[發明專利]一種具有擴張功能的微納操作裝置及方法

在審

• 申請號: 202011468663.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112545582A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 崔良玉;胡高峰;韓建鑫;靳剛;李占杰
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學（中國職業培訓指導教師進修中心）
• 主分類號: A61B10/04
• 分類號: A61B10/04;A61B17/02;A61B17/34;A61B34/30
• 代理公司: 天津市弘知遠洋知識產權代理有限公司 12238
• 代理人: 楊闖

1.一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，包括柔性鉸鏈機械臂（1），所述柔性鉸鏈機械臂（1）的頂部固定連接有主動塊（2），所述主動塊（2）的上方固定連接有被動塊（4），所述主動塊（2）與被動塊（4）之間設置有安裝槽（5），所述安裝槽（5）的內部固定連接有柔性框（3），所述柔性框（3）的內部活動連接有第一壓電陶瓷驅動器（6），所述柔性框（3）內壁的兩側均固定連接有限位框（8），所述第一壓電陶瓷驅動器（6）位于限位框（8）的內部，所述主動塊（2）的底部活動連接有第二壓電陶瓷驅動器（7），所述柔性鉸鏈機械臂（1）的內底壁固定連接有固定框（13），所述第二壓電陶瓷驅動器（7）的底端位于固定框（13）的內部，所述固定框（13）內壁的兩側均開設有固定槽（16），所述固定槽（16）的內部活動連接有活動塊（11），所述固定框（13）的兩側均螺紋連接有螺紋桿（17），所述螺紋桿（17）的一端延伸至活動塊（11）的外側，所述活動塊（11）的內側與第二壓電陶瓷驅動器（7）接觸，所述柔性鉸鏈機械臂（1）正面底部的兩側均開設有螺栓孔（20）。

2.如權利要求1所述的一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，所述限位框（8）的頂部和底部均固定連接有安裝塊（9），所述安裝塊（9）的一側螺紋連接有固定螺栓（10），所述柔性框（3）與限位框（8）之間通過固定螺栓（10）固定連接。

3.如權利要求1所述的一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，所述活動塊（11）的內側固定連接有防滑墊（14），所述防滑墊（14）的內側與第二壓電陶瓷驅動器（7）接觸。

4.如權利要求1所述的一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，所述活動塊（11）的外側固定連接有軸承（15），所述螺紋桿（17）的一端與軸承（15）的內圈固定連接。

5.如權利要求1所述的一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，所述螺紋桿（17）的一端并位于固定框（13）的外側固定連接有借力塊（12），所述借力塊（12）的外側固定連接有凸塊。

6.如權利要求1所述的一種具有擴張功能的微納操作裝置，其特征在于，所述活動塊（11）的頂部和底部均固定連接有滑塊（19），所述固定槽（16）的內壁開設有與滑塊（19）對應的滑槽（18），所述滑塊（19）滑動連接于滑槽（18）的內部。

7.一種具有擴張功能的微納操作裝置的操作方法，其特征在于，具體步驟如下：

S1：采用線切割工藝將柔性鉸鏈機械臂（1）、主動塊（2）、柔性框（3）和被動塊（4）制造完成；

S2：通過固定螺栓（10）將限位框（8）安裝在柔性框（3）的內側，再將第一壓電陶瓷驅動器（6）安裝在限位框（8）的內部；

S3：將第二壓電陶瓷驅動器（7）安裝在固定框（13）的內部，此時手動轉動螺紋桿（17），通過螺紋桿（17）帶動活動塊（11）向內側移動，通過活動塊（11）對第二壓電陶瓷驅動器（7）進行限位；

S4：工作時，第二壓電陶瓷驅動器（7）在電壓作用下伸長，推動主動塊（2）向前運動，實現末端的穿刺功能；

S5：然后第一壓電陶瓷驅動器（6）在電壓作用下伸長，帶動被動塊（4）向上運動，帶動柔性鉸鏈機械臂（1）的末端向兩側擴張用于微組織取樣過程中的微納操作，如細胞組織的摘取，需要通過穿刺與擴張將目標細胞周圍組織扒開，再通過其他微操作器進行取樣；

S6：當需要對第二壓電陶瓷驅動器（7）和第一壓電陶瓷驅動器（6）進行拆除時，反之上述操作即可。