一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的制作方法

本实用新型涉及自动扫描显微镜技术领域，尤其涉及一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜。

背景技术：

光学显微镜作为一种探索微观世界强有力的工具，已被广泛地应用于各项医疗诊断和科学实验研究中，随着计算机处理技术和数字图像技术的快速发展，实现显微镜联机控制、数字图像的自动获取、永久保存和计算机辅助检测，已成为显微镜自动化发展的必然趋势，与此同时，随着各项医疗普查的广泛开展和科学研究的不断深入，随着数字虚拟切片的广泛应用，待分析的标本数量也大幅度增加，以巴氏子宫颈标本切片检查为例，目前单台显微镜平均每年需检查的子宫颈标本切片达几万片，基于此，在自动显微镜上添加标本切片的自动进给功能，实现在无人值守的情况下的标本切片的自动批处理功能，实现全程自动化是很有必要的，这将大大提高扫描显微镜处理样品的能力及降低显微镜操作费用。

在申请号为201120003599.6的专利中公开了一款显微镜载玻片自动送检装置，该装置包括生物显微镜、载玻片圆盘、工作主板、步进电机、同步带主动轮、同步带、从动轮、玻片升降单元；其中，载玻片圆盘上均匀设有切片槽，通过旋转把切片槽中的切片传送到扫描位置，然后由玻片升降机构抬进切片，实现对切本标本的齐焦图像的获取，观察完成后，玻片升降机构下降，重新把切片放入切片槽中，该装置存在以下几个问题：1、机械臂在载物台与载玻片盒之间直接传输标本切片自身，由于标本切片是采用玻璃材料，很容易破坏标本，这在实际应用中是不能被接受的；2、该装置没有实现对标本切片在图像观察时的X、Y方向的平移，没有实现图像的扫描；3、切片在载玻片圆盘上呈单排圆形阵列放置，造成大最空间浪费，以及造成产量一次扫描容量非常有限，该专利的具体实施便只实现了16片切片的最大容量；4、该装置的每一种运动都采用单独的电机驱动，造成结构、电器控制都很复杂。

出版在《应用基础与工程科学学报》第13卷2期，编号为1005-0930(2005)-02-0185-09 的文献公开了一种新型的显微镜载玻片自动装载系统，该系统由载玻片盒、特制的载物台和机械臂组成，该载玻片盒上间隔放置标本切片，并可以在Z轴方向上下运动，然后通过机械臂实现标本切片在载物台与载玻片盒之间的转移，最后，通过载物台在显微镜上实现对标本切片的自动扫描，该系统存在以下几个问题：1、机械臂在载物台与载玻片盒之间直接传输标本切片本自身，由于标本切片是采用玻璃材料，很容易破坏标本，这在实现应用中是不能被接受的；2、为了保留机械臂的操作空间，各个标本切片呈间隔放置，造成空间浪费，或者造成产量一次扫描容量有限，公开的资料只实现了25片切片的最大容量；3、由于每个切片的扫描都需要有载玻盒上下运动到进片位置、机械臂实现进片、载物台运动到扫描位置、扫描、载物台运动到退片位置、机械臂实现退片等无法并行的运动，造成时间浪费，效率不高；4、由于机械臂、载玻盒运动、载物台运动都采用单独的电机驱动，造成电器、机械结构都很复杂，从而造成成本很高，可靠性也大幅下降。

在申请号为201120466334.X、201420402943.2、201010188659.6、201410347521.4、 200780008213.7、200510043744.2的专利中都公开了显微镜标本切片的自动进片机构，但基本原理都与文献1005-0930(2005)-02-0185-09相类似类，是采用平面移动载物台装置、上下运动载玻盒、标本切片转移机构来达到自动收片效果，只是具体结构稍有不同而已，故也都存在上述的不足之处。

在申请号为201110071788.1的专利公开了一款显微镜标本切片自动进给装置，该装置包含玻片推送装置、上下片装置以及水平移动夹持装置，标本切片间隔放置在片匣上，然后通过玻片推送装置、上下片装置实现标本切片在载物台与载玻片盒之间的转移，最后，在载物台上通过水平移动夹持装置实现对标本切片的自动扫描和自动退片，该系统存在以下几个问题：1、机械臂在载物台与载玻片盒之间直接传输标本切片本自身，由于标本切片是采用玻璃材料，很容易破坏标本，这在实际应用中是不能被接受的；2、为了保留玻片推送装置的操作空间，各个标本切片呈间隔放置，造成空间浪费，或者造成产量一次扫描容量有限；3、由于每个切片的扫描都需要有进片、退片等无法并行的运动，造成时间浪费，效率不高；4、由于玻片推送装置、上下片装置都采用单独的电机驱动，造成电器、机械结构都很复杂，从而造成成本很高，可靠性也大幅下降。

在申请号为201180048354.8的专利提出了一种显微镜自动扫描切片系统，在这款显微镜自动扫描切片系统中使用了一种切片架，并把多片切片固定在切片架，然后把多个切片架平行叠放在切片盒及扫描轨道中进行扫描，最后，使用一个接收器来收片，该接收器是通过平行四边形的板簧来保持平衡，板簧根据每个切片架的重量而被动式倾斜，每个切片架之间保持在一个切片架厚度的距离，并且切片架能够在不打断扫描过程的情况下移除，该系统能较好的解决前述方案的诸多问题，但依然存在以下几个问题：1、由于采用板簧受力被动式倾斜来实现收片的功能，接收器可存纳的切片架数量不能太多，否则使板簧变形失去效果，可靠性不好；2、由于是把切片架放在扫描轨道中，造成此方案不适用用于带载物台的传统显微镜，只能用于与该方案的显微镜中，无法采用此方案来更改传统显微镜，严重限制了此方案的使用范围。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜。本实用新型的扫描显微镜能够解决现有扫描显微镜中收片效率不高、容量不足、可靠性不高等诸多的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜，包括显微镜、扫描进给机构、位于所述扫描进给机构上的进片系统和收片系统，所述进片系统和所述收片系统位于所述显微镜的两侧，所述收片系统：

包括切片架，所述切片架上包括用于固定切片的固定结构、位于所述切片架侧面的驱动结构；

用于收纳所述切片架的切片盒，所述切片盒靠近所述显微镜的一侧设置有切片架入口，在位于所述切片架入口上方处设置有切片架退片限位装置；

用于将所述切片架推送至所述切片盒中的切片架进给装置，所述切片架进给装置固定在所述扫描进给机构上，所述切片架进给装置包括至少一个与所述驱动结构相啮合的弹片；

所述扫描进给机构上固定有一个限位片，所述限位片位于所述切片盒下方，并且低于所述弹片高度；

还包括使位于所述切片盒内的所述切片架被动向上倾斜的切片架驱动装置。

采用上述技术方案的实用新型，位于切片架上的多个固定结构可以将切片牢固的固定在切片架上，以切片架与标本切片为整体进行收片操作，这样也就实现了多个标本切片的同时进给，减少了进片时间，同时，由于在整个扫描、运动过程中所有运动受力都作用在切片架上，实现对切片的保护。

将切片架进给装置固定安装在扫描进给机构上，直接采用扫描进给机构的运动作为收片的驱动源，也就是说一个机构即可以实现扫描运动还可以实现收片运动，大大简化了结构。需要说明的是，可以将扫描进给机构替换为载物台式扫描显微镜的基座，将切片架进给装置固定安装在基座上，利用原有的进片的驱动源作为收片的驱动源，从而简化结构。

切片架上的驱动结构和切片架进给装置上的弹片相啮合，带动切片架继续向切片架进给正方向运动，当运动到切片盒入口位置时，切片架退片限位装置将会受力抬高，与切片架的上表面接触，当切片架整体进入切片盒后，切片架退片限位装置回到起始位置，对切片架退片进行限位。进给完成后，切片架进给装置沿着进给反方向运动时，所述的限位片将弹片顶开，使之不与切片架接触，使弹片单独沿着进给反方向运动回到初始位置，然后再带动下一片切片架进入切片盒。当切片架进给装置带动下一片切片架进入到切片盒入口处时，在切片架驱动装置的作用下，位于切片盒内的切片架的前端被动向上倾斜，使其后端面高于平放时的高度，形成倾斜放置状态，为后一片切片架通过前开口进入切片盒留下空间，当后一片切片架进入切片盒后，所述切片盒中的所述切片架全部层叠放置于所述切片盒中，从而达到自动收片的目的，并且，大大地增加了切片盒的存片量。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的一种优选，所述固定结构包括开设在所述切片架正面的多个切片槽、位于所述切片槽内的弹性杠杆。

可将弹性杠杆设计成横向弹性杠杆和纵向弹性杠杆，使得每一个切片槽存在纵、横向弹性杠杆，通过弹性杠杆产生的侧向推力、向下推力使每个标本切片都能固定在各个切片槽中，以切片架与标本切片为整体进行收片操作，这样也就实现了多个标本切片的同时进给，减少了进片时间。同时，由于在整个扫描、运动过程中所有运动受力都作用在切片架上，实现对切片的保护。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的另一种优选，所述切片架退片限位装置包括固定在所述切片盒上的弹性元件、与所述弹性元件连接的活动元件。

当切片架运动到切片架入口处时，活动元件受力抬高，与切片架的上表面接触，其弹性元件受力变形；当切片架整体进入切片盒后，切片架退片限位装置回到起始位置，对切片架退片进行限位。结构简单合理。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的又一种优选，所述驱动结构为凸形结构，所述弹片为相匹配的凹形结构；或者所述驱动结构为凹形结构，所述弹片为相匹配的凸形结构。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的再一种优选，所述驱动结构的横截面呈梯形、方形或半圆形。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的又一种优选，所述切片架驱动装置包括位于所述切片架前端的上倾斜口、位于所述切片架后端的下倾斜口。

后一片切片架进入切片盒的过程中，当后一片切片架的下倾斜口进入前一片切片架的上倾斜口后，在倾斜面的作用力下，推动前一片切片架的前端向上被动式倾斜，使前一片切片架呈倾斜放置状态，为后一片切片架留下放置空间，从而使后一片切片架能通过前开口进入切片盒。该切片架驱动装置简单合理，无需再增加其他驱动力即可实现位于切片盒内的切片架被动抬起。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的又一种优选，所述切片架驱动装置位于所述切片盒的下方、且靠近所述切片架入口处，所述切片架驱动装置为电机驱动机构或者弹片驱动机构。

将电机驱动机构或者弹片驱动机构安装在切片盒下方靠近入口处的地方，当前一片切片架进入到切片盒后，受电机驱动机构或者弹片驱动机构的驱动，使得位于切片盒内的切片架的前端向上被动式倾斜，使前一片切片架呈倾斜放置状态，为后一片切片架留下放置空间，从而使后一片切片架能通过前开口进入切片盒。同时采用电机驱动机构或者弹片驱动机构作为切片架驱动装置，切片架既可以选择前后两端是平整的，也可以选择前后两端开有倾斜口的。

作为本实用新型一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜的又一种优选，所述切片盒为一体箱式结构，或者所述切片盒由多个独立的零部件组成的分体式结构。

不仅收片盒可以采用一体箱式结构或者分体式结构，进片系统中同样可以运用同样的结构。

本实用新型相比现有技术，可连续收纳多个切片架，收片效率高，每一个切片架上可容纳多个切片，容量充足；不与切片直接接触，可靠性高。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型实施例1中被动倾斜式自动收片扫描显微镜的结构示意图；

图2为实施例1和实施例4中的切片架的结构示意图；

图3为实施例1中进行收片时，第一块切片架位于初始位置的结构示意图；

图4为图3中A的放大图；

图5为实施例1中进行收片时，第一块切片架开始进入切片盒的结构示意图；

图6为图5中B的放大图；

图7为实施例1中进行收片时，第一块切片架完全进入切片盒的结构示意图；

图8为图7中C的放大图；

图9为实施例1中进行收片时，第N块切片架开始进入切片盒的结构示意图；

图10为实施例2中被动倾斜式自动收片扫描显微镜的结构示意图；

图11为实施例2和实施例4中的切片盒的结构示意图；

图12为实施例2和实施例3中的切片架的结构示意图；

图13为实施例3中被动倾斜式自动收片扫描显微镜的结构示意图；

图14为实施例4中被动倾斜式自动收片扫描显微镜的结构示意图；

图15为图14中D的放大图；

主要元件符号说明如下：

显微镜1,定位块11，压片12，扫描进给机构2,限位片21，进片系统3,收片系统4，切片架41,驱动结构411，切片槽412,弹性杠杆413，横向弹性杠杆4131，纵向弹性杠杆 4132，切片盒42,切片架进给装置43,上倾斜口4151，下倾斜口4152，电机驱动机构4153，弹片驱动机构4154，L形固定板421，直板422，切片架入口423，切片架退片限位装置424，弹性元件4241，活动元件4242，弹片431，基座5。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

实施例1

如图1至图9所示，本实施例中的被动倾斜式自动收片扫描显微镜，包括显微镜1、扫描进给机构2、位于扫描进给机构2的进片系统3和收片系统4，其中进片系统3和收片系统 4位于显微镜1的两侧。收片系统4主要由切片架41、切片盒42及切片架进给装置43组成。其中显微镜1为导轨式扫描显微镜。

如图2所示，其中切片架41上设置有用于固定切片的固定结构、位于切片架41侧面的凸形的驱动结构411，固定结构包括位于切片架41正面的多个切片槽412、位于切片槽412 中的弹性杠杆413，该弹性杠杆413包括横向弹性杠杆4131和纵向弹性杠杆4132。具体地，本实施例中的切片槽412为六个，每一个切片槽412内都可以固定放置六个切片，这样也就实现了多个标本切片的同时进给，减少了进片时间，同时，由于在整个扫描、运动过程中所有运动受力都作用在切片架上，实现了对切片的保护。如图4所示，并且切片架41上还设置有让收纳在切片盒42中的切片架41向上倾斜的切片架驱动装置，该切片架驱动装置包括位于切片架41前端的上倾斜口4151、位于切片架41后端的下倾斜口4152。

如图1所示，其中切片盒42用于收纳切片架41，切片盒42为分体式结构，包括固定在扫描进给机构2上的L形固定板421和直板422，L形固定板421位于四个角落，直板422位于L形固定板421之间，当然在进片系统3中也可以采用此结构。如图4所示，在切片盒42 靠近显微镜1的一侧设置有切片架入口423，在位于切片架入口423处上方设置有切片架退片限位装置424，该切片架退片限位装置424包括固定在切片盒42上的弹性元件4241、与弹性元件4241连接的活动元件4242。具体地，切片架退片限位装置424有两个，位于L形固定板421上，弹性元件4241处于松弛状态时，活动元件4242的一部分位于切片架入口423 内，活动元件4242靠近显微镜1的一侧呈弧形，方便切片架41进入到切片盒42中。当活动元件4242的弧形部受到向上的力时，活动元件4242抬起，弹性元件4241处于压缩状态，切片架41便可以通过切片架入口423；当作用力消失时，弹性元件4241恢复原状，互动元件 4242的一部分又挡住切片架入口423，阻止进入到切片盒32内的切片架31从切片盒42中出来，起到限位的作用。

如图3所示，其中切片架进给装置43用于将切片架41送入到切片盒42中，切片架进给装置43固定在扫描进给机构2上，切片架进给装置43包括一个与驱动结构411相啮合的弹片431。

如图3所示，扫描进给机构2上固定有一个限定弹片431位置的限位片21，限位片21 位于切片盒42下方，并且低于弹片431高度。

在使用时，如图3、图4所示，切片架进给装置43上的弹片431与放置在扫描进给机构 2上的切片架41的驱动结构411相啮合，在啮合力的作用下带动切片架41向切片架进给正方向运动，使显微镜1完成对切片架41中的切片的扫描工作并带离扫描区域到达切片盒42 的切片架入口423处。

如图5、图6所示，弹片431继续带动切片架41沿着切片架进给正方向运动进入切片盒 42的切片架入口423处，此时，固定于切片盒42的切片架退片限位装置424的活动元件4242 受力被抬高，活动元件4242的底端紧贴切片架41的上表面，弹性元件4241受力变形。

如图7、图8所示，弹片431继续带动切片架41沿着切片架进给正方向运动，使得切片架41全部进入切片盒42后，此时切片架退片限位装置424不受外力影响，弹性元件4241恢复原状，带动活动元件4242回到原来位置，由于活动元件4242的底端面低于切片架41的高度，所以对已进入切片盒42的切片架41能起到退片限位作用；弹片431沿着限位片21的倾斜口移动，逐渐远离切片架41的驱动结构411。当第一片切片架41收片完毕后，切片架进给装置43开始往切片架进给反方向运动，此时的弹片431不与切片架41的驱动结构411啮合，弹片431单独往切片架进给反方向运动带动下一片切片架41进入收片盒42。

如图9所示，此实施例中的被动倾斜式自动收片扫描显微镜连续收片的原理是：后一片切片架41在弹片431的啮合力作用下进入切片盒42时，后一片切片架41的上倾斜口4151 与已经收片完毕的前一片切片架41的下倾斜口4152接触并进行被动式倾斜运动，在沿着进给正方向被动式倾斜力的作用下，后一片切片架41将已收片完毕的所有切片架41抬高直至收片完毕，这样重复的运动就可以达到自动收片的目的，并且，大大地增加了切片盒的存片量。

整个自动收片过程完毕后，切片盒42中的切片架41是层叠竖直的堆积在切片盒42内，方便使用者对切片的回收使用及整理。

实施例2

如图10、图11、图12所示，本实施例中与实施例1的不同之处为：采用的切片架如图 11所示，切片架41其正面设有多个切片槽412，切片槽412内设有弹性杠杆413，侧面设有凹形的驱动结构411，并且切片架41的前后端是平整的；采用的切片盒42为一体的箱体式结构形式，同样设置有切片架退片限位装置424和切片架入口423；采用的切片架驱动装置为电机驱动机构4153，该电机驱动机构4153固定在扫描进给机构2上，并且位于切片盒42 下方靠近切片架入口423处，该电机驱动机构4153由电机和偏心轮组成；采用的弹片431为实体方形。

本实施例的被动倾斜式自动收片扫描显微镜实现自动收片的方法：当切片架41进入切片盒42内时，电机带动偏心轮到达偏心轮最高点，偏心轮将切片盒42内的切片架41后端顶高，形成一个被动式倾斜面；待切片架41与切片盒42内的切片架41进行被动式倾斜运动时，偏心轮转到最低点，不干涉切片架41的进给方向的运动。

实施例3

如图12、图13所示，本实施例与实施例2的不同之处在于，采用的切片架驱动装置为弹片驱动机构4154，切片盒42采用的是分体式结构，固定在扫描进给机构2上的L形固定板421和直板422。

本实施例的被动倾斜式自动收片扫描显微镜实现自动收片的方法：该弹片驱动机构4154 将存放于切片盒42内的切片架41后端拱高，形成一个被动式倾斜面；当切片架41沿着切片盒42的切片架入口423处进入切片盒42后，与存放于切片盒42内的切片架41进行被动式倾斜运动，当切片架41到达弹片驱动机构4154位置时，切片架41在进给正方向作用力下，将弹片驱动机构4154压平，待收片完毕时，弹片驱动机构4154不受外力影响，在自身弹力作用下恢复原状。

实施例4

图2、图11、图14、图15所示，本实施例与实施例1不同之处为：本实施例采用的是载物台式扫描显微镜；主要由基座5、进片系统3、显微镜1和收片系统4构成；显微镜1的载物台上有定位块11和压片12，以保障切片架41进入载物台后能进行准确定位、固定；限位片21位于基座5上；切片盒42采用的是一体的箱体式结构形式。具体地，压片12呈“T”形，短的一端与定位块11固定，长的一端作用于切片架41，对切片进行定位。

此时，收片系统4的动力源用的是位于基座5上的进片系统3的动力源，从而简化了结构。

其使用原理与实施例1一致，这里就不再赘述。

在上述实施例中，不管采用的是导轨式扫描显微镜还是载物台式扫描显微镜，都可以实现一个动力源实现两种操作，进而简化了结构。在一个切片架41上设置多个切片槽412，实现了多个标本切片的同时进给，减少了进片时间；并在每一个切片槽412中都设置横向弹性杠杆4131和纵向弹性杠杆4132固定切片，将切片牢固的固定在切片槽412中；同时，在整个扫描、运动过程中所有运动受力都作用在切片架41上，实现对切片的保护。通过弹片431 和驱动结构411相啮合，将切片架41送入到切片盒42中，通过切片架退片限位装置424对进入到切片盒42中的切片架41起到限位作用，再通过上倾斜口4151和下倾斜口4152、或者电机驱动机构4153、或者弹片驱动机构4154实现多个切片架41由下向上的竖直堆叠，从而不仅大大增加了切片盒42的存片量，而且还方便使用者对切片的回收使用及整理。本实用新型中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本实用新型中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上对本实用新型提供的一种被动倾斜式自动收片扫描显微镜进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。