一种生化仪试剂的精密进量器的制作方法

本实用新型属于生命科学仪器、体外诊断设备和分析仪器领域，具体是指一种生化仪试剂的精密进量器。

背景技术：

在生命科学仪器、体外诊断设备和分析仪器领域中，有不少的仪器需要精准地获取微量液体(包括样品和试剂)，例如全自动生化分析仪的试剂样品的用量都是微量级的，加样器采用进口高精度玻璃管及聚四氟乙烯活塞，通过步进电机驱动注射式泵给高精度的样品、试剂加样，液体体积从几微升到几毫升。

目前市场上的精密进量器均为液体进量器，主要由步进电机，传动机构，传感器件，密封元件，柱塞杆和腔体等零件组成，其主要原理通过步进电机驱动，经传动机构带动柱塞杆上下运动，柱塞杆上下运动时经过与密封元件和腔体的配合完成密闭容积的变化，完成吸排液过程，柱塞运动过程中由传感器感应柱塞位置，过程中对柱塞杆的位置进行控制即可吸入、排出的液体进行精确控制。这类精密进量器的集成度更高，将起到注射器泵腔和活塞功能的结构或者部件集成到泵体里。优点是泵体体积大大缩小，活塞密封配合寿命大大提高，缺点是泵的容量固定。但是对于批量生产的仪器产品而言，每个泵的容量要求是固定的。这些泵的传动机构都是由步进电机、和步进电机轴相连接的丝杠、丝杠螺母及其导向部件、固定在螺母上的活塞、泵腔和密封圈组成。这种结构的缺点是组装过程繁琐，泵体的尺寸较大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种生化仪试剂的精密进量器。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种生化仪试剂的精密进量器，包括步进电机、进量机构、腔体和装填机构，所述进量机构通过同时设置内外螺纹与步进电机的电机轴配合，所述腔体与进量机构卡和从而形成一体结构，所述装填机构与腔体连通，其中填充有试剂，对腔体进行试剂的装填。

更进一步的，所述进量机构包括柱塞棒、螺母安装支架、进量导向销、进量机构定位套圈、进量机构支架和进量机构安装螺母，所述进量机构通过进量机构定位套圈定位在所述步进电机的电机轴端，所述进量机构安装螺母内外圈均设有螺纹，其内螺纹与步进电机的电机轴配合，外螺纹与螺母安装支架的一端配合，所述柱塞棒的一端固定在所述螺母安装支架的另一端，所述进量机构支架套合在所述螺母安装支架和柱塞棒的外侧，所述进量机构支架内部通过设置两个导向槽与固定在螺母安装支架上的两个进量导向销配合，所述柱塞棒的另一端凸出在进量机构支架的上方，所述柱塞棒穿入所述腔体。

更进一步的，所述柱塞棒凸出于进量机构支架的一端设置密封圈，且所述密封圈与进量机构支架固定。

更进一步的，所述密封圈选用耐磨材料中的聚醚醚酮peek、聚四氟乙烯ptfe、聚氨酯、含氟橡胶或硅橡胶材料；所述柱塞棒采用耐磨、高强度材料中的陶瓷或者金属材料；所述柱塞棒的外圆面和密封圈的内圆面之间形成密封配合，配合为是间隙配合、零间隙配合或者过盈配合。

更进一步的，还包括位置传感机构，所述位置传感机构包括光耦、光耦垫片和光耦销，所述光耦销设置在螺母安装支架外壳，其两端分别连接螺母安装支架和进量机构支架，所述光耦通过光耦垫片与进量机构支架固定连接。

更进一步的，所述腔体对称设置若干个通孔，通孔中安装连接件分别连接进量机构支架和腔体，从而使进量机构支架和腔体形成一体机构；所述腔体中部开设有与柱塞棒同心设置的试剂输出通道，所述柱塞棒穿入所述试剂输出通道；所述试剂输出通道上开设有与其垂直的试剂装填通道。

更进一步的，所述装填机构包括试剂装填器、装填器转接头和装填器支架，所述装填器转接头内部设通孔，所述通孔一端与腔体的试剂装填通道连通，另一端与试剂装填器的试剂出口连通，所述装填器支架一侧与步进电机固定，另一侧与试剂装填器固定。

更进一步的，所述步进电机的外壳设置进量器安装支架，所述进量器安装支架一侧与步进电机固定，另一侧设置若干个螺纹孔。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本生化仪试剂的精密进量器通过同时设置内外螺纹与步进电机的电机轴配合，由电机轴转动带动柱塞棒运动，同时设置内外螺纹使得柱塞棒运动的位移量的相关系数为进量机构安装螺母内外螺纹的螺距差，其数量级比现有的直接使用丝杠带动柱塞棒运动更加精细，提高了柱塞棒位移的精密度；通过设置试剂装填器和装填器转接头，可以使试剂从装填器中进入腔体中后不会由于压力的作用被倒流回试剂装填器内；此外还通过设置进量器安装支架来随处固定安装整个精密进量器，方便便携；通过设置装填器支架固定装填器，在装填器需要清洗时还可以随时拆卸更换，结构简单实用；由于密封圈位于腔体与进量机构支架间，不跟随柱塞棒进行往返运动，不易损耗，无需经常更换，提高了工作效率，且密封圈封堵了腔体内部与其他机构的空间连通避免了试剂腐蚀驱动机构，达到对驱动机构起到保护作用，提高了整个装置的使用寿命；通过设计双导向槽，平衡电机轴旋转过程的扭力，解决进量机构的单边受力摩擦问题,同时解决了运行过程中柱塞的摆动带来精度不良的问题。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为进量机构的内部结构示意图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为图3的a-a面剖视图；

图5为本实用新型的侧视图；

图6为图5的b-b面剖视图；

其中，1、步进电机，2、进量机构，3、光耦，4、光耦垫片，5、试剂装填器，6、腔体，7、进量器安装支架，8、装填器转接头，9、装填器支架，201、柱塞棒，202、密封圈，203、螺母安装支架，204、进量导向销，205、光耦销，206、进量机构定位套圈，207、进量机构支架，208、进量机构安装螺母，601、试剂输出通道，602、试剂装填通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1-6所示，本生化仪试剂的精密进量器包括步进电机1、进量机构2、腔体6和装填机构，进量机构2通过同时设置内外螺纹与步进电机1的电机轴配合，腔体6与进量机构卡和从而形成一体结构，装填机构与腔体6连通，其中填充有试剂，对腔体6进行试剂的装填；进量机构2包括柱塞棒201、螺母安装支架203、进量导向销204、进量机构定位套圈206、进量机构支架207和进量机构安装螺母208，进量机构2通过进量机构定位套圈206定位在步进电机1的电机轴端，进量机构安装螺母208内外圈均设有螺纹，其内螺纹与步进电机1的电机轴配合，外螺纹与螺母安装支架203的一端配合，柱塞棒201的一端固定在螺母安装支架203的另一端，进量机构支架207套合在螺母安装支架203和柱塞棒201的外侧，进量机构支架207内部通过设置两个导向槽与固定在螺母安装支架203上的两个进量导向销204配合，柱塞棒201的另一端凸出在进量机构支架207的上方，柱塞棒201穿入腔体6；柱塞棒201凸出于进量机构支架207的一端设置密封圈202，且密封圈202与进量机构支架207固定。

此外，本生化仪试剂的精密进量器还包括位置传感机构，位置传感机构包括光耦3、光耦垫片4和光耦销205，光耦销205设置在螺母安装支架203外壳，其两端分别连接螺母安装支架203和进量机构支架207，光耦3通过光耦垫片4与进量机构支架207固定连接。

本实施例中，腔体6对称设置若干个通孔，通孔中安装连接件分别连接进量机构支架207和腔体6，从而使进量机构支架207和腔体6形成一体机构；腔体6中部开设有与柱塞棒201同心设置的试剂输出通道601，柱塞棒201穿入试剂输出通道601；试剂输出通道601上开设有与其垂直的试剂装填通道602；装填机构包括试剂装填器5、装填器转接头8和装填器支架9，装填器转接头8内部设通孔，通孔一端与腔体6的试剂装填通道602连通，另一端与试剂装填器5的试剂出口连通，装填器支架9一侧与步进电机1固定，另一侧与试剂装填器5固定；步进电机1的外壳设置进量器安装支架7，进量器安装支架7一侧与步进电机1固定，另一侧设置若干个螺纹孔。

此外，本实用新型的不同实施例中，密封圈202采用耐磨材料，优选聚醚醚酮(peek)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚氨酯、含氟橡胶或硅橡胶材料；柱塞棒201采用耐磨、高强度材料，优选陶瓷或者金属材料；腔体6的材料采用金属或者非金属材料，优选聚醚醚酮、有机玻璃、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或者不锈钢材料；柱塞棒201的外圆面和密封圈202的内圆面之间形成密封配合，配合可以是间隙配合、零间隙配合或者过盈配合。

本实用新型采用橡胶或聚氨酯材料作为密封圈202材料的实施例中，柱塞棒201外圆圆柱面直径和密封圈202的内圆圆柱面直径相比相等或更大，柱塞棒201外圆圆柱面直径减去密封圈202的内圆圆柱面直径的差值可以是0～1mm，优选0～0.2mm。

本实用新型采用聚醚醚酮材料作为密封圈202材料的实施例中，柱塞棒201外圆圆柱面直径和密封圈202的内圆圆柱面直径相比更小、相等或更大，直径差值可以是-0.05～0.1mm，优选0～0.08mm。

为了更加清楚的了解本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型工作过程作出简要说明：

当步进电机1的电机轴正向转动时，试剂装填器5的试剂出口打开，通过进量机构安装螺母208带动螺母安装支架203向下运动，从而带动柱塞棒201从腔体6往外抽出，试剂输出通道601所在的密闭空间体积增大，试剂从试剂装填通道602进入试剂输出通道601所在的密闭空间，进量器完成试剂装填过程；当步进电机1的电机轴反向转动时，试剂装填器5的试剂出口关闭防止试剂倒流，进量机构安装螺母208带动螺母安装支架203向上运动，从而带动柱塞棒201向腔体6内部运动，试剂输出通道601所在的密闭空间体积减小，试剂从试剂输出通道601所在的密闭空间排出；当光耦3感应到光耦销205时步进电机1的电机轴停止转动，进量器完成试剂排出过程，循环重复上述动作，实现本实用新型的试剂装填排出功能。腔体6通过其上设置的若干个通孔把腔体6与进量机构支架207封装成一个部件，柱塞棒201穿过进量机构支架207运动时通过密封圈202的弹力迫使进量机构支架207与柱塞棒201紧密配合完成密封功能。

本生化仪试剂的精密进量器通过同时设置内外螺纹与步进电机1的电机轴配合，由电机轴转动带动柱塞棒201运动，同时设置内外螺纹使得柱塞棒201运动的位移量的相关系数为进量机构安装螺母208内外螺纹的螺距差，其数量级比现有的直接使用丝杠带动柱塞棒运动更加精细，提高了柱塞棒201位移的精密度；通过设置试剂装填器5和装填器转接头8，可以使试剂从装填器5中进入腔体6中后不会由于压力的作用被倒流回试剂装填器5内；此外还通过设置进量器安装支架7来随处固定安装整个精密进量器，方便便携；通过设置装填器支架固定装填器，在装填器需要清洗时还可以随时拆卸更换，结构简单实用；由于密封圈位于腔体与进量机构支架间，不跟随柱塞棒进行往返运动，不易损耗，无需经常更换，提高了工作效率，且密封圈封堵了腔体内部与其他机构的空间连通避免了试剂腐蚀驱动机构，达到对驱动机构起到保护作用，提高了整个装置的使用寿命；通过设计双导向槽，平衡电机轴旋转过程的扭力，解决进量机构的单边受力摩擦问题,同时解决了运行过程中柱塞的摆动带来精度不良的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。