CN214518613U - 一种生物芯片组装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物芯片组装装置，包括组装箱、操作台、操作手臂和放大观察设备；所述组装箱设置为密闭的箱体，一侧设置有门和出气孔，所述操作台设置在箱体的底部，所述操作手臂悬设在组装箱的顶部，操作台正上方，所述放大观察设备设置在组装箱的一侧壁上；本装置通过设置方便夹取调整的操作台，能够稳定的固定底片，而且还不影响上部的操作，而且，本装置通过使用伸缩器和弹簧的协同作用辅助以控制其和压力传感器共同组成一个由人工控制器的机械手来替代人工的手臂，本装置结构简单，控制容易，成本低，采用本装置进行组装，操作方便，花费也不多，解决了现有的生物芯片，组装复杂，组装难度大的问题。

Description

一种生物芯片组装装置

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，具体涉及一种生物芯片组装装置。

背景技术

物芯片是八十年代末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片分为三大类：即基因芯片、蛋白质芯片和芯片实验室。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。芯片上集成的成千上万的密集排列的分子微阵列，能够在短时间内分析大量的生物分子，使人们快速准确地获取样品中的生物信息，效率是传统检测手段的成百上千倍。它将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。

生物芯片因为其小型化，在组装的过程中都需要对其进行装夹，然后通过精密细小的工具进行组装，现在很大程度上是通过显微镜对其进行观察，然后在放大的情况下进行组装，特别是一些结构相对较复杂的芯片，先将生物芯片的底片固定在载物台上，然后通过显微镜进行观察，最后在通过特定的工具进行组装，由于芯片比较的小，需要使用夹具将其装夹在操作台上，在用一些精密设备和工具进行组装，但现在，普通的工作台装夹并不能满足要求，而且一些精密的操作工具不是操作复杂就是价格昂贵，动则上千万的价格让一些小公司厂家无力负担，阻碍了生物芯片的多样发展，这样的组装使得芯片的组装复杂，组装难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生物芯片组装装置，解决现有的生物芯片，组装复杂，组装难度大的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种生物芯片组装装置，包括组装箱、操作台、操作手臂和放大观察设备；所述组装箱设置为密闭的箱体，一侧设置有门和出气孔，所述操作台设置在箱体的底部，所述操作手臂悬设在组装箱的顶部，操作台正上方，所述放大观察设备设置在组装箱的一侧壁上；所述操作台包括操作台、升降机构，夹紧机构；所述操作台设置为圆台，台面上设置有第一滑槽，所述升降机构包括载物升降机构，所述载物升降机构包括第一电机，第四转轴A、载物杆、玻片载物台，所述第一电机固定设置在操作台的底部，所述第四转轴A穿过操作台与第一电机连接，所述第四转轴A上套接设置有套筒，所述载物杆固定设置在套筒上，所述玻片载物台设置在载物杆的一端，玻片载物台设置为方形并设置在操作台的正中心；所述夹紧机构包括第二电机，第三转轴A，转轴座，卡爪，第一滑块；所述第二电机固定设置在操作台的一侧，相对的一侧设置有转轴座，在转轴座与第二电机之间设置有第三转轴A，第三转轴A设置在第一滑槽内，所述第一滑块滑接设置在第一滑槽内并与第三转轴A转接，所述卡爪设置在第一滑块顶部，所述卡爪设置为弧形；所述操作手臂包括连接柱，吊台，滑轨和机械手臂；所述连接柱设置为圆柱并固定设置在显微观察设备上，所述吊台上设置有第一次转轴并转接在连接柱上，所述滑轨固定设置在吊台的两端，所述机械手臂滑接设置在滑轨上，机械手臂对称设置为两个；所述机械手臂包括第二滑块、第二转轴B、悬臂、第三转轴B、中间柱、第四转轴B、机械臂，驱动槽、手爪；所述滑轨内设置有第二滑槽，所述第二滑块滑接设置在第二滑槽内，所述悬臂上设置第二转轴B并转接在第二滑块上，所述中间柱上设置有第三转轴B，并转接设置在悬臂上，所述机械臂上设置第四转轴B并转接设置在中间柱上，所述手爪转接设置在机械臂上。

进一步的，所述夹紧机构设置为2组，所述第三转轴A设置为双向螺纹轴；所述第四转轴A设置为单向螺纹轴，所述套筒的一侧设置有定位键，操作台内设置有相适配的键槽。

进一步的，所述升降机构还包括操作台升降机构，操作台升降机构包括第二转轴A、固定支座，套筒，第一转轴，所述固定支座上设置有滑槽，所述第一转轴（固定设置在操作台的底部，所述套筒一端套接在第一转轴上，另一端外部滑接设置在固定支座的滑槽上，套筒内部套接设置第二转轴A，所述套筒内部与第二转轴A上设置有相适配的螺纹。

进一步的，所述操作台的底部设置有把手，把手伸出组装箱。

进一步的，所述操作台的中心设置有光源槽，光源槽内设置有光源，光源槽的正中心设置有传感器。

进一步的，所述机械臂内设置有驱动槽，驱动槽内设置有驱动手爪的驱动系统；驱动系统包括弹簧，伸缩柱，第一导线筒，线柱，第二导线筒；所述弹簧设置在驱动槽内，所述伸缩柱设置在驱动槽内，所述第一导线筒设置在手爪后背，所述线柱设置在手爪前部，所述第二导线筒设置在手爪前部、线柱的下部，所述线柱上设置有线穿过第二导线筒与伸缩柱连接，所述手爪背部设置有线穿过第一导线筒与弹簧连接。

进一步的，所述滑轨设置为弧形，第二滑槽内设置有螺纹轴，第二滑块转接设置在螺纹轴，螺纹轴由电机驱动，电机连接至控制器；第二转轴B，第三转轴B，第四转轴B上设置有电机驱动，电机连接至控制器；伸缩柱上设置有压力传感器，伸缩柱和压力传感器连接至控制器。

进一步的，所述手爪设置为月牙型，一个机械手臂上的齿爪设置为个，另一个机械手臂上的齿爪设置为2个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本装置通过设置方便夹取调整的操作台，能够稳定的固定底片，而且还不影响上部的操作，而且，本装置通过使用伸缩器和弹簧的协同作用辅助以控制其和压力传感器共同组成一个由人工控制器的机械手来替代人工的手臂，本装置结构简单，控制容易，成本低，采用本装置进行组装，操作方便，花费也不多，解决了现有的生物芯片，组装复杂，组装难度大的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型操作台结构示意图。

图3为本实用新型操作台俯视图。

图4为本实用新型操作手臂结构示意图。

图5为本实用新型机械臂结构示意图。

图中，1-操作台、2-第一转轴、3-套筒、4-定位建、5-固定支座、6-第二转轴A、7-把手、8-转轴座、9-第一滑槽、10-第三转轴A、11-第一电机、12-第二电机、13-第四转轴A、14-载物杆、15-玻片载物台、16-卡爪、17-第一滑块、18-光源槽、19-传感器、20-显微镜槽、21-连接柱，22-吊台，23-滑轨、24-第二滑槽、25-第二滑块、26-第二转轴B、27-悬臂、28-第三转轴B、29-中间柱、210-第四转轴B、211-机械臂、212-驱动槽、213-弹簧、214-伸缩柱、215-手爪，216-第一导线筒、217-线柱、218-第二导线筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图所示的一种生物芯片组装装置，包括组装箱4、操作台1、操作手臂和放大观察设备；为了方便操作，所述组装箱4设置为密闭的箱体，一侧设置有门和出气孔，出气孔上设置有电磁阀，在使用的过程中，为了包装无菌物空气等操作，在组装箱4的底部设置有部件台，相应的部件放置到部件台上后，将底片放置到操作台1上进行夹紧，然后通过设备将组装箱4内部的空气抽走，时其内部新城真空。为了方便操作，所述操作台1设置在箱体的底部，所述操作手臂悬设在组装箱4的顶部，操作台1正上方，所述放大观察设备设置在组装箱4的一侧壁上。

在本装置中，操作台包括操作台1、升降机构和夹紧机构；具体的，将所述检测台1设置为圆台方便操作，在其台面上设置有第一滑槽9。而所述升降机构包括载物升降机构用于升降生物芯片。具体的，所述载物升降机构包括第一电机11，第四转轴A13、载物杆14、玻片载物台15。本装置将所述第一电机11固定设置在检测台1的底部，所述第四转轴A13穿过检测台1与第一电机（11）连接，所述第四转轴14上套接设置有套筒，所述载物杆14固定设置在套筒上，所述玻片载物台15设置在载物杆14的一端，玻片载物台15设置为方形并设置在检测台（1）的正中心。在本装置中，套筒内部和第四转轴14设置有相适配的螺纹，电机可通过人工控制，也可以通过自动控制，为了方便生物芯片的放置，初始时，玻片载物台15处于最高位置，将生物芯片放置到玻片载物台15上，后，通过人供控制第一电机11或是自动控制第一电机11带动第四转轴A13转动，在螺纹的作用下，带着套筒向下滑，指导制定的位置时停止，在这里，指定的位置为夹紧机构卡爪所在的位置，之所以这样设置的缘由是因为生物芯片台小，不方便使用手之间放置带夹紧机构上进行加紧。在本装置中，所述夹紧机构包括第二电机12，第三转轴A10，转轴座8，卡爪16，第一滑块17。具体的，所述第二电机12固定设置在检测台1的一侧，相对的一侧设置有转轴座8，在转轴座8与第二电机12之间设置有第三转轴A10，第三转轴A10设置为双向螺纹轴，第三转轴A10设置在第一滑槽9内，所述第一滑块17滑接设置在第一滑槽9内并与第三转轴A10转接，所述卡爪16设置在第一滑块17顶部，所述卡爪16设置为弧形，整个夹紧机构设置为2组如附图2所示一样相互垂直设置，这样，当玻片载物台15下降到设定的位置后，夹紧机构在第二电机12的作用下从四方将玻片夹紧，而且，由于本装置的卡爪16设置为如附图1所示的弧形，在夹紧的时候只会夹进最底部，对于上面的层结构并不会进行夹紧，这样就方便在检测或是观察的过程中对层结构进行分离，当然，为了更为稳固进行夹紧，可在卡爪16表面上设置有橡胶等软质材料，同时还能使用橡胶等软质材料将整个卡爪16填充成一个面，具体可更具实际的需要进行设置。

在本装置中，操作手臂包括连接柱21，吊台22，滑轨23和机械手臂；所述连接柱21设置为圆柱并固定设置在显微镜或是其他显微观察设备上，所述吊台22上设置有第一次转轴并转接在连接柱21上使得吊台22可以旋转。所述滑轨23固定设置在吊台22的两端，所述机械手臂滑接设置在滑轨23上使其可以调整滑动，机械手臂对称设置为两个。

具体的，所述机械手臂是主要进行检测操作的部件，其主要包括第二滑块25、第二转轴B26、悬臂27、第三转轴B28、中间柱29、第四转轴B210、机械臂211，驱动槽212、驱动槽216、手爪215。所述滑轨23内设置有第二滑槽24以供定位用，所述第二滑块25滑接设置在第二滑槽24内，所述悬臂27上设置第二转轴B26并转接在第二滑块25上使得悬臂27能够以第二转轴B26进行转动，所述中间柱29上设置有第三转轴B28，并转接设置在悬臂27上使得中间柱29能够以第三转轴B28进行转动，所述机械臂211上设置第四转轴B210并转接设置在中间柱29上使得机械臂211能够以第四转轴B210进行转动，所述手爪215转接设置在机械臂211上用于抓取芯片。在本装置中，各转轴的转向如附图1所示，这样使得整个机械手臂的角度可以更具需要进行适当的调整。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，整个夹紧机构设置为2组如附图2所示一样相互垂直设置所述第四转轴A13设置为单向螺纹轴，而第一电机11设置为步进电机，以方便精准的控制，所述套筒的一侧设置有定位键，检测台1内设置有相适配的键槽，防止第一电机11在转动的过程中带着整个载物升降机构机转动。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了适应不同的人对设备进行操作，所述升降机构还包括检测台升降机构，检测台升降机构包括第二转轴A6、固定支座5，套筒3，第一转轴2，所述固定支座5上设置有滑槽，所述第一转轴2固定设置在检测台1的底部，所述套筒3一端套接在第一转轴2上，另一端外部滑接设置在固定支座5的滑槽上，套筒3内部套接设置第二转轴A6，所述套筒3内部与第二转轴A6上设置有相适配的螺纹。

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了能够调整不同的观察角度，所述检测台1的底部设置有把手7可以手动调整设备转动，并且，把手7要伸出组装箱4外。

实施例5：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了方便观察，提供亮度，所述检测台1的中心设置有光源槽18，光源槽18内设置有光源，光源槽18的正中心设置有传感器19，传感器作为自动控制是使用，一个具体的选择是接近传感器，当玻片载物台15下降过程中，接近传感器19时，第一电机11停止，第二电机12动作，电机和传感器连接至同一个控制器进行协同控制。

实施例6：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了驱动手爪215进行抓取动作，所述机械臂211内设置有驱动槽212，驱动槽212内设置有驱动手爪215的驱动系统，具体的，所述驱动系统包括弹簧213，伸缩柱214，第一导线筒216，线柱217，第二导线筒218等部件；所述弹簧213设置在驱动槽212内每个弹簧213对应一个手爪爪齿，所述伸缩柱214设置在驱动槽212内每个伸缩柱214对应一个手爪爪齿，所述第一导线筒216设置在手爪215后背，所述线柱217设置在手爪215前部，所述第二导线筒218设置在手爪215前部、线柱217的下部，所述线柱217上设置有线穿过第二导线筒218与伸缩柱214连接，所述手爪215背部设置有线穿过第一导线筒216与弹簧213连接。如此，在使用的过程中，通过伸缩柱214的主动伸缩来控制手爪215向内进行抓取，而伸缩柱214释放后，手爪215在弹簧213的被动下进行回位，如此实现抓取和释放，导线筒的设置是为了固定线的活动位置同时也是为了方便线的拉伸与释放。

实施例7：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了方便调整，使手臂的调整范围相对较小，并且能够根据需要进行控制，所述滑轨23设置为弧形，第二滑槽24内设置有螺纹轴，第二滑块25转接设置在螺纹轴，螺纹轴由电机驱动，电机连接至控制器。为了方便控制，所述第二转轴B26，第三转轴B28，第四转轴B210上设置有电机驱动，电机连接至控制器。所述伸缩柱214上设置有压力传感器，伸缩柱214和压力传感器连接至控制器。

实施例8：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了能够稳固的进行夹取芯片，述手爪215设置为月牙型，一个机械手臂上的齿爪设置为3个，另一个机械手臂上的齿爪设置为2个。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种生物芯片组装装置，其特征在于：包括组装箱（4）、操作台（1）、操作手臂和放大观察设备；所述组装箱（4）设置为密闭的箱体，一侧设置有门和出气孔，所述操作台（1）设置在箱体的底部，所述操作手臂悬设在组装箱（4）的顶部，操作台（1）正上方，所述放大观察设备设置在组装箱（4）的一侧壁上；所述操作台（1）包括操作台（1）、升降机构，夹紧机构；所述操作台（1）设置为圆台，台面上设置有第一滑槽（9），所述升降机构包括载物升降机构，所述载物升降机构包括第一电机（11），第四转轴A（13）、载物杆（14）、玻片载物台（15），所述第一电机（11）固定设置在操作台（1）的底部，所述第四转轴A（13）穿过操作台（1）与第一电机（11）连接，所述第四转轴A（13）上套接设置有套筒，所述载物杆（14）固定设置在套筒上，所述玻片载物台（15）设置在载物杆（14）的一端，玻片载物台（15）设置为方形并设置在操作台（1）的正中心；所述夹紧机构包括第二电机（12），第三转轴A（10），转轴座（8），卡爪（16），第一滑块（17）；所述第二电机（12）固定设置在操作台（1）的一侧，相对的一侧设置有转轴座（8），在转轴座（8）与第二电机（12）之间设置有第三转轴A（10），第三转轴A（10）设置在第一滑槽（9）内，所述第一滑块（17）滑接设置在第一滑槽（9）内并与第三转轴A（10）转接，所述卡爪（16）设置在第一滑块（17）顶部，所述卡爪（16）设置为弧形；所述操作手臂包括连接柱（21），吊台（22），滑轨（23）和机械手臂；所述连接柱（21）设置为圆柱并固定设置在显微观察设备上，所述吊台（22）上设置有第一次转轴并转接在连接柱（21）上，所述滑轨（23）固定设置在吊台（22）的两端，所述机械手臂滑接设置在滑轨（23）上，机械手臂对称设置为两个；所述机械手臂包括第二滑块（25）、第二转轴B（26）、悬臂（27）、第三转轴B（28）、中间柱（29）、第四转轴B（210）、机械臂（211），驱动槽（212）、手爪（215）；所述滑轨（23）内设置有第二滑槽（24），所述第二滑块（25）滑接设置在第二滑槽（24）内，所述悬臂（27）上设置第二转轴B（26）并转接在第二滑块（25）上，所述中间柱（29）上设置有第三转轴B（28），并转接设置在悬臂（27）上，所述机械臂（211）上设置第四转轴B（210）并转接设置在中间柱（29）上，所述手爪（215）转接设置在机械臂（211）上。

2.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述夹紧机构设置为2组，所述第三转轴A（10）设置为双向螺纹轴；所述第四转轴A（13）设置为单向螺纹轴，所述套筒的一侧设置有定位键，操作台（1）内设置有相适配的键槽。

3.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述升降机构还包括操作台升降机构，操作台升降机构包括第二转轴A（6）、固定支座（5），套筒（3），第一转轴（2），所述固定支座（5）上设置有滑槽，所述第一转轴（2）固定设置在操作台（1）的底部，所述套筒（3）一端套接在第一转轴（2）上，另一端外部滑接设置在固定支座（5）的滑槽上，套筒（3）内部套接设置第二转轴A（6），所述套筒（3）内部与第二转轴A（6）上设置有相适配的螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述操作台（1）的底部设置有把手（7），把手（7）伸出组装箱（4）。

5.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述操作台（1）的中心设置有光源槽（18），光源槽（18）内设置有光源，光源槽（18）的正中心设置有传感器。

6.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述机械臂（211）内设置有驱动槽（212），驱动槽（212）内设置有驱动手爪（215）的驱动系统；驱动系统包括弹簧（213），伸缩柱（214），第一导线筒（216），线柱（217），第二导线筒（218）；所述弹簧（213）设置在驱动槽（212）内，所述伸缩柱（214）设置在驱动槽（212）内，所述第一导线筒（216）设置在手爪（215）后背，所述线柱（217）设置在手爪（215）前部，所述第二导线筒（218）设置在手爪（215）前部、线柱（217）的下部，所述线柱（217）上设置有线穿过第二导线筒（218）与伸缩柱（214）连接，所述手爪（215）背部设置有线穿过第一导线筒（216）与弹簧（213）连接。

7.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述滑轨（23）设置为弧形，第二滑槽（24）内设置有螺纹轴，第二滑块（25）转接设置在螺纹轴，螺纹轴由电机驱动，电机连接至控制器；第二转轴B（26），第三转轴B（28），第四转轴B（210）上设置有电机驱动，电机连接至控制器；伸缩柱（214）上设置有压力传感器，伸缩柱（214）和压力传感器连接至控制器。

8.根据权利要求1所述的一种生物芯片组装装置，其特征在于：所述手爪（215）设置为月牙型，一个机械手臂上的齿爪设置为3个，另一个机械手臂上的齿爪设置为2个。

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