一种自动化试剂精准添加装置的制作方法

本实用新型属于自动控制技术领域，特别涉及一种自动化试剂精准添加装置。

背景技术：

试剂，又称生物化学试剂或试药。主要是实现化学反应、分析化验、研究试验、教学实验、化学配方使用的纯净化学品。一般按用途分为通用试剂、高纯试剂、分析试剂、仪器分析试剂、临床诊断试剂、生化试剂、无机离子显色剂试剂等。

目前临床或实验室中经常需要往试管中添加试剂，现在一般采用试管或移液器由人工手动完成，这种手动添加的方式加大了实验人员的工作强度，存在效率低下，剂量难以控制的缺点，从而对实验结果造成人为的影响，使结果误差偏大、可靠性较低；同时，人工取用试剂时，为了能取得实验要求的试剂用量，常常会造成一定的试剂浪费，试剂浪费提高了实验成本。另外，在一些比较细小的容器中添加试剂时，手动操作定位不准确，很容易接触到承载容器的内壁，从而造成一些药品的污染，最终会导致实验结果失败。因此，提供一种能够控制添加量、且适用多个试管的自动化试剂精准添加装置。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种自动化试剂精准添加装置。本一种自动化试剂精准添加装置通过旋转升降机构控制注射机构的旋转和升降，以及通过注射机构和试剂盘旋转机构的配合来控制注射机构的定位精度从而能够精确地控制试剂添加的剂量，全自动的完成试剂的补充和自动的注射添加，从而可以彻底解除手工操作，大大的提高工作效率和实验准确性；另外，通过控制面板可以方便的实现注射机构、旋转升降机构和试剂盘旋转机构的精确控制，完成试剂的精准添加，避免了药物污染。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种自动化试剂精准添加装置，包括：注射单元，其包括可向试管内自动精准注入试剂的注射机构和用于控制注射机构旋转和升降的旋转升降机构，旋转升降机构安装于立柱上，旋转升降机构通过注射固定板连接注射机构；试剂单元，其包括试剂储存箱、试剂容器、试剂盘和试剂盘旋转机构，试剂储存箱位于立柱的左下方，试剂容器安装于试剂储存箱上方；以及控制单元，其包括控制箱、安装于控制箱内部左侧的微控制器以及安装于控制箱外表面的控制面板，控制箱位于立柱的右下方；

试剂盘旋转机构安装于控制箱的内部右侧，其上方通过试剂盘连接件与试剂盘相连；

注射机构与微控制器连接，旋转升降机构与微控制器连接，试剂盘旋转机构与微控制器连接，控制面板与微控制器连接。

如此设计，通过上述注射机构、旋转升降机构和试剂盘旋转机构的巧妙设计，以及控制面板的精确控制，可以方便的实现试剂的自动补充，快速定位，精准添加，从而大大的提高工作效率和实验精准度。各机构围绕立柱实现旋转、上升和下降，功能明确，结构精巧紧凑，实用性极强，有利于在各种实验条件下推广应用。

作为优化，注射机构包括安装于注射固定板上方的注射电机、注射电机固定座、注射传动轴、传动齿轮ⅰ、传动齿轮ⅱ和轴承，以及安装于注射固定板下方的注射试剂腔、注射活塞、端盖和导液管，注射电机的输出轴连接传动齿轮ⅰ，传动齿轮ⅰ与传动齿轮ⅱ相啮合，注射传动轴上部穿过传动齿轮ⅱ，传动齿轮ⅱ内部设有内螺纹、与注射传动轴上的螺纹相配合，注射传动轴与轴承连接，轴承与注射电机固定座连接，注射传动轴中部穿过端盖、下端与注射活塞相连接，注射电机与注射电机驱动器连接，注射电机驱动器与微控制器连接。如此设计，注射电机旋转带动传动齿轮ⅰ转动，传动齿轮ⅰ带动传动齿轮ⅱ转动，从而带动注射传动轴上下运动，由于注射传动轴穿过端盖与注射活塞相连接，通过轴承使得注射活塞仅随注射电机的正反转实现上下运动，从而完成试剂的补充和注射。此机构创造性的采用齿轮传动和螺纹传动相配合，精确的实现活塞的上升及下降，彻底解决人工手工操作所带来的误差，对提高实验精度提供了保障。

作为优化，旋转升降机构包括注射机构旋转电机、传动齿轮ⅲ、传动齿轮ⅳ、注射机构固定套、注射机构升降电机、丝杆和螺母，注射机构旋转电机固定在立柱上部右侧，注射机构旋转电机的输出轴连接传动齿轮ⅲ，传动齿轮ⅲ与传动齿轮ⅳ相啮合，传动齿轮ⅳ下方固定连接注射机构固定套，注射机构固定套环绕于立柱上，注射机构升降电机的输出轴连接丝杆，丝杆上、下两端安装于丝杆固定板上，丝杆固定板安装于注射机构固定套上，丝杆与螺母相配合组成丝杆螺母进给机构，螺母固定连接注射固定板，注射固定板一端滑动安装在注射机构固定套上、另一端固定安装注射机构，注射机构旋转电机与注射机构旋转电机驱动器连接，注射机构旋转电机驱动器与微控制器连接，注射机构升降电机与注射机构升降电机驱动器连接，注射机构升降电机驱动器与微控制器连接。如此设计，注射机构旋转电机带动传动齿轮ⅲ转动，传动齿轮ⅲ带动传动齿轮ⅳ转动，从而带动注射机构固定套绕立柱旋转，使注射机构旋转至试剂容器上方，实现注射机构旋转运动；注射机构升降电机带动丝杆旋转，丝杆与注射固定板上的螺母配合，实现注射机构上下移动。旋转升降机构配合运行，自动化程度高，能够大大提高工作效率，注射固定套的设置使整个装置整体尺寸精巧紧凑，从而更加方便推广应用。

作为优化，试剂盘旋转机构包括试剂盘旋转电机、试剂盘旋转电机固定座、传动齿轮ⅴ、传动齿轮ⅵ、传动杆和轴承，试剂盘旋转电机固定座安装于控制箱内右侧底部，试剂盘旋转电机位于试剂盘旋转电机固定座上方，试剂盘旋转电机的输出轴连接传动齿轮ⅴ，传动齿轮ⅴ和传动齿轮ⅵ相啮合，传动齿轮ⅵ连接传动杆，传动杆与轴承连接，轴承与控制箱连接，传动杆顶部连接试剂盘连接件，试剂盘旋转电机与试剂盘旋转电机驱动器连接，试剂盘旋转电机驱动器与微控制器连接。如此设计，试剂盘旋转电机带动传动齿轮ⅴ转动，传动齿轮ⅴ带动传动齿轮ⅵ转动，从而通过传动杆带动试剂盘连接件旋转，并与注射机构配合，依次完成试剂注射动作。试剂盘旋转电机和试剂盘旋转电机固定座安装在控制箱内侧底部，有利于降低整套装置的重心，从而使装置在工作运行过程中整机更加稳定。

作为优化，试剂盘连接件上设有定位销或十字形凸凹台。如此设计，便于将试剂盘快速定位和固定。

作为优化，试剂盘上设有试管固定槽、且试剂盘为上、下两层设置。如此设计，更方便固定试管。

作为优化，控制面板上安装有总开关、按键ⅰ和按键ⅱ，总开关与微控制器连接，按键ⅰ与微控制器连接，按键ⅱ与微控制器连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型，构思巧妙、设计科学，通过旋转升降机构控制注射机构的旋转和升降，以及通过注射机构和试剂盘旋转机构的配合来控制注射机构的定位精度从而能够精确地控制试剂添加的剂量，全自动的完成试剂的补充和自动的注射添加，从而可以彻底解除手工操作，大大的提高工作效率和实验准确性；另外，通过控制面板可以方便的实现注射机构、旋转升降机构和试剂盘旋转机构的精确控制，完成试剂的精准添加，避免了药物污染。具有较好的实际应用价值和推广价值。

附图说明

下面结合附图对一种自动化试剂精准添加装置作进一步说明：

图1是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的结构示意图；

图2是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的注射机构的结构示意图；

图3是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的旋转升降机构的结构示意图；

图4是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的试剂盘旋转机构的结构示意图；

图5是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的试剂盘的剖面结构示意图；

图6是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的试剂盘的俯视结构示意图；

图7是实施例的一种自动化试剂精准添加装置的控制原理框图。

图中：1为注射单元、2为注射机构、2.1为注射电机、2.2为注射电机固定座、2.3为注射传动轴、2.4为传动齿轮ⅰ、2.5为传动齿轮ⅱ、2.6为轴承、2.7为注射试剂腔、2.8为端盖、2.9为注射活塞、2.10为导液管、3为旋转升降机构、3.1为注射机构旋转电机、3.2为传动齿轮ⅲ、3.3为传动齿轮ⅳ、3.4为注射机构固定套、3.5为注射机构升降电机、3.6为丝杆、3.7为螺母、4为注射固定板、5为立柱、6为试剂储存箱、7为试剂容器、8为试剂盘、9为试剂盘旋转机构、9.1为试剂盘旋转电机、9.2为试剂盘旋转电机固定座、9.3为传动齿轮ⅴ、9.4为传动齿轮ⅵ、9.5为传动杆、10为试剂盘连接件、11为控制箱、12为微控制器、13为控制面板、14为试管固定槽、15为总开关、16为按键ⅰ、17为按键ⅱ。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

如图1-7所示，一种自动化试剂精准添加装置，包括：注射单元1，其包括可向试管内自动精准注入试剂的注射机构2和用于控制注射机构2旋转和升降的旋转升降机构3，旋转升降机构3安装于立柱5上，旋转升降机构3通过注射固定板4连接注射机构2；试剂单元，其包括试剂储存箱6、试剂容器7、试剂盘8和试剂盘旋转机构9，试剂储存箱6位于立柱5的左下方，试剂容器7安装于试剂储存箱6上方，试剂盘8上沿圆形均布8个容积为50ml的试管，每两个试管之间相对于试剂盘8中心线的夹角为45°；以及控制单元，其包括控制箱11、安装于控制箱11内部左侧的微控制器12以及安装于控制箱11外表面的控制面板13，控制箱11位于立柱5的右下方；

试剂盘旋转机构9安装于控制箱11的内部右侧，其上方通过试剂盘连接件10与试剂盘8相连，试剂盘连接件10上设有定位销或十字形凸凹台；

注射机构2与微控制器12连接，旋转升降机构3与微控制器12连接，试剂盘旋转机构9与微控制器12连接，控制面板13与微控制器12连接。

具体的，如图2所示，注射机构2包括安装于注射固定板4上方的注射电机2.1、注射电机固定座2.2、注射传动轴2.3、传动齿轮ⅰ2.4、传动齿轮ⅱ2.5和轴承2.6，以及安装于注射固定板4下方的注射试剂腔2.7、注射活塞2.9、端盖2.8和导液管2.10，注射电机2.1的输出轴连接传动齿轮ⅰ2.4，传动齿轮ⅰ2.4与传动齿轮ⅱ2.5相啮合，注射传动轴2.3上部穿过传动齿轮ⅱ2.5，传动齿轮ⅱ2.5内部设有内螺纹、与注射传动轴2.3上的螺纹相配合，注射传动轴2.3与轴承2.6连接，轴承2.6与注射电机固定座2.2连接，注射传动轴2.3中部穿过端盖2.8、下端与注射活塞2.9相连接，注射电机2.1与注射电机驱动器连接，注射电机驱动器与微控制器12连接。

具体的，如图3所示，旋转升降机构3包括注射机构旋转电机3.1、传动齿轮ⅲ3.2、传动齿轮ⅳ3.3、注射机构固定套3.4、注射机构升降电机3.5、丝杆3.6和螺母3.7，注射机构旋转电机3.1固定在立柱4上部右侧，注射机构旋转电机3.1的输出轴连接传动齿轮ⅲ3.2，传动齿轮ⅲ3.2与传动齿轮ⅳ3.3相啮合，传动齿轮ⅳ3.3下方固定连接注射机构固定套3.4，注射机构固定套3.4环绕于立柱4上，注射机构升降电机3.5的输出轴连接丝杆3.6，丝杆3.6上、下两端安装于丝杆固定板上，丝杆固定板安装于注射机构固定套3.4上，丝杆3.6与螺母3.7相配合组成丝杆螺母进给机构，螺母3.7固定连接注射固定板4，注射固定板4一端滑动安装在注射机构固定套3.4上、另一端固定安装注射机构2，注射机构旋转电机3.1与注射机构旋转电机驱动器连接，注射机构旋转电机驱动器与微控制器12连接，注射机构升降电机3.5与注射机构升降电机驱动器连接，注射机构升降电机驱动器与微控制器12连接。

具体的，如图4所示，试剂盘旋转机构9包括试剂盘旋转电机9.1、试剂盘旋转电机固定座9.2、传动齿轮ⅴ9.3、传动齿轮ⅵ9.4、传动杆9.5和轴承，试剂盘旋转电机固定座9.2安装于控制箱11内右侧底部，试剂盘旋转电机9.1位于试剂盘旋转电机固定座9.2上方，试剂盘旋转电机9.1的输出轴连接传动齿轮ⅴ9.3，传动齿轮ⅴ9.3和传动齿轮ⅵ9.4相啮合，传动齿轮ⅵ9.4连接传动杆9.5，传动杆9.5与轴承连接，轴承与控制箱11连接，传动杆9.5顶部连接试剂盘连接件10，试剂盘旋转电机9.1与试剂盘旋转电机驱动器连接，试剂盘旋转电机驱动器与微控制器12连接。

具体的，如图5和图6所示，试剂盘8上设有试管固定槽14、且试剂盘8为上、下两层设置。

具体的，控制面板13上安装有总开关15、按键ⅰ16和按键ⅱ17，总开关15与微控制器12连接，按键ⅰ16与微控制器12连接，按键ⅱ17与微控制器12连接。

上述具体实施例的结构特点和原理如下：

通过旋转升降机构控制注射机构的旋转和升降，以及通过注射机构和试剂盘旋转机构的配合来控制注射机构的定位精度从而能够精确地控制试剂添加的剂量，全自动的完成试剂的补充和自动的注射添加，从而可以彻底解除手工操作，大大的提高工作效率和实验准确性；另外，通过控制面板可以方便的实现注射机构、旋转升降机构和试剂盘旋转机构的精确控制，完成试剂的精准添加，避免了药物污染。具体的，注射机构的注射电机旋转带动传动齿轮ⅰ转动，传动齿轮ⅰ带动传动齿轮ⅱ转动，从而带动注射传动轴上下运动，由于注射传动轴穿过端盖与注射活塞相连接，通过轴承使得注射活塞仅随注射电机的正反转实现上下运动，从而完成试剂的补充和注射；旋转升降机构的注射机构旋转电机带动传动齿轮ⅲ转动，传动齿轮ⅲ带动传动齿轮ⅳ转动，从而带动注射机构固定套绕立柱旋转，使注射机构旋转至试剂容器上方，实现注射机构旋转运动；注射机构升降电机带动丝杆旋转，丝杆与注射固定板上的螺母配合，实现注射机构上下移动；试剂盘旋转机构的试剂盘旋转电机带动传动齿轮ⅴ转动，传动齿轮ⅴ带动传动齿轮ⅵ转动，从而通过传动杆带动试剂盘连接件旋转，并与注射机构配合，依次完成试剂注射动作。

使用时，首先打开总开关15，如图1所示，注射机构2在预设位置，导液管2.10对准其中一个试管的中心位置；其次按下按键ⅰ16，注射机构2旋转180°，到达试剂容器7的上方，再向下移动15mm并抽取试剂容器7中的试剂预设量后向上移动15mm，旋转返回到预设位置；然后再按下按键ⅱ17，注射传动轴2.3向下移动5mm，完成向试管中精准注射5ml试剂，一次注射完成之后，试剂盘8旋转45°，下一个试管移动到上一个试管的位置上，使导液管2.10对准下一个试管的中心位置，并向下一个试管中精确注液5ml，如此实现对8个试管进行逐个地精准添加试剂。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本实用新型技术原理的前提下，依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本实用新型的专利保护范围。