CN217237718U - 自动化光学检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于检测分析仪器技术领域，公开了一种自动化光学检测机构。本实用新型自动化光学检测机构，包括机架、X轴机械臂、Y轴机械臂、采样加样模块、反应模块、光学检测模块；所述X轴机械臂安装在机架上，所述Y轴机械臂安装在X轴机械臂上并可沿X方向来回移动，所述Y轴机械臂上设有可沿Y方向上下移动的采样加样模块；完成反应后，所述反应模块和/或光学检测模块移动至检测位完成检测。本实用新型实现了自动化、集成化操作，结构紧凑，检测效率高。

Description

自动化光学检测机构

技术领域

本实用新型属于检测分析仪器，特别是涉及自动化光学检测机构。

背景技术

在体外诊断领域内，检测红细胞压积(HCT)，是指检测红细胞在血液中体积的比值。传统检测全血样本的HCT采用温氏法进行测量，即抗凝血液在一定条件下离心沉降，用比容容量管测出红细胞所占的体积的百分比，即为红细胞比容，此方法自动化程度较低，无法适应快速检测需求。现有的自动化光学检测仪器，光学检测模块是固定设置的，必须在固定的检测位才能够进行检测；反应孔位设置少，检测效率低，不适用于高通量反应检测。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种自动化光学检测机构。

技术方案：本实用新型提供一种自动化光学检测机构，该机构包括机架、X轴机械臂、Y轴机械臂、采样加样模块、反应模块、光学检测模块；所述X轴机械臂安装在机架上，所述Y轴机械臂安装在X轴机械臂上并可沿X方向来回移动，所述Y轴机械臂上设有可沿Y方向上下移动的采样加样模块，所述采样加样模块运动加样至反应模块；完成反应后，所述反应模块和/或光学检测模块移动至检测位完成检测。本申请将反应模块和或检测模块设置为可移动模块，具有便于检测的灵活性和机构整体的集成性。

在一些技术方案中，所述机构还包括Z轴机械臂，所述反应模块与Z轴机械臂连接并可沿Z方向来回移动。

在一些技术方案中，所述机构还包括平行于X轴机械臂的X’轴机械臂，所述光学检测模块与X’轴机械臂连接并可沿X’方向来回移动。

在一些技术方案中，所述Y轴机械臂位于竖直方向，所述X轴机械臂、X’轴机械臂、Z轴机械臂位于水平面，并且X方向和Z方向垂直。

上述X轴机械臂、X’轴机械臂、Y轴机械臂、Z轴机械臂均使用直线运动设计结构。其中，所述直线运动设计结构包括安装板、导轨和驱动组件，所述驱动组件包括电机和传动组件，所述传动组件为同步带或者丝杆等，只要能实现定向往返直线运动功能即可。

在一些技术方案中，所述X轴机械臂、X’轴机械臂、Y轴机械臂、Z轴机械臂还包括起原点作用的光电感应器。在一些技术方案中，所述光电感应器包括光耦和光耦挡片。在一些技术方案中，所述反应容器安放槽的一端或两端均分别设置光耦挡片，相应地，线性导轨的端点及中间每隔固定距离均分别设置光耦。

在一些技术方案中，所述机架包括底板和支架，所述反应模块设于底板上，所述X轴机械臂通过支架设于反应模块上方。在设置有Z轴机械臂的情况下，所述Z轴机械臂设于底板上，所述X轴机械臂通过支架设于Z轴机械臂上方。

在一些技术方案中，所述采样加样模块包括连接件、采样针和第一液路控制***，所述连接件滑动设于Y轴机械臂上，所述采样针固定安装在连接件上，并与第一液路控制***连通。在一些技术方案中，所述采样加样模块还包括用于添加其他试剂的第二液路控制***，所述第二液路控制***与采样针连通。

在一些技术方案中，所述采样针通过绝缘块与连接件连接，确保采样针运行的稳定安全性。

在一些技术方案中，所述采样加样模块还包括液面检测板，所述液面检测板与采样针电连接。在一些技术方案中，所述液面检测板与连接件固定连接，与采样针同步移动。在一些技术方案中，所述液面检测板检测采样针的电容值是30pF-40pF。

在一些技术方案中，所述反应模块包括反应容器和反应容器安放槽，所述反应容器安放槽与Z轴机械臂滑动连接。所述反应容器可以为任何常规的反应容器。在一些技术方案中，所述反应容器是多孔反应容器；在一些技术方案中，所述反应容器是平底反应容器；优选多孔平底耗材板；在一些技术方案中，为了便于光学检测，所述反应容器是透明材质。

在一些技术方案中，所述光学检测模块的检测光源路线平行于反应容器纵轴线，优选在反应容器的纵轴线上进行检测，特别是对于多孔反应容器，该操作更便于高通量检测操作。

在一些技术方案中，所述光学检测模块包括激光器和光电接收器。在这种情况下，所述反应模块反应完成后，通过反应模块和/或光学检测模块的运动，使得反应模块位于激光器和光电接收器之间进行光学检测。

在一些技术方案中，所述光学检测模块包括U型安装块，所述U型安装块一端安装激光器，另一端安装光电接收器。

在一些技术方案中，所述激光器和光电接收器的连线平行于反应容器的纵轴线。特别的，所述激光器位于下端，光电接收器位于上端，反应光源从反应容器竖直方向从下至上穿透进行检测。

在一些技术方案中，所述光电接收器包括依次安装的滤光片、凸透镜和光电接收板。

在一些技术方案中，所述凸透镜和光电接收板之间设有绝缘罩，所述光电接收板外侧还设有信号屏蔽罩，通过设置绝缘罩和信号屏蔽罩阻止其他信号对光电接收板信号的干扰。

在一些技术方案中，所述激光器是绿色LED灯或激光灯。在一些技术方案中，所述滤光片的波长是340-540nm。

为了在吸样前或加样后能够清洗采样针，在一些技术方案中，所述机构还包括清洗池，所述清洗池安装在所述底板上，位于采样针往返反应模块的路径上。

为了能对机构中使用的电源线等产生牵引和保护的作用，在一些技术方案中，所述自动化光学检测机构还包括拖链，所述拖链固定在Y轴机械臂上，拖链内装液路管道、电机电源线和光电信号线。在一些技术方案中，所述拖链为水平拖链。

本申请中没有写明的零部件、位置关系、连接关系等均可通过现有技术实现。

工作原理：本申请自动化光学检测结构运行时，Y轴机械臂和X轴机械臂配合带动采样加样模块进行采样吸样、向反应模块内加样的动作(在反应模块设计为可移动的情况下，还可以配合反应模块的移动进行)，当反应模块内的反应溶液反应完成后，反应模块和/或光学检测模块运动至检测位完成对反应模块的检测。

有益效果：相比较于现有技术，本申请自动化光学检测机构将反应模块、光学检测模块之一或者二者均设置为可移动模块，提高了机构运行的灵活性和集成性；并且使得该机构更适于高通量检测，能够明显提高检测效率，自动化程度高。

附图说明

图1是自动化光学检测机构采样状态结构示意图；

图2是自动化光学检测机构的采样加样模块结构***图；

图3是自动化光学检测机构加样状态结构示意图；

图4是图3的另一角度示意图；

图5是自动化光学检测机构检测状态结构示意图；

图6是光学检测模块结构***图；

图7是反应容器结构示意图。

图中，机架(1)、底板(101)、支架(102)、X轴机械臂(2)、Y轴机械臂(3)、采样加样模块(4)、连接件一(401)、采样针(402)、绝缘块(403)、液面检测板(404)、连接件二(405)、反应模块(5)、反应容器(501)、反应容器安放槽(502)、光学检测模块(6)、激光器(601)、光电接收器(602)、滤光片(6021)、凸透镜(6022)、光电接收板(6023)、绝缘罩(6024)、信号屏蔽罩(6025)、U型安装块(603)、Z轴机械臂(7)、X’轴机械臂(8)、光电感应器(9)、光耦(901)、光耦挡片(902)、清洗池(10)、拖链(11)、样本管(12)。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作出详细说明。

如图1、图3、图4和图5所示的一种自动化光学检测机构，包括机架1、X轴机械臂2、Y轴机械臂3、采样加样模块4、反应模块5、光学检测模块6。其中，X轴机械臂2垂直与Y轴机械臂3设置，并且X轴机械臂2位于水平面X方向上，Y轴机械臂3位于竖直Y方向上。X轴机械臂2安装在机架1上，Y轴机械臂3安装在X轴机械臂2上并可沿X方向来回移动，Y轴机械臂3上设有可沿Y方向上下移动的采样加样模块4，反应模块5设置在X轴机械臂2下方的机架1上。采样加样模块4在X轴机械臂2和Y轴机械臂3的配合运行下完成从样本管12采样、向反应模块5加样的操作，反应模块5反应完成后，通过移动反应模块5和光学检测模块6中的一者或二者至光学检测位，完成检测。

在本实施例中，反应模块5与Z轴机械臂7连接并可沿Z方向来回移动，其中，Z轴机械臂7位于水平面Z方向，Z方向与X方向垂直。在反应容器501是多孔反应容器的情况下，若加样孔不处于采样针402水平往返反应模块5的路径上，需结合Z轴机械臂7的运行来完成各个反应孔位的加样操作。光学检测模块6与X’轴机械臂8连接并可沿X’方向来回移动，其中，X’轴机械臂8平行于X轴机械臂2。光学检测模块6与反应模块5两者发生运动以保证反应孔位于检测位。在其他实施例中，反应模块5沿着Z轴机械臂7滑动至检测位，光学检测模块6固定不动，完成对反应孔的检测。在其他实施例中，反应模块5固定不动，光学检测模块6沿着X’轴机械臂8滑动至检测位，完成对反应孔的检测。

本实施例中，机架1包括底板101和支架102，Z轴机械臂7安装在底板101上，X轴机械臂2通过支架102安装在Z轴机械臂7上方。X轴机械臂2、X’轴机械臂8、Y轴机械臂3、Z轴机械臂7均使用直线运动设计结构，直线运动设计结构包括安装板、导轨和驱动组件，驱动组件包括电机和传动组件，X轴机械臂2、Y轴机械臂3、Z轴机械臂7采用同步带传动，X’轴机械臂8采用丝杆电机传动。当然，在其他实施例中，同步带、丝杆传动方式可以任意调换组合，或者选用其他领域公知的传动驱动方式，只要能实现定向往返直线运动功能即可。

本实施例中，采样加样模块4包括连接件一401、采样针402和第一液路控制***，连接件一401滑动设于Y轴机械臂3上，采样针402固定安装在连接件401上，并与第一液路控制***连通，用于控制采样针402吸吐实现采样、加样、混匀等操作。在其他实施例中，采样加样模块4还包括用于添加其他试剂(反应液、缓冲液、清洗剂等)的第二液路控制***，所述第二液路控制***与采样针402连通，用于控制通过采样针402导入其他试剂，并通过吸吐实现混匀等操作。此处的第一液路控制***和第二液路控制***均采用常规技术，例如电磁阀控制。

结合图2，本实施例中，采样针402通过绝缘块403与连接件一401连接，确保采样针402运行的稳定安全性。此处选用铆接，也可是其他任何可实现的连接方式。如图2所示，本实施例采样加样模块4还设有液面检测板404，液面检测板404与采样针402电连接，用于控制采样针402定量吸取样本。液面检测板404通过连接件二405与连接件一401固定在一起，与采样针402同步移动。液面检测板404检测采样针的电容值是30pF-40pF。

结合图1、图3和图7，反应模块5包括反应容器501和反应容器安放槽502，其中反应容器安放槽502与Z轴机械臂7滑动连接，如图7所示，反应容器501是多孔反应容器，具体为透明材质的多孔平底反应耗材板，例如可以是96孔耗材板或者其他规格耗材板。本实施例在竖直方向进行检测，所以反应容器安放槽502底部镂空或者为透明材质，便于检测光源穿过反应容器501进行检测。

本实施例中，光学检测模块6的检测光源路线设置为竖直方向，该设置更适用于多孔反应容器的高通量检测。结合图6所示，光学检测模块6包括U型安装块603，U型安装块603两端布置在竖直轴线上，在U型安装块603的下端安装激光器601，具体为绿色LED灯，上端依次安装滤光片6021、凸透镜6022、绝缘罩6024、光电接收板6023、信号屏蔽罩6025，其中，滤光片6021的波长是340-540nm，光源发出的光线先后途径光源601、反应容器501、凸透镜6022、滤光片6021、光电接收板6023。其中，光源601与光电接收板6023的相对位置可以有效防止灰尘影响测量端的光强度，避免影响检测结果。其中，信号屏蔽罩6025、绝缘罩6024可以有效阻止其他信号对光电接收板信号的干扰。

本实施例中，X轴机械臂2、X’轴机械臂8、Y轴机械臂3、Z轴机械臂7还包括起原点作用的光电感应器9，结合图1和图3，光电感应器9包括光耦901和光耦挡片902。其中，光耦挡片902设置在反应容器安放槽502的两端，光耦901设置在机械臂的线性导轨端点及中间每隔固定距离处，以满足反应容器501的每一个加样孔完成加样、检测的定位需求。此处的光电感应器9为常规现有技术，也可以替换为本领域已知的其他感应器进行定位操作。

本实施例中，底板上还设有清洗池10，为了进一步提高机构的集成性，将清洗池10安装在底板101上，处于采样针402往返反应模块5的路径上，同时还在Y轴机械臂3上水平设置拖链11。

使用上述自动化光学检测机构进行样本检测时，包括以下步骤：(1)采样：根据实际检测需要，在反应容器安放槽502中放入对应型号的反应容器501，结合图1，将样本管12置于取样位，采样加样模块4沿X轴机械臂2移动至样本管12上方，然后采样针402沿Y轴向下移动，通过液面检测板404监测信号，并且通过第一液路控制***控制吸取样本。(2)加样：采样针402吸取样本后，先沿Y轴机械臂3向上移动，使得采样针402移出样本管12，然后沿X轴机械臂2移动至反应容器501上方对应加样孔位的位置，再沿Y轴机械臂3向下移动，采样针402伸入加样孔内，通过第一液路控制***控制完成加样(如图3和图4所示)，对于多孔反应容器，如此循环完成与采样针402水平往返路径处于同一直线的反应孔位的加样，需要对反应容器501上其他排反应孔位的加样操作时，则反应容器501沿着Z轴机械臂7移动，保证反应容器501的加样孔位于采样针402水平往返路径上。(3)反应：加样完成后，样本在反应容器501内进行反应，此时如果还需要添加其他试剂，则通过第二液路控制***实现；如果需要在加样完成后即加入其他试剂，则可先***该步骤，再进行其他反应孔位的加样操作。若加样前后、添加其他试剂前后的采样针402需要清洗，则将采样针402移动至清洗池10，通过第一液路控制***控制吸吐进行清洗。(4)检测：如图5和如图6所示，反应完成后，反应模块5沿Z轴机械臂7移动至U型安装块603的U型槽内，然后沿X’轴机械臂8移动光学检测模块6，使得待检测反应孔位位于激光器601和光电接收器602之间，进行检测。

Claims (15)

1.一种自动化光学检测机构，其特征在于，包括机架(1)、X轴机械臂(2)、Y轴机械臂(3)、采样加样模块(4)、反应模块(5)、光学检测模块(6)；所述X轴机械臂(2)安装在机架(1)上，所述Y轴机械臂(3)安装在X轴机械臂(2)上并可沿X方向来回移动，所述Y轴机械臂(3)上设有可沿Y方向上下移动的采样加样模块(4)，所述采样加样模块(4)运动加样至反应模块(5)；完成反应后，所述反应模块(5)和/或光学检测模块(6)移动至检测位完成检测。

2.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，还包括Z轴机械臂(7)，所述反应模块(5)与Z轴机械臂(7)连接并可沿Z方向来回移动。

3.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，还包括平行于X轴机械臂(2)的X’轴机械臂(8)，所述光学检测模块(6)与X’轴机械臂(8)连接并可沿X’方向来回移动。

4.根据权利要求2或3所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述X轴机械臂(2)、X’轴机械臂(8)、Y轴机械臂(3)、Z轴机械臂(7)均使用直线运动设计结构。

5.根据权利要求2或3所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述X轴机械臂(2)、X’轴机械臂(8)、Y轴机械臂(3)、Z轴机械臂(7)还包括起原点作用的光电感应器(9)。

6.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述机架(1)包括底板(101)和支架(102)，所述反应模块(5)设于底板(101)上，所述X轴机械臂(2)通过支架(102)设于反应模块(5)上方。

7.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述采样加样模块(4)包括连接件、采样针(402)和第一液路控制***，所述连接件滑动设于Y轴机械臂(3)上，所述采样针(402)固定安装在连接件上，并与第一液路控制***连通。

8.根据权利要求7所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述采样针(402)通过绝缘块(403)与连接件连接。

9.根据权利要求7所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述采样加样模块(4)还包括液面检测板(404)，所述液面检测板(404)与采样针(402)电连接。

10.根据权利要求2所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述反应模块(5)包括反应容器(501)和反应容器安放槽(502)，所述反应容器安放槽(502)与Z轴机械臂(7)滑动连接。

11.根据权利要求10所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述反应容器(501)为多孔反应容器；所述反应容器(501)为平底反应容器。

12.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述光学检测模块(6)的检测光源路线平行于反应模块(5)纵轴线。

13.根据权利要求1所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述光学检测模块(6)包括激光器(601)和光电接收器(602)；所述光电接收器(602)包括依次安装的滤光片(6021)、凸透镜(6022)和光电接收板(6023)。

14.根据权利要求13所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述光学检测模块(6)包括U型安装块(603)，所述U型安装块(603)一端安装激光器(601)，另一端安装光电接收器(602)。

15.根据权利要求13所述的自动化光学检测机构，其特征在于，所述凸透镜(6022)和光电接收板(6023)之间设有绝缘罩(6024)，所述光电接收板(6023)外侧还设有信号屏蔽罩(6025)。

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