CN211586661U - 一种运动机构及检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种运动机构及检测装置，该运行机构包括：第一驱动电机；直线导轨，其与所述第一驱动电机位置相对固定的布置；顶杆，其滑动连接在所述直线导轨上；传动机构，其传动连接于所述第一驱动电机和所述顶杆之间，用于将所述第一驱动电机的转动传递给所述顶杆，使所述顶杆沿所述直线导轨往复移动并挤压位于靠近所述顶杆的一端处的微流控芯片上的微泵。本公开实施例的运动机构，结构简单，占用空间较小，且生产成本较低，应用该运动机构的检测装置易于实现小型化。

Description

一种运动机构及检测装置

技术领域

本公开涉及微流控技术领域，具体而言，涉及一种用于挤压微流控芯片的运动机构及应用该运动机构的检测装置。

背景技术

微流控技术是把生物、化学、医学等领域分析样品的全过程(样品提取、试剂样本反应、清洗、检测)等基本单元集成到微米尺度的芯片上，通过毛细作用或主动控制完成分析的全过程。

目前，体外诊断行业正逐渐向两级发展：一个是检验科或体检中心的大型设备在向高通量、自动化、流水线的方向发展，可以满足高通量、高准确度、低人工干预的需求；另外一个是急诊中心或基层医院的小型设备向快速、简单、便携等方向发展，多称为POCT(point-of-care testing)。POCT通过简单的操作流程，集成的检测装置，可以应用在急诊科和重症监护室，同时对于完善基层医院检测流程，实现分级诊疗具有重大意义。

微流控芯片内部会有多个微泵、微阀装置，用以实现加样、混匀、清洗和检测全过程。如何实现芯片内部的微泵微阀的精准控制，是实现微流控功能的首要前提。但现有用于挤压微流控芯片的微泵的运动机构通常结构复杂，占用空间较大且生产成本较高，不适于应用在小型检测装置上。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本公开的目的在于提供一种用于挤压微流控芯片的运动机构及应用该运动机构的检测装置，使该运动机构结构简单、占用空间较小且生产成本较低。

根据本公开的方案，提供了一种运动机构，其包括：

第一驱动电机；

直线导轨，其与所述第一驱动电机位置相对固定的布置；

顶杆，其滑动连接在所述直线导轨上；

传动机构，其传动连接于所述第一驱动电机和所述顶杆之间，用于将所述第一驱动电机的转动传递给所述顶杆，使所述顶杆沿所述直线导轨往复移动并挤压位于靠近所述顶杆的一端处的微流控芯片上的微泵。

在一些实施例中，所述传动机构包括：

转动件，其与所述第一驱动电机的转轴固定连接；

连杆，其一端枢接于所述转动件上偏离旋转中心的位置处，另一端枢接于所述顶杆上。

在一些实施例中，所述转动件为转轮，所述连杆的一端枢接于所述转轮上偏离旋转中心的轮面上。

在一些实施例中，所述运动机构还包括感应器和与所述感应器电连接的控制器，所述感应器用于在所述顶杆移动至预设位置时向所述控制器发送位置检测信号。

在一些实施例中，所述感应器包括：

光电开关，其与所述控制器电连接；

挡板，其与所述顶杆同步移动，并在所述顶杆移动至所述预设位置时遮挡所述光电开关的光路，以使所述光电开关生成所述位置检测信号。

在一些实施例中，所述预设位置靠近所述顶杆的另一端处。

在一些实施例中，所述运动机构还包括：

基座，所述第一驱动电机和所述直线导轨均设置在所述基座上。

在一些实施例中，所述第一驱动电机通过电机支架固定连接在所述基座上。

在一些实施例中，所述直线导轨通过导轨支架固定连接在所述基座上。

在一些实施例中，所述第一驱动电机为步进电机。

本公开实施例还提供了一种检测装置，包括如上所述的运动机构，以及用于布置微流控芯片的连接部件，所述连接部件设置在靠近所述顶杆的一端处。

在一些实施例中，所述检测装置包括多个运动机构，所述微流控芯片具有多个分布于不同位置的微泵，所述运动机构与所述微泵一一对应。

在一些实施例中，所述检测装置还包括挤压机构，所述挤压机构用于挤压微流控芯片上的至少一个微泵。

在一些实施例中，所述挤压机构包括：

第二驱动电机；

丝杆机构，其与所述第二驱动电机传动连接，用于在所述第二驱动电机的驱动下通过丝杆往复移动以挤压微流控芯片上的微泵。

在一些实施例中，所述检测装置包括位于中部的所述挤压机构以及绕所述挤压机构布设的多个所述运动机构。

本节提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为本公开实施例涉及的运动机构的结构示意图；

图2为本公开实施例涉及的检测装置的结构示意图；

图3为本公开实施例涉及的微流控芯片的结构示意图。

附图标记：

1-运动机构；2-基座；3-第一驱动电机；4-直线导轨；5-顶杆；6-传动机构；7-微流控芯片；8-微泵；9-转动件；10-连杆；11-电机支架；12-导轨支架； 13-挡板；14-光电开关；15-连接部件；16-挤压机构；17-第二驱动电机；18- 丝杆机构；19-支架。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

图1为本公开实施例的运动机构的结构示意图，参见图1所示，本公开实施例的运动机构包括：第一驱动电机3、直线导轨4、顶杆5及传动机构6，其中，第一驱动电机3和直线导轨4之间的位置相对固定的布置，二者之间不发生相对位移或相对姿态变化；顶杆5滑动连接在直线导轨4上；传动机构6传动连接于第一驱动电机3和顶杆5之间，通过该传动机构6能够将第一驱动电机3的旋转运动传递给顶杆5，使顶杆5沿直线导轨4往复移动，并通过该顶杆5挤压位于靠近顶杆5的一端的微流控芯片7上的微泵8。

在具体实施过程中，该直线导轨4可沿例如竖直方向布置，顶杆5滑动连接在该直线导轨4上，以能够沿竖直方向往复升降运动，微流控芯片7可设置在顶杆5的移动行程的顶端处且微流控芯片7上的微泵8正对顶杆5的顶端，第一驱动电机3通过传动机构6驱动顶杆5往复升降，从而能够以一定频率挤压微流控芯片7上的微泵8，该运动机构的结构简单，生产成本较低，易于实现，且占用的空间较小。

以下结合附图对本公开实施例的运动机构的具体结构进行详细说明。

配图1所示，在一些实施例中，所述运动机构还可包括基座2，所述第一驱动电机3和所述直线导轨4均可设置在该基座2上，这样就能够实现第一驱动电机3和直线导轨4之间的位置相对固定布置，避免二者之间发生相对位移或相对姿态变化，结构简单，易于实现。在具体实施过程中，该第一驱动电机3可通过电机支架11固定连接在所述基座2上，所述直线导轨4 可通过导轨支架12固定连接在所述基座2上。当然，该第一驱动电机3和直线导轨4不仅限于通过上述结构实现位置相对固定的布置，也可分别与不同的部件连接，只要能够保持二者位置和姿态相对固定即可。

在一些实施例中，该传动机构6可包括：转动件9和连杆10，转动件9 与第一驱动电机3的转轴固定连接，连杆10的一端通过例如销轴枢接于转动件9上偏离旋转中心的位置处，连杆10的另一端通过销轴枢接于顶杆5上，通过该传动件和连杆10形成了一个曲柄连杆10传动机构6，第一驱动电机3 能够驱动转动件9旋转，连杆10的一端绕转动件9的旋转中心转动，连杆 10的另一端带动顶杆5沿直线导轨4往复升降，该传动机构6结构紧凑，所需占用的空间较小。

在一种优选实施例中，该转动件9可为转轮，所述连杆10的一端通过例如销轴枢接于转轮上偏离旋转中心的轮面上。转轮的稳定性较好，能够提高机构整体的稳定性，降低震动和噪声。进一步的，该转动件可以是偏心轮，该偏心轮的偏心距离可以基于顶杆5的行程确定。当然，该转动件9也可为例如另一连杆10，该另一连杆10的一端可与第一驱动电机3的转轴固定连接，该另一连杆10的另一端可通过例如销轴与该连杆10的一端枢接。

在一些实施例中，所述运动机构还包括感应器和与所述感应器电连接的控制器，所述感应器用于在所述顶杆5移动至预设位置时向所述控制器发送位置检测信号。其中，该预设位置可靠近顶杆5的另一端处，如顶杆5的移动行程的另一端处，也可为移动行程的两端之间的任意位置处。该控制器可为该运动机构的控制器，当该运动机构应用于例如感应器上时，该控制器也可为感应器的控制器。控制器基于获取的检测信号可确定顶杆5挤压微泵8 的次数、频率，有益于精准控制对微流控芯片7的微泵8的挤压效果。

在一些实施例中，所述感应器可包括：光电开关14和挡板13，光电开关14与所述控制器电连接；挡板13与顶杆5同步移动，并在所述顶杆5移动至所述预设位置时遮挡所述光电开关14的光路，以使所述光电开关14生成所述位置检测信号。例如，顶杆5的顶端可配置为用于挤压微泵8，挡板 13可与顶板的底端固定连接，光电开关14可设置在顶杆5的移动行程的底端处，这样当顶杆5移动至移动行程的底端处时挡板13能够遮挡光电开关 14的光路，光电开关14生成所述位置检测信号。当然，该感应器也可采用例如微动开关或霍尔传感器等。

在一些实施例中，所述第一驱动电机3可为步进电机，这样通过控制向第一驱动电机3发送的电脉冲信号的数据量，就能够控制第一驱动电机3旋转的周数，进而能够实现精准控制顶杆5挤压微泵8的次数和频率的目的。

图2为本公开实施例的检测装置的结构示意图，参见图2所示，本公开实施例的检测装置包括连接部件15和如上任一实施例所述的运动机构1，该运动机构1可设置在例如支架19上，连接部件15用于安放微流控芯片7，所述连接部件15设置在所述顶杆5的移动行程的一端处。由于上述运动机构 1具有结构简单、占用空间较小及生产成本较低的优点，所以，应用上述运动机构1的检测装置同样具有结构简单和生产成本较低的优点，且易于实现小型化。

在一些实施例中，微流控芯片7可具有多个分布于不同位置的微泵8，该检测装置也可包括多个运动机构1，运动机构1可与微流控芯片7上的微泵8一一对应。通过设置多个与微泵8一一对应的运动机构1，使多个微泵8 的挤压动作互相独立，可根据所需时序，分时或同时动作，实现试剂混匀、分离、挤出等复杂动作的分时或同时控制。配合图3所示，在具体实施过程中，该微流控芯片7上可具有五个微泵8，五个微泵8中一个可位于中部，其余可环绕位于中部的微泵8呈十字形布置，检测装置可包括五个运动机构 1，用于分别挤压这五个微泵8，以实现多种复杂动作的分时控制。当然该检测装置的多个运动机构1的空间布局可根据微流控芯片7的微泵8的位置按照实际需要进行调整。

在一些实施例中，所述检测装置还可包括挤压机构16，所述挤压机构16 用于挤压微流控芯片7上的至少一个微泵8。具体的，该挤压机构16可包括：第二驱动电机17和丝杆机构18，丝杆机构18与所述第二驱动电机17传动连接，用于在所述第二驱动电机17的驱动下通过丝杆往复移动以挤压微流控芯片7上的微泵8。例如，该第二驱动电机17的转轴可为一中空转轴，该中空转轴内可同轴固定连接有一螺母，丝杆可穿设该中空转轴并与该螺母螺纹连接，第二驱动电机17的转轴转动过程中，能够通过螺母驱动丝杆沿中空转轴的轴心线方向移动，通过控制第二驱动电机17的转动方向就能够实现带动丝杆往复移动以挤压微流控芯片7上的微泵8的目的。该挤压机构16的运动空间主要集中在轴心线方向，不占用第二驱动电机17侧方的空间，适于应用在狭小的空间内。例如，前述检测装置包括多个运动机构1，其中一个位于中部，其余多个包饶位于中部的运动机构1设置，可利用该挤压机构16替换位于中部的运动机构1，这时，该检测装置就包括位于中部的所述挤压机构16以及绕所述挤压机构16布设的多个所述运动机构1，能够使该检测装置的整体结构更加紧凑。

本公开实施例的运动机构，结构简单，占用空间较小，且生产成本较低，应用该运动机构1的检测装置易于实现小型化，并且该检测装置还能够实现多种复杂动作的分时控制。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本公开的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (15)

1.一种运动机构，其特征在于，包括：

第一驱动电机；

直线导轨，其与所述第一驱动电机位置相对固定的布置；

顶杆，其滑动连接在所述直线导轨上；

传动机构，其传动连接于所述第一驱动电机和所述顶杆之间，用于将所述第一驱动电机的转动传递给所述顶杆，使所述顶杆沿所述直线导轨往复移动并挤压位于所述顶杆的一端的微流控芯片上的微泵。

2.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述传动机构包括：

转动件，其与所述第一驱动电机的转轴固定连接；

连杆，其一端枢接于所述转动件上偏离旋转中心的位置处，另一端枢接于所述顶杆上。

3.根据权利要求2所述的运动机构，其特征在于，所述转动件为转轮，所述连杆的一端枢接于所述转轮上偏离旋转中心的轮面上。

4.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括感应器和与所述感应器电连接的控制器，所述感应器用于在所述顶杆移动至预设位置时向所述控制器发送位置检测信号。

5.根据权利要求4所述的运动机构，其特征在于，所述感应器包括：

光电开关，其与所述控制器电连接；

挡板，其与所述顶杆同步移动，并在所述顶杆移动至所述预设位置时遮挡所述光电开关的光路，以使所述光电开关生成所述位置检测信号。

6.根据权利要求4所述的运动机构，其特征在于，所述预设位置靠近所述顶杆的另一端处。

7.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述运动机构还包括：

基座，所述第一驱动电机和所述直线导轨均设置在所述基座上。

8.根据权利要求7所述的运动机构，其特征在于，所述第一驱动电机通过电机支架固定连接在所述基座上。

9.根据权利要求7所述的运动机构，其特征在于，所述直线导轨通过导轨支架固定连接在所述基座上。

10.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，所述第一驱动电机为步进电机。

11.一种检测装置，包括如权利要求1-10任一项所述的运动机构，以及用于布置微流控芯片的连接部件，所述连接部件设置在靠近所述顶杆的一端处。

12.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括多个运动机构，所述微流控芯片具有多个分布于不同位置的微泵，所述运动机构与所述微泵一一对应。

13.根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括挤压机构，所述挤压机构用于挤压微流控芯片上的至少一个微泵。

14.根据权利要求13所述的检测装置，其特征在于，所述挤压机构包括：

第二驱动电机；

丝杆机构，其与所述第二驱动电机传动连接，用于在所述第二驱动电机的驱动下通过丝杆往复移动以挤压微流控芯片上的微泵。

15.根据权利要求14所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括位于中部的所述挤压机构以及绕所述挤压机构布设的多个所述运动机构。

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