[發明專利]單軸控制自動定位定量注入機構

在審

• 申請號: 201710573123.8
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107569746A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 苑偉政;何洋;呂湘連;周興攀;曹小寶;盧宇超;耶方明;王圣坤;楊儒元;常洪龍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: A61M5/20
• 分類號: A61M5/20;A61D7/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及試劑自動定量注入機構領域，具體而言，本發明提供了一種單軸控制的可以縱向定位的自動定量注入機構。

背景技術

幾乎在所有生化反應中都需要定量添加試劑，因此生化反應儀器設備中的自動進樣功能就很必要，然而針對不同樣品進行注入時，注射針管的插入深度往往不一樣，很多時候還需要進行精確控制，即進行定深度插入然后定量注入，注入完成后自動完成拔出操作。同樣，在對人體或者動物進行注入時，也需要先插入再注入的流程，并且插入深度和注入量必須可控，如果用機構代替人類實現自動注入功能，那么操作流程最好符合人的操作流程，即定位插入、定量注入和自動拔出。

現有技術中往往通過兩種運動機構來實現先插入再注入的功能，即插入和注入分別控制，這樣往往增加了設備和運動的復雜性。

基于此背景，本發明利用兩組彈簧的剛度差創造性地實現了單軸運動控制的先插入再注入的功能，再利用定位盤與針管套筒距離的可調控性實現了縱向距離的精確定位功能。

發明內容

本發明的目的是針對自動注入機構提供一種單軸控制的縱向定位自動定量注入機構。

一種單軸控制自動定位定量注入機構，包括剛性壓頭1、壓頭套管2、壓頭彈簧3、針管彈簧4、針管套筒5、推桿6、定位盤7、針管8。

所述帶有臺肩的剛性壓頭1通過勁度系數為k1的壓頭彈簧3作用懸置于壓頭套管2內，壓頭彈簧3套在剛性壓頭1下部，壓頭彈簧3上端與剛性壓頭1臺肩頂靠，下端與壓頭套管2底端頂靠；剛性壓頭1臺肩與壓頭套管2內壁間隙配合，剛性壓頭1可沿壓頭套管2軸線方向往復運動，壓頭套管2底端開有適當的端孔，剛性壓頭1下端通過該端孔伸出。

所述壓頭套管2下端與針管套筒5上端剛性連接，針管套筒5下端開有適當的端孔并形成適當厚度的環形凸臺，針管8下部開有適當厚度和深度的環形凹槽，針管8通過環形凸臺和環形凹槽的配合與針管套筒5連接，且針管8上部置于針管套筒5空腔內；所述推桿6采用橡膠等彈性材料制造，其通過與針管8內壁的過盈配合置于針管8的內腔中，推桿6可沿針管8軸線往復運動；推桿6下端與針管8中的試劑接觸，上端留有端部臺階以實現限位功能，且上端與剛性壓頭1底端間留有一定的間距d1。

所述針管套筒5下端置于開有臺階孔的定位盤7中，針管套筒5上套有勁度系數為k2(k1>k2)的針管彈簧4，針管彈簧4上端頂靠針管套筒3上端臺肩，下端頂靠定位盤7上端面；針管套筒5外壁與定位盤7臺階孔內壁間隙配合，針管套筒5可沿定位盤7臺階孔軸線往復移動，針管套筒5下端面距臺階孔上臺階面距離為d2，滿足d1·k1≥d2·k2；剛性壓頭1、壓頭套管2、壓頭彈簧3、針管彈簧4、針管套筒5、推桿6、針管8構成的組合結構懸置定位盤7中，針管8針頭部分通過定位盤7臺階孔下端的預留孔伸出。

該單軸控制的縱向定位自動定量注入機構的工作過程如下：外圍設備作用于剛性壓頭1，剛性壓頭1通過壓頭彈簧3和壓頭套管2將作用力傳遞給針管套筒5，針管彈簧4在壓力作用下收縮；由于壓頭彈簧3的勁度系數k1大于針管彈簧4的勁度系數k2，故針管套筒5帶動針管8沿定位盤7臺階孔軸線方向產生較大位移，直至針管套筒5下行距離d2與定位盤7臺階面接觸，完成針頭壓入過程；通過調節針管套筒5下端面到定位盤7臺階孔上端面的距離d2可以設置針管下行距離，即針頭壓入深度。

外圍設備繼續作用于剛性壓頭1，由于定位盤7臺階孔的限位作用，針管8與定位盤7保持相對靜止，而壓頭彈簧3在剛性壓頭1的作用力下繼續壓縮，剛性壓頭1也沿著壓頭套管2軸線繼續下行直至剛性壓頭1下端面與推桿6上端面接觸，帶動推桿6下行來推動針管8內腔中的試劑開始注射過程，注射量由剛性壓頭1此次下行距離決定。注射完成后，釋放剛性壓頭1，剛性壓頭1和針管8在壓頭彈簧3針管彈簧4作用下自行彈回，由于推桿6與針管8的相對位置保持不變，下次繼續注射時，注射量只需在此次位移上增加相應位移即可控制，無需重新矯正。

本發明利用兩組彈簧的剛度差創造性地實現了單軸運動控制的先插入再注入的功能；同時利用定位盤與針管套筒距離的可調控性實現了縱向距離的精確定位；更重要的是，該機構在整個注入過程中只需要單軸運動控制便可實現，這使得該機構方便移植于其它儀器設備上，控制簡單可靠。

附圖說明

圖1表示的是該自動定位定量注入機構的整體剖視圖。

圖2表示的是實施例的軸測圖。

圖3表示的是實施例的俯視圖。

圖4表示的是實施例的局部剖視圖。