一种蛋白芯片全自动化操作装置及其系统的制作方法

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装置及其系统。

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，无法进行抓取蛋白芯片，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装置及其系统，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。

本申请提供了一种蛋白芯片全自动化操作装置，包括：支撑支架、X轴导轨、X轴滑动块、X轴电机、X轴同步带传动机构、气动机械手、Z轴同步带传动机构、Z轴连接板和Z轴电机，所述气动机械手包括：气缸和机械手；所述气缸包括：第二动力轴；所述气缸的第二动力轴与所述机械手活动连接；所述Z轴同步带传动机构包括：第一动力轴；

所述X轴导轨设置在所述支撑支架上；

所述X轴电机设置在所述X轴导轨的一端上，所述X轴滑动块滑动安装在所述X轴导轨上，所述X轴滑动块通过所述X轴同步带传动机构与所述X 轴电机连接，使得所述X轴电机工作时能通过所述X轴同步带传动机构带动所述X轴滑动块在X轴方向作往复运动；

所述Z轴电机设置在所述X轴滑动块上表面；

所述Z轴连接板以Z轴的方向固定连接在所述X轴滑动块上表面，所述 Z轴同步带传动机构设置在所述Z轴连接板的表面，所述气动机械手固定连接在所述Z轴连接板上，所述第一动力轴与所述第二动力轴连接，所述第二动力轴与所述机械手活动连接；所述Z轴电机驱动所述Z轴同步带传动机构从而带动所述第一动力轴在Z轴方向作往复运动，使得所述第一动力轴带动所述第二动力轴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、第二动力轴、第一气室、第二气室、第一曲柄和第二曲柄；

所述第二动力轴的一端分别与所述曲柄活动连接；

所述第二动力轴的另一端与安装于所述第一气室中；

所述活塞的一端与所述第二动力轴的另一端连接；

所述活塞的另一端设置在所述第二气室中；

所述第一曲柄与所述第一机械臂活动连接；所述第二曲柄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在Z轴方向作往复运动，从而导致所述第二动力轴在Z轴方向作往复运动，所述第二动力轴通过驱动所述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，所述蛋白芯片全自动化操作装置还包括X轴固定架，所述X 轴固定架固定安装在所述X轴导轨的X轴一侧，使得所述X轴滑动块在所述 X轴导轨上稳定滑动。

作为优选，所述蛋白芯片全自动化操作装置还包括原点开关，所述原点开关固定安装在所述X轴导轨的X轴另一侧，使得所述气动机械手进行原点复归。

进一步的，本申请还公开了一种蛋白芯片全自动化操作的系统，包括蛋白芯片和蛋白芯片全自动化操作装置；所述蛋白芯片全自动化操作装置的机械手放松或夹紧所述蛋白芯片，且在所述蛋白芯片全自动化操作装置的X轴导轨上往复运动。

需要说明的是，本申请所述的X轴具体为图1、图2和图3所指方向，Z 轴具体为图1和图2所指方向，此处的X轴、Z轴构成三维空间直角坐标系，在安装时，应使得X轴平行于水平面，Z轴平行于水平面且垂直于X轴。

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：支撑支架、X轴导轨、X轴滑动块、X轴电机、 X轴同步带传动机构、气动机械手、Z轴同步带传动机构、Z轴连接板和Z轴电机，所述气动机械手包括：气缸和机械手；所述气缸包括：第二动力轴；所述气缸的第二动力轴与所述机械手活动连接；所述Z轴同步带传动机构包括：第一动力轴。所述Z轴电机、所述Z轴同步带传动机构和所述气动机械手均安装在所述X轴滑动块的上表面，所述Z轴电机驱动所述Z轴同步带传动机构从而带动所述第一动力轴在Z轴方向作往复运动，使得所述第一动力轴带动所述第二动力轴驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片；因此，所述Z轴电机和所述Z轴同步带传动机构能驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片，而气动机械手的气缸也能驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片，所述气缸辅助Z轴同步带传动机构夹紧所述蛋白芯片，加大了本申请的装置夹紧所述蛋白芯片时的夹紧力，还能适应不同重量或者规格的蛋白芯片，使得蛋白芯片能被气动机械手紧紧的夹持，不容易从气动机械手中掉落。与此同时，所述X轴滑动块滑动安装在所述X轴导轨上，所述X轴滑动块通过所述X轴同步带传动机构与所述X轴电机连接，使得所述X轴电机工作时能通过所述X轴同步带传动机构带动所述X轴滑动块在X轴方向作往复运动，因此，当气动机械手夹持蛋白芯片后能移动到预置位置上进行下一步操作。

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装置的立体图；

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装置的后视图；

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装置的俯视图；

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装置的气动机械手机构示意图；

其中，1为支撑支架(支撑支架1包括第一支撑支架1-1和第二支撑支架)、 2为X轴滑动块、3为机械手(机械手3包括第一机械臂3-1、第二机械臂3-2、防滑条3-3)、4为气缸(气缸4包括第二动力轴4-1、活塞4-2、第一曲柄4-3、第二曲柄4-4、第一气室4-5、第二气室4-6)、5为Z轴连接板、6为Z轴电机、7为X轴电机、8为X轴导轨、9为蛋白芯片、10为X轴固定架、11为 Z轴同步带、12为原点开关；

其中，3和4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装置及其系统，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装置，实施例1包括：支撑支架1、X轴导轨8、X轴滑动块2、X轴电机7、X 轴同步带传动机构、气动机械手、Z轴同步带传动机构11、Z轴连接板5和Z 轴电机6，气动机械手包括：气缸4和机械手3；气缸4包括：第二动力轴4-1；气缸4的第二动力轴4-1与机械手3活动连接；Z轴同步带传动机构11包括：第一动力轴；X轴导轨8设置在支撑支架1上；X轴电机7设置在X轴导轨8的一端上，X轴滑动块2滑动安装在X轴导轨8上，X轴滑动块2通过X 轴同步带传动机构与X轴电机7连接，使得X轴电机6工作时能通过X轴同步带传动机构带动X轴滑动块2在X轴方向作往复运动；Z轴电机6设置在 X轴滑动块2的上表面；Z轴连接板5以Z轴的方向固定连接在X轴滑动块 2上表面，Z轴同步带传动机构设置在Z轴连接板5的表面，气动机械手固定连接在Z轴连接板5上，第一动力轴与第二动力轴4-1连接，第二动力轴4-1 与机械手3活动连接；Z轴电机6驱动第一动力轴在Z轴方向作往复运动，使得第一动力轴带动第二动力轴4-1驱动机械手3放松或夹紧蛋白芯片9。

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装置，实施例2包括：支撑支架1、X轴导轨8、X轴滑动块2、X轴电机7、X 轴同步带传动机构、气动机械手、Z轴同步带传动机构11、Z轴连接板5、Z 轴电机6、X轴固定架10和原点开关12，气动机械手包括：气缸4和机械手 3；气缸4包括：第二动力轴4-1；气缸4的第二动力轴4-1与机械手3活动连接；Z轴同步带传动机构11包括：第一动力轴；X轴导轨8设置在支撑支架1上；X轴电机7设置在X轴导轨8的一端上，X轴滑动块2滑动安装在 X轴导轨8上，X轴滑动块2通过X轴同步带传动机构与X轴电机7连接，使得X轴电机6工作时能通过X轴同步带传动机构带动X轴滑动块2在X轴方向作往复运动；Z轴电机6设置在X轴滑动块2的上表面；Z轴连接板5 以Z轴的方向固定连接在X轴滑动块2上表面，Z轴同步带传动机构设置在 Z轴连接板5的表面，气动机械手固定连接在Z轴连接板5上，第一动力轴与第二动力轴4-1连接，第二动力轴4-1与机械手3活动连接；Z轴电机6驱动第一动力轴在Z轴方向作往复运动，使得第一动力轴带动第二动力轴4-1 驱动机械手3放松或夹紧蛋白芯片9；机械手3包括第一机械臂3-1、第二机械臂3-2和防滑条3-3，第一机械臂3-1和第二机械臂3-2与气缸4的底部活动连接，防滑条3-3分别设置在第一机械臂3-1和第二机械臂3-2的夹持部； X轴固定架10固定安装在X轴导轨8的X轴一侧，使得所述X轴滑动块在 X轴导轨2上稳定滑动；原点开关12固定安装在X轴导轨8的X轴另一侧，使得气动机械手进行原点复归。

进一步的，气缸还包括：活塞、第二动力轴、第一气室、第二气室、第一曲柄和第二曲柄，第二动力轴的一端分别与曲柄活动连接，第二动力轴的另一端与安装于第一气室中，活塞的一端与第二动力轴的另一端连接，活塞的另一端设置在第二气室中，第一曲柄与第一机械臂活动连接；第二曲柄与第二机械臂活动连接。

其中，第一气室4-5和第二气室4-6的气压差使得活塞4-2在Z轴方向作往复运动，从而导致第二动力轴4-1在Z轴方向作往复运动，第二动力轴4-1 通过驱动曲柄的运动来驱动机械手3放松或夹紧蛋白芯片。

进一步的，X轴同步带传动机构包括轴X轴同步带；Z轴同步带传动机构括轴Z轴同步带。

进一步的，X轴电机和Z轴电机均为可伺服电机。

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的系统，实施例3包括：蛋白芯片9和蛋白芯片全自动化操作装置；蛋白芯片全自动化操作装置的机械手3放松或夹紧蛋白芯片9，且在蛋白芯片全自动化操作装置的X轴导轨8上往复运动。

实施例1至实施例3的Z轴电机、Z轴同步带传动机构和所述气动机械手均安装在所述X轴滑动块的上表面，所述Z轴电机驱动所述Z轴同步带传动机构从而带动所述第一动力轴在Z轴方向作往复运动，使得所述第一动力轴带动所述第二动力轴驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片；因此，所述Z轴电机和所述Z轴同步带传动机构能驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片，而气动机械手的气缸也能驱动所述机械手放松或夹紧所述蛋白芯片，所述气缸辅助Z轴同步带传动机构夹紧所述蛋白芯片，加大了本申请的装置夹紧所述蛋白芯片时的夹紧力，还能适应不同重量或者规格的蛋白芯片，使得蛋白芯片能被气动机械手紧紧的夹持，不容易从气动机械手中掉落。与此同时，所述X轴滑动块滑动安装在所述X轴导轨上，所述X轴滑动块通过所述X轴同步带传动机构与所述X轴电机连接，使得所述X轴电机工作时能通过所述X轴同步带传动机构带动所述X轴滑动块在X轴方向作往复运动，因此，当气动机械手夹持蛋白芯片后能移动到预置位置上进行下一步操作。

以上对本申请所提供的一种蛋白芯片全自动化操作装置及其系统进行了详细介绍，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。