专利名称：一种样品制备仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及生化器械领域，更具体地说，涉及一种样品制备仪。
背景技术：
样品制备仪是一种用于制备高通量基因测序所需的各种乳浊液样品，以及研磨各种组织、器官、食品、药品等样品的仪器。现有技术中，一种样品制备仪包括固定架和三角瓶架，所述的固定架上部设置有支撑杆，支撑杆上铰接有摆杆，所述的摆杆的左侧设置有三角瓶架，三角瓶架与摆杆相铰接，所述的三角瓶架上设置有网镂，摆杆的右侧底部设置有永磁磁铁和摆锤，所述的支撑杆下部的固定架上设置有电磁铁，所述的电磁铁和永磁磁铁相对应，所述的固定架上设置有开关。在使用该仪器时，将带有样品的三角瓶容器置于三角瓶架上的网镂内，此时摆锤由于永磁磁铁的重力作用位于最底部，摆杆处于竖直状态，打开开关，电磁铁通电，产生脉冲，永磁磁铁在反磁作用下，驱动摆锤向右摆动，从而驱动摆杆右端沿转轴向右摆动，摆杆左端向左摆动，三角瓶架沿摆杆移动，由于三角瓶架与摆杆铰接，三角瓶架始終处于水平状态，当摆杆向右摆动至30度时，由于永磁磁铁的重力作用，永磁磁铁带动摆锤向下摆动，摆到最低点时，永磁磁铁由于惯性，开始向左摆动，同时带动摆锤向左摆动到30度，然后由于重力作用再下落，返复摆动，在摆动的过程中不但有平行的往复移动产生水平的创击力，同时样品在三角瓶容器内还会产生向上的抛合力，从而可以加速使溶液中的样品进行混溶，或者分离、分层。上述技术方案，由于三脚瓶架通过摆杆固定于固定架上，重心较高，所以整机振动幅度较大。同时，摆杆通过永磁磁铁的重力作用而来回运动，由于惯性使得整机振动幅度进一歩加剧。在样品制备过程中，由于整机振动的影响，使得制备的样品的质量较低，且整机运行时噪音大。因此，需要一种新的样品制备仪，能够降低样品制备过程中整机振动的幅度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种样品制备仪，g在解决现有技术中样品制备时整机振动幅度大的问题。为了实现发明目的，一种样品制备仪包括样品固定装置、运动装置和驱动装置。其中所述样品固定装置用于固定样品，运动装置用于带动样品固定装置运动，驱动装置用于提供运动装置的运动动力，从而实现样品固定装置上固定的样品的制备。所述运动装置与驱动装置位于同一水平位置且相互连接。该运动装置包括传动装置和防震装置，所述传动装置将驱动装置提供的运动动カ转换为样品固定装置的运动动力；所述防震装置，与传动装置连接并保持传动装置的平衡。优选的，所述防震装置包括配置块和/或弹簧。其中，所述运动装置还包括支撑架，与传动装置连接并支撑传动装置，以提供传动装置运动的导向。
优选的，所述传动装置包括连杆机构和固定轴。其中，所述连杆机构将驱动装置提供的运动动力转换为直线运动的运动动力；所述固定轴连接连杆机构和样品固定装置。更优选的，所述连杆机构为ニ杆机构；所述支撑架包括直线轴承。优选的，所述传动装置包括连杆机构和固定轴。其中，所述连杆机构将驱动装置提供的运动动力转换为弧线运动的运动动力；所述固定轴连接连杆机构和样品固定装置。更优选的，所述连杆机构为三杆机构；所述的支撑架包括弧形限位槽。其中，所述传动装置还包括弹簧，位于支撑架和连杆机构之间。上述任一方案中，所述样品制备仪还包括与驱动装置和运动装置分别连接的底板；所述底板底部安装有多个吸盘。上述任一方案中，所述样品固定装置包括具有多个孔的样品固定板。优选的，所述样品固定板的孔的大小可调节。上述任一方案中，所述样品制备仪包括盖子及开盖自检装置。所述开盖自检装置根据盖子的开/关，利用电磁传感器控制驱动装置的停止/运行。由上可知，本发明通过运动装置与驱动装置位于同一水平位置降低整机的重心，并且采用防震装置实现了样品制备过程中整机振动的幅度小，从而使得样品制备的质量更高，且整机运行时噪音小。
图I是本发明一个实施例中样品制备仪的结构示意图；图2a是本发明一个实施例中运动装置的结构示意图；图2b是本发明另ー个实施例中运动装置的结构示意图；图3a是本发明一个实施例中防震装置的结构示意图；图3b是本发明另ー个实施例中防震装置的结构示意图；图3c是本发明另ー个实施例中防震装置的结构示意图；图4a是本发明一个实施例中传动装置的结构示意图；图4b是本发明另ー个实施例中传动装置的结构示意图；图5a是本发明另ー个实施例中传动装置的结构示意图；图5b是本发明另ー个实施例中传动装置的结构示意图；图6是本发明一个实施例中样品固定装置的结构示意图；图7是本发明一个实施例中样品固定板的结构示意图；图8是本发明另ー实施例中样品制备仪的外观结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步详细说明。本发明提出第一实施例，一种样品制备仪包括样品固定装置、运动装置和驱动装置。如图I所示，其中(I)样品固定装置I固定样品。
本实施例中，样品固定装置I可以位于运动装置2之上或之下，也可以与运动装置2在同一水平位置，对样品固定装置I和运动装置2的连接关系无特殊限制。优选的，样品固定装置I与运动装置2位于同一水平位置上，该技术方案降低了样品制备仪的重心，从而使得样品制备仪工作时，整机的振动幅度小。样品固定装置I的结构无特殊限制，其可为任意的可用于盛放或固定样品的装置，如试剂管、试剂瓶、研磨罐等。(2)运动装置2带动样品固定装置I运动。本实施例中的运动装置2无特殊限制，运动装置2可以为任意的可连接样品固定装置2和驱动装置3的装置。该装置可以将驱 动装置3的运动转换为直线或曲线运动，比如驱动装置3输出圆周运动的运动动カ时，运动装置2将圆周运动转换为直线运动或扇形运动等；或直接将运动动カ传递给样品固定装置1，比如驱动装置3输出扇形运动或圆周运动的运动动力，运动装置2将运动动カ直接转换给样品固定装置1，样品固定装置I做扇形运动或圆周运动。(3)驱动装置3提供运动装置2运动动力。本实施例中，所述驱动装置3包括电机，还可包括电压电流转换器。其中，所述电机无特殊限制，电压电流转换器将输入的电压或电流转换为电机所需的大小或变化频率，并将转换后的电压或电流(包括大小和变化频率)输入给电机，该电机根据输入的电压或电流以一定的转速运转，从而提供运动装置2运动动力；另外，该电机也可以以恒定的转速运行，从而提供运动装置2运动的动力。本实施例中，运动装置2与样品固定装置I和驱动装置3分别连接，且运动装置2与驱动装置3位于同一水平位置上。所示的样品固定装置I与运动装置2位于同一水平面上或者样品固定装置I位于运动装置2的上方。本技术方案中的样品制备仪的重心低，从而使得样品制备仪工作时，整机的振动小，噪音低，本实施例的技术方案，可以根据驱动装置3转动频率决定样品制备的时间，从而使得样品制备的效果更可控，也即样品制备仪整机的振动小，使得样品制备的效果更可控，大大提高样品制备的质量。针对运动装置2,本实施例给出ー示例,如图2a所示,运动装置2包括传动装置21和防震装置22。其中(I)传动装置21将驱动装置提供的运动动カ转换为样品固定装置的运动动力。(2)防震装置22与传动装置连接，并保持传动装置的平衡。本示例中，防震装置包括配重块和/或弹簧。如图3a所示防震装置22包括配重块221和弹簧222，图3b所示防震装置22包括配重块221，图3c所示防震装置22包括弹簧222。上述图示中，所述配重块221与传动装置21连接，所述弹簧一端与传动装置21连接，另一端固定与驱动装置上。值得注意的是，弹簧的另一端的固定位置不限，只要能实现弹簧另一端固定不动即可。其中，所述的弹簧222可以为ー根也可以为多根，根据防震的效果选择弹簧222个数，弹簧222个数越多振动越小，使得样品制备仪的整机振动的幅度越小，但是弹簧222个数过多会使得驱动装置3提供的运动动カ转换为样品固定装置的运动动カ减弱，从而浪费电カ资源，优选的，弹簧222的根数为2根。本示例中配重块221利用自身质量来保持传动装置21的平衡，质量越大传动装置21的平衡越好，但是质量过大，会使得驱动装置3提供的运动动カ转换为样品固定装置的运动动カ减弱，从而浪费电カ资源，优选的配重块质量优选在I-IOkg之间。
由加速度与质量和作用力的关系可以知道，本示例中的配重块221保证传动装置21加速或减速时，加速度不会过大，同样本示例中的弹簧222保证了传动装置21加速或减速时，加速度不会过大，上述技术方案实现了样品制备仪整机的振动小，也即整机振动的振幅小，同时降低噪音，也减小了由于整机振动对样品固定装置I的影响，最終使得样品制备的效果更佳。基于第一实施例，本发明提出第二实施例，本实施例中的运动装置包括传动装置、防震装置和支撑架。如图2b所示，所述支撑架23与传动装置21连接并支撑传动装置21， 以提供传动装置21运动的导向。该运动装置2还包括ー托架20，该支撑架23通过托架20固定。本技术方案的样品制备仪通过支撑架提供传动装置21运动的导向，也即传动装置21在支撑架23限定的轨迹上运动，从而使得传动装置21运行更稳定，从而提高了整机的稳定性，也即减小了整机的振动幅度，也即减低了整机振动对样品制备过程中样品制备效果的影响，从而提高了样品制备的质量。本实施例中，针对传动装置21,给出ー示例。如图4a所示,传动装置21包括连杆机构211和固定轴212。其中(I)连杆机构211将驱动装置3提供的运动动力转换为直线运动的运动动力。连杆机构211与驱动装置3连接，驱动装置3提供的运动动力通过连杆机构211转换为直线运动动力。连杆机构211可为任意能实现将驱动装置3提供的运动动力转换为直线运动的运动动力的机构。优选的，连杆机构211为三杆机构(该三杆机构为市场上销售的三杆机构，对此无特殊限制)。优选的，连杆机构211为ニ杆机构(如图4a所示)。连杆结构211的一端与驱动装置3连接，与驱动装置3连接一端的连杆机211构用于将驱动装置3的动カ转换为曲线运动；连杆结构211的另一端与固定轴212连接，与固定轴212连接一端的连杆机构用于将曲线运动转换为直线运动。同时，驱动装置3与连杆机构211之间、连杆机构211之间、连杆机构211与固定轴之间的连接方式优选为铰接连接方式。本示例中的传动装置结构简单，减小了各个部件在运动动力转换时部件之间的晃动或者相互之间的摩擦产生的振动和噪音，从而减小了样品制备仪整机的振动幅度，同时也减小噪音。(2)固定轴212连接连杆机构211和样品固定装置。固定轴212为任意直线轴或成一定角度的轴(比如两边成90°角的轴，两边成120°角的轴等)，固定轴212的一端与连杆机构211连接，另一端与样品固定装置连接。采用不同形状的固定轴212可能使得样品固定装置的固定位置不同。当固定轴212为直线轴时，样品固定装置与运动装置位于同一水平位置上，当固定轴212为成一定角度的轴时，样品固定装置位于运动装置正上方或者斜上方或斜下方等。可根据样品固定装置的固定位置选择固定轴212的形状。优选的，固定轴212为直线形状，此方案使得样品固定装置与运动装置位于同一水平位置，从而减低了整机的中心，使得整机的振动幅度小。上述技术方案，使得样品制备仪制备装置在不增加部件的情况下，也能实现样品固定装置安装位置的任意性，从而使得样品制备仪更易用，同吋，由于结构简单，使得样品制备仪各个部件之间的摩擦減少，从而减小了样品制备仪整机的振动幅度，并且噪音小。本示例中，当驱动装置3工作时，驱动装置3输出圆周运动的运动动カ时，连杆机构211在驱动装置3的带动下运动，固定轴212在支撑架提供的导向下，做来回运动。本示例中，本示例中的支撑架23为任意能够限制固定轴运动轨迹的限位槽，优选的，支撑架23包括直线轴承。本示例中的直线轴承无特殊限制，可以为任意市场上销售的直线轴承。直线轴承内可包括多个钢珠或与固定轴212连接的滚轮，以减小固定轴212与支撑架23之间的摩擦，从而进一歩减小样品制备仪整机的振动和噪音也即减低了整机振动对样品制备过程中样品制备效果的影响，从而提高了样品制备的质量。本实施例中,针对传动装置21,给出另一示例。如图4b所示,传动装置21包括连杆机构211和固定轴212。其中(I)连杆机构211将驱动装置3提供的运动动力转换为弧线运动的运动动力。连杆机构211与驱动装置3连接，驱动装置3提供的运动动力通过连杆机构211转换为弧线运动动力。连杆机构211可为任意能实现将驱动装置3提供的运动动力转换为弧线运动的运动动力的机构。优选的，连杆机构为五杆机构(该五杆机构为市场上销售的五杆机构，对此无特殊限制。优选的，该五杆机构第一杆机构的一端与驱动装置3连接，第一杆机构的另一端与第二杆机构的一端和第三杆机构的一端分别连接，第二杆机构的另一端与第四杆机构的一端连接，第四杆机构的另一端与固定轴连接，第三杆机构的另一端与第五杆机构的一端连接，第五杆机构的另一端与固定轴连接)。优选的，连杆机构211为三杆机构(如图4b所不)。连杆结构211的一端(第一杆机构的一端，第一杆机构的另一端的下方有一限位导轨)与驱动装置3连接，与驱动装置3连接一端的连杆机211构用于将驱动装置3的动カ转换为曲线运动，连杆机构211的另一端与固定轴212连接，与固定轴212连接的连杆机构211将曲线运动转换为弧线运运动。其中，连杆机构211与驱动装置之间，连杆机构211之间，连杆机构与固定轴之间的连接方式优选为铰接的连接方式。本示例中的传动装置能够同时与多个样品固定装置，从而大大提高了样品制备仪的通量，同时，该样品制备仪的运动装置结构简单，减小了各个部件在运动动力转换时的各个部件之间的晃动或者相互之间的摩擦产生的振动和噪音，从而减小了样品制备仪整机的振动幅度，同时也减小噪音。(2)固定轴212连接连杆机构211和样品固定装置23。固定轴212为任意直线轴或成一定角度的轴(比如两边成成90°角的轴，两边成150°角的轴等)，固定轴212的一端与连杆机构211连接，另一端与样品固定装置连接，固定轴212的不同形状使得样品固定装置的固定位置不同，当固定轴212为直线轴时，样品固定装置与运动装置位于同一水平位置上，当固定轴212为成一定角度的轴时，样品固定装置位于运动装置之上或者斜上方。根据样品固定装置的固定位置选择固定轴212的形状，该技术方案，使得样品制备仪制备装置在不增加部件的情况下，也能实现样品固定装置安装位置的任意性，从而使得样品制备仪更易用，同吋，由于结构简单，使得样品制备仪各个部件之间的摩擦減少，从而减小了样品制备仪整机的振动幅度。本示例中，当驱动装置3工作时，驱动装置3输出圆周运动的运动动カ时，连杆机构211在驱动装置3的带动下运动，固定轴212在支撑架23提供的导向下，连杆机构211沿支撑架23来回运动，固定轴212沿着支持架23做弧形运动。本示例中的传动装置结构可与多个固定轴212连接，也即可固定多个样品固定装置，从而提高了样品制备的通量。本 示例中的支撑架23为任意能够限制固定轴运动轨迹的限位槽，优选的，支撑架23包括弧形限位槽。所述弧形限位槽内可包括多个钢珠或与固定轴212连接的滚轮，以减小固定轴212与支撑架23之间的摩擦，从而减小样品制备仪整机的振动和噪音。
本实施例中，传动装置21还包括弹簧，如图5a和图5b所示。其中，弹簧213位于支撑架23和连杆机构211之间。所示弹簧213的个数无特殊限制，弹簧213连接的方式也无特殊限制，优选的，弹簧213位于固定轴212上；优选的，弹簧213直接与支撑架23和连杆机构211连接；更优选的，弹簧213为多个，可位于固定轴212上和直接与支撑架23和连杆机构211连接。当连杆机构211运动时,带动固定轴212运动,在做往复运动过程中，运动方向发生改变时，将会产生瞬间较大的加速度，由于惯性和作用力的原因，将使样品制备仪产生较大的振动，此时，弹簧用于缓冲作用力，使得运动的加速度缓慢增加，从而减小了样品制备仪整机的振动幅度，也即减低了整机振动对样品制备过程中样品制备效果的影响，从而提高了样品制备的质量。本实施例中的图5是针对图4a所示的运动装置，并进ー步包含有弹簧的示意图，针对图4b所示的运动装置且包含有弹簧的技术方案中未给出，其原理相同，在此不再赘述。基于第一或第二实施例，本发明提出第三实施例。所述样品固定装置包括具有多个孔的样品固定板31。如图6所示，样品固定装置可包括一个或多个样品固定板31。本发明中样品固定板31的个数无特殊限制，根据需要制备的样品的多少来选择样品固定板31的个数，优选的，该样品固定板31为2个。如图7所示，样品固定板31上有多个孔，该孔可固定试剂管、试剂瓶、研磨罐等至少ー种。同时，该孔的大小可以是固定的，也可以是可调节的，如同扳手通过可调节螺丝来调节孔的大小，该方案使得样品固定板31的孔可适用不同规格的试剂管、试剂瓶、研磨罐等。上述技术方案可同时独立制备多种样品，且所制备的样品的量无特殊限制，这大大提高了设备的易用性。另外，本实施例中的样品固定板可根据制备样品的多少更换，比如可固定试剂管和试剂瓶的板，可固定研磨罐和试剂瓶的板、多孔板等等，这使得样品固定装置更易用，大大提高了样品制备仪的可用性。基于上述实施例，本发明提出第四实施例，如图8所示，所述样品制备仪还可包括外壳4，其外壳4包括盖子41和底板42。其中，所述底板42底部安装有多个吸盘43，吸盘43安装于底板42底部的位置、个数均无特殊限制，吸盘43为市场上销售的均适用于本实施例中。本实施例中，上述驱动装置和上述运动装置分别与底板42连接。吸盘43使得样品制备仪紧紧固定在样品制备仪的放置品面上，使得样品制备仪的工作时，整机的运动较小。第四实施例中，所述样品制备仪还可包括盖子及开盖自检装置。如图8所示，所述开盖自检装置根据盖子41的开/关，利用电磁传感器控制驱动装置的停止/运行。其中，所述开盖自检装置与外壳4连接,其包括一磁铁51、电磁传感器52。该电磁传感器52能够将磁信号转换为电信号，该电磁传感器52无特殊限制。优选的，该电磁传感器52为霍尔传感器。该磁铁51可为电磁铁也可为永久性磁铁。当盖子4关闭吋，电磁传感器52感应到磁铁51磁场的存在，输出低电平；当盖子4打开时，电磁传感器52感应不到磁铁51磁场的存在，输出高电平。同时，该开盖自检装置还包括单片机，当输出低电平时，单片机控制驱动装置运行，当输出高电平时，单片机控制驱动装置停止。该技术方案的具体原理为通过电磁传感器自检的方式实现，电磁传感器感应到一定磁场强度时在输出引脚产生电平转 换，由单片机定时检测该电平变化，从而获得盖子打开/关闭状态，实现对驱动装置运行的控制，也即实现了开盖断电保护的功能。其中，上述的底板42和本实施例中的盖子41均为本发明的样品制备仪的外壳4，驱动装置、运动装置和样品固定装置均位于样品制备仪的外壳4内。本技术方案采用开盖自检装置实现样品制备仪开盖断电的功能，从而使得该样品制备仪在使用时更加安全。应当说明的是，本发明典型的应用但不限于样品制备仪本身，在其他类似领域中也可以应 用本发明所阐述的技术方案。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种样品制备仪，包括固定样品的样品固定装置，带动样品固定装置运动的运动装置和用于提供运动装置运动动力的驱动装置，其特征在于，所述运动装置与驱动装置位于同一水平位置且相互连接，所述运动装置包括传动装置和防震装置； 所述传动装置将驱动装置提供的运动动力转换为样品固定装置的运动动力； 所述防震装置与传动装置连接并保持传动装置的平衡。
2.根据权利要求I所述的样品制备仪，其特征在于，所述防震装置包括配重块和/或弹簧。
3.根据权利要求I所述的样品制备仪，其特征在于，所述运动装置包括支撑架，与传动装置连接并支撑传动装置，以提供传动装置运动的导向。
4.根据权利要求3所述的样品制备仪，其特征在于，所述传动装置包括连杆机构和固定轴； 所述连杆机构将驱动装置提供的运动动力转换为直线运动的运动动力； 所述固定轴连接连杆机构和样品固定装置。
5.根据权利要求4所述的样品制备仪，其特征在于，所述连杆机构为二杆机构；所述支撑架包括直线轴承。
6.根据权利要求3所述的样品制备仪，其特征在于，所述传动装置包括连杆机构和固定轴； 所述连杆机构将驱动装置提供的运动动力转换为弧线运动的运动动力； 所述固定轴连接连杆机构和样品固定装置。
7.根据权利要求6所述的样品制备仪，其特征在于，所述连杆机构为三杆机构； 所述的支撑架包括弧形限位槽。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的样品制备仪，其特征在于，所述传动装置还包括弹簧，位于支撑架和连杆机构之间。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的样品制备仪，其特征在于，所述样品制备仪还包括与驱动装置和运动装置分别连接的底板； 所述底板底部安装有多个吸盘。
10.根据权利要求I至7中任一项所述的样品制备仪，其特征在于，所述样品固定装置包括具有多个孔的样品固定板。
11.根据权利要求10所述的样品制备仪，其特征在于，所述样品固定板的孔的大小可调节。
12.根据权利要求I至7中任一项所述的样品制备仪，其特征在于，所述样品制备仪还包括盖子及开盖自检装置； 所述开盖自检装置根据盖子的开/关，利用电磁传感器控制驱动装置的停止/运行。
全文摘要
本发明涉及生化器械领域，提供了一种样品制备仪。所述样品制备仪包括固定样品的样品固定装置，带动样品固定装置运动的运动装置和与运动装置处于同一水平位置上并与运动装置连接的提供运动装置运动动力的驱动装置，其中，所述运动装置包括传动装置和防震装置；所述传动装置将驱动装置提供的运动动力转换为样品固定装置的运动动力；所述防震装置与传动装置连接并保持传动装置的平衡。本发明中的样品制备仪大大降低样品制备过程中整机振动的幅度及噪音，减少了整机振动对样品制备过程中样品制备效果的影响，从而提高了样品制备的质量。
文档编号C12M1/00GK102628015SQ20121010317
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者盛司潼 申请人:盛司潼