CN108728521A - 一种pcr仪及其热盖升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PCR仪及其热盖升降机构，其中，该热盖升降机构包括支架和安装有EP管的抽拉模块，热盖与所述支架沿上下方向滑动配合，所述抽拉模块设有导向面，所述导向面包括水平高段、水平低段和连接于二者之间的过渡段，所述热盖支撑于所述导向面，所述抽拉模块在所述导向面延伸方向的位移能够改变所述热盖与所述导向面的支撑位置；所述抽拉模块处于抽出状态时，所述热盖支撑于所述水平高段；所述抽拉模块处于推入状态时，所述热盖支撑于所述水平低段，并压紧所述EP管的管盖。本发明所提供热盖升降机构，其通过抽拉模块的抽拉动作来完成热盖的上下位移，操作更为快捷，且无需电机，不存在耗电量的问题，结构也较为简单。

Description

一种PCR仪及其热盖升降机构

技术领域

本发明涉及PCR技术领域，尤其涉及一种PCR仪及其热盖升降机构。

背景技术

PCR(Polymerase Chain Reaction，即聚合酶链式反应)是利用DNA聚合酶对特定DNA片段进行放大扩增的分子生物学技术，而PCR仪即是实现PCR技术的仪器。

PCR仪主要包括下部的升降温结构、上部的热盖和光学模块，热盖的主要作用是防止液体在EP管(eppendorf管，即离心管)顶部凝结，影响光路检测，而要实现这个功能就要求热盖压紧EP管的管盖。目前，常规的驱使热盖下压的机构都是采用电机进行驱动，除电机之外，还需要设置相应的传动部件，以将电机的转动转化为线性位移，并配合电气元件、软件支持才能保证热盖的抵压到位，这种驱动机构的结构较为复杂，耗电量较大，且控制热盖移动以脱离或者压紧管盖的过程需耗费大量的时间，无法快速操作。

因此，如何提供一种结构简单、耗电量低且操作快捷的热盖升降机构，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种PCR仪及其热盖升降机构，其中，该热盖升降机构的结构较为简单，操作快捷，且不存在耗电量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种PCR仪的热盖升降机构，包括支架和安装有EP管的抽拉模块，所述热盖与所述支架沿上下方向滑动配合，所述抽拉模块设有导向面，所述导向面包括水平高段、水平低段和连接于二者之间的过渡段，所述热盖支撑于所述导向面，所述抽拉模块在所述导向面延伸方向的位移能够改变所述热盖与所述导向面的支撑位置；所述抽拉模块处于抽出状态时，所述热盖支撑于所述水平高段；所述抽拉模块处于推入状态时，所述热盖支撑于所述水平低段，并压紧所述EP管的管盖。

采用上述结构，热盖为浮动设置，其可以在上下方向进行滑动，且热盖还支撑于抽拉模块的导向面，该导向面包括高低错落的水平高段和水平低段，当对抽拉模块执行抽拉操作时，热盖可支撑于导向面的不同位置，从而改变热盖的高度。

详细而言，当热盖相对抽拉模块是由水平低段移动至水平高段时，抽拉模块处于抽出状态，热盖将沿支架上移，以使EP管外露，可方便对EP管进行拿取、放置等操作；当热盖相对抽拉模块是由水平高段移动至水平低段时，抽拉模块处于推入状态，热盖将沿支架下移，并依靠重力自然压紧管盖，热盖的温度可有效传递至EP管的顶部，以避免EP管顶部凝结液体。

相比于现有技术，本发明所提供热盖升降机构，其通过抽拉模块的抽拉动作来完成热盖的上下位移，操作更为快捷；整个操作过程可由现场人员手动完成，无需电机等设备，不存在耗电量的问题，且整体结构较为简单。

可选地，还包括弹性件，所述弹性件的下端固定于所述支架，上端能够向下拉紧支撑于所述水平低段的热盖。

可选地，还包括传动板，所述传动板的一端安装于所述热盖，另一端与所述弹性件的上端相连，且所述热盖通过所述传动板与所述支架滑动配合。

可选地，还包括翼板，所述翼板安装于所述热盖的横向端部，并与所述传动板相连。

可选地，所述过渡段为光滑曲面。

可选地，还包括滚动件，所述滚动件安装于所述热盖，所述热盖通过所述滚动件支撑于所述导向面，并通过所述滚动件沿所述导向面动作。

可选地，还包括位置传感器，所述位置传感器用于监测所述热盖的位置。

可选地，所述位置传感器为光电传感器，包括相对设置的发射器和接收器，二者均安装于所述支架；所述光电传感器还包括安装于所述热盖的光电挡片，所述光电挡片配合所述接收器、所述发射器能够监测所述热盖的位置。

可选地，还包括底板，所述支架固定于所述底板，所述抽拉模块滑动连接于所述底板。

本发明还提供一种PCR仪，包括热盖，所述热盖具有上述的热盖升降机构。

由于上述的热盖升降机构已经具备如上的技术效果，那么，具有该热盖升降机构的PCR仪亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明所提供热盖升降机构的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为热盖与支架的连接结构图；

图3为抽拉模块的结构示意图；

图4为抽拉模块处于抽出状态时、热盖与抽拉模块的连接结构简图；

图5为抽拉模块处于推入状态时、热盖与抽拉模块的连接结构简图。

图1-5中的附图标记说明如下：

1支架；

2抽拉模块、21EP管、211管体、212管盖、22导向面、221水平高段、222水平低段、223过渡段、23抽拉架、24抽拉体、241抽拉位、25第一滑轨；

3热盖；

4弹性件；

5传动板；

6翼板；

7滚动件；

8光电传感器、81发射器、82接收器、83光电挡片；

9底板、91第二滑轨。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件，并不表示对顺序的某种特殊限定。

本文中所述“上”、“下”、“横”等方位词，均是基于图1中的方位与位置关系，图1中的上下方向即为本文中所述的上下方向，也是指高度方向，图1中的左右方向为横向，在水平面内与左右方向相垂直的方向为纵向，也是导向面的延伸方向，即抽拉方向；事实上，图1中的方位与位置关系即是本发明所提供热盖升降机构在实际应用中的方位与位置关系。

请参考图1-5，图1为本发明所提供热盖升降机构的一种具体实施方式的结构示意图，图2为热盖与支架的连接结构图，图3为抽拉模块的结构示意图，图4为抽拉模块处于抽出状态时、热盖与抽拉模块的连接结构简图，图5为抽拉模块处于推入状态时、热盖与抽拉模块的连接结构简图。

如图1-5所示，本发明提供一种PCR仪的热盖升降机构，包括支架1和抽拉模块2，热盖3与支架1沿上下方向滑动配合，以实现热盖3的上下浮动设置。抽拉模块2安装有EP管21，该EP管21包括管体211和管盖212，抽拉模块2还设有导向面22，热盖3能够支撑于该导向面22，导向面22包括高低错落的水平高段221和水平低段222，二者相互平行，且均为水平面，以使得无外力作用时热盖3可以稳定地置于水平高段221或水平低段222上，水平高段221和水平低段222之间设有过渡段223，当对抽拉模块2执行抽拉操作时，热盖3可相对抽拉模块2进行位移，并支撑于导向面22的不同位置，从而改变热盖3的高度。可以理解，上述水平面为近似水平面，并非绝对意义上的水平，只要保证支撑于水平高段221或水平低段222的热盖3能够稳定、不来回晃动即可。

详细而言，当热盖3相对抽拉模块2由水平低段222移动至水平高段221时，抽拉模块2处于抽出状态，如图4所示，热盖3将沿支架1上移，EP管21相对远离热盖3，可方便对EP管21进行拿取、放置等操作；当热盖3相对抽拉模块2由水平高段221移动至水平低段222时，抽拉模块2将处于推入状态，如图5所示，热盖3将沿支架1下移，并依靠重力自然压紧管盖212，热盖3的温度可有效传递至EP管21的顶部，以避免EP管21顶部凝结液体。

相比于现有技术，本发明所提供热盖升降机构，其通过抽拉模块2的抽拉动作来完成热盖3的上下位移，操作更为快捷，耗时较短，且整个操作过程可由现场人员手动完成，无需电机等设备，不存在耗电量的问题，整体结构也较为简单。

在导向面22中，过渡段223可以为光滑曲面，或者，该过渡段223的主体可以为斜面，其与水平高段221和水平低段222的连接处可以平滑过渡，以保证热盖3可以顺畅地在水平高段221和水平低段222之间进行位移。

需要指出，本发明实施例并不限定水平高段221与水平低段222之间的高度差，即不限定热盖3自水平高段221滑动至水平低段222时在上下方向的下降高度，只要保证热盖3下降至水平低段222时能够对EP的管盖212进行有效压紧即可。

为便于描述，可将水平高段221与水平低段222之间的高度差定义为H₀，而将处于水平高段221的热盖3的下表面与EP管的管盖212(此时，管盖212已经插接于管体211)的上表面之间的高度差定义为H_t，在实施时，H₀可以大于H_t，即热盖3尚未滑动至水平低段222，即可与EP管的管盖212相接触，剩余的H₀-H_t的高度差即是压紧力(热盖3的重力以及后文中弹性件4拉力)的作用距离，更有利于保证EP管管盖212的压紧；但需要注意的是，H₀-H_t的高度差也不能过大，以避免管盖212已经压紧而热盖3不能支撑于水平低段222的情形。具体而言，上述H₀可以设置为2.5mm，H_t可以设置为2mm，以形成0.5mm的压紧距离。

进一步地，还可以包括弹性件4，该弹性件4具体可以为弹簧或者弹力绳等弹性元件。弹性件4的下端可以固定于支架1，上端可以与热盖3相连，且该弹性件4可以始终处于拉伸状态，即始终对热盖3产生一个向下的拉力，该拉力可配合热盖3的自身重力共同作用，以保证热盖3在推拉模块2推入时能够更为紧密地压合于管盖212。

在具体的方案中，还可以包括传动板5，传动板5的数量可以为两个，并分别安装于热盖3横向两端部，弹性件4可以连接于传动板5和支架1。传动板5相当于转接板，热盖3可以通过传动板5与两侧的支架1滑动连接。

如此设置，可避免热盖3直接以其横向两端与支架1滑动连接，也就是说，无需在热盖3的横向两端加工滑轨或者滑槽等形式的滑动配合件，直接采用普通的热盖3即可与本发明所提供热盖升降机构配合使用，有利于提高该热盖升降机构的普遍适用性；同时，还可避免对热盖3的直接磨损而影响热盖3的功能、使用寿命，当传动板5产生磨损而影响滑动顺畅性时，可直接更换传动板5，而不会影响作为主体的热盖3的正常使用。

需要指出，上述采用传动板5与支架1进行滑动配合的方案，仅是本发明实施例的一种优选方案，其并不能作为对本发明所提供热盖升降机构的实施范围的限定；事实上，将热盖3直接与支架1滑动连接的方案同样为本发明所要求保护的方案。

在传动板5和支架1的相对面中，一者可以设有滑轨，另一者可以设有相匹配的滑槽，以实现二者的滑动配合。滑槽可以为缩口槽，即槽口尺寸小、而槽内尺寸大，如T形槽、梯形槽、L形槽、鼓形槽或锯齿槽等，相应地，滑轨也可以为头部大、尾部(与传动板5的连接端部)小的卡轨，以保证滑轨插接于滑槽时，只能够在滑槽的延伸方向进行滑动，而不能够沿非滑动方向自滑槽脱出，有利于保证滑动连接的可靠性。

但需要注意的是，在本发明实施例中，由于横向存在两个支架1以与热盖3进行滑动配合，且两支架1之间还设有抽拉模块2对热盖3进行支撑，通过调控两支架1的横向间距，热盖3在滑动过程中实际上不易出现滑动方向的错位、以及由此而导致的滑轨自滑槽中脱出的情形。因此，在生产设计时，滑槽可以采用简单的矩形槽，滑轨可以为相匹配的矩形滑条，或者，也可以采用一个或若干间隔设置的滑块来替代上述的滑轨，同样能够保证传动板5与支架1的可靠滑动。

热盖3的横向两端部还可以连接有翼板6，上述传动板5可以通过翼板6与热盖3相连。通过上述翼板6的设置，可以扩大热盖3的横向尺寸，以避免传动板5、弹性件4等部件直接占用热盖3正下方的空间，可为抽拉模块2的安装以及抽拉模块2与热盖3的抵接配合提供更大的空间。

翼板6与热盖3以及传动板5之间均可以采用螺钉连接等可拆卸的连接方式，或者，也可以直接采用焊接固定，具体可根据实际使用需要而定。在本发明实施例中，优选采用螺钉连接的方案，如此，一方面，可减少焊接，以避免焊接对热盖3的影响，另一方面，可方便进行拆装、维修以及更换等操作。

如图2所示，本发明所提供热盖升降机构还可以包括滚动件7，该滚动件7具体可以为滚轮、滚动轴承等常见的滚动元件，其可以通过前述的传动板5或者翼板6安装于热盖3，热盖3可通过滚动件7支撑于导向面22，并通过滚动件7在导向面22上相对抽拉模块2进行位移。热盖3的横向两侧均可以设有滚动件7，且两侧的滚动件7的数量可以为一个，也可以为多个，具体可根据实际需要进行设定。

除上述滚动的方案外，热盖3与导向面22之间也可以采用滑动配合的方案，例如，可以在导向面22上设置与导向面22具有相同升降趋势的导向槽，然后可在翼板6的下方(或者直接在热盖3的下方)设置滑块，滑块可以插接于导向槽，并能够在导向槽内滑动，以实现热盖3与抽拉模块2之间的相对位移。

比较而言，上述滚动以及滑动的方案均可以实现热盖3与抽拉模块2之间的相对位移，而采用滚动的方案可更大程度地避免抽拉模块2在推入或拉出过程中的卡滞，更有利于保证热盖3与抽拉模块2之间相对位移的顺畅性、可靠性。

进一步地，还可以包括位置传感器，该位置传感器可用于监测热盖3的位置，具体是监测热盖3的高度位置，以方便***判断当前热盖3和抽拉模块2的状态。

具体而言，该位置传感器可以为光电传感器8，在本发明实施例中，所采用的光电传感器8为对射型传感器，包括一组相对设置的发射器81、接收器82以及配合使用的光电挡片83，发射器81、接收器82均可以安装于支架1，光电挡片83可以安装于热盖3，具体是安装在翼板6，并能够随热盖3进行同步位移。

仍以图2为视角，在初始时刻，光电挡片83的一部分能够位于发射器81和接收器82之间，以遮挡一部分光信号，随着热盖3的位移，光电挡片83能够同步位移，其所遮挡的光信号的数量也会发生变化，通过统计接收器82所接收到的光信号的变化，可计算当前热盖3的高度位置。

光电挡片83可以包括遮挡部和安装部，遮挡部能够部分位于发射器81和接收器82之间，而安装部则可用于与翼板6相连。安装部可以设有安装孔，螺钉等形式的连接件能够穿过该安装孔、并连接于翼板6，以固定该光电挡片83。上述安装孔具体可以为沿上下方向延伸的条形孔，在安装时，连接件可固定于条形孔的不同位置，以调整初始时刻光电挡片83与发射器81和接收器82的相对位置。

如图3所示，并结合图1，抽拉模块2可以包括抽拉体24和抽拉架23，EP管21安装于抽拉体24，抽拉体24固定于抽拉架23，前述的导向面22可以设置于抽拉架23。抽拉体24上可以设置抽拉位241，该抽拉位241上可以设置现场人员手掌可以穿过的抽拉孔或者抽拉把手等，以方便对抽拉模块2进行操作。

本发明所提供热盖升降机构还可以包括底板9，即底座，支架1可以固定于底板9，抽拉模块2可通过抽拉架23与底板9滑动配合，具体而言，抽拉模块2的底面可以设置第一滑轨25，底板9的上表面可以设置第二滑轨91，两滑轨能够相配合，以实现抽拉模块2的抽拉操作。或者，上述的第二滑轨91也可以设置于支架1，即可以由抽拉模块2与支架1的滑动配合，来实现抽拉模块2的抽拉操作。

为避免抽拉模块2抽出或推入过量，在底板9上还可以设置限位板、限位块等形式的限位件，当抽拉模块2运动至极限位置时，上述的限位件能够对抽拉模块2进行止挡，以限定抽拉模块2的最大抽出位置和最大推入位置。

本发明还提供一种PCR仪，包括热盖3，该热盖3可以采用上述各实施方式所涉及的热盖升降机构。

由于上述的热盖升降机构已经具备如上的技术效果，那么，采用该热盖升降机构的PCR仪亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，包括支架(1)和安装有EP管(21)的抽拉模块(2)，热盖(3)与所述支架(1)沿上下方向滑动配合，所述抽拉模块(2)设有导向面(22)，所述导向面(22)包括水平高段(221)、水平低段(222)和连接于二者之间的过渡段(223)，所述热盖(3)支撑于所述导向面(22)，所述抽拉模块(2)在所述导向面(22)延伸方向的位移能够改变所述热盖(3)与所述导向面(22)的支撑位置；

所述抽拉模块(2)处于抽出状态时，所述热盖(3)支撑于所述水平高段(221)；所述抽拉模块(2)处于推入状态时，所述热盖(3)支撑于所述水平低段(222)，并压紧所述EP管(21)的管盖(212)。

2.根据权利要求1所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括弹性件(4)，所述弹性件(4)的下端固定于所述支架(1)，上端能够向下拉紧支撑于所述水平低段(222)的热盖(3)。

3.根据权利要求2所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括传动板(5)，所述传动板(5)的一端安装于所述热盖(3)，另一端与所述弹性件(4)的上端相连，且所述热盖(3)通过所述传动板(5)与所述支架(1)滑动配合。

4.根据权利要求3所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括翼板(6)，所述翼板(6)安装于所述热盖(3)的横向端部，并与所述传动板(5)相连。

5.根据权利要求1所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，所述过渡段(223)为光滑曲面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括滚动件(7)，所述滚动件(7)安装于所述热盖(3)，所述热盖(3)通过所述滚动件(7)支撑于所述导向面(22)，并通过所述滚动件(7)沿所述导向面(22)动作。

7.根据权利要求6所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于监测所述热盖(3)的位置。

8.根据权利要求7所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，所述位置传感器为光电传感器(8)，包括相对设置的发射器(81)和接收器(82)，二者均安装于所述支架(1)；

所述光电传感器(8)还包括安装于所述热盖(3)的光电挡片(83)，所述光电挡片(83)能够随所述热盖(3)进行同步位移，所述光电挡片(83)配合所述接收器(82)、所述发射器(81)能够监测所述热盖(3)的位置。

9.根据权利要求6所述PCR仪的热盖升降机构，其特征在于，还包括底板(9)，所述支架(1)固定于所述底板(9)，所述抽拉模块(2)滑动连接于所述底板(9)。

10.一种PCR仪，包括热盖(3)，其特征在于，所述热盖(3)具有权利要求1-9中任一项所述的热盖升降机构。