一种蛋白芯片全自动化操作仪的制作方法

本申请涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及一种蛋白芯片全自动化操作仪。

背景技术：

蛋白芯片技术作为近年来发展起来的一种多指标并行检测的新兴技术，具有高通量，高信息量的特点，在科研和临床诊断领域具有广泛的应用前景。但是，由于技术上、成本上的因素，限制了其实际应用，尤其是在临床诊断领域还没有得到应有的推广。目前，低成本、不用复杂昂贵设备、灵敏准确、能迅速作一次多元检测、操作简便适用于快速床边检测(POCT)的低密度蛋白芯片是蛋白芯片领域的一个重要的研究和发展方向。

近20年来，以侧向流免疫层析技术、渗滤法、斑点法为代表，研发生产用于疾病监测和诊断的免疫检测试剂已经广泛应用于快速床边检测(POCT)，随着酶显色、胶体金、胶体硒、荧光微球、化学发光、量子点和其他更灵敏的标记技术的发展，快速检测领域标记技术呈现多样化趋势；由于这些技术的成熟应用及其在快速检测方面应用的优势以及实用性，它们也同样被应用于蛋白芯片的研究和开发。

为了提高实验结果的稳定性和避免操作人员与潜在的带传染性病毒的样本的接触，已经有人提出了蛋白芯片全自动化的分析工艺及设备。然而，目前的蛋白芯片全自动化仪大都只能抓取吸头等物品，无法精确抓取蛋白芯片，转移蛋白芯片等精细的操作，大大限制了蛋白芯片在全自动化中的应用。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请公开了一种蛋白芯片全自动化操作仪及其系统，能有效解决当前的蛋白芯片全自动化仪无法精确抓取蛋白芯片、转移蛋白芯片等精细操作的技术缺陷。

本申请提供了一种蛋白芯片全自动化操作仪，包括：支撑支架、旋转臂、气动机械手、旋转轴机构、旋转同步带传动机构、旋转电机、升降电机和升降移动装置；所述气动机械手包括：气缸和机械手；

所述气动机械手固定连接在所述旋转臂的工作端上，所述气动机械手的气缸驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片；

所述旋转轴机构、所述旋转同步带传动机构、所述旋转电机、所述升降电机和所述升降移动装置均设置在所述支撑支架上；

所述升降电机与所述升降移动装置连接；

所述升降移动装置的移动块与所述旋转轴机构的旋转轴的升降端连接，所述升降电机驱动所述升降移动装置的移动块沿所述旋转轴机构的旋转轴的方向作升降运动，使得所述旋转轴机构的旋转轴的升降端同时沿所述旋转轴机构的旋转轴的方向作升降运动；

所述旋转臂的旋转端设置在所述旋转轴机构的旋转轴的工作端；

所述旋转同步带传动机构的传动轮与所述旋转轴机构的旋转轴的驱动端连接；

所述旋转电机与所述旋转同步带传动机构的动力轮连接，使得所述旋转电机通过驱动所述旋转同步带传动机构的动力轮作旋转运动，带动所述旋转同步带传动机构的传动轮旋转，从而使所述旋转轴机构作旋转运动。

作为优选，所述机械手包括第一机械臂和第二机械臂；

所述第一机械臂和所述第二机械臂与所述气缸的底部活动连接。

作为优选，所述气缸还包括：活塞、动力轴、第一气室、第二气室、第一曲柄、和第二曲柄；

所述动力轴的一端分别与所述第一曲柄的一端和所述第二曲柄的一端活动连接；

所述动力轴的另一端与置于所述第一气室的所述活塞的一端连接；

所述活塞的另一端设置在所述第二气室中；

所述第一曲柄的另一端与所述第一机械臂活动连接；所述第二曲柄的另一端与所述第二机械臂活动连接；

其中，所述第一气室和第二气室的气压差使得所述活塞沿所述旋转轴机构的旋转轴的方向作往复运动，从而使所述动力轴在轴方向作往复运动，所述动力轴通过驱动所述第一曲柄和第二曲柄的运动来驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片。

作为优选，所述机械手还包括防滑条；

所述防滑条分别设置在所述第一机械臂和所述第二机械臂的夹持部。

作为优选，所述旋转轴机构包括旋转轴、旋转轴轴套和旋转锁紧套；

所述旋转轴轴套套设在所述旋转轴外，所述旋转轴沿所述旋转轴轴套内壁滑动；

所述旋转锁紧套套设在所述旋转轴的驱动端。

作为优选，所述旋转同步带传动机构包括动力轮、旋转同步带和传动轮；

所述动力轮、所述旋转同步带和所述传动轮相互配合安装；

所述传动轮与所述旋转轴机构的旋转轴的驱动端连接，使得动力轮通过旋转同步带使传动轮的运动，从而带动所述旋转轴机构旋转。

作为优选，所述旋转轴机构的旋转轴为花键轴。

作为优选，所述升降移动装置包括升降同步轮、移动块和升降同步带；

所述升降同步轮和所述升降同步带相互配合安装；

所述移动块设置在所述升降同步带上，使得升降同步带沿所述旋转轴机构的旋转轴作升降运动时带动所述移动块沿所述旋转轴机构的旋转轴作升降运动。

作为优选，所述支撑支架上还设有光电开关和旋转光电复位挡板；

所述旋转轴的驱动端设置有与所述光电开关相配合的旋转光电复位挡板，当所述旋转同步带传动机构驱动旋转轴的驱动端旋转到预置位置时，所述旋转光电复位挡板与所述光电开关对应，从而控制所述旋转轴的驱动端停止或反向旋转。

作为优选，所述升降移动装置上还设有原点开关和升降复位挡板，当所述升降移动装置的移动块升降到预置位置时，所述原点开关和所述升降复位挡板对应，从而控制所述升降移动装置的移动块停止或反向运动。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点，本申请的蛋白芯片全自动化操作装置包括：旋转臂、气动机械手、旋转轴机构、旋转同步带传动机构、旋转电机、升降电机和升降移动装置；旋转臂安装在旋转轴机构的旋转轴上，当旋转电机驱动旋转同步带传动机构运动时，旋转同步带传动机构同时带动旋转轴机构的旋转轴作旋转运动，从而带动旋转臂作旋转运动；另外，旋转轴机构的旋转轴构与升降移动装置的移动块连接，升降电机驱动升降移动装置的移动块沿旋转轴机构的旋转轴的方向作往复运动，从而带动旋转轴机构的旋转轴沿旋转轴机构的旋转轴的方向作升降运动；同时，旋转臂的机械手通过气缸能精确夹取蛋白芯片，然后通过旋转轴机构、旋转同步带传动机构、旋转电机、升降电机和升降移动装置进行准确移动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪的立体图；

图2示本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪的左视图；

图3示本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪的俯视图；

图4示本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪的气动机械手机构示意图；

其中，1为升降电机、2为支撑支架、3为旋转电机、4为旋转轴机构(旋转轴机构4包括旋转轴4-1、旋转轴轴套4-2、4-A为旋转轴的工作端、4-B为旋转轴的驱动端、4-C为旋转轴的升降端)、5为旋转臂(5-A为旋转臂的旋转端、5-B为旋转臂的工作端)、6为机械手(机械手6包括第一机械臂6-1、第二机械臂6-2、防滑条6-3)、7为气缸((气缸7包括动力轴7-1、活塞7-2、曲柄(曲柄包括第一曲柄7-3和第二曲柄7-4)、第一气室7-5、第二气室7-6))、 8为旋转同步带传动机构(旋转同步带传动机构8包括动力轮8-1和旋转同步带8-2)、9为升降移动装置的移动块、10为蛋白芯片；4-D为旋转轴机构的旋转轴的方向。

其中，6和7组成气动机械手。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种蛋白芯片全自动化操作仪，能有效解决当前的蛋白芯片全自动化仪无法进行抓取蛋白芯片、转移蛋白芯片等精细操作的技术缺陷。

请参阅图1至图3，本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪，实施例1包括：支撑支架2、旋转臂5、气动机械手(气动机械手包括机械手 6和气缸7)、旋转轴机构4、旋转同步带传动机构8、旋转电机3、升降电机 1和升降移动装置；旋转轴机构4、旋转同步带传动机构8、旋转电机3、升降电机1和升降移动装置均设置在支撑支架上；升降电机1与升降移动装置连接；升降移动装置的移动块9与旋转轴机构的旋转轴的升降端4-C连接，升降电机1驱动升降移动装置的移动块9沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D 作升降运动，使得旋转轴机构的旋转轴的升降端4-C同时沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动；旋转臂的旋转端5-A设置在旋转轴机构的旋转轴的工作端4-A；旋转同步带传动机构的传动轮与旋转轴机构的旋转轴的驱动端4-B连接；旋转电机3与旋转同步带传动机构的动力轮8-1连接，使得旋转电机通过驱动旋转同步带传动机构的动力轮8-1作旋转运动，带动旋转同步带传动机构的传动轮旋转，从而使旋转轴机构作旋转运动；气动机械手固定连接在旋转臂的工作端5-B上，气动机械手的气缸7驱动机械手6放松或夹紧蛋白芯片。

请参阅图1至图4，本申请实施例中提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪，实施例2包括：支撑支架2、旋转臂5、气动机械手(气动机械手包括机械手 6和气缸7)、旋转轴机构4、旋转同步带传动机构8、旋转电机3、升降电机 1和升降移动装置；旋转轴机构4、旋转同步带传动机构8、旋转电机3、升降电机1和升降移动装置均设置在支撑支架上；升降电机1与升降移动装置连接；升降移动装置的移动块9与旋转轴机构的旋转轴的升降端4-C连接，升降电机1驱动升降移动装置的移动块9沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D 作升降运动，使得旋转轴机构的旋转轴的升降端4-C同时沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动；旋转臂的旋转端5-A设置在旋转轴机构的旋转轴的工作端4-A；旋转同步带传动机构的传动轮与旋转轴机构的旋转轴的驱动端4-B连接；旋转电机3与旋转同步带传动机构的动力轮8-1连接，使得旋转电机通过驱动旋转同步带传动机构的动力轮8-1作旋转运动，带动旋转同步带传动机构的传动轮旋转，从而使旋转轴机构作旋转运动；气动机械手固定连接在旋转臂的工作端5-B上，气动机械手的气缸7驱动机械手6放松或夹紧蛋白芯片。

进一步的，机械手6包括第一机械臂6-1和第二机械臂6-2；第一机械臂 6-1和第二机械臂6-2与气缸7的底部活动连接。

进一步的，气缸7还包括：活塞7-2、动力轴7-1、第一气室7-5、第二气室7-6、曲柄(曲柄包括第一曲柄7-3和第二曲柄7-4)，动力轴7-1的一端与曲柄活动连接，动力轴7-1的另一端与置于第一气室7-5的活塞7-2的一端连接，活塞7-2的另一端设置在第二气室7-6中，第一曲柄7-3与第一机械臂6-1 活动连接；第二曲柄7-4与第二机械臂6-2活动连接。

其中，第一气室7-5和第二气室7-6的气压差使得活塞7-2沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作往复运动，从而导致动力轴4-1沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作往复运动，动力轴4-1通过驱动曲柄的运动来驱动机械手6放松或夹紧蛋白芯片。

进一步的，机械手6还包括防滑条6-3；防滑条6-3分别设置在第一机械臂6-1和第二机械臂6-2的夹持部。

进一步的，旋转轴机构包括旋转轴4-1、旋转轴轴套4-2和旋转锁紧套；旋转轴轴套4-2套设在旋转轴4-1外，旋转轴4-1沿旋转轴轴套4-2内壁滑动；旋转锁紧套套设在旋转轴的驱动端。

进一步的，旋转同步带传动机构包括动力轮8-1、旋转同步带8-2和传动轮；动力轮8-1、旋转同步带8-2和传动轮相互配合安装；传动轮与旋转轴机构的旋转轴的驱动端4-B连接，使得动力轮8-1通过旋转同步带8-2使传动轮的运动，从而带动旋转轴机构4旋转。

具体的，传动轮通过旋转轴机构的旋转锁紧套与旋转轴机构的旋转轴的驱动端4-B连接，传动轮的旋转带动旋转锁紧套的旋转，旋转锁紧套的旋转使得旋转轴机构4同步旋转。

进一步的，旋转轴机构4的旋转轴4-1为花键轴。

进一步的，升降移动装置包括升降同步轮、移动块9和升降同步带；升降同步轮和升降同步带相互配合安装；移动块9设置在升降同步带上，使得升降同步带沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动时带动移动块沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动。

进一步的，支撑支架2上还设有光电开关和旋转光电复位挡板；旋转轴的驱动端设置有与光电开关相配合的旋转光电复位挡板，当旋转同步带传动机构驱动旋转轴的驱动端5-B旋转到预置位置时，旋转光电复位挡板与光电开关对应，从而控制旋转轴的驱动端5-B停止或反向旋转。

进一步的，升降移动装置上还设有原点开关和升降复位挡板，当升降移动装置的移动块9升降到预置位置时，原点开关和升降复位挡板对应，从而控制升降移动装置的移动块9停止或反向运动。

进一步的，升降电机和旋转电机均为可伺服电机。

在实施例1和实施例2中，当旋转电机3驱动旋转同步带传动机构运动时，旋转同步带传动机构同时带动旋转轴机构4作旋转运动，从而带动旋转臂5作旋转运动；另外，升降电机1驱动升降移动装置的移动块9沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动，从而带动旋转轴机构沿旋转轴机构的旋转轴的方向4-D作升降运动；同时，旋转臂的机械手6通过气缸7能精确夹取蛋白芯片10，然后通过旋转轴机构4、旋转同步带传动机构8、旋转电机 3、升降电机1和升降移动装置将蛋白芯片10片上下移动和360°旋转移动。

实施例2中的光电开关、旋转光电复位挡板、原点开关和升降复位挡板能更精确的移动蛋白芯片。

以上对本申请所提供的一种蛋白芯片全自动化操作仪进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。