样品混匀仪

技术领域

本发明涉及样品混匀技术领域，尤其是涉及一种样品混匀仪。

背景技术

样品混匀仪是一种常用于临床和实验室中的医疗设备。它的主要功能是将样本中的成分混合均匀，以确保准确的测试结果。样品混匀仪通过运用旋转或振动等机械方式，将样本中的各种成分充分混合，使得样本的分布均匀，避免因样品成分沉淀或分层而导致测试结果不准确。混匀仪通常是小型、便携式的设备，使用方便，能够快速完成样本的混匀过程。

现有的小型样品混匀仪，一般仅通过单一的旋转动作实现样品混匀，导致混匀效果较差。想要得到更好的混匀效果往往需要更大型的样品混匀仪，而大型样品混匀仪由于其体积大、噪音大等特性对外界环境影响较大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种样品混匀仪，能够在紧凑的装置结构中实现振动和转动的叠加运动，对样品进行充分地混匀。

根据本发明实施例的样品混匀仪，包括：机架；转动机构，转动机构设置在机架上，转动机构包括主动转动件和从动转动件，主动转动件连接有驱动件，主动转动件和从动转动件同轴设置；振动机构，振动机构设置在主动转动件和从动转动件之间，振动机构包括主轴和振动件，主轴与主动转动件同轴设置，主轴可沿主动转动件轴向在主动转动件和从动转动件之间滑动，振动件设置在主轴上，振动件驱动主轴沿主动转动件轴向振动；夹持机构，夹持机构设置在振动机构上，夹持机构用于夹持试管，转动机构带动振动机构翻转，振动机构带动夹持机构振动，使夹持机构上的试管处于振动和转动叠加的运动状态；控制器，控制器分别与振动机构和转动机构电连接，控制器用于控制振动机构和转动机构的运动参数。

根据本发明实施例的样品混匀仪，至少具有如下有益效果：通过设置可相对转动机构轴向滑动的主轴，且振动机构所产生的振动也是沿转动机构的轴向进行的，使振动机构能够对样本进行充分的振动，但振动不会反作用于转动机构。从而使试管中的样本受转动和振动叠加动作的充分混匀，而振动动作对转动机构的影响较小，确保了转动和振动参数的精确性，延长了转动机构和振动机构的使用寿命，同时减少了振动动作对外界环境的影响，降低混匀时产生的噪音。本装置在紧凑的结构中实现了振动和转动的叠加运动，同时避免振动机构和转动机构运作时对彼此的不良影响，能够对样品进行充分地混匀。

根据本发明的一些实施例，主轴的两端分别沿轴向设置有异形柱，主动转动件和从动转动件上分别沿轴向设置有异形孔，异形柱与异形孔的形状相吻合，主轴与主动转动件和从动转动件分别通过异形柱和异形孔相连，使主轴能够与主动转动件同步转动，且主轴能够沿主动转动件轴向自由滑动。

根据本发明的一些实施例，异形孔的端面与异形孔的底面之间设置有第一弹性件。

根据本发明的一些实施例，振动件为横向线性马达。

根据本发明的一些实施例，横向线性马达包括永磁体、线圈和第二弹性件，永磁体沿主轴的轴向设置在线圈中，永磁体的两端分别设置有第二弹性件，线圈通电驱动永磁体沿轴向移动，并由第二弹性件驱动永磁体复位。

根据本发明的一些实施例，还包括减振机构，减振机构设置在机架的底面，减振机构用于降低振动动作和转动动作对外部环境的影响。

根据本发明的一些实施例，夹持机构为试管夹，试管夹呈空心圆柱状。

根据本发明的一些实施例，试管夹外侧缠绕有弹性紧固件。

根据本发明的一些实施例，试管夹设置有控温组件，控温组件用于所述试管内样本的温度。

根据本发明的一些实施例，控温组件包括：温度传感器和换热器，温度传感器和换热器均与控制器电连接，温度传感器设置在设在试管夹的内壁上，温度传感器用于检测试管的温度，换热器设置在试管夹上，换热器用于加热和冷却试管。

根据本发明的一些实施例，换热器包括换热管道、泵体和冷热元件，换热管道呈螺旋状设置在试管夹内，换热管道内填充有换热介质，泵体驱动换热介质在换热管道内流动，冷热元件设置在换热管道内，冷热元件对换热介质进行加热和冷却。

根据本发明的一些实施例，换热介质为冷却液。

根据本发明的一些实施例，换热介质为空气，换热管道上开设有多个排气孔，排气孔朝向试管夹内侧设置。

根据本发明的一些实施例，换热器为半导体制冷片，半导体制冷片设置在试管夹上。

根据本发明的一些实施例，控温组件包括：温度传感器和换热器，温度传感器和换热器均与控制器电连接，温度传感器设置在设在试管夹的内壁上，温度传感器用于检测试管的温度，换热器设置在试管夹上，换热器用于加热试管。

根据本发明的一些实施例，换热器为电热圈，电热圈呈螺旋状设置在试管夹内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：

图1是本发明实施例的样品混匀仪的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1中转动机构的结构示意图；

图4是图1中振动机构的结构示意图；

图5是图4中振动件的内部结构示意图；

图6是试管夹的内部结构示意图；

图7是温控组件的原理示意图。

附图标记：

机架100；减振机构110；

转动机构200；主动转动件210；异形孔211；从动转动件220；驱动件230；

振动机构300；主轴310；异形柱311；第一弹性件312；振动件320；横向线性马达330；永磁体331；线圈332；第二弹性件333；

夹持机构400；试管夹410；弹性紧固件420；

控温组件500；温度传感器510；换热管道530；排气孔540；泵体550；冷热元件560；

控制器600；

试管1。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1至图7描述根据本发明实施例的样品混匀仪。

如图1至图7所示，根据本发明实施例的样品混匀仪包括：机架100；转动机构200，转动机构200设置在机架100上，转动机构200包括主动转动件210和从动转动件220，主动转动件210连接有驱动件230，主动转动件210和从动转动件220同轴设置；振动机构300，振动机构300设置在主动转动件210和从动转动件220之间，振动机构300包括主轴310和振动件320，主轴310与主动转动件210同轴设置，主轴310可沿主动转动件210轴向在主动转动件210和从动转动件220之间滑动，振动件320设置在主轴310上，振动件320驱动主轴310沿主动转动件210轴向振动；夹持机构400，夹持机构400设置在振动机构300上，夹持机构400用于夹持试管1，转动机构200带动振动机构300翻转，振动机构300带动夹持机构400振动，使夹持机构400上的试管1处于振动和转动叠加的运动状态；控制器600，控制器600分别与振动机构300和转动机构200电连接，控制器600用于控制振动机构300和转动机构200的运动参数。

如图1至图4所示，主动转动件210沿左右方向设置在机架100的右端，从动转动件220沿左右方向设置在机架100的左端，主动转动件210和从动转动件220同轴设置，振动机构300通过主轴310设置在主动转动件210和从动转动件220之间，驱动件230驱动主动转动件210转动，主动转动件210带动主轴310和从动转动件220转动，使振动机构300翻转。

主轴310的两端分别沿轴向设置有异形柱311，主动转动件210和从动转动件220上分别沿轴向设置有异形孔211，异形柱311与异形孔211的形状相吻合，主轴310与主动转动件210和从动转动件220分别通过异形柱311和异形孔211相连，使主轴310能够与主动转动件210同步转动，且主轴310能够沿主动转动件210轴向自由滑动，即振动机构300能够沿主轴310的轴向左右移动，振动件320驱动振动机构300沿主轴310左右移动，实现对试管1的振动动作。

由于主轴310与主动转动件210之间通过异形柱311和异形孔211的配合传动，异形柱311与异形孔211能够传递绕轴的扭矩，但无法传递轴向的力。因此主动转动件210通过异形柱311与异形孔211的配合带动主轴310同步转动，而主轴310能够在转动的过程中沿轴向滑动。可以想到的是，异形柱311和异形孔211的横截面可以为三角形、四边形、五边形等多边形。

如图4所示，异形孔211的端面与异形孔211的底面之间设置有第一弹性件312。振动件320运作驱使振动机构300左右移动，而第一弹性件312则通过弹力使振动机构300复位。例如，当振动机构300向右移动时，主轴310右端的第一弹性件312被异形柱311右端面和异形孔211的底面压缩，随后第一弹性件312释放弹力使振动机构300向左移动，如此往复实现振动动作。

如图5所示，振动件320为横向线性马达330。横向线性马达330包括永磁体331、线圈332和第二弹性件333，永磁体331沿主轴310的轴向设置在线圈332中，永磁体331的两端分别设置有第二弹性件333，线圈332通电驱动永磁体331沿轴向移动，并由第二弹性件333驱动永磁体331复位。

当控制器600向振动件320传递振动信号时，电流通过线圈332产生磁场，使线圈332吸引或排斥永磁体331，从而使永磁体331沿左右方向横向振动，振动的频率和幅度可以通过调整驱动电流进行调整。

通过控制器600控制转动机构200和振动机构300同步运作，并控制转动机构200和振动机构300的运动参数，如振动幅度、振动频率、转速等。转动机构200带动振动机构300翻转，振动机构300带动夹持机构400振动，从而使夹持机构400中的试管1处于转动和振动叠加的运动状态，对样品进行更加充分地混匀。

由此，振动和转动的叠加运动可以使样品内的各个成分充分混合。确保样品的代表性和一致性，避免因局部浓度差异导致的不准确结果。此外，在一些实验中，需要对样品进行快速反应，振动和转动叠加运动可以促进反应物的接触和扩散，从而加速反应的进行，节省实验时间。某些样品中可能存在颗粒或沉淀物，振动和转动运动可以防止这些颗粒沉积在容器的底部，确保样品的均匀性和可靠性。振动和转动的叠加运动可以增加样品中的涡流和对流效应，提高混匀效率，使样品在更短的时间内达到均匀状态。振动和转动混匀方式适用于各种类型的样品，包括液体、凝胶、颗粒等，而且可适应不同容量的样品混匀，具有很好的通用性。通过控制器600控制振动机构300和转动机构200的运动参数，使样品可以根据设定的运动模式和参数进行混匀，减少操作人员的手动干预，提高实验的稳定性和可重复性。

通过设置可相对转动机构200轴向滑动的主轴310，且振动机构300所产生的振动也是沿转动机构200的轴向进行的，使振动机构300能够对样本进行充分的振动，但振动不会反作用于转动机构200。从而使试管1中的样本受转动和振动叠加动作的充分混匀，而振动动作对转动机构200的影响较小，确保了转动和振动参数的精确性，延长了转动机构200和振动机构300的使用寿命，同时减少了振动动作对外界环境的影响，降低混匀时产生的噪音。本装置在紧凑的结构中实现了振动和转动的叠加运动，同时避免振动机构300和转动机构200运作时对彼此的不良影响，能够对样品进行充分地混匀。

根据本发明的一些实施例，还包括减振机构110，减振机构110设置在机架100的底面，减振机构110用于降低振动动作和转动动作对外部环境的影响。如图1所示，振动机构300可以包括弹簧，也可以是由橡胶等弹性材料制成的胶垫，减振机构110设置在机架100底面，机架100通过第二减振机构110与实验室台面等外界环境接触，减少振动机构300和转动机构200所产生的振动向外界传递。

在本发明的一些具体实施例中，夹持机构400为试管夹410，试管夹410呈空心圆柱状。如图4和图5所示，试管夹410外侧缠绕有弹性紧固件420。可以想到的是，试管夹410可以由弹性材料制成，弹性紧固件420将试管夹410压紧于试管1，从而固定试管1；试管夹410还可以是由两片半圆柱状结构组成，弹性紧固件420将两片半圆柱状结构收缩压紧在一起，同样可以实现对试管夹410内试管1的固定。

可以想到的是，除了在试管夹410外侧缠绕弹性紧固件420进行夹紧，还可以将试管夹410设置为直径沿轴向从一端向另一端逐渐缩小的结构，将试管1从直径较大的一端插入，插至试管1完全固定牢固，同样可以实现对试管夹410内试管1的固定。

在本发明的一些具体实施例中，夹持机构400上设置有控温组件500，控温组件500用于试管1内样本的温度。

如图5和图6所示，控温组件500包括：温度传感器510和换热器，温度传感器510和换热器均与控制器600电连接，温度传感器510设置在设在试管夹410的内壁上，温度传感器510用于检测试管1的温度，换热器设置在试管夹410上，换热器用于加热和冷却试管1。

换热器包括换热管道530、泵体550和冷热元件560，换热管道530呈螺旋状设置在试管夹410内，换热管道530内填充有换热介质，泵体550驱动换热介质在换热管道530内流动，冷热元件560设置在换热管道530内，冷热元件560对换热介质进行加热和冷却。

在上述技术方案中，换热介质可以为冷却液，泵体550驱动冷却液在换热管道530内循环，螺旋管道位于试管夹410内，冷却液流经螺旋管道式时吸热或放热，对试管1进行冷却或加热；冷却液回流到冷热元件560时，冷热元件560对冷却进行散热或加热后，泵体550再将冷却液输向螺旋管道，从而对试管1进行持续的冷却或加热，从而控制试管1内样品的温度。

由此，通过这些温度传感器510可以实时监测样本的温度，并将实时温度信息传送给控制器600。控制器600负责监测温度传感器510提供的温度数据，并根据设定的温度参数进行反馈控制。通过控制冷热元件560的工作状态，可以实现样本温度的调节和控制。对于某些实验，样本的温度可能对实验结果产生影响。通过加装控温组件500，可以确保样本在实验过程中始终保持在所需的温度范围内，提高实验的准确性和可重复性。一些样本在特定温度下易于变性或降解。加装控温组件500可以保持样本的原有特性和稳定性。

此外，在某些实验中，样本的温度可以影响反应速率。通过控制样本的温度，可以加速或减缓反应过程，从而提高实验的效率。不同实验也可能对样本温度有不同要求。加装控温组件500可以根据实验的需要，灵活调节样本的温度，适应不同实验的要求。通过温度传感器510和控制器600配合，根据实际温度情况调控温度，实现对样本温度的自动调节和监控，减少操作人员的手动干预，提高实验的稳定性和可靠性。

在上述技术方案中，换热介质还可以为空气，换热管道530上开设有多个排气孔540，排气孔540朝向试管夹410内侧设置。被冷热元件560加热或冷却后的空气，直接通过排气孔540喷向试管1表面，提高换热器的换热效率，降低控温组件500的能耗。通过直接喷向试管1表面的加热或冷却空气，可以实现对试管1温度的快速响应。温度调节更为迅速，有助于节省实验时间。换热管道530将空气均匀喷向试管1表面，确保样本得到均匀加热或冷却，避免样本中心温度与表面温度的不均匀性，提高实验的准确性。通过控制换热管道530内空气的温度和流量，可以精确地控制试管1的温度，确保实验的可重复性和稳定性。

可以想到的是，换热器还可以为半导体制冷片，半导体制冷片设置在试管夹410上。半导体制冷片同样能够实现对试管1的加热和冷却，且半导体制冷片所占体积较小，便于加装在试管夹410上。

在本发明的另外一些具体实施例中，控温组件500包括：温度传感器510和换热器，温度传感器510和换热器均与控制器600电连接，温度传感器510设置在设在试管夹410的内壁上，温度传感器510用于检测试管1的温度，换热器设置在试管夹410上，换热器用于加热试管1。换热器为电热圈，电热圈呈螺旋状设置在试管夹410内。电热圈的结构简单，且温度可控，能够方便地对试管1进行加热。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。