基因测序仪的试剂转动盘的制作方法

本发明涉及生化设备领域，更具体地说，本发明涉及一种基因测序仪的试剂转动盘。

背景技术：

随着国内生化分析仪厂家的日益增多，生化分析仪上的功能模块也是越来越多样化，结构形式五花八门。其中试剂盘组件主要用于提供生化分析仪的各种试剂，现有技术中具有多种结构的试剂盘组件。

例如现有技术中存在一种试剂盘，包括试剂仓、试剂托盘、电机和试剂瓶，试剂瓶安放在试剂托盘上，试剂托盘底部设置有齿环，试剂瓶和试剂托盘设置在试剂仓内，电机设置于试剂仓底部，电机的转动轴上安装着一齿轮，该齿轮与试剂托盘上的齿环相啮合。因此通过电机的转动带动齿轮、齿环的转动，从而驱动试剂托盘转动并带动位于试剂托盘上的试剂瓶转动。这种结构的试剂盘，由于试剂托盘无法拆卸，在需要往试剂瓶内注入试剂时，需逐个将试剂瓶取下，加入试剂后再放回至试剂托盘上，重复多次才能完成全部试剂瓶试剂的加入，操作十分的繁琐。同时由于试剂托盘无法拆卸进行更换，每一台仪器只能使用相应规格的容器，无法使用其他规格的容器，试剂盘的易用性较差。

因此需要一种具有较强的易用性，并且能够方便、快速的往试剂瓶内加入试剂的试剂转动盘。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基因测序仪的试剂转动盘，旨在解决现有技术中试剂盘易用性差，无法方便、快速的往试管内加入试剂的问题。

为了实现发明目的，基因测序仪的试剂转动盘系统包括：转盘座、转盘组以及驱动系统；其中

所述驱动系统包括动力源以及通过动力源驱动而转动的上轴芯；

所述上轴芯设置于转盘座内，所述上轴芯顶部设置有第一凹槽；

所述转盘组可拆卸的固定于转盘座上，所述转盘组由转盘和安装在转盘上的提手构成；

所述转盘上设置有多个用于放置容器的放置位；

所述提手具有能与所述转盘相对转动的扁轴；

所述扁轴与所述第一凹槽相匹配，用于将转盘活动固定在上轴芯顶端。

其中，所述扁轴呈长条形，扁轴具有相平行的竖直面以及相对称的弧形面，竖直面与弧形面平滑过渡；相平行的两竖直面的距离为a，相对称的弧形面顶点的距离为b；所述第一凹槽由开口和容腔构成，所述开口的宽度为c，所述容腔的横断面为一优弧，且所述优弧的直径为d；所述扁轴的两竖直面的距离a等于第一凹槽的开口的宽度c，或者a略小于c；所述扁轴的相对称的弧形面顶点的距离b等于容腔的直径d，或者b略小于d。

其中，所述动力源为步进电机，所述驱动系统还包括下轴芯，所述下轴芯固定连接于步进电机的转动轴上，所述上轴芯与所述下轴芯连接。

进一步的，所述上轴芯底部设置有凹陷孔，所述下轴芯的顶部插入该凹陷孔内，所述上轴芯和下轴芯均在径向上设置有相互贯通的销孔，所述销孔内设置有与所述上轴芯和所述下轴芯间隙配合的连接软销。

进一步的，所述试剂转动盘还包括位置检测装置，所述位置检测装置由码盘和光电传感器构成，所述码盘固定在下轴芯上，所述光电传感器安装在码盘的一侧。

其中，所述试剂转动盘还包括温度调节装置，所述温度调节装置由制冷片、散热片以及保温棉层构成，所述制冷片设置在转盘座的下方，用于对转盘座内的容器进行温度的调节；所述散热片安装于制冷片的底部，所述保温棉层包裹在所述转盘座的外表面上。

其中，所述上轴芯的顶部设置有凸块，所述转盘的下表面设置有与所述凸块相适配的第二凹槽。

其中，所述试剂转动盘还包括温度传感装置，所述温度传感装置安装于转盘座内部，用于感应转盘座内部的温度。

其中，所述放置位为设置于转盘上的通孔，所述转盘座对应通孔的位置设置有一环形凹槽。

进一步的，所述转盘座环形凹槽内设置有用于导热的介质。

其中，所述转盘盖板还包括转盘盖板，所述转盘座固定于所述转盘盖板的下方。

由上可知，本发明通过将转盘组与转盘座设计为可拆卸的结构，在需要往转盘上的容器内注入试剂时，无需逐个将容器取下，在加入试剂后再放回至转盘上，而是可以直接将转盘组从转盘座上取下，往转盘上的容器内加入试剂后，再将转盘组整体放回至转盘座上，无需单独对每一个容器进行取放，能够更加方便、快速的往容器内加入试剂，简化了往容器内加入试剂的操作，并且为试剂的自动化添加提供了一种可实施的方案；另外，本发明的试剂转动盘由于转盘整体能够从转盘座上取下，因此转盘组可以适应多种具有不同规格容器的转盘，基因测序仪器则可以使用多个不同规格的容器，试剂转动盘的易用性更好。

附图说明

图1为本发明一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

图2为本发明另一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

图3为本发明一个示例中上轴芯和下轴芯的结构示意图。

图4为本发明另一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

图5、图6、图7为本发明一个示例中扁轴与第一凹槽的结构示意图。

图8为本发明另一个示例中扁轴与第一凹槽的结构示意图。

图9为本发明一个示例中转盘与上轴芯的结构示意图。

图10为本发明另一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

图11为本发明另一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

图12为本发明另一个示例中基因测序仪的试剂转动盘的结构示意图。

具体实施方式

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，对本发明进行进一步详细说明。

本发明提出第一实施例，如图1所示，本实施例提出一种基因测序仪的试剂转动盘，所述的试剂转动盘包括转盘座10、转盘组20以及驱动系统30，其中，所述驱动系统30包括动力源301以及通过动力源驱动而转动的上轴芯302；所述上轴芯302设置于转盘座10内，所述上轴芯302顶部设置有第一凹槽303；所述转盘组20可拆卸的固定于转盘座10上，所述转盘组20由转盘201和安装在转盘201上的提手202构成；所述转盘201上设置有多个用于放置容器的放置位203；所述提手202具有能与所述转盘201相对转动的扁轴204；所述扁轴204与所述第一凹槽303相匹配，用于将转盘201活动固定在上轴芯302顶端。

本发明通过将转盘组20与转盘座10设计为可拆卸的结构，在需要往转盘201上的容器内注入试剂时，无需逐个将容器取下，在加入试剂后再放回至转盘201上，而是可以直接将转盘组从转盘座10上取下，往转盘201上的容器内加入试剂后，再将转盘组20整体放回至转盘座10上，无需单独对每一个容器进行取放，能够更加方便、快速的往容器内加入试剂，简化了往容器内加入试剂的操作，并且为试剂的自动化添加提供了一种可实施的方案。另外，现有技术中的试剂转动盘无法拆卸进行更换，每一台基因测序仪器只能使用相应规格的容器，无法使用其他规格的容器，但本发明的试剂转动盘由于转盘201整体能够从转盘座10上取下，因此转盘组20可以适应多种具有不同规格容器的转盘201，基因测序仪器则可以使用多个不同规格的容器，试剂转动盘的易用性更好。需要说明的是，本说明书中所指的容器包括各种用于盛放试剂的试管、试剂瓶、EP管等，转盘组20上容器的放置位203根据容器的类型进行调整，下文中均以试管作为较佳的示例进行说明。

如图2所示，本发明还提出了一示例，所述基因测序仪的试剂转动盘包括转盘座10、转盘组20以及驱动系统30，其中，所述驱动系统30包括动力源301以及通过动力源301驱动而转动的上轴芯302；所述上轴芯302设置于转盘座10内，所述上轴芯302顶部设置有第一凹槽303；所述转盘组20可拆卸的固定于转盘座10上，所述转盘组20由转盘201和安装在转盘201上的提手202构成；所述转盘201上设置有多个用于放置试管的放置位203；所述提手202具有能与所述转盘201相对转动的扁轴204；所述扁轴204与所述第一凹槽303相匹配，用于将转盘201活动固定在上轴芯302顶端。在本示例中，所述动力源301为步进电机，所述驱动系统30还包括下轴芯304，如图2、图3所示，其中图3为上轴芯302、下轴芯304的局部放大图，所述下轴芯304固定连接于步进电机的转动轴3010上，所述上轴芯302与所述下轴芯304连接；较为详细的，所述上轴芯302底部设置有凹陷孔，所述下轴芯304的顶部插入该凹陷孔内，所述上轴芯302、下轴芯304均在径向上设置有相互贯通的销孔，所述销孔内设置有与所述上轴芯302和所述下轴芯304间隙配合的连接软销40。

本发明通过此种结构，当转盘201通过扁轴204与第一凹槽303的配合，固定在上轴芯302顶端，所述转盘201的转动，需通过步进电机的驱动来实现，下轴芯304固定在步进电机的转动轴3010上，下轴芯304通过步进电机的带动而转动，下轴芯304与上轴芯302之间通过连接软销40连接，当下轴芯304转动后，通过连接软销40的传动，带动上轴芯302转动，从而使得固定在上轴芯302上的转盘201转动。由于连接软销40与所述上轴芯302和下轴芯304均采用间隙配合，因此在所述下轴芯304转动的瞬间，上轴芯302不会立即随同下轴芯304一同转动，使上轴芯302和转盘201延时转动，避免了在步进电机启动瞬间对转盘201形成的冲击而导致试管内的试剂溅出；同理，在所述步进电机停止转动的瞬间，下轴芯304与步进电机则一同停止转动，由于连接软销40与所述上轴芯302和下轴芯304均采用间隙配合，对上轴芯302和转盘201起到一定的缓冲作用，防止转盘201突然停止对转盘201上的试管形成冲击而导致试管内的试剂溅出。因此，在本示例中，上轴芯302、下轴芯304以及连接软销40的结构，具有缓冲的作用，可以消除步进电机在启动或停止的瞬间对转盘201上的试管造成的冲击，防止试管出现振荡以及试剂从试管内溅出。

本发明还提出了一示例，在上述图2、图3的示例的基础上，所述的试剂转动盘还包括有位置检测装置，通过该位置检测装置检测转盘201所处的位置。在本示例中，所述转盘座10、转盘201、步进电机、上轴芯302、下轴芯304的结构均与图2和图3中示例的相同，因此在本示例则不详细对上述部件进行说明。所述位置检测装置由码盘501和光电传感器502构成，如图4所示，所述码盘501固定在下轴芯304上，所述光电传感器502安装在码盘501的一侧，当步进电机带动下轴芯304转动时，码盘501则随同下轴芯304一同转动，由于转盘201与上轴芯302固定连接，上轴芯302通过连接软销40连接于下轴芯304上，因此转盘201的转动角度即为码盘501的转动角度；光电传感器502具有一信号发射端和信号接收端，码盘501的边缘设置于信号发射端和信号接收端之间，所述码盘501上设置有与转盘201上的试管相对应的刻度，在一具体实施例中，所述刻度可为设置在码盘501上多个通孔，所述通孔的形状可以根据需要进行设置，例如可以为圆形的通孔、方形的通孔等，在一优选实施例中，所述刻度为设置在码盘501上的多个长条形通孔；因此，下轴芯304带动码盘501转动，当长条形的通孔转动至光电传感器502的位置时，光电传感器502的信号发射端和接收端则无任何遮挡物，信号接收端则接收来自信号发射端的信号，通过将此信号发送至控制系统，则可以判断转盘201转动的角度以及转盘201上各试管所处的位置。在本发明的另一示例中，所述位置检测装置为角位移传感器，角位移传感器与用于监测所述转盘201的转动角度，角位移传感器与控制系统电性连接，通过角位移传感器所监测的转动角度，判断转盘201的转动角度以及转盘201上个试管所处的位置；另外，控制系统根据角位移传感器监测的转动角度，发送相应的指令控制步进电机的转动，从而控制转盘201的转动角度，通过监测信号的收集和控制指令的发出，使转盘201的转动更为精准。

对于所述的提手202，本发明提出了一示例，所述提手202仅包括扁轴204，所述扁轴204可以相对于转盘201进行转动，扁轴204与所述第一凹槽303相匹配，用于将转盘201活动固定在上轴芯302顶端。针对所述的提手202，本发明还提出了另一示例，在本示例中，所述提手202包括扁轴204以及和扁轴204连为一体的提手部，所述提手部的形状可以根据需要进行设计，例如所述的提手部可以是U型的提手部，也可以是弧形的提手部；提手部连接在扁轴204的两端上，所述提手202转动固定在转盘201上，因此可以直接通过提起提手部，将所述的转盘201提起来。

在上述任意方案的基础上，我们对所述的第一凹槽303、提手的扁轴204的具体结构进行详细的描述，本发明提出了一示例，如图5所示，为所述扁轴204和上轴芯302的横断面示意图，本示例中所述扁轴204呈长条形，并且所述扁轴204具有相平行的竖直面2041以及相对称的弧形面2042，竖直面2041与弧形面2042平滑过渡。进一步的，如图5所示，相平行的两竖直面2041的距离为a，相对称的弧形面2042顶点的距离为b。所述第一凹槽303由开口3031和容腔3032构成，所述开口3031的宽度为c，所述容腔3032的横断面为一优弧，且所述优弧的直径为d。在本示例中，所述扁轴204的两竖直面2041的距离a等于第一凹槽303的开口3031的宽度c，或者a略小于c；所述扁轴204的相对称的弧形面2042顶点的距离b等于容腔3032的直径d，或者b略小于d。通过上述的结构，当需要将转盘201放置在转盘座10上时，将转盘201移动至转盘座10的上方，提手202的扁轴204对准第一凹槽303的开口3031处，扁轴204放入上轴芯302的第一凹槽303内，由于扁轴204两条竖直面2041的距离a等于或略小于开口3031的宽度c，扁轴204则可以刚好插入第一凹槽303的容腔3032内，同时由于相对称的弧形面2042顶点的距离等于或略小于容腔3032的直径d，因此在扁轴204插入第一凹槽303的容腔3032内后，扁轴204可以在容腔3032内转动，如图6所示，所述的扁轴204在容腔3032内顺时针转动，需要说明的是，扁轴204在容腔3032内转动的方向不受限制，可以顺时针也可以逆时针转动。当扁轴204转动至一定的角度后，如图7所示，即为扁轴204转动90°的状态示意图，此时扁轴204则卡入容腔3032内，无法直接从容腔3032中取出，从而将转盘201锁定在上轴芯302的顶部，转盘201则放置至转盘座10上。当需要将转盘201从转盘座10上取下时，则将扁轴204再次转动90°，使扁轴204返回至刚插入第一凹槽303内的初始状态，此时扁轴204则可以沿竖直方向从第一凹槽303中取出，由于扁轴204安装在转盘201上，此时转盘201则与上轴芯302解除锁定，转盘组20则可以从转盘座10上取下。通过上述的结构，在需要往试管内加入试剂时，无需单独对每一个试管进行取放，能够更加方便、快速的往试管内加入试剂，简化了往试管内加入试剂的操作；另外由于转盘组20与转盘座10采用可拆卸的方式，转盘组20可以适应多种具有不同规格试管的转盘201，基因测序仪器则可以使用多个不同规格的试管，试剂转动盘的易用性更好。

对于扁轴204和第一凹槽303的具体结构，本发明还提出了一示例，需要说明的是，该示例是在图5所述示例的基础上的进一步拓展，在本示例中，所述扁轴204的结构与图5所述示例中扁轴204的结构相同，此处不再赘述。如图8所示，所述第一凹槽303由开口3031和容腔3032构成，其中容腔3032的结构与图5所述示例中容腔3032的结构相同，但所述开口3031的深度e大于图5所述示例中开口3031的深度e。这种结构的设计，在将扁轴204沿开口3031插入容腔3032中时，开口3031对扁轴204起到很好的导向作用，防止在将转盘组20放置在转盘座10过程中出现位置的偏差，避免试管的位置出现偏差而导致在试剂吸取时采样针不能插入对应的试管内。

对于第一凹槽的开口深度，需要说明的是，所述开口深度e可根据需要进行设置，e≥0cm。在本发明的一个具体实施例中，所述开口与容腔的上表面重合；本方案简化了设备结构。在本发明的另一个具体实施例中，0.15d≤e≤0.5d；本方案中，在将所述扁轴插入容腔的过程中，开口能够给扁轴起到一个较好的导向作用。

在本发明的另一具体实施例中，所述开口与扁轴接触的两个测面的顶部和底部均为弧面。本方案能够减少扁轴插入容腔过程中的因碰撞对扁轴和开口的损害，同时所述开口具有更好的导向作用，有利于减少扁轴插入、取出过程中的阻力。

在上述任意方案的基础上，对于上轴芯302与转盘201的配合结构，本发明提出了一示例，当然，本示例中的上轴芯302与转盘201的结构，可以在本说明书中任意示例中适用，但在本示例中，仅对上轴芯302与转盘201的配合结构进行详细的说明。具体地，如图9所示，本示例中所述扁轴204、第一凹槽303结构与图5所述示例中的结构完全相同，因此在本示例中则不对扁轴204和第一凹槽303的具体结构进行说明，需要指出的一点是，本示例中，所述提手202由扁轴204和提手部2020构成，其中提手部2020的纵截面呈跑道型。另外，所述上轴芯302的顶部设置有凸块3021，所述转盘201的下表面设置有与凸块3021相适配的第二凹槽2011，在所述扁轴204插入第一凹槽303中时，所述凸块3021则与所述的第二凹槽2011相匹配，凸块3021插入所述的第二凹槽2011中。所述凸块3021与第二凹槽2011的具体结构本示例中不作具体的限制，通过凸块3021与第二凹槽2011的设计，在将所述的转盘201放入转盘座10的过程中，保证了转盘201放入转盘座10上位置的唯一性，当转盘201未以设定的位置放入转盘座10上时，所述的凸块3021则会顶在转盘201的下表面上，转盘201则无法放入转盘座10，同时扁轴204也将无法插入第一凹槽303内，更无法通过扁轴204的作用将转盘201固定于上轴芯302顶端；另外，通过凸块3021与第二凹槽2011的配合，使转盘201与上轴芯302之间的配合更为紧密，防止上轴芯302与转盘201之间出现较大的间隙，避免了在上轴芯302带动转盘201转动的过程中出现强烈振动的情况，也就避免了转盘201上的试管中的试剂出现振荡的情况。

本发明还提出了一示例，所述基因测序仪的试剂转动盘还包括温度调节装置，通过温度调节装置对转盘201上的试管进行温度的调节，实现对试剂温度的调节，从而使试剂的温度满足测序反应所需的温度。如图10所示，所述温度调节装置由制冷片601、散热片602以及保温棉层603构成，其中，所述制冷片601设置在转盘座10的下方，对转盘座10内的试管或试管进行温度的调节。当通入正向电压时，制冷片601的上表面为制热面，下表面为制冷面，当制冷片601通入反向电压时，制冷片601的制热面和制冷面对调，其上表面即为制冷面，下表面即为制热面。当需要对转盘201上的试管进行加热时，通过通入正向电压，制冷片601的上表面制热，试管放置于放置位203后，与转盘座10相接触，通过转盘座10的导热作用，将热量传递至试管上，达到提高试管内试剂温度的效果。同理，当需要对转盘201上的试管进行降温时，通入反向的电压，制冷片601的上表面制冷，由于制冷片601紧贴在转盘座10底部，通过转盘座10的传递作用，降低试管内试剂的温度。本示例中，所述散热片602安装于制冷片601的底部，所述保温层包裹在所述转盘座10的外表面，起到隔绝转盘座10与外界进行的热传递的作用，提高制冷片601对试管进行加热或降温的效果。

在图10所述示例的基础上，本发明还提出了一示例，本示例中，所述放置位203为设置于转盘201上的通孔，可以理解的是，为了便于试管的放置，该通孔可以是台阶孔。如图11所示，所述转盘座10对应通孔的位置设置有一环形凹槽101，该环形凹槽101的深度可以根据试管的长度进行设计。所述环形凹槽101结构的设计，一方面便于试管的放置，同时缩小了试剂转动盘的体积，另一方面，试管放入转盘座10的环形凹槽101内后，增大了转盘座10与试管进行热传递的面积，因此提高了热传递的效率，缩短了温度调节装置对试管进行温度调节的时间，也就缩短了整个测序反应的时间。为了进一步提高转盘座10的热传递效率，在所述的环形凹槽101内设置有用于导热的介质，该介质为水或导热油，当然所述的介质也可以是具有任意导热效果的液体。

对于所述的基因测序仪的试剂转动盘，本发明还提出了一示例，如图12所示，在本示例中，所述的试剂转动盘包括转盘座10、转盘组20以及驱动系统30，其中，所述驱动系统30包括动力源301以及通过动力源301驱动而转动的上轴芯302；所述上轴芯302设置于转盘座10内，所述上轴芯302顶部设置有第一凹槽303；所述转盘组20可拆卸的固定于转盘座10上，所述转盘组20由转盘201和安装在转盘201上的提手202构成；所述转盘201上设置有多个用于放置试管的放置位203；所述提手202具有能与所述转盘201相对转动的扁轴204；所述扁轴204与所述第一凹槽303相匹配，用于将转盘201活动固定在上轴芯302顶端。对于所述的动力源301、上轴芯302与下轴芯304的连接结构、转盘201与所述上轴芯302的结构、转盘座10的结构以及温度调节装置的结构在上述示例中均有较为详细的说明，因此在本示例中则不进行赘述。在本示例中，所述的试剂转动盘还包括转盘盖板70和温度传感装置80，所述的转盘盖板70固定于转盘座10上，所述转盘201放置于转盘座10内后，转盘201的上表面与所述转盘盖板70的上表面相平。本示例中可以看出，所述转盘盖板70为一环形结构，转盘201则设置在转盘盖板70中部的通孔中，转盘盖板70对于所述的转盘20起到一定的限位作用。所述温度传感装置80为一温度传感器，该温度传感器安装于转盘座10内部，用于感应转盘座10内部的温度，通过监测转盘座10内部的温度，从而对试管内试剂的温度进行监测，该温度传感器与控制系统相连接，通过将检测的温度的信号发送至控制系统，控制系统通过将检测的温度与设定的温度进行对比，当检测的温度出现偏差时，则控制制冷片601的电流方向以及电流大小，从而控制制冷片601的功率，达到调节试剂温度的效果。

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。