CN107817218B - 全自动化显微镜连续检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动显微镜连续检测系统，含有显微镜检测装置和控制系统，还含有平片移送装置、刮片移送装置和取样加样驱动装置及辅助装置。平片移送装置是沿纵向移动夹持机构将平玻璃载片从净片供给装置取出，并在加样和刮平后操作后，横移至显微镜检测装置区域通过显微镜检测装置对平玻璃载片上的样品进行检测并记录。刮片移送装置和取样加样驱动装置固定在同一个组合架上并同步横移。辅助装置依次设置在组合架的一侧。本发明实现从取样、加样、取刮片、涂片和转移检测及复位的一系列协调同步自动化操作功能。以及对被检物成像进行图像处理、检测识别的计算机，实现了对被检物的全自动检测识别。

Description

全自动化显微镜连续检测系统

技术领域：

本发明属于医疗用显微检测设备技术领域，具体涉及一种全自动化显微镜连续检测系统。

背景技术：

目前，显微镜已经广泛地应用于医疗、科研和教学等各个方面，尤其是生物医学领域。但目前显微镜的操作使用，以及图像信息的存储、处理、打印等都不是很方便，多数显微镜还只能进行手动操作。近年来，虽然在显微镜的自动化方面有了较大的进展，但显微镜的自动化程度并不是很高。

公开号为CN1553241A的中国发明专利，公开了一种光学自动显微镜，包括一个由目镜、物镜、载物台、聚光镜、照明光源构成的主体显微镜，虽然设置有电动转换器，所述载物台上设有水平横轴电机和水平纵轴电机等部件，但其主要是针对主体显微镜顶的移动结构和控制部分做出改进。该发明的优点是能够实现图像的自动聚焦自动扫描。其缺点是自动化程度不高，不能实现被检物载片的自动移动。

公开号为CN 105988209 A的中国发明专利，公开了一种基于显微镜的全自动检测系统，包括安装在底座上的机械系统、光学显微镜和用于控制机械系统的步进电机的控制系统，还包括安装在光学显微镜机架上的CCD相机，以及位于底座外的计算机。机械系统将被检物涂片移至光学显微镜下，光学显微镜的光源发出的光穿过被检物涂片，经过物镜在CCD相机的电子目镜上聚焦成像，CCD相机将成像的光学信号转化为电信号后传送到计算机进行图像处理及检测。该专利文献仍然是针对显微镜在CCD相机成像方面的技术改进，虽然在一定程度上提高了自动化程度高，降低了人工成本，但在加样和涂片等方面仍然需要人工参与，不能实现自动斜玻片与加样协调同步作业，所以不能实现完全自动化检测的目的。

发明内容：

本发明针对目前现有微生物培养或检测设备存在结构形式单一化，不能实现全面自动检测的问题，提供一种能够全自动化显微镜连续检测系统。

技术方案：一种全自动显微镜连续检测系统，含有设置在底板上的显微镜检测装置和控制系统，取样加样装置和样品及吸嘴盒，还含有斜玻片供给装置、斜玻片移送装置、平载玻片供给装置和平载玻片移送装置。

所述斜玻片移送装置和取样加样装置固定在同一个组合架上并驱动同步横移。

所述斜玻片移送装置包括一个能够使升降滑块一竖向运动的驱动机构一；在升降滑块一的下端安装有一个弹性张开的夹嘴，该夹嘴能够摆动的嘴片上安装有滑轴一，在组合架一侧设置有使滑轴一向下移动后能够靠近组合架进而使夹嘴闭合的导向滑动结构。同时在升降滑块一的下端通过延长杆安装有下压滑轮。

所述斜玻片供给装置包括固定在底板上的轴支座和斜支座，轴支座的上端通过转轴铰接有L型摆杆，L型摆杆的一端与所述升降滑块一传动连接；在所述斜支座的一侧安装有能够沿斜支座平移的斜推板，斜推板与L型摆杆的另一端传动连接；在所述斜支座上固定有斜玻片叠放盒，所述斜推板的下侧位于斜玻片叠放盒的底部，斜推板向上平移时能够将斜玻片叠放盒底层的斜玻片向上推出，使底层斜玻片推入所述夹嘴位置。

所述平载玻片移送装置包括纵移机构和在纵移机构基础上的横移机构，在所述横移机构的前端下侧固定有支座，支座上安装有一个弹性闭合的卡嘴，在底板上位于平载玻片移送装置下方设置有取片支撑压块，在废片回收和位置设置有卸片支撑压块，所述卡嘴与取片支撑压块和卸片支撑压块接触后能够使卡嘴张开。

所述平载玻片供给装置包括固定在底座上的平载玻片叠放盒，平载玻片叠放盒的下端开口并设置有能够前后平移的推送板，该推送板与传动机构连接实现前后平移推送过程；在推送板上侧设置有推送凹槽，位于平载玻片叠放盒内的平载玻片能够落入推送凹槽内,推送凹槽将平载玻片推送至所述卡嘴位置。

所述平载玻片移送装置是沿纵向移动，利用夹持机构（卡嘴）将平玻璃载片从平载玻片供给装置取出，并在加样和刮平后操作后，横移至显微镜检测装置区域通过显微镜检测装置对平玻璃载片上的样品进行检测并记录，然后再返回卸下平玻璃载片并复位；所述斜玻片移送装置和取样加样装置同步运动，两者与斜玻片供给装置和平载玻片供给装置以及废片回收盒和样品及吸嘴盒之间存在以下配合关系：（1）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于斜玻片供给装置和平载玻片供给装置上侧时，斜玻片移送装置下移到位置B取斜玻片，取样加样装置对平玻璃载片加样；（2）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于平载玻片供给装置和废片回收盒上方时，斜玻片移送装置将斜玻片下继续移到位置C压在平玻璃载片一端，待所述平载玻片移送装置将平玻璃载片沿纵向拉动后使平玻璃载片上的样品被刮平，此时取样加样装置将加样后的吸嘴退去；（3）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于废片回收盒和样品及吸嘴盒上方时，斜玻片移送装置上移到位置A退掉斜玻片，取样加样装置插装吸嘴并吸取样品；以上（1）-（3）往复循环。

所述平载玻片移送装置包括两条平行固定在底板上的纵滑道，在两条纵滑道上分别安装有纵滑块，两纵滑块上固定有横滑道，设置有使纵滑块在纵滑道上运动的纵向驱动机构，在所述横滑道上安装有横滑块，设置有使横滑块在横滑道上运动的横向驱动机构；在所述横滑块的前端下侧固定有支座，支座上通过销轴铰接有L形的卡嘴，L形的卡嘴的上侧伸出横滑块的上侧，并设置有保持卡嘴与横滑块保持压紧的弹簧或扭簧。

所述斜玻片移送装置包括固定在组合架上的取斜玻片升降电机，其转轴安装有主动带轮一，组合架上固定有轴套一，轴套一内安装有竖向转轴一，竖向转轴一的上端安装有从动带轮一，所述主动带轮一与从动带轮一通过皮带传动；在所述竖向转轴一的下端螺纹连接有升降滑块一，在所述竖向滑块一的下端固定有斜撑板，并在斜撑板的下侧通过销轴铰接有斜压板，斜压板受弹簧或扭簧的压力保持与斜撑板有远离趋势；同时在组合架上平行固定有滑道；在所述斜压板的两侧对称安装有滑轴一，各滑轴一匹配安装于对应的滑道内；所述滑道包括光滑过渡的上段和下段，两段都与组合架平行，但下段距离组合架的宽度d1小于上段距离组合架的宽度d2。

所述取样加样装置包括固定在组合架上的取样升降电机，其转轴安装有主动带轮二，组合架上固定有轴套二，轴套二内安装有竖向转轴二，竖向转轴二的上端安装有从动带轮二，所述主动带轮二与从动带轮二通过皮带传动；在所述竖向转轴二的下端螺纹连接有升降滑块二，在所述竖向滑块二的下端固定有取样机构。

在所述推送凹槽内设置有柔性的缓冲层。

本发明具有如下有益效果：本发明是在现有光学显微镜成像技术和自动控制系统的基础上，采用平载玻片移送装置、斜玻片移送装置和取样加样装置以及其他辅助装置相结合，实现从取样、加样、取斜玻片、涂片和转移检测及复位的一系列协调同步自动化操作功能。以及对被检物成像进行图像处理、检测识别的计算机，实现了对被检物的全自动检测识别。本发明自动化程度高，大大简化了检测程序，降低了因人工成本和操作失误问题，提高了检测速度和效率，改善医疗检测环境。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是图1的内部结构示意图之一。

图3是图2的俯视图。

图4是图3中平载玻片移送装置的运动关系示意图。

图5是图3中组合架携带斜玻片移送装置和取样加样装置的运动关系示意图。

图6是斜玻片操作机构示意图。

图7是图6的侧面结构示意图。

图8是平载玻片移送机构示意图。

图9是图8的俯视结构示意图。

图10是图8的侧面结构示意图。

图11是图1的内部结构示意图之二。

图12是平载玻片缓冲结构示意图。

图13是斜玻片移送装置与斜玻片供给装置配合工作的初始状态示意图。

图14是斜玻片移送装置与斜玻片供给装置配合工作的终止状态示意图。

图15是平载玻片移送装置与平载玻片供给装置配合工作状态示意图。

图16是图15的立体示意图。

图中标号1为外壳，2为底板，3为平载玻片移送装置，301为横滑道，302为右侧纵滑块，303为右侧纵滑道，304为左侧纵滑块，305为左侧纵滑道，306为横移驱动电机，307为横移主动带轮，308为横移从动带轮，309为横向皮带，310为纵移驱动电机，311为纵移主动带轮，312为固定板一，313为纵移从动带轮，314为横滑块，315为支座，316为卡嘴，317为销轴，318为柔性垫块一，319a为取片支撑压块，319b为卸片支撑压块，320为纵向皮带，321为固定板二，4为组合架横移驱动装置，401为固定立板及横滑道，402为L型组合架，403为驱动电机，404为主动带轮，405为从动带轮，406为皮带，5为取样加样装置，501为取样升降电机，502为主动带轮二，503为从动带轮二，504为皮带，505为轴套二，506为竖向转轴二，507为升降滑块二，508为固定座，509为取样机构，510为吸嘴，6为斜玻片移送装置，601为取斜玻片升降电机，602为主动带轮一，603为从动带轮一，604为皮带，605为竖转轴一，606为滑道支架，607为滑道，608为升降滑块一，609为滑轴一，610为斜压板，611为斜撑板，612为轴套一，613为销轴，614为柔性垫块二，615为延长杆，616为下压滑轮，7为斜玻片供给装置，701为轴支座，702为转轴，703为L型摆杆，704为滑动斜面，705为导向孔，706为斜支座，707为滑轴二，708为斜推板，709为斜玻片叠放盒，8为平载玻片供给装置，801为平载玻片叠放盒，802为推送板，803为推送凹槽，804为缓冲垫，805为螺纹滑块，806为螺杆，807为电机；9为样品及吸嘴盒，10为废片回收盒，11为电路板，12为显微镜检测装置，13为平玻璃载片，14为斜玻片。

具体实施方式：

全自动显微镜连续检测系统的外观如图1所示，含有外壳1和操作窗口。其内部结构如图2所示，主要部分是在底板2上设置有平载玻片移送装置3、平载玻片供给装置8、斜玻片移送装置6和斜玻片供给装置。以及取样加样装置5、废片回收盒10和样品及吸嘴盒9，显微镜检测装置12、电路板11和控制系统等。

由图4可见，平载玻片移送装置3是沿纵向移动，利用夹持机构将平玻璃载片13从平载玻片供给装置8取出，并在加样和刮平后操作后，横移至显微镜检测装置12区域通过显微镜检测装置12对平玻璃载片13上的样品进行检测并记录，然后再返回卸下平玻璃载片13并复位。

具体结构参见图9、图10和图11可知，平载玻片移送装置3包括两条平行固定在底板2上的纵滑道，滑道的两端分别安装在固定板一和固定板二上，设置有使纵滑块在纵滑道上运动的纵向驱动机构。具体地，在固定板一上安装有纵向从动带轮，在固定板二上安装有纵向驱动电机，其转轴上安装有纵向主动带轮，纵向主动带轮和纵向从动带轮上套装有环形纵向皮带。

在两条所述纵滑道上分别安装有纵滑块，两侧的纵滑块分别与对应的纵向皮带固定在一起，从而在纵向皮带转动时能够带动纵滑块移动。

同时，在两纵滑块上固定有横滑道，设置有使横滑块在横滑道上运动的横向驱动机构。具体地，在两个纵滑块上分别安装有横移驱动电机和横向从动带轮，横移驱动电机的转轴上安装有横向主动带轮，横向主动带轮与横向从动带轮上套装有环形横向皮带。

在横滑道上安装有横滑块，横滑块与横向皮带固定在一起，从而在横向皮带转动时能够带动横滑块移动。

由图11可以看出，在所述横滑块的前端下侧固定有支座，支座上通过销轴铰接有L形的卡嘴，L形的卡嘴的上侧伸出横滑块的上侧，并设置有保持卡嘴与横滑块保持压紧的弹簧或扭簧。当纵滑块向前推进后，驱动横滑道和横滑块二起向前移动，当L形的卡嘴接触到取片支撑压块319a或卸片支撑压块319b时，L形的卡嘴自动张开，以便于取平玻璃载片13或者卸下平玻璃载片13。取片支撑压块319a和卸片支撑压块319b的结构和作用相同，但横向位置不同。当横滑块沿横向移动后，可以选择与取片支撑压块319a或卸片支撑压块319b接触实现其功能。

由15和图16可见，平载玻片供给装置包括固定在底座上的平载玻片叠放盒，平载玻片叠放盒的下端开口并设置有能够前后平移的推送板，该推送板与传动机构连接实现前后平移推送过程；在推送板上侧设置有推送凹槽，位于平载玻片叠放盒内的平载玻片能够落入推送凹槽内。在所述推送板底部固定有螺母滑块，螺母滑块的螺纹孔内安装有螺杆，螺杆与电机的转轴连接，螺母滑块还设置有水平孔并套装有固定在底座上的平移导向杆。

由图5和图6可见，斜玻片移送装置6和取样加样装置5固定在同一个L型组合架402上并同步横移。驱动L型组合架402沿横向运动的组合架横移驱动装置4，包括一组设置在底板2上的固定立板及横滑道，驱动电机固定在固定立板的一端，该驱动电机转轴上安装有主动带轮，固定立板的另一端安装有从动带轮，主动带轮和从动带轮上环绕有皮带，所述L型组合架402安装在横滑道上并能够滑道，L型组合架402又固定在皮带上。从而当驱动电机在驱动皮带转动时，能够带动L型组合架402进行横向往复运动。

由图13和图14可见，斜玻片供给装置包括固定在底板上的轴支座和斜支座，轴支座的上端通过转轴铰接有L型摆杆，L型摆杆的一端设置有滑动斜面，该滑动斜面与所述下压滑轮配合滑动，L型摆杆的另一端设置有导向孔；在所述斜支座的一侧安装有能够沿斜支座平移的斜推板，斜推板的一侧安装有滑轴二，该滑轴二匹配套装于所述导向孔内；在所述斜支座上固定有斜玻片叠放盒，所述斜推板的下侧位于斜玻片叠放盒的底部。

本发明中的样品及吸嘴盒9，以及显微镜检测装置12和控制系统均采用公知技术实现。其中显微镜检测装置12包括对平载玻片染色、烘干、拍照和显微检测等过程。

参见图5，斜玻片移送装置6和取样加样装置5与辅助装置包括以下配合关系：（1）斜玻片移送装置6和取样加样装置5同时位于斜玻片供给装置7和平载玻片供给装置8上侧时，斜玻片移送装置6下移动到位置B取斜玻片，取样加样装置5对平玻璃载片13加样；（2）斜玻片移送装置6和取样加样装置5同时位于平载玻片供给装置8和废片回收盒10上方时，斜玻片移送装置6将斜玻片继续向下移动到位置C后，压在平玻璃载片13一端，待所述平载玻片移送装置3将平玻璃载片13沿纵向拉动后使平玻璃载片13上的样品被刮平（涂片），此时取样加样装置5将加样后的吸嘴退去；（3）斜玻片移送装置6和取样加样装置5同时位于废片回收盒10和样品及吸嘴盒9上方时，斜玻片移送装置6向上移动到位置A即可退掉斜玻片，取样加样装置5插装吸嘴并吸取样品。以上（1）-（3）往复循环。其中位置A高于位置B，位置B高于位置C。

取样加样装置5的具体结构参见图6，包括固定在组合架上的取样升降电机，其转轴安装有主动带轮二，组合架上固定有轴套二，轴套二内安装有竖向转轴二，竖向转轴二的上端安装有从动带轮二，所述主动带轮二与从动带轮二通过皮带传动；在所述竖向转轴二的下端螺纹连接有升降滑块二，在所述竖向滑块二的下端固定有取样机构。取样机构为目前常用的液体取样机构，其结构和工作原理不详述。取样机构的伸缩管下端安装吸嘴后再移动吸取样品的过程也为公知技术，不详述。

斜玻片移送装置6参见图7和图8，包括固定在组合架上的取斜玻片升降电机，其转轴安装有主动带轮一，组合架上固定有轴套一，轴套一内安装有竖向转轴一，竖向转轴一的上端安装有从动带轮一，所述主动带轮一与从动带轮一通过皮带传动；在所述竖向转轴一的下端螺纹连接有升降滑块一，在所述竖向滑块一的下端固定有斜撑板，并在斜撑板的下侧通过销轴铰接有斜压板，斜压板受弹簧或扭簧的压力保持与斜撑板有远离趋势；同时在组合架上平行固定有滑道；在所述斜压板的两侧对称安装有滑轴一，各滑轴一匹配安装于对应的滑道内；所述滑道包括光滑过渡的上段和下段，两段都与组合架平行，但下段距离组合架的宽度d1小于上段距离组合架的宽度d2。从而，当滑轴一向下移动时，其位于滑道的下段，距离组合架较近，能够迫使斜压板向斜撑板靠近，实现夹紧斜玻片的操作过程。当滑轴一向上移动时，其位于滑道的上段，距离组合架较远，能够释放斜压板，使斜压板远离斜撑板，实现释放斜玻片的操作过程。

为了达到缓冲和不伤害平玻璃载片13的目的，可以在平玻璃载片13的下方的支撑面区域设置有柔性缓冲层，或者弹性缓冲机构。以及在所述L形的卡嘴内侧设置有柔性垫块一。在所述斜压板的内侧设置有柔性垫块二。

Claims (5)

1.一种全自动显微镜连续检测系统，含有设置在底板上的显微镜检测装置和控制系统，取样加样装置和样品及吸嘴盒，其特征是：还含有斜玻片供给装置、斜玻片移送装置、平载玻片供给装置和平载玻片移送装置；

所述斜玻片移送装置和取样加样装置固定在同一个组合架上并驱动同步横移；

所述斜玻片移送装置包括一个能够使升降滑块一竖向运动的驱动机构；在升降滑块一的下端安装有一个弹性张开的夹嘴，该夹嘴能够摆动的嘴片上安装有滑轴一，在组合架一侧设置有使滑轴一向下移动后能够靠近组合架进而使夹嘴闭合的导向滑动结构；

所述斜玻片供给装置包括固定在底板上的轴支座和斜支座，轴支座的上端通过转轴铰接有L型摆杆，L型摆杆的一端与所述升降滑块一传动连接；在所述斜支座的一侧安装有能够沿斜支座平移的斜推板，斜推板与L型摆杆的另一端传动连接；在所述斜支座上固定有斜玻片叠放盒，所述斜推板的下侧位于斜玻片叠放盒的底部，斜推板向上平移时能够将斜玻片叠放盒底层的斜玻片向上推出，使底层斜玻片推入所述夹嘴位置；

所述平载玻片移送装置包括纵移机构和在纵移机构基础上的横移机构，在所述横移机构的前端下侧固定有支座，支座上安装有一个弹性闭合的卡嘴，在底板上位于平载玻片移送装置下方设置有取片支撑压块，在废片回收盒位置设置有卸片支撑压块，所述卡嘴与取片支撑压块和卸片支撑压块接触后能够使卡嘴张开；

所述平载玻片供给装置包括固定在底座上的平载玻片叠放盒，平载玻片叠放盒的下端开口并设置有能够前后平移的推送板，该推送板与传动机构连接实现前后平移推送过程；

在推送板上侧设置有推送凹槽，位于平载玻片叠放盒内的平载玻片能够落入推送凹槽内,推送凹槽将平载玻片推送至所述卡嘴位置；

所述平载玻片移送装置是沿纵向移动，利用卡嘴将平玻璃载片从平载玻片供给装置取出，并在加样和刮平操作后，横移至显微镜检测装置区域通过显微镜检测装置对平玻璃载片上的样品进行检测并记录，然后再返回卸下平玻璃载片并复位；所述斜玻片移送装置和取样加样装置同步运动，两者与斜玻片供给装置和平载玻片供给装置以及废片回收盒和样品及吸嘴盒之间存在以下配合关系：

（1）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于斜玻片供给装置和平载玻片供给装置上侧时，斜玻片移送装置下移到位置B取斜玻片，取样加样

装置对平玻璃载片加样；

（2）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于平载玻片供给装置和废片回收盒上方时，斜玻片移送装置将斜玻片继续下移到位置C压在平玻璃载片一端，待所述平载玻片移送装置将平玻璃载片沿纵向拉动后使平玻璃载片上的样品被刮平，此时取样加样装置将加样后的吸嘴退去；

（3）斜玻片移送装置和取样加样装置同时位于废片回收盒和样品及吸嘴盒上方时，斜玻片移送装置上移到位置A退掉斜玻片，取样加样装置插装吸嘴并吸取样品；以上（1）-（3）往复循环。

2.根据权利要求1所述的全自动显微镜连续检测系统，其特征是：所述平载玻片移送装置包括两条平行固定在底板上的纵滑道，在两条纵滑道上分别安装有纵滑块，两纵滑块上固定有横滑道，设置有使纵滑块在纵滑道上运动的纵向驱动机构，在所述横滑道上安装有横滑块，设置有使横滑块在横滑道上运动的横向驱动机构；在所述横滑块的前端下侧固定有支座，支座上通过销轴铰接有L形的卡嘴，L形的卡嘴的上侧伸出横滑块的上侧，并设置有保持卡嘴与横滑块保持压紧的弹簧或扭簧。

3.根据权利要求1所述的全自动显微镜连续检测系统，其特征是：所述斜玻片移送装置包括固定在组合架上的取斜玻片升降电机，其转轴安装有主动带轮一，组合架上固定有轴套一，轴套一内安装有竖向转轴一，竖向转轴一的上端安装有从动带轮一，所述主动带轮一与从动带轮一通过皮带传动；在所述竖向转轴一的下端螺纹连接有升降滑块一，在所述升降滑块一的下端固定有斜撑板，并在斜撑板的下侧通过销轴铰接有斜压板，斜压板受弹簧或扭簧的压力保持与斜撑板有远离趋势；同时在组合架上平行固定有滑道；在所述斜压板的两侧对称安装有滑轴一，各滑轴一匹配安装于对应的滑道内；所述滑道包括光滑过渡的上段和下段，两段都与组合架平行，但下段距离组合架的宽度d1小于上段距离组合架的宽度d2。

4.根据权利要求1所述的全自动显微镜连续检测系统，其特征是：所述取样加样装置包括固定在组合架上的取样升降电机，其转轴安装有主动带轮二，组合架上固定有轴套二，轴套二内安装有竖向转轴二，竖向转轴二的上端安装有从动带轮二，所述主动带轮二与从动带轮二通过皮带传动；在所述竖向转轴二的下端螺纹连接有升降滑块二，在所述升降滑块二的下端固定有取样机构。

5.根据权利要求1所述的全自动显微镜连续检测系统，其特征是：在所述推送凹槽内设置有柔性的缓冲层。

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