自动化安全锁合的生物医学试样实验装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种自动化安全锁合的生物医学试样实验装置及使用方法。

背景技术

当前市场上缺少小型自动化生物医学实验装置。目前市面上关于生物医学实验安全锁合反应装置从自动化水平上分为纯机械化、半自动化及全自动化。体型上多为圆筒型。在生物医学实验中，如免疫组化实验反应中会产生气体，由于实验时内部产生高压气体使得如何实现自动化安全锁合变得困难。纯机械化的实验反应装置可以实现安全锁合方式，但是自动化水平低，在面对小型多样本实验情况下，在效率上就会比较低下。半自动化实验反应装置多用电机控制简单的上下动作，在关键的实验反应装置所需的安全锁合方面多采用人工的干预，如加螺栓拧紧、翻折锁扣等。全自动化生物医学实验反应能够实现人工最小的投入，同时兼顾安全锁合，达到人工加料（放置完试验样品）后自动合盖、锁合、内部高压气体自动排出以及反应完成开盖动作。但是目前市面上关于全自动反应装置功能结构复杂，且多为大型实验装置，造价昂贵。在面对小型生物医学实验反应实验时显得大材小用、资源浪费。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于小型生物医学实验的自动化安全锁合的生物医学试样实验装置及使用方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种自动化安全锁合的生物医学试样实验装置，包括机架、安装在机架下部的反应箱体，所述反应箱体上箱盖设有箱盖，机架上端安装有驱动箱盖升降以开闭反应箱体的升降机构，所述箱盖中部竖直安装有锁合电机，锁合电机的输出轴上安装有齿轮，箱盖上于齿轮前后两侧均沿横向设置有齿条，齿条与箱盖滑动配合，箱盖下侧面嵌装有压力传感器A，齿条外端设置有楔形部，机架左右两侧于箱盖与反应箱体盖合位置均安装有与楔形部相配合的锁合组件；

所述锁合组件包括基座、由上至下依次连接螺母旋钮、压力传感器B、弹簧、楔块，螺母旋钮套设在基座上端并与之螺纹配合，楔块套设在基座下端，楔块下侧面下端位于基座下方，楔块下侧面开设有与楔形部相配合的斜面；

所述机架上安装有控制器，压力传感器A、压力传感器B、升降机构、锁合电机均与控制器电性连接。

进一步的，所述箱盖上开设有两个竖向贯通孔，一个竖向贯通孔内安装有气压传感器、另一个竖向贯通孔上安装有电磁排气阀，电磁排气阀、气压传感器均与控制器电性连接。

进一步的，所述升降机构包括左右对称设置的两个贯通式直线丝杆步进电机，贯通式直线丝杆步进电机的丝杆下端经轴承座安装箱盖上。

进一步的，所述机架上安装有控制升降机构工作的按钮，按钮与控制器电性连接。

进一步的，所述机架上安装有与控制器电性连接的通电接口。

进一步的，所述左右两侧沿竖向设置有导向凸部，箱盖左右端部设置有容纳同侧导向凸部的竖导槽。

进一步的，所述箱盖下侧面安装有密封圈。

进一步的，所述箱盖下侧面中部设置有用于安装试验载台的安装座。

进一步的，所述齿条安装在横向滑轨上，齿条与横向滑轨滑动配合，横向滑轨固定安装在箱盖上。

一种自动化安全锁合的生物医学试样实验装置的使用方法：通电后进行实验，控制升降机构带动箱盖下降，使箱盖盖设在反应箱体上端将反应箱体封闭，当压力传感器A测得达到指定压力后，升降机构停止；随后，锁合电机驱动齿轮转动，齿轮驱动齿条水平向外运动，齿条外端设置有楔形部与锁合组件的楔块接触，并带动楔块上移，当压力传感器B测得达到指定压力后，锁合电机停止，此时，齿条外端的楔形部和楔块配锁合；实验完成后，控制锁合电机反转，齿轮驱动齿条水平向内运动，使楔形部锁合组件分离，随后，控制升降机构带动箱盖上升，将反应箱体打开，完成一次操作实验。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，成本低，操作使用方便，锁和自动化，适用于多场合小型生物医学实验反应，锁和结构机械化程度高，不易损坏，方便维护。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本装置的结构示意图。

图2为本装置的结构剖视图。

图3是本装置齿轮齿条传动结构示意图。

图4为锁合组件的结构示意图。

图中：1-机架；101-导向凸部；2-反应箱体；3-箱盖；301-竖导槽；4-升降机构；401-贯通式直线丝杆步进电机；402-丝杆；5-锁合电机；6-锁合组件；601-基座；602-螺母旋钮；603-压力传感器B；604-弹簧；605-楔块；7-试验载台；8-安装座；9-密封圈；10-齿轮；11-齿条；1101-楔形部；12-横向滑轨；13-轴承座；14-气压传感器；15-电磁排气阀；16-压力传感器A。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-4所示，一种自动化安全锁合的生物医学试样实验装置，包括机架1、安装在机架下部的反应箱体2，所述反应箱体上箱盖设有箱盖3，机架上端安装有驱动箱盖升降以开闭反应箱体的升降机构4，所述箱盖中部竖直安装有锁合电机5，锁合电机的输出轴上安装有齿轮10，箱盖上于齿轮前后两侧均沿横向设置有齿条11，齿条与箱盖滑动配合，箱盖下侧面嵌装有压力传感器A16，齿条外端设置有楔形部1101，机架左右两侧于箱盖与反应箱体盖合位置均安装有与楔形部相配合的锁合组件6；

所述锁合组件包括基座601、由上至下依次连接螺母旋钮602、压力传感器B603、弹簧604、楔块605，螺母旋钮套设在基座上端并与之螺纹配合，楔块套设在基座下端，楔块下侧面下端位于基座下方，楔块下侧面开设有与楔形部相配合的斜面，考虑到长期使用反应容器的密封性差，锁合组件通过螺母旋钮可实现调节楔块高度，从而间接调节楔块通过齿条外端楔形部的挤压力，实现增强密封；

所述机架上安装有控制器，压力传感器A、压力传感器B、升降机构、锁合电机均与控制器电性连接；

本装置通过端盖位置的压力传感器A采集接触压力实现自动化合盖，采用锁合电机驱动齿轮带动齿条移动，齿条的楔形部与锁合组件底端的楔块相配合，通过螺母旋钮，检测作用在于旋钮底端压力传感器B的压力是否达到设定值从而控制齿轮电机启停，进而实现锁和自动化。

在本实施例中，所述箱盖上开设有两个竖向贯通孔，一个竖向贯通孔内安装有气压传感器14、另一个竖向贯通孔上安装有电磁排气阀15，电磁排气阀、气压传感器均与控制器电性连接，实验反应过程中，内部产生高压气体，当气压传感器检测到压力过高时，启动电磁排气阀实现安全泄压。

在本实施例中，所述升降机构包括左右对称设置的两个贯通式直线丝杆步进电机401，贯通式直线丝杆步进电机的丝杆402下端经轴承座13安装箱盖上。

在本实施例中，所述机架上安装有控制升降机构工作的按钮，按钮与控制器电性连接。

在本实施例中，所述机架上安装有与控制器电性连接的通电接口。

在本实施例中，所述左右两侧沿竖向设置有导向凸部101，箱盖左右端部设置有容纳同侧导向凸部的竖导槽301。

在本实施例中，所述箱盖下侧面安装有密封圈9。

在本实施例中，所述箱盖下侧面中部设置有用于安装试验载台的安装座8，试验载台7经螺栓与安装座连接。

在本实施例中，所述齿条安装在横向滑轨12上，齿条与横向滑轨滑动配合，横向滑轨固定安装在箱盖上。

一种自动化安全锁合的生物医学试样实验装置的使用方法：通电后进行实验，控制升降机构带动箱盖下降，使箱盖盖设在反应箱体上端将反应箱体封闭，当压力传感器A测得达到指定压力后，升降机构停止；随后，锁合电机驱动齿轮转动，齿轮驱动齿条水平向外运动，齿条外端设置有楔形部与锁合组件的楔块接触，并带动楔块上移，当压力传感器B测得达到指定压力后，锁合电机停止，此时，齿条外端的楔形部和楔块配锁合；实验完成后，控制锁合电机反转，齿轮驱动齿条水平向内运动，使楔形部锁合组件分离，随后，控制升降机构带动箱盖上升，将反应箱体打开，完成一次操作实验。

本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”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专利，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专利的限制。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。