[发明专利]单轴控制自动定位定量注入机构

说明书

技术领域

本发明涉及试剂自动定量注入机构领域，具体而言，本发明提供了一种单轴控制的可以纵向定位的自动定量注入机构。

背景技术

几乎在所有生化反应中都需要定量添加试剂，因此生化反应仪器设备中的自动进样功能就很必要，然而针对不同样品进行注入时，注射针管的插入深度往往不一样，很多时候还需要进行精确控制，即进行定深度插入然后定量注入，注入完成后自动完成拔出操作。同样，在对人体或者动物进行注入时，也需要先插入再注入的流程，并且插入深度和注入量必须可控，如果用机构代替人类实现自动注入功能，那么操作流程最好符合人的操作流程，即定位插入、定量注入和自动拔出。

现有技术中往往通过两种运动机构来实现先插入再注入的功能，即插入和注入分别控制，这样往往增加了设备和运动的复杂性。

基于此背景，本发明利用两组弹簧的刚度差创造性地实现了单轴运动控制的先插入再注入的功能，再利用定位盘与针管套筒距离的可调控性实现了纵向距离的精确定位功能。

发明内容

本发明的目的是针对自动注入机构提供一种单轴控制的纵向定位自动定量注入机构。

一种单轴控制自动定位定量注入机构，包括刚性压头1、压头套管2、压头弹簧3、针管弹簧4、针管套筒5、推杆6、定位盘7、针管8。

所述带有台肩的刚性压头1通过劲度系数为k1的压头弹簧3作用悬置于压头套管2内，压头弹簧3套在刚性压头1下部，压头弹簧3上端与刚性压头1台肩顶靠，下端与压头套管2底端顶靠；刚性压头1台肩与压头套管2内壁间隙配合，刚性压头1可沿压头套管2轴线方向往复运动，压头套管2底端开有适当的端孔，刚性压头1下端通过该端孔伸出。

所述压头套管2下端与针管套筒5上端刚性连接，针管套筒5下端开有适当的端孔并形成适当厚度的环形凸台，针管8下部开有适当厚度和深度的环形凹槽，针管8通过环形凸台和环形凹槽的配合与针管套筒5连接，且针管8上部置于针管套筒5空腔内；所述推杆6采用橡胶等弹性材料制造，其通过与针管8内壁的过盈配合置于针管8的内腔中，推杆6可沿针管8轴线往复运动；推杆6下端与针管8中的试剂接触，上端留有端部台阶以实现限位功能，且上端与刚性压头1底端间留有一定的间距d1。

所述针管套筒5下端置于开有台阶孔的定位盘7中，针管套筒5上套有劲度系数为k2(k1>k2)的针管弹簧4，针管弹簧4上端顶靠针管套筒3上端台肩，下端顶靠定位盘7上端面；针管套筒5外壁与定位盘7台阶孔内壁间隙配合，针管套筒5可沿定位盘7台阶孔轴线往复移动，针管套筒5下端面距台阶孔上台阶面距离为d2，满足d1·k1≥d2·k2；刚性压头1、压头套管2、压头弹簧3、针管弹簧4、针管套筒5、推杆6、针管8构成的组合结构悬置定位盘7中，针管8针头部分通过定位盘7台阶孔下端的预留孔伸出。

该单轴控制的纵向定位自动定量注入机构的工作过程如下：外围设备作用于刚性压头1，刚性压头1通过压头弹簧3和压头套管2将作用力传递给针管套筒5，针管弹簧4在压力作用下收缩；由于压头弹簧3的劲度系数k1大于针管弹簧4的劲度系数k2，故针管套筒5带动针管8沿定位盘7台阶孔轴线方向产生较大位移，直至针管套筒5下行距离d2与定位盘7台阶面接触，完成针头压入过程；通过调节针管套筒5下端面到定位盘7台阶孔上端面的距离d2可以设置针管下行距离，即针头压入深度。

外围设备继续作用于刚性压头1，由于定位盘7台阶孔的限位作用，针管8与定位盘7保持相对静止，而压头弹簧3在刚性压头1的作用力下继续压缩，刚性压头1也沿着压头套管2轴线继续下行直至刚性压头1下端面与推杆6上端面接触，带动推杆6下行来推动针管8内腔中的试剂开始注射过程，注射量由刚性压头1此次下行距离决定。注射完成后，释放刚性压头1，刚性压头1和针管8在压头弹簧3针管弹簧4作用下自行弹回，由于推杆6与针管8的相对位置保持不变，下次继续注射时，注射量只需在此次位移上增加相应位移即可控制，无需重新矫正。

本发明利用两组弹簧的刚度差创造性地实现了单轴运动控制的先插入再注入的功能；同时利用定位盘与针管套筒距离的可调控性实现了纵向距离的精确定位；更重要的是，该机构在整个注入过程中只需要单轴运动控制便可实现，这使得该机构方便移植于其它仪器设备上，控制简单可靠。

附图说明

图1表示的是该自动定位定量注入机构的整体剖视图。

图2表示的是实施例的轴测图。

图3表示的是实施例的俯视图。

图4表示的是实施例的局部剖视图。