CN219152897U - 一种用于切片染色的机械臂 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于切片染色的机械臂，属于生物切片仪器观察的领域，主要应用于自动对生物切片滴取试剂，其包括固定底架、设置于固定底架的X轴滑移模块、Y轴滑移模块以及Z轴滑移模块，Z轴滑移模块包括支架安装座、滑移设置以对生物切片添加试剂的染色组件以及用于选择性喷淋清洗试剂的喷淋组件；支架安装座水平设置有Z轴驱动电机，Z轴驱动电机输出轴同轴设置有穿设齿轮轴套的花键轴，染色组件设置有与齿轮轴套相啮合的齿纹中空杆。控制Z轴驱动电机的转动方向而使得齿纹中空杆实现上下滑移，从而实现染色组件的上下滑移；且Z轴驱动电机水平设置在支架安装座上，使得支架承接板负载更轻，提高了染色效率。

Description

一种用于切片染色的机械臂

技术领域

本申请涉及生物切片仪器观察的领域，尤其是涉及一种用于切片染色的机械臂。

背景技术

在实验室中，需对载玻片上的生物切片滴取试剂以方便对生物切片进行仪器观察或分析实验。

在相关的技术手段中，为了实现对载玻片上的生物切片实现自动化染色，提供了一种三轴机械臂，包括X轴滑移模块，滑移设置于X轴滑移模块上的Y轴滑移模块以及滑移设置于Y轴滑移模块的Z轴滑移模块，Z轴滑移模块包括螺杆滑块模组以及驱动滑块上下往复滑移的Z轴驱动电机，滑块固定设置有用于对生物切片染色的染色组件。当载玻片置于反应区后，Z轴驱动电机带动染色组件上下滑移以将试剂滴取到载玻片上。

针对上述中的相关技术方案， Z轴驱动电机一般与螺杆同轴设置，而Z轴驱动电机因自重使得Y轴滑移模块负载过大，从而存在不利于Y轴滑移模块带动Z轴滑移模块沿Y轴往复滑移的问题。

实用新型内容

为了改善Y轴滑移模块负载过大不利于带动Z轴滑移模块沿Y轴往复滑移的问题，本申请提供一种用于切片染色的机械臂。

本申请提供的一种用于切片染色的机械臂，采用如下的技术方案。

一种用于切片染色的机械臂，包括：

固定底架；

X轴滑移模块，所述X轴滑移模块设置于固定底架顶部；

Y轴滑移模块，所述Y轴滑移模块滑移设置于X轴滑移模块上；

Z轴滑移模块，所述Z轴滑移模块滑移设置于Y轴滑移模块上；

所述Z轴滑移模块包括支架安装座、设置在所述支架安装座顶部的支架承接板、用于对生物切片添加试剂的染色组件以及用于选择性喷淋清洗试剂的喷淋组件；所述支架安装座水平设置有Z轴驱动电机以及Y轴驱动电机，所述染色组件及所述喷淋组件在所述Y轴驱动电机的驱动下与所述支架承接板水平滑移设置；所述染色组件在所述Z轴驱动电机的驱动下沿竖直方向往复滑移。

通过采用上述技术方案，控制Z轴驱动电机输出轴的转动方向，而控制染色组件沿竖直方向的往复滑移的方向；控制Y轴驱动电机输出轴的转动方向，而控制染色组件及喷淋组件沿支架承接板水平往复滑移的方向。Y轴驱动电机与Z轴驱动电机水平安装于同一处，减轻了Z轴的负载，改善了相关技术手段中因Y轴滑移模块负载过大，而不利于带动Z轴滑移模块沿Y轴往复滑移的问题。同时，另一方面，Z轴传动结构利用了Y轴的空间，使得Y轴空间更为紧凑，空间利用率较高。

可选的，所述Z轴驱动电机输出轴同轴设置有花键轴，所述花键轴穿设有齿轮轴套，所述染色组件与所述齿轮轴套垂直设置，所述染色组件设置有与所述齿轮轴套相啮合的齿纹中空杆。

通过采用上述技术方案，控制Z轴驱动电机输出轴的转动方向，即可通过同轴固定设置的主动轴控制齿轮轴套同步转动的方向，从而使得通过齿纹中空杆实现染色组件的上下滑移；且Z轴驱动电机水平设置在支架安装座上，染色组件通过齿纹中空杆垂直主动轴设置，使得支架承接板负载更轻，方便染色组件沿支架承接板滑移运动，另一方面，花键轴与齿轮轴套采用花键连接的结构，使得二者具备更好地导向性和载重性。

可选的，所述染色组件设置有与支架承接板滑移设置的齿轮连接座，所述齿轮轴套转动设置于所述齿轮连接座内；所述Y轴滑移模块包括设置于支架安装座顶部的所述Y轴驱动电机以及同轴设置于所述Y轴驱动电机输出轴的Y轴传动带结构。

通过采用上述技术方案，在Y轴驱动电机的驱动下，Y轴同步带带动齿轮连接座沿Y轴往复滑移，从而能根据生物切片的位置调整染色组件Y方向的位置；同时Y轴同步带结构具备更高地传动效率，从而提高了整体的切片染色效率。

可选的，所述喷淋组件包括用于连通清洗试剂的喷淋头以及驱动所述喷淋沿竖直方向往复滑移的驱动件；所述驱动件固定设置于所述齿轮连接座，所述喷淋头竖直滑移设置于所述齿轮连接座。

通过采用上述的技术方案，通过控制驱动件即可控制喷淋头竖直往复滑移的方向，从而使得喷淋组件有独立于染色组件之外的控制***，继而使得喷淋组件可独立于染色组件之外单独运动并清洗染色动作完成后的多余试剂。

可选的，所述X轴滑移模块包括设置在固定底架上的X轴底板，以及固定设置于所述X轴底板两侧的导向光轴；所述支架安装座底部固定设置有X轴滑块，所述X轴滑块底部设置有两组导向轮，所述导向轮对应所述导向光轴直径设置有卡接环槽；所述X轴底板设置有驱动X轴滑块往复滑移的X轴调节组件。

通过采用上述技术方案，导向轮卡接限位在一组导向光轴上，从而在X轴调节组件的驱动下，导向轮沿导向光轴做往复滑移；同时，导向轮和导向光轴的设置为X轴滑块提供了导向支撑力，提高了X轴滑块沿X轴往复滑移时的稳定性。

可选的，所述X轴底板远离所述支架安装座的一侧还设置多个X轴滑移模块，每个所述X轴滑移模块对应设置有Y轴滑移模块，每个所述Y轴滑移模块对应设置有Z轴滑移模块。

通过采用上述技术方案，多个Z轴滑移模块在X轴底板上，对比Z轴滑移模块分开独立设置更节省空间的同时，也使得对应设置的多组Z轴滑移模块的染色组件可同时进行多组生物切片的切片染色，进一步提高了整体的切片染色效率。

可选的，所述齿轮连接座侧壁设置有用于识别生物切片批次及品类的扫码组件。

通过采用上述技术方案，扫码组件的设置提高了本申请中用于切片染色的机械臂的染色精度；当需要对染色后的生物切片进行清洗时，喷淋组件可清洗试剂以便于后续实验继续染色或仪器观察。

可选的，所述齿轮连接座还穿设有感应轴套，所述齿纹中空杆滑移设置于所述感应轴套内。

通过采用上述技术方案，感应轴套的设置提供了齿纹中空杆沿Z轴上下往复滑移的导向支撑力，使齿纹中空杆沿Z轴往复滑移时更稳定，从而保证了切片染色的稳定性。

可选的，所述感应轴套下轴端设置有用于接受扫码组件信号的感应器，染色组件设置有能够穿设所述感应器中感应区的感应安装片。

通过采用上述技术方案，当扫码组件对生物切片进行识别后，感应器接受信号使得Z轴驱动电机开始转动，从而控制染色组件朝下滑移进行染色，染色完成后，感应安装片穿设感应器中感应区而阻隔感应器的信号传递，从而使Z轴驱动电机停止转动，便于染色组件染色完成后精准复位。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.Y轴空间利用率高且Z轴轻量化。Y轴驱动电机与Z轴驱动电机水平安装于同一支架安装座，使得Y轴带动Z轴滑移时，减轻了Z轴因Z轴驱动电机的自重而产生的负载，从而使得Z轴设计轻量化，继而改善了相关技术手段中因Y轴滑移模块负载过大，而不利于带动Z轴滑移模块沿Y轴往复滑移的问题。另一方面，Z轴的传动结构利用了Y轴的安装空间，使得Y轴空间更为紧凑，空间利用率较高。

2.具备更高的传动稳定性。齿纹中空杆滑移设置于感应轴套内，从而使得齿纹中空杆沿Z轴上下滑移时被稳定支撑导向，从而使机械臂Z轴方向传动稳定；同时，支架安装座通过导向轮沿导向光轴滑移设置，使得Y轴滑移模块沿X轴往复滑移时被导向光轴稳定支撑限位，从而使机械臂X轴方向传动稳定。

附图说明

图1绘示了本申请实施例中用于切片染色的机械臂的整体结构；

图2绘示了本申请实施例中用于切片染色的机械臂的局部结构；

图3绘示了本申请实施例中齿纹中空杆与齿轮轴套啮合处的结构；

图4绘示了本申请实施例中喷淋组件处的局部结构图。

附图标记说明：

100、固定底架；200、X轴滑移模块；210、X轴底板；220、光轴固定板；230、X轴滑块；240、皮带夹紧板；250、导向光轴；260、导向轮；270、X轴驱动电机；300、Y轴滑移模块；310、支架安装座；320、Y轴驱动电机；330、支架承接板；400、Z轴滑移模块；410、Z轴驱动电机；420、花键轴；430、齿轮轴套；440、齿轮连接座；450、染色组件；451、齿纹中空杆；452、感应轴套；453、感应安装片；460、扫码组件；470、喷淋组件；471、喷淋头；472、驱动件。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于切片染色的机械臂。参照图1，一种用于切片染色的机械臂包括固定底架100，固定底架100上固定设置有X轴滑移模块200，X轴滑移模块200滑移设置有Y轴滑移模块300，Y轴滑移模块300滑移设置有Z轴滑移模块400，Z轴滑移模块400包括沿Z轴往复滑移以对生物切片染色的染色组件450以及用于选择性喷淋清洗试剂的喷淋组件470，从而实现了本申请中用于切片染色的机械臂的三轴调节，提高了染色的灵活性和产品兼容性。

参照图1和图2，X轴滑移模块200包括设置在固定底架100上的X轴底板210，X轴底板210沿宽度方向两侧边设置有光轴固定板220，两个光轴固定板220一一对应设置有导向光轴250；Y轴滑移模块300设置有支架安装座310，支架安装座310底部固定设置有X轴滑块230，X轴滑块230底部设置有两组导向轮260，每个导向轮260对应导向光轴250直径设置有卡接环槽，X轴底板210设置有驱动X轴滑块230往复滑移的X轴调节组件。在X轴调节组件的驱动下，X轴滑块230带动支架安装座310沿X轴方向往复滑移；同时，导向轮260和导向光轴250的设置，为X轴滑块230提供了导向支撑力，提高了X轴滑块230沿X轴往复滑移时的稳定性。

参照图1和图2，X轴调节组件包括转动设置在X轴底板210远离支架安装座310一端的X轴驱动电机270，X轴驱动电机270同轴设置有X轴主动轮，X轴底板210远离X轴主动轮的一侧转动设置有X轴从动轮，X轴主动轮和X轴从动轮绕设有X轴同步带；X轴滑块230底部螺纹安装有皮带夹紧板240，皮带夹紧板240夹紧单侧X轴同步带设置。Y轴驱动电机320驱动Y轴同步带转动，从而使夹紧在Y轴同步带上的皮带夹紧板240沿X轴往复滑移，继而带动支架安装座310沿X轴往复滑移，从而实现Y轴滑移模块300和Z轴滑移模块400在X轴方向的往复滑移；同时，X轴采用同步带的传动结构使得本申请中的用于切片染色的机械臂具备更高的X轴滑移效率，进一步提高了整体的染色效率。

参照图2，Y轴滑移模块300包括设置于支架安装座310顶部的支架承接板330，支架承接板330底部设置有直线导轨滑块，直线导轨滑块的滑块上固定设置有齿轮连接座440，染色组件450设置在齿轮连接座440上，支架承接板330远离染色组件450的一侧设置有驱动齿轮连接座440沿直线导轨往复滑移的Y轴驱动电机320，从而实现了染色组件450沿Y轴方向的往复滑移，进一步提高了染色灵活性。Y轴驱动电机320同轴设置有Y轴主动轮，支架承接板330底部设置有Y轴从动轮，Y轴主动轮和Y轴从动轮绕设有Y轴同步带；染色组件450设置有与支架承接板330滑移设置的齿轮连接座440，齿轮连接座440夹紧单侧Y轴同步带设置。在Y轴驱动电机320的驱动下，Y轴同步带带动齿轮连接座440沿Y轴往复滑移，从而能根据生物切片的位置调整染色组件450的Y方向位置，提高了产品兼容性；同时，Y轴同步带结构具备更高地传动效率，从而进一步提高了整体的染色效率。

参照图2和图3，Z轴滑移模块400包括水平设置于支架安装座310的Z轴驱动电机410，Z轴驱动电机410输出轴同轴设置有花键轴420，花键轴420穿设有齿轮轴套430，齿轮轴套430转动设置于齿轮连接座440内；染色组件450与齿轮轴套430垂直设置，染色组件450设置有与所述齿轮轴套430相啮合的齿纹中空杆451，齿纹中空杆451穿设有用于给染色组件450输送试剂的染色导管。控制Z轴驱动电机410输出轴的转动方向，即可通过同轴固定设置的花键轴420控制齿轮轴套430同步转动的方向，从而使得与齿轮轴套430相互垂直啮合的齿纹中空杆451实现上下滑移，继而实现染色组件450的上下滑移；对比Z轴驱动电机410输出轴与染色组件450同轴设置的方式，Z轴驱动电机410水平设置在支架安装座310上，染色组件450通过齿纹中空杆451垂直花键轴420设置，使得Y轴滑移模块300负载更轻，方便染色组件450沿Y轴进行滑移运动；另一方面，齿条啮合的结构方便在Z轴驱动电机410故障断电后利用齿轮啮合自锁性稳定染色组件450而不会使其受自重下移。

参照图3，进一步说明的是，花键轴420外周壁设置有花键，齿轮轴套430内周壁设置有与花键轴420相配合的花键槽，花键连接的结构使得花键轴420与齿轮轴套430总接触面积增大，从而可以承受较大的载荷；同时，花键定心传动使得花键轴420与齿轮轴套430具备更好地导向性。参照图4，喷淋组件470包括用于连通清洗试剂的喷淋头471以及驱动喷淋头471沿竖直方向往复滑移的驱动件472；驱动件472固定设置于齿轮连接座，喷淋头471竖直滑移设置于齿轮连接座440。从而使得喷淋组件470有独立于染色组件450之外的控制***，继而使得喷淋组件470可独立于染色组件450之外单独运动并清洗染色动作完成后的多余试剂。

参照图2和图4，齿轮连接座440侧壁还设置有用于识别生物切片批次及品类的扫码组件460。扫码组件460可对生物切片的位置、状态及批次进行识别，提高了本申请中用于切片染色的机械臂的染色精度；当需要对染色后的生物切片进行清洗时，喷淋组件470可清洗试剂以便于后续继续染色或仪器观察。齿轮连接座440还穿设有感应轴套452，齿纹中空杆451滑移设置于感应轴套452内，感应轴套452的设置提供了齿纹中空杆451沿Z轴上下往复滑移的导向支撑力，使齿纹中空杆451沿Z轴往复滑移时更稳定，从而保证了切片染色的稳定性。

感应轴套452下轴端设置有用于接受扫码组件460信号的感应器，染色组件450设置有能够穿设所述感应器感应区的感应安装片453。当扫码组件460对生物切片进行识别后，感应器接受信号使得Z轴驱动电机410开始转动，从而控制染色组件450朝下滑移进行染色，染色完成后，感应安装片453穿设感应器的感应区而阻隔感应器的信号传递，从而使Z轴驱动电机410停止转动，便于染色组件450染色完成后精准复位。

进一步说明的是，参照图1，X轴底板210远离所述支架安装座310的一侧还设置多个X轴滑移模块200，所述X轴滑移模块200对应设置有Y轴滑移模块300，所述Y轴滑移模块300对应设置有Z轴滑移模块400。在本申请实施例中，X轴滑移模块200的数量优选为两个且对称设置于X轴底板210长度方向两侧，因此对应设置的Y轴滑移模块300和Z轴滑移模块400也为两个，对比Z轴滑移模块400分开独立设置更节省空间的同时，也使得对应设置的两组Z轴滑移模块400的染色组件450可同时进行两组生物切片的染色，进一步提高了染色效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围。其中，相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，上面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于切片染色的机械臂，其特征在于，包括：

固定底架(100)；

X轴滑移模块(200)，所述X轴滑移模块(200)设置于固定底架(100)顶部；

Y轴滑移模块(300)，所述Y轴滑移模块(300)滑移设置于X轴滑移模块(200)上；

Z轴滑移模块(400)，所述Z轴滑移模块(400)滑移设置于Y轴滑移模块(300)上；

所述Z轴滑移模块(400)包括支架安装座(310)、设置在所述支架安装座(310)顶部的支架承接板(330)、用于对生物切片添加试剂的染色组件(450)以及用于选择性喷淋清洗试剂的喷淋组件(470)；所述支架安装座(310)水平设置有Z轴驱动电机(410)以及Y轴驱动电机(320)，所述染色组件(450)及所述喷淋组件(470)在所述Y轴驱动电机(320)的驱动下与所述支架承接板(330)水平滑移设置；所述染色组件(450)在所述Z轴驱动电机(410)的驱动下沿竖直方向往复滑移。

2.根据权利要求1所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述Z轴驱动电机(410)输出轴同轴设置有花键轴(420)，所述花键轴(420)穿设有齿轮轴套(430)，所述染色组件(450)与所述齿轮轴套(430)垂直设置，所述染色组件(450)设置有与所述齿轮轴套(430)相啮合的齿纹中空杆(451)。

3.根据权利要求2所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述染色组件(450)设置有与支架承接板(330)滑移设置的齿轮连接座(440)，所述齿轮轴套(430)转动设置于所述齿轮连接座(440)内；所述Y轴滑移模块(300)包括设置于支架安装座(310)顶部的所述Y轴驱动电机(320)以及同轴设置于所述Y轴驱动电机(320)输出轴的Y轴传动带结构。

4.根据权利要求3所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述喷淋组件(470)包括用于连通清洗试剂的喷淋头(471)以及驱动所述喷淋头(471)沿竖直方向往复滑移的驱动件(472)；所述驱动件(472)固定设置于所述齿轮连接座(440)，所述喷淋头(471)竖直滑移设置于所述齿轮连接座(440)。

5.根据权利要求1所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述X轴滑移模块(200)包括设置在固定底架(100)上的X轴底板(210)，以及固定设置于所述X轴底板(210)两侧的导向光轴(250)；所述支架安装座(310)底部固定设置有X轴滑块(230)，所述X轴滑块(230)底部设置有两组导向轮(260)，所述导向轮(260)对应所述导向光轴(250)直径设置有卡接环槽；所述X轴底板(210)设置有驱动X轴滑块(230)往复滑移的X轴调节组件。

6.根据权利要求5所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述X轴底板(210)远离所述支架安装座(310)的一侧还设置多个X轴滑移模块(200)，每个所述X轴滑移模块(200)对应设置有Y轴滑移模块(300)，每个所述Y轴滑移模块(300)对应设置有Z轴滑移模块(400)。

7.根据权利要求3所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述齿轮连接座(440)侧壁设置有用于识别生物切片批次及品类的扫码组件(460)。

8.根据权利要求3所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述齿轮连接座(440)还穿设有感应轴套(452)，所述齿纹中空杆(451)滑移设置于所述感应轴套(452)内。

9.根据权利要求8所述的用于切片染色的机械臂，其特征在于，所述感应轴套(452)下轴端设置有用于接受扫码组件(460)信号的感应器，所述染色组件(450)设置有能够穿设所述感应器中感应区的感应安装片(453)。

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