CN217739490U - 基因测序仪及其运动台模组的定位精度检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基因测序仪及其运动台模组的定位精度检测设备。检测设备包括：控制器、相机和工控机，所述相机与所述工控机电连接；所述控制器和所述工控机还与运动台模组电连接；所述控制器用于发送运动指令至所述运动台模组，以使所述运动台模组按照预设路径移动；所述相机用于获取移动过程中的所述运动台模组的至少两张图像，并将所述图像发送给所述工控机；其中，所述运动台模组上设有标识；所述工控机用于接收所述图像，并输出所述运动台模组的定位精度。该检测设备能够准确检测运动台模组的定位精确度，自动化程度高，且实现简单，成本低，操作方便，检测效率高，节省人力成本的同时还可以避免人为操作出现的错检问题。

Description

基因测序仪及其运动台模组的定位精度检测设备

技术领域

本实用新型涉及产品检测技术领域，特别涉及一种基因测序仪及其运动台模组的定位精度检测设备。

背景技术

目前，为了防止装机后带来的二次人工成本浪费，会在装机之前对高精密运动台模组进行定位精度检测。现有技术中，一般采用图1示出的激光干涉仪对运动台模组进行定位精度检测，但是激光干涉仪不仅成本较高，还存在操作性难，检测效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中对高精密运动台模组进行定位精度检测的方式不仅成本较高，还存在操作性难，效率低的缺陷，提供一种基因测序仪及其运动台模组的定位精度检测设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种运动台模组的定位精度检测设备，包括：控制器、相机和工控机，所述相机与所述工控机电连接；所述控制器和所述工控机还与运动台模组电连接；

所述控制器用于发送运动指令至所述运动台模组，以使所述运动台模组按照预设路径移动；

所述相机用于获取移动过程中的所述运动台模组的至少两张图像，并将所述图像发送给所述工控机；其中，所述运动台模组上设有标识；

所述工控机用于接收所述图像，并输出所述运动台模组的定位精度。

可选地，所述检测设备还包括检测框架，所述控制器、所述相机和所述工控机均设置于所述检测框架上。

可选地，所述检测设备还包括调节组件，所述相机通过所述调节组件设于所述检测框架上；

所述调节组件用于调节所述相机的位姿。

可选地，所述检测设备还包括照明组件，与所述控制器电连接；

所述照明组件用于为所述相机提供拍摄亮度。

可选地，所述检测设备还包括亮度传感器，与所述控制器电连接。

可选地，所述运动台模组包括位于所述相机的成像视野内的检测平台，所述检测平台用于承载基因测序芯片。

可选地，还包括：超声波检测传感器，与所述控制器电连接；

所述超声波检测传感器用于检测所述检测平台是否承载有所述运动台模组，并将检测结果发送至所述控制器；

所述控制器用于在所述检测结果表征所述检测平台承载有所述运动台模组时发送运动指令至所述运动台模组。

可选地，所述检测设备还包括触摸屏，所述触摸屏与所述控制器和/或所述工控机电连接。

可选地，所述检测设备还包括供电电源，所述供电电源分别与所述控制器和所述工控机电电连接。

可选地，所述相机为双目相机。

本实用新型还提供一种基因测序仪，包括：支撑基因测序芯片的运动台模组，以及上述任一项所述的运动台模组的定位精度检测设备；

所述定位精度检测设备用于检测所述运动台模组的定位精度。

可选地，所述运动台模组包括驱动台和承载于所述驱动台上的检测平台；所述驱动台包括第一方向驱动组件、第二方向驱动组件和旋转组件；

所述检测平台用于承载基因测序芯片；

所述第一方向驱动组件用于驱动所述检测平台沿第一方向移动；

所述第二方向驱动组件用于驱动所述检测平台沿第二方向移动；所述第二方向垂直于所述第二方向垂直；

所述旋转组件用于驱动所述检测平台水平旋转。

可选地，所述第一方向驱动组件分别通过第一滑轨与第一方向驱动组件连接、通过第二滑轨与所述旋转组件连接。

可选地，所述基因测序仪还包括固定组件；

所述驱动台通过所述固定组件固定于所述定位精度检测设备的检测平台上。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的检测设备能够准确检测运动台模组的定位精确度，自动化程度高，且实现简单，成本低，操作方便，检测效率高，节省人力成本的同时还可以避免人为操作出现的错检问题。

附图说明

图1为现有技术采用的对运动台模组进行定位精度检测的激光干涉仪的结构示意图。

图2为本实用新型一示例性实施例提供的一种运动台模组的定位精度检测设备的模块示意图。

图3为本实用新型一示例性实施例提供的一种基因测序仪的结构示意图。

图4为本实用新型一示例性实施例提供的一种运动台模组的定位精度检测设备采用的预设路径的示意图。

图5为本实用新型一示例性实施例提供的一种运动台模组的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

本实用新型提供一种运动台模组的定位精度检测设备，用于对应用于仪器的运动台模组进行定位精度检测，该定位精度表征运动台模组移动至指定位置的精度和/或重复定位精度。其中，仪器可以但不限于包括基因测序仪。

图2为本实用新型一示例性实施例提供的一种运动台模组的定位精度检测设备的模块示意图，该检测设备包括：控制器21、相机22和工控机23，相机22与工控机23电连接；控制器21和工控机23还与待检测的运动台模组26电连接。

控制器21用于发送运动指令至运动台模组26，以使运动台模组26按照预设路径移动。其中，预设路径可以根据实际需求自行设计。

相机22用于获取移动过程中的运动台模组26的至少两张图像，并将该至少两张图像发送给工控机23。其中，运动台模组26上设有标识，运动台模组26在移动过程过程中始终在相机22的成像视野内，拍摄得到的各张图像均包含设有标识的运动台模组26。优选地，相机22拍摄各张图像时相机22的拍摄参数相同，拍摄参数包括相机22位姿和/或焦距。

工控机23用于接收图像，根据该图像检测运动台模组26的定位精度，并输出运动台模组26的定位精度。具体的，工控机23基于预先训练的机器学习模型或者基于阈值分割算法和识边缘检测算法识别各张图像中的标识，并确定标识的像素坐标，进而计算运动台模组26不同时刻运动至同一位置时对应图像中标识的像素坐标的偏移量，并根据该偏移量检测运动台模组26的定位精度；偏移量与定位精度呈负相关。

在一个实施例中，该检测设备还包括驱动器27，驱动器27与控制器21和运动台模组26电连接，控制器21通过驱动器27控制运动台模组26按照预设路径移动。

在一个实施例中，参见图3，该检测设备还包括检测框架24，检测设备包含的全部或者部分元件，例如控制器21、相机22、工控机23和驱动器27等均设置于检测框架24上。通过检测框架24实现了检测设备的集成化，可以减小检测设备的占用面积，便于检测设备的移动。

在一个实施例中，检测设备还包括调节组件，相机22通过调节组件设于检测框架24上，调节组件可以调节相机22的位姿，以确保运动台模组26在移动过程过程中始终在相机22的成像视野内。

调节组件可以是手动调节式的，通过手动调节调节组件以实现对相机22的位姿进行调节，确保运动台模组26运动过程中始终在相机22的成像视野内。

调节组件可以是基于控制器21自动调节式的，控制器21发送调节指令至调节组件以实现对相机22的位姿进行调节。位姿包括角度、距离、横纵坐标等参数中的至少一种。

调节指令可以但不限于通过以下方式确定：定位精度之前，控制相机22拍摄运动台模组26的图像，识别运动台模组26在图像中的位置，结合运动台模组26的移动范围，确定运动台模组26移动的过程中是否会超出相机22的成像视野，若确定会超出，则根据超出量确定相机22的待调整位姿，并基于该待调整位姿生成调节指令。

在一个实施例中，检测设备还包括照明组件25，用于为相机22提供拍摄亮度。照明组件25可以与控制器21电连接，控制器21根据实际控制照明组件25的启动和关闭。

在一个实施例中，检测设备还包括与控制器21电连接的亮度传感器，该亮度传感器用于检测环境亮度并发送给控制器21，控制器21在识别到环境亮度低于亮度阈值时发送启动指令至照明组件25，照明组件25启动以为相机22提供拍摄亮度，提高图像清晰度，为后续基于图像进行运动台模组26的定位精度提供准确的数据基础。其中，亮度阈值可以根据实际情况自行设置。

在一个实施例中，运动台模组包括位于相机22的成像视野内的检测平台20，检测平台20用于承载基因测序芯片(或者标定板)。在进行检测之前，将运动台模组26放置于成像视野的中心，可以尽量确保运动台模组26运动过程中始终在相机22的成像视野内，而无需频繁调节相机22的位姿。

在一个实施例中，检测设备还包括：超声波检测传感器。该超声波检测传感器与所述控制器21电连接。超声波检测传感器用于检测检测平台20是否承载有运动台模组26，并将检测结果发送至控制器21。

其中，检测结果可以但不限于通过高电平、低电平表示，例如，当控制器21接收到控制器21发送的高电平时，则确定检测平台20承载有运动台模组26，需要对运动台模组26进行定位精度检测，则发送运动指令至运动台模组26以及发送拍摄指令至相机22。当控制器21接收到控制器21发送的低电平时，则确定检测平台20没有承载运动台模组26，无需进行定位精度检测。通过超声波检测传感器能够提高检测设备的自动化程度，在检测到检测平台20承载有运动台模组26时，自动进行定位精度检测，提高检测效率。

在一个实施例中，检测设备还包括触摸屏28，触摸屏28与控制器21和/或工控机23电连接。当触摸屏28与工控机23电连接时，触摸屏28能够展示检测结果，也即运动台模组26的定位精度。当触摸屏28与工控机23电连接时，触摸屏28能够展示检测结果，也即运动台模组26的定位精度。当触摸屏28与控制器21连接时，用户可以通过触摸屏28启动检测设备，通过控制器21输入预设轨迹以触发控制器21生成运动指令、拍摄指令等，提高检测的便捷性。

在一个实施例中，检测设备还包括供电电源29，供电电源29分别与控制器21和工控机23电电连接，为控制器21和工控机23电提供检测所需的电源。当然，供电电源29还可以为触摸屏28以及检测设备的其他元件提供电源。

在一个实施例中，相机22为双目相机22，双相机22可实现3D重建，能够测量二维或三维误差。为了提高识别结果的精确度，相机22可以采用分辨率更高的相机22。

本实施例提供的定位精度检测设备适用于各类运动台模组26的检测，只需要进行尺寸上的略微调整，通用性强。

本实用新型提供的检测设备能够准确检测运动台模组的定位精确度，自动化程度高，且实现简单，成本低，操作方便，检测效率高，节省人力成本的同时还可以避免人为操作出现的错检问题。

本实用新型还提供一种基因测序仪，参见图3，该基因测序仪包括支撑基因测序芯片的运动台模组以及上述任一实施例提供的定位精度检测设备，定位精度检测设备用于检测运动台模组的定位精度。

参见图5，该运动台模组26包括驱动台和承载于驱动台上的检测平台20；驱动台包括第一方向驱动组件、第二方向驱动组件和旋转组件。检测平台用于承载基因测序芯片，第一方向驱动组件用于驱动检测平台沿第一方向移动，第二方向驱动组件用于驱动检测平台沿第二方向移动，旋转组件用于驱动检测平台水平旋转。其中，第二方向垂直于第一方向垂直。

在一个实施例中，第一方向驱动组件分别通过设于第二方向驱动组件上的第一滑轨204与第二方向驱动组件连接，并通过设于第一方向驱动组件上的第二滑轨203与旋转组件连接。

具体的，旋转组件包括旋转电机202，能够驱动检测平台20沿水平方向旋转。第一方向驱动组件包括第一方向电机(图中未示出)，第一方向电机能够驱动检测平台20沿第一滑轨204往复移动。第二方向驱动组件包括第二方向电机(图中未示出)，第二方向电机能够驱动检测平台20沿第二滑轨203往复移动。基因测序仪主要是通过拍照获取图片中被荧光物质着色的碱基信号来分辨碱基类别。在整个测序过程中，每一个循环都需要切换视场来进行拍照，基因测序仪的运动台模组26主要作用是带着基因测序芯片(被拍摄样本)进行有规则的移动，使整张芯片的全部区域均能处于物镜之下进行拍照，高精密运动台模组26的定位精度与重复定位精度是评价基因测序仪性能的一个重要指标，由于定位精度可以进行补偿，所以重复定位精度成为高精密运动台的检测中最关键的指标。

下面以对基因测序仪的运动台模组26进行重复定位精度检测为例，介绍检测设备的工作原理。

a.控制器触发运动台模组26初始化，以使运动台模组26移动到初始位置，确认设于运动台模组26上的标定板(标识)的圆点处于相机成像视野的中心位置。

b.控制器控制相机采集运动台模组26的图像，相机将图像发送给工控机。

c.工控机计算标定板上的标识的像素坐标。

d.控制器触发运动台模组26按照图4示出的预设路径移动，每移动至一个点位，执行步骤b和步骤c。

例如，向右移动10mm，重复执行步骤b和步骤c。再向右移动10mm，重复执行步骤b和步骤c。按照上述循环，直至运动台模组26按照图4示出的预设路径完成移动。

e.通过计算出的同一点位不同循环间的像素坐标的偏移量来判断运动台模组26的定位精度是否满足要求。

本实用新型提供的基因检测仪能够对其运动台模组的定位精确度进行检测，确保运动台模组的定位精确度始终符合要求，进而提高基因检测的准确度和效率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，包括：控制器、相机和工控机，所述相机与所述工控机电连接；所述控制器和所述工控机还与运动台模组电连接；

所述控制器用于发送运动指令至所述运动台模组，以使所述运动台模组按照预设路径移动；

所述相机用于获取移动过程中的所述运动台模组的至少两张图像，并将所述图像发送给所述工控机；其中，所述运动台模组上设有标识；

所述工控机用于接收所述图像，并输出所述运动台模组的定位精度。

2.如权利要求1所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括检测框架，所述控制器、所述相机和所述工控机均设置于所述检测框架上。

3.如权利要求2所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括调节组件，所述相机通过所述调节组件设于所述检测框架上；

所述调节组件用于调节所述相机的位姿。

4.如权利要求1所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括照明组件，与所述控制器电连接；

所述照明组件用于为所述相机提供拍摄亮度；

和/或，所述检测设备还包括亮度传感器，与所述控制器电连接。

5.如权利要求2所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述运动台模组包括位于所述相机的成像视野内的检测平台，所述检测平台用于承载基因测序芯片。

6.如权利要求1所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括触摸屏，所述触摸屏与所述控制器和/或所述工控机电连接。

7.如权利要求1所述的运动台模组的定位精度检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括供电电源，所述供电电源分别与所述控制器和所述工控机电电连接。

8.一种基因测序仪，其特征在于，包括：支撑基因测序芯片的运动台模组，以及如权利要求1-7中任一项所述的运动台模组的定位精度检测设备；

所述定位精度检测设备用于检测所述运动台模组的定位精度。

9.根据权利要求8所述的基因测序仪，其特征在于，所述运动台模组包括驱动台和承载于所述驱动台上的检测平台；所述驱动台包括第一方向驱动组件、第二方向驱动组件和旋转组件；

所述检测平台用于承载基因测序芯片；

所述第一方向驱动组件用于驱动所述检测平台沿第一方向移动；

所述第二方向驱动组件用于驱动所述检测平台沿第二方向移动；所述第二方向垂直于所述第二方向垂直；

所述旋转组件用于驱动所述检测平台水平旋转。

10.根据权利要求9所述的基因测序仪，其特征在于，所述第一方向驱动组件分别通过第一滑轨与所述第二方向驱动组件连接、通过第二滑轨与所述旋转组件连接。

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