全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构的制作方法

本实用新型涉及液基细胞制片染色设备，尤其涉及一种全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构。

背景技术：

在目前泌尿系癌症早期筛查制片染色检测领域中，存在制片染色仪器自动化不高、多数步骤手工操作，过程繁琐、费时费力的缺点。全自动尿液液基制片染色有在研究，但尚未经过产业化检验，市场上目前没有这方面的专业设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构，所述标本转盘驱动机构包括两个马达(1231、1234)，其中一个马达用于驱动所述标本转盘高速转动，另一个马达用于驱动所述标本转盘低速转动将目标标本杯定位至指定位置。

在上述的全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构中，优选地，所述标本转盘的转轴设置有单向轴承(1233)，所述另一个马达通过所述单向轴承驱动所述标本转盘。

在上述的全自动液基细胞制片染色一体机的标本转盘驱动机构中，优选地，所述另一马达为步进马达或伺服马达，一控制器与所述另一马达的驱动器连接，用于控制所述另一马达间歇等角度运转，将所述标本转盘上的各标本杯依次定位至机械臂下方以实现标本的转移。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

采用上述驱动机构，可以利用标本杯在标本转移步骤前进行标本的高速离心浓缩。

附图说明

图1为一些实施例全自动液基细胞制片染色一体机的整机示意图；

图2为其内部结构示意图；

图3为其两个机械臂的结构示意图；

图4为样本加注机械臂的剖视结构示意图；

图5为二合一机械臂中工作头组件的结构示意图；

图6为二合一机械臂中工作头组件的内部结构示意图；

图7为两个机械臂的组合安装机构的结构示意图；

图8为制片杯的结构示意图；

图9为制片杯的分解状态图；

图10为第一转盘的结构示意图；

图11为制片杯与第一转盘上的组合示意图；

图12为标本杯与第二转盘上的组合示意图；

图13为第二转盘的驱动机构的结构示意图；

图14为温控机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

参照图1和图2，一些实施例全自动液基细胞制片染色一体机包括机架10，机架10具有并排设置的标本腔12和制片腔11，制片腔11中设置有第一转盘111，标本腔12中设置有第二转盘121，机架10还设置有第一转盘111的驱动机构114和第二转盘121的驱动机构123。制片腔11和标本腔12进一步设置有腔盖11’和12’。机架10进一步设置有用于放置染色液容器的容纳格13、显示装置14、紧急开关15、废物收集腔16和控制装置50。其中，显示装置14和控制装置50采用集成为一体的装置，如带显示的可编程逻辑控制器(PLC)等。

一些实施例全自动液基细胞制片染色一体机还包括：若干标本杯122、若干制片杯112、若干吸嘴113、用于拾取吸嘴113并将标本从标本杯122转移至相应制片杯112的标本加注机械臂20、用于向制片杯112中加注染色液及吸取排出废液的二合一机械臂30。若干标本杯122设置在标本腔12中的第二转盘121上，用于存放待处理的标本。若干制片杯112设置在制片腔11中的第一转盘111上，用于对标本进行制片及染色处理。若干吸嘴113设置在第一转盘111上，通过和标本加注机械臂20相结合，来吸取标本液，标本加注机械臂20处理完一个标本杯122中的标本后，会自动更换吸嘴，从而在实现自动化处理的同时避免标本间的交叉影响。

一些实施例全自动液基细胞制片染色一体机还包括温控机构40，温控机构40与所述制片腔11连接，以维持制片腔11内的温度在设定的温度。

控制装置50用于：控制第一转盘111、第二转盘121、标本加注机械臂20、二合一机械臂30按程序工作，首先对标本杯122中的标本进行离心浓缩，再转移至相应的制片杯112，然后离心制片以及染色。具体的过程包括：首先第二转盘121高速转动，对各标本杯122中的标本进行离心浓缩，接下来，通过二合一机械臂30吸取标本杯122中上层的废液，然后标本加注机械臂20拾取吸嘴113从标本杯122中吸取浓缩后的标本转移至制片杯112中，在每处理完一个标本后，自动将吸嘴脱落至废物收集腔16，再拾取新的吸嘴处理下一个标本，直到标本转移完毕，接下来第一转盘111转动，进行离心制片，然后通过二合一机械臂30向制片杯112注入染色液，离心染色，再通过二合一机械臂30将制片杯中的废液排出，最终在制片杯的载波片上完成制片。

请参照图2至图4，标本加注机械臂20包括：标本加注组件21，第一悬臂22，第一驱动机构23和第二驱动机构24。

其中，标本加注组件21具有内管212和外管213，所述内管212的下端设置吸嘴连接机构211、上端固定连接第一滑块215，内管212的内腔214还连接气管(图中未示出)，该气管将连接在吸嘴连接机构211的吸嘴与气源连接，通过气压控制吸嘴吸入或排出标本。所述外管213套设于所述内管212的外周，外管213的上端穿过所述第一滑块215与一限位件217相对，当滑块215带动内管212和外管向上运动到一定位置，外管213的上端与限位件217相抵触，外管213无法进一步向上，第一滑块215带动内管212进一步上行则使得外管213和内管212相对运动，使连接在内管212下端的吸嘴在外管213下端的挤压下而脱落，从而实现自动脱除吸嘴。该标本加注组件21还具有驱动所述外管213复位的弹性件216，当第一滑块215带动内管212和外管213向下运动后，限位件217对外管213的上端的限制被解除，弹性件216则驱动外管213向上运动复位，使得内管212下端的吸嘴连接机构211能够再次与吸嘴相结合，重新拾取吸嘴113。

作为一种较佳实施例，吸嘴连接机构211包括套设在所述内管212外周的胶圈。拾取吸嘴时，第一滑块15驱动内管212向下插入吸嘴的口部，通过内管212外周的该胶圈与吸嘴口部的内壁的过盈配合，将吸嘴固定于该内管212的下端。

标本加注组件21进一步设置有两个限位开关25、26，其中，一个限位开关用于定位标本加注组件21的抬起高度，另一个限位开关用于定位所述外管213和内管212的相对位移。限位开关可以采用光电开关、磁性开关、或机械式触压开关等。

标本加注组件21通过第一悬臂22支撑于主支架60。

第一驱动机构23用于驱动所述第一滑块215上下运动。第一驱动机构23包括：设置在第一悬臂22下侧与所述第一悬臂22的末端相对的第一基板231，该第一基板231上设置第一支撑轮232；设置在所述第一基板231和第一悬臂22之间的第一滑块215的导向杆233；安装于第一悬臂22的第一马达235；以及连接第一马达235的转轴和所述第一支撑轮232的第一传动带234，所述第一滑块215固定于第一传动带234上。

第二驱动机构24用于驱动所述第一悬臂22运动将所述标本加注组件21定位至指定位置。第二驱动机构24包括：第二马达242、设置在组合轴承70的第一从动轮242、以及设置在第一从动轮241和第二马达242的转轴间的第二传动带243。

标本加注机械臂20还包括一种控制装置，该控制装置用于在将标本加注至对应的制片杯中后，继续控制所述内管212中的气压使得所述标本在所述吸嘴和所述制片杯间多次重复交换实现对标本搅拌，该控制装置可以是一个独立的装置，也可以和前述的控制装置50共用同一硬件。

请参照图2、图3、图5及图6，所述二合一机械臂30包括：工作头组件31、第二悬臂32、第三驱动机构33和第四驱动机构34。其中，工作头组件31具有废液吸管313、至少一个染色液加注管312、以及组合头311，所述组合头311设置有与组合头311的轴线平行的若干容纳孔310，废液吸管313和所述至少一个染色液加注管312安装于所述若干容纳孔310从而组合为一体。

作为一种较佳实施例，所述若干容纳孔310中的一个容纳孔位于所述组合头311端面的中心处、其余容纳孔分布于以所述组合头311端面的中心为圆心的圆周上，所述废液吸管313安装于中心处的容纳孔中。染色液加注管312的数量与染色液的种类相同，其末端分别通过泵与相应的染色液容器连接，使用中通过控制相应的泵，从相应染色液容器抽吸染色液，从染色液加注管的前端注入目标制片杯中。而废液吸管313的末端则通过泵与废液容器相接，在离心制片、离心染色过后，通过控制与废液吸管313相接的泵，将制片杯中的废液排出。进一步在组合头311的后端连接有套管314，对相关的液体管进行收纳保护。

进一步将所述组合头311的下端设计为倒锥台结构，所述废液吸管313从所述组合头311的下端突出，所述至少一个染色液加注管312的下端(即前端)位于所述组合头311内。

工作头组件31通过第二悬臂32支撑于主支架60。

第三驱动机构33用于驱动所述工作头组件31上下运动。第三驱动机构33包括：设置在所述第二悬臂32下侧与所述第二悬臂32的末端相对的第二基板331，该第二基板331上设置第二支撑轮332；通过导向杆设置在所述第二基板331和第二悬臂32之间的第二滑块333，所述工作头组件31直接或间接与所述第二滑块333连接；安装于第二悬臂32的第三马达334；以及连接第三马达334的转轴和所述第二支撑轮332的第三传动带335，所述第二滑块333固定于所述第三传动带335上。

进一步可在二合一机械臂30设置限位开关(图中未示出)用于定位所述工作头组件31的上下运动终端。限位开关可以采用光电开关、磁性开关、或机械式触压开关等。

第四驱动机构34用于驱动所述第二悬臂32运动将所述工作头组件31定位至指定位置，其包括第四马达341、设置在组合轴承70的第二从动轮343，以及连接第二从动轮343和第四马达341的转轴的第四传动带342。

请参照图7，作为一种较佳实施例，所述标本加注机械臂20和所述二合一机械臂30通过组合安装机构安装于机架，所述组合安装机构包括设置在工作台上方的主支架60，以及设置在所述主支架60上的组合轴承70，所述组合轴承70包括管状基座72、套设于所述管状基座72外的管状外轴71和插设于所述管状基座72内的内轴73，所述管状基座72固装于所述主支架60，所述标本加注机械臂20和所述二合一机械臂30通过第一悬臂22和第二悬臂32分别固装于所述内轴73和所述外轴71。借此设计，可使整机结构更加紧凑，整洁。

请参照图8至图11，每一所述制片杯112包括第三基板1121、设置在该第三基板1121一侧的集液管1124、以及插设于该第三基板1121中并与所述集液管1124连通的载玻片1125，所述第一转盘111的外沿处设置若干制片杯容纳槽1111，所述若干制片杯112对应安装于所述若干制片杯容纳槽1111中与所在容纳槽1111的侧壁枢接，将制片杯112的载玻片1125沿横向支撑在所述第一转盘1111。相较于现有制片设备中将载玻片竖向支撑的设计而言，上述横向支撑的载玻片在制片后载玻片上的标本更加均匀。更具体的，在集液管1124的下端有向外突出的突扣1123，集液管1124下端插入第三基板1121上的安装位后转动使所述突扣1123与基板上对应的扣位配合将集液管1124卡接在第三基板1121上。在第三基板1121的两侧部设置有突轴1122，在容纳槽1111的槽壁对应设置有凹部1112，与所述突轴1122配合将制片杯112支撑在容纳槽1111中。图10中113为吸嘴装载孔。

进一步，第一转盘111在静止状态下，制片杯112的载玻片与水平面之间具有1至8度的夹角。通过该设计，不但可以在载玻片获得更均匀的标本，而且便于吸取制片杯中的标本在制片及染色后产生的废液。

请参照图2和图12，第二转盘121的外沿处设置若干标本杯容纳槽，各标本杯122对应设置在所述若干标本杯容纳槽中。

本实用新型中，标本先在标本腔12中进行离心浓缩，然后再转移至制片腔11中进行制片及染色。

为了实现标本的高速离心浓缩以及高精度定位，为标本腔中的转盘(即标本转盘)设计了特殊的驱动机构。请参照图13，第二转盘(即标本转盘)121的驱动机构123包括两个马达1231、1234，其中一个马达1234用于驱动第二转盘121高速转动，实现标本的高速离心浓缩，另一个马达1231用于驱动第二转盘121低速转动将目标标本杯定位至指定位置，然后通过标本加注机械臂将标本转移至制片腔中的制片杯中。

在典型实施例中，所述标本腔中的转盘121的转轴设置单向轴承1233，所述另一个马达1231通过皮带1232带动所述单向轴承1233进而驱动第二转盘121。采用上述设计，能够避免高速离心处理中带动所述另一个马达1231转动，对设备产生不良影响。

所述另一马达1231采用步进马达或伺服马达，此外，一控制器与所述另一马达1231的驱动器连接，用于控制所述另一马达1231间歇等角度运转，将所述标本转盘上的各标本杯依次定位至机械臂下方以实现标本的转移。

对于制片和染色过程，采用步进电机即可达到离心要求，因此制片腔中的第一转盘111的驱动机构114采用了单马达驱动机构。

请参照图14，所述温控机构40包括热源，该热源具有一保温容器42和设置于该保温容器42内的发热元件41。还包括热风管45和回风管44，它们设置在所述热源和制片腔之间。还包括动力源43，用于驱动所述热源产生的热能经所述热风管45进入所述制片腔、以及驱动所述制片腔内的空气回流至所述保温容器42。还包括温度感应器(图中未示出)，用于检测所述制片腔内的温度。还包括控制器(图中未示出)，用于采集所述温度感应器的输出值进而控制所述制片腔内的温度。

作为一种实施例，所述动力源43为风机，所述风机设置于热源的所述保温容器42中，所述风机的进风端与所述回风管44的出口相对、出风端与所述热风管45的入口相对，所述发热元件41设置在所述风机和所述热风管45的入口之间。

所述发热元件41采用半导体发热元件，体积小，安装方便。

所述热风管45和回风管44通过所述制片腔内的第一转盘的转轴伸至所述制片腔内，第一转盘的转动不会影响温控机构正常工作。进一步，温控机构40包括多条所述热风管45，多条所述热风管45的出口呈扇形布置，能够使制片腔中各处的温度更加一致，使检测结果更准确。

一些实施例全自动液基细胞制片染色方法，采用上述的全自动液基细胞制片染色一体机，所述方法包括以下步骤：

控制所述第二转盘121高速转动对标本离心浓缩；

将所述第一转盘111和第二转盘121定位在指定位置；

标本转移：标本加注机械臂20拾取新吸嘴113从标本杯中吸取标本转移到工作位的制片杯112中，然后脱除吸嘴113；

将下一个标本杯和制片杯转动至工作位，重复上述标本转移步骤；重复该步骤完成标本转移；

控制第一转盘111转动，离心制片；以及

通过二合一机械臂30对每一制片杯加注染色剂，离心染色，通过二合一机械臂30排出制片杯中的废液。

上述通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本实用新型的保护范围内。