CN216155833U - 一种核酸提取仪的磁套自动装卸机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核酸提取仪的磁套自动装卸机构，包括托架、托架驱动装置、安装在托架上的搅拌机构和磁架机构，搅拌机构的磁套支架左右两侧对称设置抓取机构，每个抓取机构包括转动杆、转动块、挂钩，磁架机构的拉杆两侧竖直条的底部形成驱动部。搅拌机构、磁架机构和托架相配合的升降运动中，拉杆驱动部接触或释放转动块，使转动块带动转动杆正反方向转动，挂钩打开或合拢，实现磁套自动装卸。本实用新型的磁套自动装卸机构，省去了额外的电机等零件，大大减轻了搅拌机构的自身重量，避免因搅拌力过大而导致核酸链断裂，保证了核酸提取品质，同时也降低了设备噪音。

Description

一种核酸提取仪的磁套自动装卸机构

技术领域

本实用新型涉及核酸提取仪技术领域，具体涉及一种核酸提取仪的磁套自动装卸机构。

背景技术

常用的核酸提取方法是磁棒法，磁棒法的原理是将样本中的核酸在裂解液中裂解出来后，用磁棒吸附纳米磁珠，纳米磁珠吸附核酸，将核酸从样本中分离出来。常见的核酸提取仪也是根据磁棒法设计和制造的仪器。

核酸提取仪的主要动作是由磁棒套(以下简称磁套)和磁棒各自分体或合体的移动配合试剂盒的更换完成的。每完成一次核酸提取，就要更换一次磁套，磁套属于耗材。

现有技术的核酸提取仪，有的是靠人工手动装卸磁套，这样直接接触可能引起操作人员生物安全风险，也易造成核酸交叉感染，影响核酸提取结果。

有的核酸提取仪带有自动装卸磁套的机构，是在安装磁套的磁套支架内安装两根联动轴，每个联动轴上固定两个磁套抓手，联动轴端安装电机，电机驱动各自的联动轴带动抓手转动，抓取或松开磁套，实现对磁套的自动装卸。在核酸提取时，磁套支架和磁套要经常连续上下快速运动搅拌试剂盒中的试剂，磁套支架上增加了两个电机和附属零部件后，自重增加，移动时更笨重，搅拌过程的力量过大，容易导致要提取的核酸链断裂，影响核酸提取效果，也会产生很大的噪音，同时增加了仪器的成本。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种轻巧、低成本、安全可靠的核酸提取仪的磁套自动装卸机构。

为解决上述技术问题，本实用新型具有如下构成：

核酸提取仪的磁套自动装卸机构，包括托架、托架驱动装置、安装在托架上的搅拌机构和磁架机构，托架驱动装置竖直安装在基座上，托架驱动装置与托架连接并驱动托架带着搅拌机构和磁架机构上下移动，搅拌机构位于磁架机构正下方，搅拌机构包括磁套支架、磁套、搅拌臂、搅拌驱动装置、抓取机构，搅拌驱动装置通过搅拌臂驱动磁套支架升降，磁套支架为长方形框式结构，框体四个角处的短边各向框体外延伸出一段转动杆安装部，磁套支架下部四个角处开设有磁套定位槽；磁套支架左右两侧对称设置抓取机构，每个抓取机构包括转动杆、转动块、挂钩，转动杆安装在磁套支架框体外侧的转动杆安装部上，可自由旋转，转动杆轴线与磁套支架长边平行，转动杆一端位于磁套支架外侧的轴上套装固定一个转动块，转动块与转动杆一起转动，转动块上安装撞块、拉簧和磁传感器，拉簧另一端与搅拌臂连接，转动杆两端固定两个挂钩；磁架机构包括磁棒驱动装置、磁架臂和拉杆，拉杆为一块倒U形平板，仅水平条固定在磁架臂上部，左右两侧竖直条位于磁棒安装板的两侧，两侧竖直条的底部向前翻短边形成驱动部，磁棒驱动装置驱动磁架臂带动拉杆上下移动，随着搅拌机构、磁架机构的升降，拉杆的驱动部拉动或释放抓取机构的撞块，拉动时，转动块和转动杆转动，挂钩处于打开位置，释放后，拉簧的弹力使挂钩回到原始位置或抓取位置，抓取机构处于抓取位置时，挂钩钩在磁套的挂钩槽内，磁套上方的倒U 型定位凸起部插入磁套支架的磁套定位槽，磁传感器用于检测挂钩的位置，以检测磁套是否正常装卸。

挂钩一端为扁平状并设置安装孔，通过螺钉固定于转动杆，挂钩与磁套接触一端为尖细状的弯曲结构，弯曲度能调整。

磁传感器为霍尔开关，磁铁安装在转动块上，霍尔开关安装在挡板后方。

抓取机构的撞块为轴承，轴承的轴线垂直于转动块表面。

磁套支架为一体式结构。

转动块为具有三个脚的拨叉形状，撞块、拉簧和磁传感器分别安装在三个脚上。

磁套支架上磁套定位槽的形状和距离根据磁套上的倒U型定位凸起部确定，挂钩之间的距离根据磁套的挂钩槽距离确定。

在基座上安装多组磁套自动装卸机构，相邻两组磁套自动装卸机构之间的距离根据转盘上相邻试剂盒槽之间的对应距离确定，多组磁套自动装卸机构同时工作。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的磁套自动装卸机构，省去了在磁套支架上设电机等动力机构驱动挂钩机构，而是利用搅拌机构、磁架机构、托架本来具有的升降功能，配合完成磁套自动装卸，大大减轻了搅拌机构的自身重量，在搅拌机构进行搅拌时，避免因搅拌力过大而导致核酸链断裂，保证了核酸提取品质，同时也降低了设备噪音。

利用非接触的磁传感器检测磁套安装情况，能消除机械开关触碰产生误差的风险，而且耐磨损，寿命长，同时传感器与待检测件间隔一段距离安装，在零件布局上具有灵活性。

附图说明

图1：装有本实用新型磁套自动装卸机构的核酸提取仪立体结构图；

图2：现有技术磁套的立体结构图；

图3：本实用新型的搅拌机构(未含驱动装置)的立体结构图；

图4：本实用新型的磁套自动装卸机构的立体结构图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

如图1所示，本实用新型的核酸提取仪的磁套自动装卸机构包括托架5、托架驱动装置 6、安装在托架5上的搅拌机构3和磁架机构4，托架驱动装置6竖直安装在基座1上，托架驱动装置6连接托架5并驱动其带着搅拌机构3和磁架机构4上下移动，搅拌机构3和磁架机构4也有各自独立的驱动装置，可以分开升降。搅拌机构3位于磁架机构4正下方，磁套350安装在搅拌机构3上。本实用新型利用原本核酸提取过程所必须的搅拌机构3、磁架机构4、托架5的升降动作，配合达到磁套自动装卸的目的，并未单独为磁套自动装卸另设电机等驱动装置。

如图3和图4所示，本实用新型的搅拌机构3包括磁套支架310、磁套350、搅拌臂320、搅拌驱动装置340、抓取机构330，搅拌臂320为悬臂梁结构，前端安装磁套支架310，后端连接安装于托架5上的搅拌驱动装置340，搅拌驱动装置340驱动搅拌臂320上下移动，从而带动磁套支架310升降。

如图2所示，磁套350的底板为长方形，上面设置若干个排列整齐的搅拌柱，每个搅拌柱轴心设置有开口向上的盲孔，长方形底板上方的四个角靠长边处各有一个倒U型定位凸起部351，从侧边向凸起部下方开有挂钩槽352，倒U型定位凸起部351用于磁套350与磁套支架310的定位和安装，挂钩槽352便于将磁套350钩起。

磁套支架310的主体为长方形框式结构，框体311中间横向和纵向均布一条或多条加强筋，框体311的一侧短边向外延伸出一块平板为连接部312，将与搅拌臂320连接，框体311四个角处的短边各向框体311外多延伸出一段转动杆安装部313，磁套支架310下部四个角位置开设有磁套定位槽(图中未示出)，与磁套350上的倒U型定位凸起部351配合，磁套定位槽的形状和距离根据磁套350上的倒U型定位凸起部351确定。磁套支架310为一体式结构，刚性和强度更好。

参见图3，磁套支架310上左右两侧对称设置抓取机构330。抓取机构330包括长圆棒形的转动杆331，转动杆331穿过磁套支架310的转动杆安装部313上的孔安装在磁套支架310上，转动杆331轴线与磁套支架310长边平行，对转动杆331做轴向固定，径向可自由转动，转动杆331与接触的孔之间可安装轴承，使转动更顺畅。转动杆331一端位于磁套支架310框体311外侧的轴上设置一个转动块332，转动块332的中心孔套装在转动杆331 上并被固定，转动块332和转动杆331成为一体，只能一起转动，转动块332平面形状是具有三个脚的拨叉，并具有一定厚度，转动块332的一个脚上安装撞块333，撞块333受到外力作用会驱动转动块332和转动杆331转动，拨叉的另一个脚固定拉簧334，拉簧334另一端与搅拌臂320连接，当转动块332受到的外力消失后，拉簧334的弹力拉动转动块332 和转动杆331回弹。转动杆331上靠近两端用螺钉固定两个挂钩335，用于钩住磁套350，挂钩335一端为扁平状并设置安装孔，通过螺钉固定于转动杆331，挂钩335与磁套350接触一端为尖细状的弯曲结构，两个挂钩335的距离根据磁套350的挂钩槽352距离确定。挂钩335的弯曲度可根据装配情况进行调整，尤其是可进行手动调整，因为零件的加工精度和装配精度的累积，挂钩335的初始弯曲度不一定与磁套350的挂钩槽352很好的配合，可调整弯度的挂钩335也降低了对挂钩335的加工精度和弯曲度要求。

图1和图4可见，磁架机构4包括磁架臂410、磁棒驱动装置420、磁棒安装板430、磁棒440、拉杆450。磁架臂410的后部连接磁棒驱动装置420，磁架臂410的前部固定连接磁棒安装板430。磁棒驱动装置420安装在托架5上，能驱动磁架臂410带动磁棒安装板 430升降。多个排列整齐的圆形磁棒440竖直安装在磁棒安装板430上，磁棒440的数量和规格与磁套350相适配。拉杆450为一块窄的门字形平板，仅水平条固定在磁架臂410上部，左右两侧竖直条位于磁棒安装板430的两侧，竖直条的底部向前翻短边形成驱动部451，驱动部451与抓取机构330的撞块333配合工作。

安装在转动块332上的撞块333优选使用轴承，轴承平行于转动块332布置，因轴承可自由旋转，在与拉杆450的驱动部451接触时，能减小两者之间的摩擦，减少零件的磨损。

为了获取磁套350的位置，在抓取机构330的转动块332上安装磁传感器336。优选方案是在转动块332第三个脚上安装磁铁337，磁铁337优选为为圆形，在挡板8的背面安装霍尔开关，霍尔开关与磁铁337不接触就能检测转动块332的位置，从而得到转动杆331 和挂钩335的位置，便可知磁套350的位置。利用非接触的磁传感器336检测磁套350安装情况，能消除机械开关触碰产生误差的风险，而且耐磨损，寿命长，同时传感器与待检测件间隔一段距离安装，在零件布局上具有灵活性。

如图1所示，核酸提取仪工作时，工作台上安装试剂盒，试剂盒位于磁套自动装卸机构正下方，试剂盒内放置磁套350，磁套自动装卸机构开始安装磁套350，第一步、打开挂钩：在打开挂钩335前，挂钩335处于原始位置，搅拌机构3带动磁套支架310向下运动，磁架机构4带动拉杆450向上运动，直到转动块332上的轴承被拉杆450的驱动部451向上拉起，转动块332随之转动，带动转动杆331转动，转动杆331上的挂钩335向两侧张开，挂钩335处于打开位置；第二步、托架下移：托架5在托架驱动装置6驱动下带动搅拌机构3和磁架机构4同步向下运动，当下降至磁套350的倒U型定位凸起部351插入磁套支架310的磁套定位槽时停止；第三步、合拢挂钩(抓取磁套)：磁架机构4带动拉杆450 向下运动直到回到其在托架5上的初始位置，转动块332上的轴承随拉杆450驱动部451 的撤离而悬空，在拉簧334的回弹作用下，转动块332和转动杆331反向转动，使转动杆 331上的挂钩335插入磁套350的挂钩槽352内，抓取磁套350，此时挂钩335处于抓取位置，搅拌机构3带动磁套350向上运动回复到其在托架5上的初始位置，拉簧334的回弹力锁紧了挂钩335，保证磁套350安装的可靠性；第四步、磁套位置检测：挂钩335处于抓取位置时，表示抓取成功，磁传感器336将检测到的此位置信号传给控制系统，控制系统控制核酸提取流程继续进行；如果抓取不成功，挂钩335将回弹到原始位置，磁传感器336 检测不到信号，核酸提取流程停止运行；第五步、托架上移：磁套350抓取成功后，托架5 上移回到托架5的最初位置，完成磁套自动安装工作，核酸提取仪继续下一步工作，工作过程中，挂钩335一直紧钩磁套350，当本次核酸提取完成后，需要更换磁套350，磁套自动装卸机构启动卸载磁套，第一步、托架下移，托架5带动搅拌机构3和磁架机构4一起向下运动，直到磁套350的磁套柱插入下方工作台上的试剂盒孔内适当深度后停止；第二步、打开挂钩(放开磁套)，与安装磁套350时打开挂钩335的动作相同，挂钩335从磁套 350的挂钩槽352脱出，磁套350被放回工作台的试剂盒内，此时挂钩335处于打开位置；第三步、托架上移，托架5上移回到托架5的最初位置；第四步、合拢挂钩，搅拌机构3 向上运动回复到其在托架5上的初始位置，转动块332上的轴承随之离开拉杆450的驱动部451而失去外力，在拉簧334的回弹作用下，挂钩335收回到原始位置，磁架机构4带动拉杆450向下运动直到回到其在托架5上的初始位置，第五步、磁套位置检测：如果磁传感器336检测到转动块332处于抓取位置，表面卸载未成功，核酸提取流程停止运行，如果挂钩335回复到原始位置，此位置不会被磁传感器336检测到，说明磁套卸载成功，继续进行下一轮的核酸提取工作。

为了提高工作效率，在基座1上安装多组本实用新型的磁套自动装卸机构，相邻两组磁套自动装卸机构之间的距离根据转盘上相邻试剂盒槽之间的对应距离确定，多组磁套自动装卸机构能同时工作。

以上可见，本实用新型的磁套自动装卸机构，省去了在磁套支架310上设电机等动力机构来驱动抓取机构330，而是利用搅拌机构3、磁架机构4、托架5本来具有的升降功能，配合完成磁套自动装卸，大大减轻了搅拌机构3的自身重量；且转动杆331位于磁套支架310的框体311外侧，而非内侧，磁套支架310框体尺寸更小，更轻，也减轻了搅拌机构3 的自身重量，所以在搅拌机构3进行搅拌时，避免因搅拌力过大而导致核酸链断裂，保证了核酸提取品质，同时也降低了设备噪音。

本实用新型的打开挂钩的动作过程中，是搅拌机构3先行走一段，磁架机构4再移动使其拉杆450的驱动部451拉起转动块332的撞块333，使挂钩335打开，这样的动作过程缩短了拉杆450的行程，减小了拉杆450驱动部451与撞块333接触时的冲击力，使挂钩 335的启动更平稳，而且撞块333优选使用轴承，更减小了两者之间的磨损，还可以起到缓冲作用。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合，修改或者等同置换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种核酸提取仪的磁套自动装卸机构，包括托架(5)、托架驱动装置(6)、安装在所述托架(5)上的搅拌机构(3)和磁架机构(4)，所述托架驱动装置(6)竖直安装在基座(1)上，所述托架驱动装置(6)与所述托架(5)连接并驱动所述托架(5)带着所述搅拌机构(3)和所述磁架机构(4)上下移动，所述搅拌机构(3)位于所述磁架机构(4)正下方，其特征在于，

所述搅拌机构(3)包括磁套支架(310)、磁套(350)、搅拌臂(320)、搅拌驱动装置(340)、抓取机构(330)，所述搅拌驱动装置(340)通过所述搅拌臂(320)驱动所述磁套支架(310)升降，所述磁套支架(310)为长方形框式结构，框体(311)四个角处的短边各向所述框体(311)外延伸出一段转动杆安装部(313)，所述磁套支架(310)下部四个角处开设有磁套定位槽；所述磁套支架(310)左右两侧对称设置所述抓取机构(330)，每个所述抓取机构(330)包括转动杆(331)、转动块(332)、挂钩(335)，所述转动杆(331)安装在所述磁套支架(310)所述框体(311)外侧的所述转动杆安装部(313)上，可自由旋转，所述转动杆(331)轴线与所述磁套支架(310)长边平行，所述转动杆(331)一端位于所述磁套支架(310)外侧的轴上套装固定一个所述转动块(332)，所述转动块(332)与所述转动杆(331)一起转动，所述转动块(332)上安装撞块(333)、拉簧(334)和磁传感器(336)，所述拉簧(334)另一端与所述搅拌臂(320)连接，所述转动杆(331)两端固定两个所述挂钩(335)；

所述磁架机构(4)包括磁棒驱动装置(420)、磁架臂(410)和拉杆(450)，所述拉杆(450)为一块倒U形平板，仅水平条固定在所述磁架臂(410)上部，左右两侧竖直条位于磁棒安装板(430)的两侧，两侧竖直条的底部向前翻短边形成驱动部(451)，所述磁棒驱动装置(420)驱动所述磁架臂(410)带动所述拉杆(450)上下移动，

随着所述搅拌机构(3)、所述磁架机构(4)的升降，所述拉杆(450)的所述驱动部(451)拉动或释放所述抓取机构(330)的所述撞块(333)，拉动时，所述转动块(332)和所述转动杆(331)转动，所述挂钩(335)处于打开位置，释放后，所述拉簧(334)的弹力使所述挂钩(335)回到原始位置或抓取位置，所述抓取机构(330)处于抓取位置时，所述挂钩(335)钩在所述磁套(350)的挂钩槽(352)内，所述磁套(350)上方的倒U型定位凸起部(351)插入所述磁套支架(310)的磁套定位槽，所述磁传感器(336)用于检测所述挂钩(335)的位置，以检测所述磁套(350)是否正常装卸。

2.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述挂钩(335)一端为扁平状并设置安装孔，通过螺钉固定于所述转动杆(331)，所述挂钩(335)与所述磁套(350)接触一端为尖细状的弯曲结构，弯曲度能调整。

3.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述磁传感器(336)为霍尔开关，磁铁(337)安装在所述转动块(332)上，霍尔开关安装在挡板(8)后方。

4.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述抓取机构(330)的所述撞块(333)为轴承，轴承的轴线垂直于所述转动块(332)表面。

5.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述磁套支架(310)为一体式结构。

6.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述转动块(332)为具有三个脚的拨叉形状，所述撞块(333)、所述拉簧(334)和所述磁传感器(336)分别安装在三个脚上。

7.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，所述磁套支架(310)上磁套定位槽的形状和距离根据所述磁套(350)上的所述倒U型定位凸起部(351)确定，所述挂钩(335)之间的距离根据所述磁套(350)的所述挂钩槽(352)距离确定。

8.根据权利要求1所述的核酸提取仪的磁套自动装卸机构，其特征在于，在所述基座(1)上安装多组磁套自动装卸机构，相邻两组磁套自动装卸机构之间的距离根据转盘上相邻试剂盒槽之间的对应距离确定，多组磁套自动装卸机构同时工作。

Images