部；22a-分叉前端；22b-弧形部分；23-限位突条；24-通孔；3-摄像装置；31-光源；41-Z向丝杠组件；50-物品。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了传动机构的结构等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

本实用新型提供了一种带机械手的摄像装置，参见图1所示，该机械手2与摄像装置3形成一体化，统一应用在基因检测系统中。基因检测系统，包括PCR扩增装置、芯片杂交装置、摄像装置、信号检测与分析装置以及转运装置。基因检测系统中还使用到放置在试剂管内的各种试剂、放置在PCR管内的样品以及生物芯片。机械手2作为转运装置，用于改变PCR管的位置。摄像装置3作为摄像装置，对生物芯片上信息进行采集，或者在其他步骤中进行校验，比如校验PCR管、生物芯片的放置与否以及摆放顺序的正确与否。

在现有技术中，在基因检测过程中，机械手2需要对PCR管进行多次的取放转运，机械手2的驱动机构驱动机械手2的动作。而对于PCR管或者生物芯片上的信息进行多次采集时，则需要另外设置摄像装置3以及摄像装置3的驱动机构，另外的摄像装置3的驱动机构驱动摄像装置3的位置改变。此时，机械手2的结构简单，功能单一，无法与摄像装置3一体化，不仅增加了基因检测系统中的组件数量，增加基因检测系统的占用空间，还大大增加了控制系统的控制难度。

因此，本实用新型提供了一种带机械手的摄像装置，参见图1所示，包括机架1，机架1上设置有机械手2以及摄像装置3，本实用新型中，摄像装置3为摄像机。机械手2包括平板部21和从平板部21向前方延伸出的分叉部22，平板部21的一端与机架1连接。利用分叉部22形成夹持物品50的夹持空间，取放物品50，改变PCR管的位置。机架1上还设置有摄像装置3，本实用新型中，摄像装置3设置在平板部21上，摄像装置3用于拍摄并采集相关信息。与机架1传动连接设置有一驱动机构，驱动机构驱动机架1运动，进而将机械手2以及摄像装置3移动到需要的位置。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的带机械手的摄像装置，通过设置机械手2与摄像装置3均固定于同一机架1上，实现机械手2与摄像装置3的一体化，机架1与驱动机构传动连接，减少驱动机构的数量，降低机械手2、摄像装置3以及驱动机构的占用空间，降低成本。控制系统控制机架1运动，即可同步驱动机械手2与摄像装置3的运动，简化控制系统的控制程序，尤其是当机械手2与摄像装置3的运动过程中有重合时，大大降低了控制系统的复杂程度，提高工作效率。

参见图1所示，优选地，分叉部22为U形部件，包括两个分叉前端22a和将两个分叉前端22a连接起来的弧形部分22b，U形部件的尺寸设定为与物品50相匹配，方便机械手2取放物品50，本实施方式中，物品50为PCR管。机械手2的结构简单，取放方便。

进一步地，本实用新型的平板部21设置有两个，机械手2可以同时取放两个物品50，提高机械手2的取放效率。在其他实施方式中，平板部21也可以设置为一个或者多个。

参见图1所示，平板部21上开设有通孔24，通孔24的形状与平板部21的外形相适配。通过设置通孔24，可以在保证机械手2结构强度的前提下减轻重量，节约材料，降低成本。此外，在机械手2取放物品50的过程中，机械手2会发生轻微的震动，通孔24的设置可以减缓机械手2的震动，提高机械手2取放物品50的稳定性。

参见图1所示，分叉前端22a形成为能够挠曲以便于夹持物品50，分叉前端22a具有微弱弹性。分叉前端22a朝向物品50运动以逐渐夹持物品50的过程中，分叉前端22a发生挠曲，朝向物品50两侧轻微外扩，从而增加分叉前端22a与物品50之间的压力，进而增加物品50所受到的摩擦力，物品50不易在分叉部22左右晃动或者向下滑脱，机械手2的夹持效率高，转运效果佳。

参见图1所示，优选地，对两个分叉前端22a的相互对置的部分进行粗糙面处理，增加分叉前端22a的摩擦系数，进一步增加位于分叉前端22a处物品50所受到的摩擦力，物品50不易在分叉部22左右晃动或者向下滑脱，机械手2的夹持效率高，转运效果佳。

参见图1和图2所示，物品50的顶端具有凸缘，在分叉前端22a设置有从分叉前端22a立起的限位突条23，当物品50位于分叉前端22a时，限位突条23可以卡住物品50的凸缘，避免物品50在转运过程中从分叉前端22a的开口处滑脱，机械手2的夹持效率高，转运效果佳。

参见图1和图2所示，进一步地，分叉部22的上表面朝向限位突条23的方向向下倾斜，位于分叉部22处的物品50具有朝向限位突条23方向倾斜向下的重力分力。当机械手2将物品50叉入分叉前端22a时，物品50可以在分叉前端22a的任意位置，机械手2夹取物品50时的精确度要求低。在将物品50提起以及转运过程中，物品50在倾斜向下的重力分力的作用下朝向限位突条23的方向运动，并被限位突条23卡定限位，物品50保持在分叉前端22a的同一位置。无论物品50在机械手2上的初始位置在哪里，最终都会自动滑移到机械手2的同一位置，控制系统可以控制机械手2对物体进行精准放下。

参见图3所示，在摄像装置3的周边设置有光源31，光源31为环绕在摄像装置3壳体前沿的多个灯珠。光源31对摄像装置3进行补光处理，提高摄像装置3的摄像清晰度。同时，光源31位于摄像装置3的周边，同向光照与拍摄，顺光摄影，成像清晰，失真度小，提高信息采集的效率。

参见图1所示，本实施方法中，驱动机构包括二轴联动机构，驱动机架1在X向以及Y向的传动。二轴联动机构包括X向丝杠组件以及Y向丝杠组件，Y向丝杠组件固定于X向丝杠组件的螺母上，机架1固定于Y向丝杠组件的螺母上。机架1上设置有Z向丝杠组件41，机械手2固定于Z向丝杠组件41的螺母上。(其中，丝杠组件的结构以及工作原理均为现有技术，在此不做赘述。为简单示意，图中未标示X向丝杠组件以及Y向丝杠组件)。通过设置驱动机构为二轴联动机构，分层驱动机架1的二维运动，并配合Z向丝杠组件41工作，进而驱动机械手2和摄像装置3的三维运动，驱动机构的驱动精度佳，效率高。

在其他实施方式中，也可以设置驱动机构包括三轴联动机构，分层驱动机架1的三维运动，进而驱动机械手2和摄像装置3的三维运动，驱动机构的驱动精度佳，效率高。

本实用新型不仅适用于基因检测系统中，也适用于其他需要多次转移物品50和多次拍照的系统中，或者适用于转移物品50和多次拍照在步骤上有重合的系统中。

对于本领域技术人员来说，在本实用新型技术思想的范围内能够根据需要而对于上述控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种带机械手的摄像装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设置有机械手以及摄像装置，所述机械手包括平板部和从所述平板部向前方延伸出的分叉部，利用所述分叉部形成夹持物品的夹持空间，

所述带机械手的摄像装置还包括与所述机架传动连接的驱动机构，利用所述驱动机构驱动所述机架运动，使得所述摄像装置能够移动到需要摄像的位置。

2.根据权利要求1所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述分叉部为U形部件，包括两个分叉前端和将所述两个分叉前端连接起来的弧形部分，所述U形部件的尺寸设定为与所述物品相匹配。

3.根据权利要求1所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述分叉部设置有两个。

4.根据权利要求2所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述分叉前端形成为能够挠曲以便于夹持物品。

5.根据权利要求2或4所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，对两个所述分叉前端的相互对置的部分进行粗糙面处理。

6.根据权利要求2或4中所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，在所述分叉前端设置有从所述分叉前端立起的限位突条。

7.根据权利要求6所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述分叉部的上表面朝向所述限位突条的方向向下倾斜。

8.根据权利要求1-3、4、7中任一项所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，在所述摄像装置的周边设置有光源。

9.根据权利要求1-3、4、7中任一项所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述驱动机构包括二轴联动机构或者三轴联动机构，所述机架紧固在所述驱动机构上。

10.根据权利要求1-3、4、7中任一项所述的带机械手的摄像装置，其特征在于，所述平板部上开设有通孔，所述通孔的形状与所述平板部的外形相适配。