CN213813642U

CN213813642U - 高速磁洗温育测光装置

Info

Publication number: CN213813642U
Application number: CN202022384855.2U
Authority: CN
Inventors: 王超; 赵鹏; 张汉杰; 张刘涛; 戎卫; 刘聪
Original assignee: Autobio Experimental Instrument Zhengzhou Co Ltd
Current assignee: Autobio Experimental Instrument Zhengzhou Co Ltd
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2030-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种高速磁洗温育测光装置，包括底板和连续输送机构，上述连续输送机构包括位于底板上的反应杯输送轨道，设置在反应杯输送轨道上方、且开设有多个与反应杯输送轨道交叉设置的通槽的驱动盘，以及用于使驱动盘沿反应杯输送方向移动的传动机构；其中，反应杯输送轨道周侧还设置有抽吸液机构、联动抓取混匀机构和测光机构。本实用新型结构巧妙，占用空间小，投资成本低，安全可靠，故障率低，其通过轨道和驱动件的配合，实现了反应杯从上一工位到下一工位的自动转移，定位准确，快速高效，其次，轨道沿途集成了磁洗、底物加注、混匀、测光、抛弃等相关机构，能够大幅提高样品测光的整体效率。

Description

高速磁洗温育测光装置

技术领域

本实用新型涉及体外诊断仪器技术领域，尤其是涉及一种高速磁洗温育测光装置。

背景技术

全自动化学发光免疫分析系统、生化分析仪、实验室流水线、核酸等体外诊断设备大多会涉及对样品的测光检测。在测光检测之前，需要对样品进行磁洗、底物加注、混匀、温育等预处理操作，现有装置在每个工作之间需要通过抓手进行样品反应杯转移，较多抓手的设置导致设备体积大、投资高，同时，反应杯轮转频次较高，采用抓手抓取时反应杯运转速度较慢，导致测光检测整体效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高速磁洗温育测光装置，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的高速磁洗温育测光装置，包括

底板；

连续输送机构，包括

反应杯输送轨道，设置在所述底板上；

驱动盘，设置在所述反应杯输送轨道上方，所述驱动盘上开设有多个与反应杯输送轨道交叉设置的通槽，且所述通槽沿反应杯输送方向依次排列；

传动机构，用于使驱动盘沿反应杯输送方向移动；

其中，反应杯输送轨道周侧还设置有抽吸液机构、联动抓取混匀机构和测光机构。

所述反应杯输送轨道为与单个反应杯相适配的单条连续螺旋形轨道。

所述驱动盘为圆形结构，所述通槽沿驱动盘的径向设置，且每条通槽的宽度均与单个反应杯相适配。

所述传动机构包括

转轴，垂直于底板设置，其一端与底板相连，另一端与驱动盘的中心相连；

驱动轮，设置在驱动盘一侧；

外齿圈，设置在驱动盘周缘，并与所述驱动轮啮合相连。

所述抽吸液机构，包括

支撑板，设置在驱动盘上方；

注液组件，包括设置在所述支撑板上的第一升降盘和设置在所述第一升降盘上的注液针，所述注液针沿反应杯输送轨道间隔设置；

吸液组件，包括设置在所述支撑板上的第二升降盘和设置在所述第二升降盘上的吸液针，所述吸液针沿反应杯输送轨道间隔设置；

其中，吸液针和注液针成对设置。

所述第一升降盘和第二升降盘均通过电动丝杠机构和支撑板相连。

所述联动抓取混匀机构，包括

立板，其上设置有倒U形的导槽；

动力组件，包括

动力源，其设置在所述立板上；

旋转臂，具有第一端和第二端，所述第一端与所述动力源相连，所述第二端上开设有通孔；

导向组件，包括

水平导轨，设置在立板上；

水平滑动件，滑动设置在所述水平导轨上；

竖直支撑件，与所述水平滑动件相连；

竖直导轨，与所述竖直支撑件滑动相连；

抓取组件，包括

连接板，其与所述竖直导轨固定相连；

连接轴，其一端设置在所述连接板上，另一端穿过所述旋转臂的通孔设置在所述导槽内。

所述抓取组件还包括防脱抓手，所述防脱抓手包括

棘爪，铰接设置在所述立板上，具有第一位置和第二位置；

升降板，设置在所述棘爪前侧，并与所述连接板相连；

夹取组件，包括

活动板，设置在所述升降板前侧，其顶端与升降板沿竖向滑动连接，底部设置有两个安装臂；

成对夹爪，每一所述夹爪均具有一个连接端和一个打开控制端，所述连接端铰接设置在升降板上，所述打开控制端则与所述安装臂铰接相连；

驱动组件，包括

传动轴，穿设在升降板上；

棘轮，设置在所述传动轴的后端部，具有至少两个与所述棘爪相互作用的棘齿；

驱动轮，设置在所述传动轴的前端部，其周缘设置有用于顶起所述活动板的凸块，所述凸块的数量和位置与所述棘齿相对应；

其中，具有下移趋势的棘齿位于棘爪上方并使棘爪保持处于所述第一位置的状态，而具有上移趋势且位于棘爪下方的棘齿则使棘爪离开第一位置直至到达完全避让棘齿的所述第二位置。

所述棘爪底部与所述立板铰接相连，棘爪中部设置有限位销，所述限位销穿设在立板上开设的限位槽中，棘爪的顶部则设置有与所述棘齿相互作用的触碰销。

所述测光机构包括

测光元件，设置在所述单条连续螺旋形轨道外侧；

动力机构，设置在所述测光元件下方，具有同步转动的第一输出端和第二输出端；

测光板，与所述动力机构的第一输出端相连，设置在测光元件和反应杯之间，具有间隔设置的透光孔和滤光孔；

遮光件，用于分隔待测反应杯和相邻反应杯，具有连接端；

往复升降组件，其输入端与动力机构的第二输出端相连，输出端与所述遮光件的连接端相连；

其中，当所述透光孔或滤光孔与光源对应时，遮光件位于待测反应杯和相邻反应杯之间。

本实用新型提供的高速磁洗温育测光装置，结构巧妙，占用空间小，投资成本低，安全可靠，故障率低，其通过轨道和驱动件的配合，实现了反应杯从上一工位到下一工位的自动转移，定位准确，快速高效，其次，轨道沿途集成了磁洗、底物加注、混匀、测光、抛弃等相关机构，能够大幅提高样品测光的整体效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中连续输送机构的结构示意图。

图3是图2中驱动盘以下部分的结构示意图。

图4是图1中抽吸液机构的俯视图。

图5是图4中吸液组件的结构示意图。

图6是图4中注液组件的结构示意图。

图7是图1中联动抓取混匀机构的结构示意图。

图8是图7的背面结构示意图。

图9是图7中防脱抓手的结构示意图。

图10是图9的背面结构示意图（省略升降板）。

图11-13是防脱抓手放下反应杯的工作状态示意图（省略部分立板）。

图12、13是防脱抓手夹取反应杯的工作状态示意图（省略部分立板）。

图14是图1中测光机构的内部结构示意图。

图15是图14的主视图（省略反应杯输送轨道和反应杯）。

图16是图14的纵剖图。

图17图14中遮光板上升时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1-17所示，本实用新型所述的高速磁洗温育测光装置，包括底板，其上安装有连续输送机构对反应杯进行连续输送，其中，在反应杯输送轨道周侧还安装有抽吸液机构、联动抓取混匀机构和测光机构等，以此实现对反应杯的连续输送，并在输送过程中实现对反应杯内试样的磁洗、底物加注、混匀、温育、测光操作，之后还可以在输送轨道尽头对检测完毕的反应杯进行丢弃作业。

具体地，如图1、2、3所示，连续输送机构包括底板1.1，其上安装有反应杯输送轨道1.2；反应杯输送轨道上方设置有驱动盘1.3，驱动盘1.3上开设有多个与反应杯输送轨道交叉设置的通槽1.4，且通槽1.4沿反应杯输送方向依次排列；为了实现反应杯的输送，本实用新型还包括用于使驱动盘1.3沿反应杯输送方向移动的传动机构。

具体地，反应杯输送轨道1.2固定安装在底板1.1上，其可以为螺旋形、圆形或C形轨道，本实施例中选用行程长、占据空间小的螺旋形轨道。一般情况下，反应杯输送轨道1.2为宽度与单个反应杯相适配的单轨道，其能够达到对单个反应杯连续输送的目的。在实际应用中，反应杯输送轨道1.2周边依次设置有为了满足检测要求配备的各种设备。

本实施例中驱动盘1.3为圆形结构，覆盖整个螺旋形轨道，并通过位于螺旋形反应杯输送轨道1.2中心处的转轴1.5与底板1.1相连。其上的通槽1.4分别沿驱动盘1.3的径向均匀设置，每个通槽1.4的宽度均与单个反应杯相适配。盛装试样的反应杯通过通槽1.4放置在反应杯输送轨道1.2内，当驱动盘1.3移动时，反应杯沿反应杯输送轨道1.2向前移动。由于驱动盘1.3上开设有多条通槽1.4，因此，与反应杯输送轨道1.2构成交叉点的通槽1.4有多个，可以同时放置多个反应杯，依次对其中的试样进行检测。

在本实施例中，驱动盘1.3需要绕中心转动，与其相连的传动机构包括垂直于底板1.1设置的转轴1.5，该转轴1.5具有第一端和第二端，第一端与底板1.1固定相连，第二端通过滚珠轴承与驱动盘的中心转动相连；驱动盘1.3周缘套接有外齿圈1.6，或者将驱动盘1.3直接加工成齿轮状，在驱动盘1.3外侧安装有步进电机1.7驱动的驱动轮1.8，上述驱动轮1.8和外齿圈1.6啮合相连。当步进电机1.7启动时，驱动轮1.8带动外齿圈1.6和驱动盘1.3发生旋转运动。

工作时，将反应杯放入反应杯输送轨道1.2的起始处，步进电机1.7启动后，驱动盘1.3转动，在此过程中，反应杯输送轨道1.2对反应杯施加盘直径方向的约束，驱动盘1.3的通槽1.4对反应杯施加盘切线方向的约束。在驱动盘1.3和反应杯输送轨道1.2的共同约束下，反应杯会沿着反应杯输送轨道1.2从螺旋内圈以顺时针方向向外圈移动。

为了实现对反应杯内试样的磁洗，在反应杯输送轨道1.2沿途安装有抽吸液机构。如图4-6所示，其包括安装在驱动盘1.3上方的支撑板2.1，支撑板2.1上通过第一电动丝杠机构2.2连接有弧形结构的第一升降盘2.3，第一升降盘2.3的内侧边缘间隔设置有多个沿反应杯输送轨道1.2分布的抽液针2.4。当第一电动丝杠机构2.2启动，使第一升降盘2.3下降时，抽液针2.4会穿过第一升降盘2.3上的通孔向其下方的反应杯抽液。抽吸液机构还包括安装在支撑板2.1上通过第二电动丝杠机构2.5连接有弧形结构的第二升降盘2.6，第二升降盘2.6的外侧边缘间隔设置有多个与抽液针2.4相对的注液针2.7。当第二电动丝杠机构2.5启动，使第二升降盘2.6下降时，注液针2.7会穿过第二升降盘2.6上的通孔对其下方的反应杯进行注液。

抽吸液完毕后，为了进行底物添加和混匀，在反应杯输送轨道1.2一侧还安装有联动抓取混匀机构。如图7、8所示，其由立板、导槽、动力组件、导向组件和抓取组件构成。具体地，开设在立板3.1上的导槽3.2与抓手移动轨迹相配合。本实施例中为U形，其一端为添加工位，另一端为混匀工位。此外，导槽3.2也会根据实际需要设计成V形、W形等。动力组件包括动力源和旋转臂，上述动力源通常采用安装在立板3.1背面的步进电机3.3。对于图7所示的U型导槽3.2，步进电机3.3通常安装在U型导槽3.2内侧靠近中心的位置。旋转臂3.4则由步进电机3.3驱动，其两端分别为第一端和第二端，第一端与步进电机3.3的电机轴相连，当电机3.3启动时，旋转臂3.4可随之进行正转或反转。为了方便抓取组件的安装，在旋转臂3.4的第二端上开设有通孔3.5。为了使抓取组件沿导槽3.2运行，在立板3.1的背面安装有与立板3.1顶部平齐的水平导轨3.6，水平导轨3.6上滑动安装有水平滑动件3.7，水平滑动件3.7的对侧一体化设置有竖直支撑件3.8，竖直支撑件3.8的滑槽内安装有位于立板3.1前侧的竖直导轨3.9。上述水平导轨3.6、水平滑动件3.7、竖直支撑件3.8和竖直导轨3.9构成导向组件。其中，竖直导轨3.9通过连接板3.10与抓手固定相连。上述连接板3.10位于抓手顶部，其上安装有向立板3.1延伸的连接轴3.11，该连接轴3.11穿过旋转臂3.4的通孔3.5，并将末端置于导槽3.2内。为了使连接轴3.11沿导槽3.2顺滑移动，连接轴3.11的端部安装有与导槽3.2相配合的滚珠轴承3.12。上述抓手、连接板3.10和连接轴3.11均属于抓取组件。

工作时，步进电机3.3驱动旋转臂3.4 沿U型导槽3.2的一端转移到另一端，在此过程中，由于抓手组件同时与水平导轨3.6和竖直导轨3.9相连，因此，抓手组件能够沿以上两个维度自由运动，从而使其在U型导槽3.2的约束下，顺利达到目标位置。本实用新型驱动抓手组件运动时，无需设置两个电机，也无需电机相互配合运动，因此，节省了投资，提高了抓手运行速率，降低了事故发生的几率。

进一步地，为了及时、准确地检测抓手是否运行到位，在旋转臂3.4上安装感应器挡片3.13，同时，在立板3.1上适当位置处安装触发感应器3.14。

上述抓手选用如图9-13所示的防脱抓手，其包括安装在立板3.1上的棘爪4.1，该棘爪4.1为上小下大的水滴形结构，其底部通过铰轴与立板3.1相连，棘爪4.1中部安装有限位销，该限位销穿设在立板3.1上开设的限位槽4.2中，棘爪4.1的顶部则安装有与棘轮4.3相互作用的触碰销。上述限位槽4.2倾斜设置，在自由状态的重力作用下或者外加下压作用力下，限位销会处于限位槽4.2的最低位，通常将棘爪4.1此时所处的位置定义为“第一位置”；而当限位销位于限位槽4.2最高位时，会将棘爪4.1所处的位置定义为“第二位置”。

棘爪4.1和棘轮4.3前侧设置有与连接板3.10相连的升降板4.4，该升降板4.4上安装有通过转动轴承连接的传动轴4.5，传动轴4.5位于升降板4.4后侧的第一端安装有棘轮4.3，该棘轮4.3上应具有至少两个与棘爪4.1相互作用的棘齿（本实施例选用具有四个棘齿的棘轮为例进行说明）。传动轴4.5位于升降板4.4前侧的第二端安装有驱动轮4.6，该驱动轮4.6的周缘均匀间隔设置有四个圆滑凸块，相邻凸块之间为圆弧凹面。上述凸块的位置与棘轮的棘齿位置相对应，且传动轴4.5转动时，两者的相对位置保持不变。上述传动轴4.5、棘轮4.3、驱动轮4.6构成驱动组件。

升降板4.4的前侧还安装有活动板4.7和成对夹爪4.8构成的夹取组件。具体地，活动板4.7为由连接竖板和两个安装臂构成的Y形结构，顶部连接竖板上开设有竖向长孔，挂接在升降板4.4顶部相适配的支撑轴4.9上，使活动板4.7可沿竖向自由移动。成对夹爪4.8位于安装臂内侧，且每个夹爪4.8的顶部连接端均与升降板4.4铰接相连。在自由状态下，成对夹爪4.8的夹合面相对设置，其间距与被夹持的反应杯宽度相适配，即恰好可以依靠摩擦力将反应杯夹住。为了使夹爪4.8能够实现打开动作，每个夹爪4.8上还设置有与连接端呈L形布置的打开控制端，且打开控制端位于连接端外侧，并与活动板4.7的安装臂分别铰接相连。当活动板4.7上移时，成对夹爪4.8进行打开动作。为了实现夹爪4.8的开合，在活动板4.7的背面安装有与驱动轮4.6圆弧凹面相适配的支撑轴承4.10。当支撑轴承4.10与驱动轮4.6圆弧凹面相接触时，成对夹爪4.8处于夹合状态；当支撑轴承4.10与驱动轮4.6的圆滑凸块相接触时，成对夹爪4.8处于打开状态。在成对夹爪4.8的开合过程中，具有下移趋势的棘齿位于棘爪4.1上方并使棘爪4.1保持处于第一位置的状态，而具有上移趋势且位于棘爪4.1下方的棘齿则使棘爪4.1离开第一位置直至到达完全避让棘齿的第二位置。

夹爪4.8执行放杯动作时，升降板4.4在连接板3.10的作用下带动整个抓取组件下压，当棘轮4.3的其中一个棘齿与处于第一位置的棘爪4.1相接触时，棘轮4.3在下压力作用下，逆时针转动1个棘（四分之一圈），驱动轮4.6随之转动，当其上的圆滑凸块与活动板4.7的支撑轴承4.10相接触时，会将活动板4.7向上顶起，此时，与活动板4.7安装臂相关联的成对夹爪4.8向外打开，其夹持的反应杯失去抓紧力，落入下方的反应杯摆放位槽中，完成放杯动作。

放杯后，若升降板4.4继续下移可进行取杯动作。此时，活动板4.7的支撑轴承4.10重新与驱动轮4.6的圆弧凹面相接触，夹爪4.8将再次处于闭合夹持状态，并依靠夹合面的摩擦力对反应杯进行夹取。取杯后，升降板4.4在连接板3.10的作用下上移。此时，在升降板4.4下移过程中位于棘爪4.1上方并与棘爪4.1相互作用的棘齿脱离该棘爪4.1，而下方相邻的棘齿则紧贴棘爪4.1斜下侧，由于升降板4.4及抓取组件整体上移，且棘爪4.1的重力小于棘齿向上的拉力，因此，该棘齿使棘爪4.1由第一位置向第二位置移动，当棘爪4.1达到第二位置时，棘齿脱离棘爪4.1的束缚，随抓取组件及升降板4.4继续上移，完成抓杯动作。在此过程中，棘轮4.3始终不发生转动，因此，活动板4.7不会进行上下移动，夹爪4.8始终处于闭合夹持状态，对反应杯进行牢固夹持。

如图14-17所示，测光机构由测光元件、动力机构、测光板、遮光件和往复升降组件构成。其中，测光元件5.1.1安装在反应杯外侧的竖直安装板5.1.2上，用于对反应杯内的试样进行在线测光检测。测光元件5.1.1通常选用光电倍增管，其为一种可读取发光值，并将其值转换为数字信号的电子原件。

动力机构位于测光元件5.1.1下方，包括垂直穿过安装板5.1.2安装的旋转轴5.2.1，旋转轴5.2.1穿过安装板5.1.2的一端为动力机构的第一输出端，另一端安装有第一同步带轮5.2.2；还包括平行设置在旋转轴5.2.1下方的双轴旋转电机5.2.3，双轴旋转电机5.2.3安装在安装板5.1.2上，具有垂直穿过安装板5.1.2的第一电机轴5.2.4（即第二输出端）和位于另一端的第二电机轴5.2.5，第二电机轴5.2.5上安装有第二同步带轮5.2.6；上述第一同步带轮5.2.2和第二同步带轮5.2.6通过同步带5.2.7连接，从而使旋转轴5.2.1和第一电机轴5.2.4同步转动。

测光板5.3.1位于安装板5.1.2和反应杯之间，为安装在旋转轴5.2.1第一输出端的圆形板，其上开设有一组或多组交错布设的透光孔5.3.2和滤光孔5.3.3。为了与测光元件5.1.1对应，上述透光孔5.3.2和滤光孔5.3.3均沿测光板的旋转中心等距设置，相邻孔间距则根据双轴旋转电机5.2.3和反应杯的运行速度设定。

往复升降组件包括与第一电机轴5.2.4相连的凸轮5.4.1，以及安装在安装板5.1.2上的上固定块5.4.2和下固定块5.4.3，上固定块5.4.2和下固定块5.4.3上安装有一对竖直导向柱5.4.4，竖直导向柱5.4.4上穿设有矩形升降块5.4.5。矩形升降块5.4.5的顶部安装有一对平行设置的遮光板5.5作为遮光件（其底部为连接端），矩形升降块5.4.5的底部设置有与凸轮5.4.1相接触的圆滑凸块。

当双轴旋转电机5.2.3驱动凸轮5.4.1旋转时，矩形升降块5.4.5能够沿竖直导向柱5.4.4进行周期性升降，其上的遮光板5.5随之升降。当透光孔5.3.2或滤光孔5.3.3与测光元件5.1.1对应时，两块遮光板5.5分别位于待测反应杯两侧，将待测反应杯和相邻反应杯分隔开，用以避免相邻反应杯对检测结果的干扰。

此外，在联动抓取混匀机构和测光机构之间还安装有位于底板1.1之下的加热盘，用于对反应杯内的试样进行温育培养。在螺旋形反应杯输送轨道1.2尽头则设置有废弃箱，用于收集检测完毕的反应杯。

本实用新型在工作时，首先将盛装有试样的反应杯放入螺旋形反应杯输送轨道1.2的起始处，通过步进电机1.7的驱动作用，使反应杯沿轨道前行，进入抽吸液机构所在的工位时，首先对反应杯进行注液，进行磁珠预吸引，然后抽除废液，再重复进行多次注液、抽液操作，此时，反应杯到达联动抓取混匀机构所在的工位，在此工位上，需要对反应杯加注底物，然后通过防脱抓手将反应杯运至U形导槽的另一端进行混匀操作，之后，反应杯原路返回，继续沿着反应杯输送轨道1.2前行至温育加热盘区域进行温育培养，之后到达测光机构所在工位，对反应杯内的样品进行测光周期，完成后，沿轨道前行达到轨道尽头，反应杯整个落入废弃箱进行收集。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是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。

Claims

1.一种高速磁洗温育测光装置，其特征在于：包括

底板；