全自动血栓弹力图仪的制作方法

本实用新型属于血样检测仪器领域，尤其涉及一种全自动对血样凝结过程的检测和分析的血栓弹力图仪。

背景技术：

血栓弹力图仪(TEG)是一种从血小板聚集、凝血、纤溶等整个动态过程来监测凝血过程的分析仪，是反映血液凝固动态变化(包括纤维蛋白的形成速度，溶解状态和凝状的坚固性，弹力度)的指标。

现有的大部分凝血功能检测仪器，均为半自动仪器，性能稳定性差，自动化能力弱，对人员要求较高，可同时进行检测工作的通道较少，检测周期长，抗干扰能力弱，检测操作复杂，集成度不高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种全自动血栓弹力图仪。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：全自动血栓弹力图仪，包括：

动作执行模块，包括加样针旋转机构、三坐标式机械臂，其中，所述的加样针旋转机构用于实现加样针的旋转加样任务，所述的三坐标机械臂包括X轴、Y轴和Z轴运动臂，所述的加样针旋转机构安装在Z轴运动臂上实现Z轴方向运动的直线导轨滑块上，用于实现加样针的空间坐标运动；

试剂样品模块，包括试剂区和样品区，其中所述的试剂区用以存放检测试剂，而所述的样品区用以存放检测样品，两者均为动作执行模块中的加样针提供检测原料；

检测模块，包括检测机构和驱动机构，其中所述的检测机构用以承载混合由动作执行模块提取的样品和试剂，并进行数据检测和输出，所述的驱动机构用以对检测机构提供必要的动力使检测机构能够对由样品和试剂混合形成的血标本进行数据检测；

清洗模块，包括用以对动作执行模块上的加样针、检测模块的检测杯进行清洗的水路系统和收集废液并排出的排液系统；

结构框架，用以支撑动作执行模块、试剂样品模块、检测模块和清洗模块，并固定各模块之间的相对位置；

电路控制模块，包括上位机和传递电信号的集成控制板，用以协调控制血栓弹力图仪各模块之间的运行，以及实现检测信息的生成、输出和传递。

进一步，所述结构框架包括基座和覆盖在检测模块、试剂区、样品区和清洗模块上方成为操作平台的工作面板，所述的基座为由底部支撑面板和两个位于支撑面板两侧的侧板形成的一个整体结构；

其中所述的动作执行模块安装在所述结构框架的顶部或通过起支撑作用的立柱固定在基座底部支撑面板的后侧边，高出所述工作面板，形成龙门式或悬臂式三坐标机械臂，而检测模块安装在基座底部支撑面板上，驱动机构位于所述基座内部，安装在底部支撑面板上；

所述试剂区、样品区依次安装在所述基座底部支撑面板中部，位于工作面板之下，并位于所述检测模块的一侧，而所述清洗模块也安装在基座底部支撑面板中部，位于所述试剂样品模块一侧，工作面板安装在检测模块、试剂区、样品区和清洗模块上方，并对应检测模块、试剂区、样品区和清洗模块设有开口，以顺利实现取样加样操作。

进一步，所述动作执行模块包括的X轴、Y轴和Z轴的行程覆盖操作台，使其能够完成提取试剂、样品，到达清洗模块和检测模块；

所述加样针旋转机构包括电机、旋转固定座、轴承、钢珠、弹簧、紧定螺钉、限位轴、轴承压盖和联轴器，所述的旋转固定座中部设有安装限位轴的通孔，在其安装限位轴通孔的径向位置设有限位孔，用以支撑限制加样针旋转机构的相对位置，两端设有轴承安装孔，其中钢珠、弹簧、紧定螺钉旋紧在旋转固定座上的限位孔中，从联轴器小端直径端顺序安装轴承、限位轴并将其装入旋转固定座，将轴承装入旋转固定座，轴承外圈与旋转固定座配合，内圈与联轴器配合，并安装轴承压盖，限位轴的一端通过联轴器与电机相连，另一端连接旋转臂，旋转臂上挂载加样针，所述的Z轴运动臂上的直线导轨滑块与旋转固定座固定连接。

进一步，所述试剂区包括试剂槽、试剂面板、试剂槽架、制冷片、散热片、风扇，所述试剂面板放在试剂槽架上，试剂槽放在试剂面板下并固定，试剂槽和试剂槽架之间相对固定，制冷片和散热片安装在试剂槽底部，风扇安装在散热片底部，实现冷气或热量的流通，所述试剂面板位于所述工作面板下方；

所述样品区包括样品槽、样品面板、样品支架，所述样品面板通过样品支架与样品槽固定，样品面板位于所述工作面板下方，位于所述试剂面板一侧。

进一步，所述试剂槽和样品槽均设有若干组。

进一步，所述检测机构包括悬丝架、悬丝、保持架、测试头、磁性编码器和检测杯，所述悬丝的顶端固定悬挂在悬丝架顶部，另一端穿过保持架，悬丝中部被安装在保持架上部的夹线装置夹紧，保持架与测试头的上部装配固定连接，而磁性编码器对应设置在悬丝架的底部，位于测试头上方，测试头位于检测杯的上方，所述驱动机构包括固定座、齿轮驱动装置，所述齿轮驱动装置包括安装在固定座上端面的大齿轮和与大齿轮啮合的小齿轮，其中小齿轮通过置于固定座内部的电机驱动，所述固定座固定在基座底部支撑面板上，测试头通过连接在固定座上端面一侧的悬丝架和悬丝进行悬挂连接，所述检测杯置于测试头下方，并与测试头始终保持一定间隙，且固定连接在齿轮驱动装置中的大齿轮上，通过齿轮驱动装置实现在旋动检测时检测杯内承载的血样本匀速旋转检测。

进一步，所述水路系统包括清洗桶、导液管、柱塞泵、电磁阀和清洗池，所述清洗桶内连接有导液管的一端，并保持清洗桶的对外密封，导液管的另一端连接有三通接头，三通接头的另外两个接口连接有两根导液管，且此两根导液管分别连接柱塞泵和清洗池，柱塞泵、电磁阀和加样针之间均通过导液管密封导通连接。

进一步，所述排液系统包括脉冲阀、变径接头、旋转接头、接头固定座、直角接头、排液管、废液桶和负压泵，所述脉冲阀安装在所述检测机构中设置的检测杯底部，其下端依次连接变径接头、旋转接头和直角接头，排液管的一端连接在直角接头上，另一端连接废液桶，并保持废液桶的对外密封，负压泵也通过排液管与废液桶密封连接。

进一步，所述废液桶和清洗桶内均装有液位传感器。

本实用新型的优点在于其结构、布局更加合理，满足大量的检测需求，检测通道多，操作简单，缩短检测周期，提高了检测效率，操作简单易懂，检测实现了全部自动化，集成度高，稳定性好，抗干扰能力强。降低检测成本。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型操作台上端面主要结构示意图。

图3为本实用新型X轴、Y轴、Z轴运动臂结构示意图。

图4为本实用新型的加样针旋转机构结构示意图。

图5为本实用新型检测模块结构示意图。

图6为本实用新型检测模块中的检测杯和测试头组合机构示意图。

图7为本实用新型中的排液系统结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明：

一种全自动的血栓弹力图仪，如图1和2所示，包括：

动作执行模块1，试剂样品模块2、检测模块3、清洗模块4、结构框架5以及用以协调控制血栓弹力图仪各模块之间的运行、实现检测信息的生成、输出的上位机和传递电信号的集成控制板。

结构框架5，用以支撑动作执行模块1、试剂样品模块2、检测模块3和清洗模块4，并固定各模块之间的相对位置；结构框架5包括框架侧板52、后背板53、玻璃门54、基座51和位于试剂样品模块、检测模块、清洗模块上部作为操作平台的工作面板56，框架侧板52结合立柱对结构框架5上方的三坐标机械臂12形成支撑和包裹，并形成对工作面板的支撑，玻璃门采用上翻打开的形式安装在结构框架侧面，位于工作面板56上方，后背板用以封闭结构框架，基座51的下底面安装有螺杆支撑脚垫，以方便基座51的水平调节，基座51为由底部支撑面板和两个位于支撑面板两侧的侧板形成的一个整体结构；

动作执行模块1安装在结构框架5的顶部，高出工作面板56，形成龙门式三坐标机械臂12，三坐标机械臂的上部覆盖有上顶板55，以避免结构外漏，而检测模块3安装在基座底部支撑面板的左右两侧(图示为两组每组4个，实际可增减)；

如图3所示，动作执行模块1包括加样针旋转机构11、三坐标式机械臂12，其中，所述的加样针旋转机构11用于实现加样针111的旋转加样任务，三坐标式机械臂12包括X轴121、Y轴122和Z轴123三轴运动臂，所述的加样针旋转机构11安装在三坐标式机械臂12的Z轴运动臂123上的导轨滑块上，用于实现加样针111的空间坐标运动；其中，动作执行模块1位于工作面板56上方，通过侧板和支撑立柱安装在基座51的底部支撑面板上，其包括的X轴121、Y轴122和Z轴123的行走区域覆盖操作台51，使其能够完成提取试剂、样品，到达清洗模块4和检测模块3中的检测杯31；

加样针旋转机构11包括旋转电机112、旋转固定座113、轴承、钢珠、弹簧、紧定螺钉114、限位轴116、轴承压盖和联轴器，旋转固定座113中部设有安装限位轴的通孔，在其安装限位轴通孔的径向位置设有限位孔，用以支撑限制加样针旋转机构11的相对位置，两端设有轴承安装孔，其中钢珠、弹簧、紧定螺钉旋紧在旋转固定座内的限位孔中，从轴器小端直径端顺序安装轴承、限位轴并将其装入旋转固定座并将轴承装入旋转固定座，轴承外圈与旋转固定座配合，内圈与联轴器配合，并安装轴承压盖。限位轴的一端通过联轴器与电机相连，另一端连接旋转臂，旋转臂上挂载加样针，所述的Z轴运动臂123的直线导轨滑块与旋转固定座固定连接；

其中，旋转臂13如图4所示，旋转臂13的两端分别连接着加样针111和限位轴116，电机通过限位轴116将动力传递到加样针111上，使其能够以一定的速度转动，而加样针111的上部为使加样针111能够连接导液管的连接管131，其与加样针111之间进行密封，为保证旋转臂13的相对稳定，采用旋转弹簧限位结构，使旋转臂13在一定外力作用下，实现相对Z轴运动臂123发生转动。

如图1和2，试剂样品模块2，包括试剂区21和样品区22，试剂区21、样品区22依次安装在基座51底部支撑面板中部，位于工作面板56之下，并位于检测模块3的一侧，而所述清洗模块4也安装在基座51底部支撑面板中部，位于试剂样品模块2的一侧，而工作面板56对应检测模块3、试剂区21、样品区22和清洗模块4设有开口，以顺利实现取样加样操作。其中试剂区21用以存放检测试剂，而样品区22用以存放检测样品，两者均为动作执行模块1中的加样针提供检测提取原料；其中，试剂区21包括试剂槽、试剂面板、试剂槽架、制冷片、散热片和风扇，试剂面板放在试剂槽架上，试剂槽放在试剂面板下并固定，试剂槽和试剂槽架之间相对固定，制冷片和散热片安装在试剂槽底部，风扇安装在散热片底部，实现冷气或热量的流通，试剂面板位于工作面板56下方；

样品区22包括样品槽、样品面板、样品支架，样品面板通过样品支架与样品槽固定，样品面板位于工作面板下方，位于试剂面板一侧。试剂槽和样品槽均设有12组，方便同时进行多组试样，减少样品试剂准备时间。

如图5和图6所示，检测模块3，包括检测机构和驱动机构32，检测机构，其高度部分的包含在Z轴运动臂123的行程范围中，检测机构用以承载混合由动作执行模块1提取的样品和试剂，并进行数据检测和输出，检测机构够包括悬丝架334、悬丝323、保持架326、测试头322、磁性编码器324和检测杯31，悬丝323的顶端固定悬挂在悬丝架顶部，另一端穿过保持架326，悬丝中部被安装在保持架326上部的夹线装置325夹紧，尾端最终被安装在悬丝架底部的夹线装置325加紧绷直，保持架与测试头上部装配固定连接，而磁性编码器324对应设置在悬丝架334的底部，位于测试头322上方，测试头322位于检测杯31的上方，驱动机构32用以对检测机构提供旋转驱动力，使检测机构能够对由样品和试剂混合形成的血样标本与检测机构中的测试头在血样开始凝结随之逐渐形成血块的过程中形成切应力作用，测试头将随检测杯旋动，同时位于测试头322上方的磁性编码器324测得角度变化量，并进行检测数据输出；其中，驱动机构32包括固定座321、齿轮驱动装置，驱动机构32位于基座51内部，通过固定座321安装在基座51底部支撑面板上，而齿轮驱动装置包括安装在固定座321上端面的大齿轮329和与大齿轮329啮合的小齿轮330，其中小齿轮330通过置于固定座321内部的电机331驱动，固定座321固定在基座51底部支撑面板上，测试头322通过连接在固定座321上端面一侧的悬丝架334、保持架326和悬丝323进行悬挂连接，检测杯31置于测试头322下方，始终保持一定间隙，且固定连接在齿轮驱动装置中的大齿轮329上，通过齿轮驱动装置，实现测试头322对检测杯31内承载的血样本匀速旋转检测，并通过安装在悬丝架334底部的磁性编码器324将测量数据上传至上位机。在检测杯31的一侧还可以设置联通检测杯31的加样槽33，以方便加样针111直接通过加样槽33进行加样工作，且不同于工作面板上对应其开设的开口，工作面板56上开设的对应开口其目的是让位与检测模块上的加样槽，在不设置加样槽33的条件下，则需要加样针111通过旋转臂的旋转来完成加样操作，以符合检测规范，检测模块3还可以设置多组，以提高同时检测多种样本的能力。

检测模块3依据现有检测原理进行机构设计指定，并按照现有检测模块的组成原理进行构件组合。

而检测模块的具体结构包括固定座321、夹线装置325、保持架326、测试头322、阻尼座327、永磁磁铁328、采集单元、检测杯31、大齿轮329、小齿轮330、电机331、齿轮座、高性能轴承、悬丝323、限位光藕333和加热温控单元；而悬丝323采用固定在固定座321上端面的悬丝架334进行夹持设置，以下为各个构件的相应说明：

固定座321，定位安装在基座51底部支撑面板上，目的是支撑整个检测模块中其他构件；

夹线装置325，目的是把悬丝夹紧，本实用新型中，悬丝323穿过夹线装置325中的夹头，通过螺母旋拧的形式夹紧夹头，固定悬丝，还可以采用两块钣金或机加件用螺钉固定夹紧悬丝，也可是外购成品，夹线装置323安装到悬丝架334上，与悬丝架334相配合，实现对悬丝323的夹紧悬挂；

悬丝，依靠本身特性，在安装有测试头的保持架随检测而变化扭转，在静止状态可回到初始状态；

保持架326，保持架、测试头、夹线装置装配。安装在悬丝预定位置，保持架326上边两端伸出部分与阻尼座形成磁阻尼，减少惯性作用，缩短安装有测试头的保持架、悬丝在旋动，扭转变化后，复位到初始状态的时间。检测结果更稳定，旋动更平稳。

测试头322，与保持架装配，将采集单元的定制磁铁安装到测试头的预留孔内；

阻尼座327安装两对永磁磁铁，其固定在悬丝架334的侧面中部，与保持架配合，形成磁阻尼，作用是减少惯性作用，缩短安装有测试头的保持架、悬丝在旋动、扭转变化后，复位到初始状态的时间。

采集单元，带有磁性编码器的采集电路板，和定制磁铁构成。定制磁铁安装在测试头的预留孔内，带有磁性编码器的采集电路板装配在固定座的底部磁性编码器与定制磁铁保持1.0-1.5mm的距离。大齿轮329、齿轮座、高性能轴承、小齿轮330和电机331构成对检测机构的齿轮驱动装置(也可以采用皮带传动)，定位安装在固定座321的上部上。

齿轮座、限位光藕、防撞螺栓均固定在固定座321中部的台阶面上。

在检测杯的外侧设有加热温控单元，加热温控单元由加热膜(加热元件可为加热膜、加热棒)、导热块、温控元件构成，在测试前需要对测试杯进行预温加热，通过控温单元监测温度变化量，调节加热单元并使温度保持预定温度值。

当进行检测操作时，齿轮驱动装置在上位机和集成控制板的控制命令下，驱动检测杯31以4.5°的角度和每10秒一周的速度匀速左右转动，随着检测样本开始凝结，血块逐渐形成，在此过程中，置于检测杯31血标本中的测试头322受到血标本形成的切应力作用，将随检测杯左右转动，磁性编码器324检测测试头322的旋转角度变化量，并悬丝依靠本身特性使安装测试头的保持架复位到初始状态，在规定时间内重复以上动作，最终将旋转角度变化量传输到上位机中，上位机将数据信息处理后，便可以形成血栓弹力图曲线。

清洗模块4，包括用以对动作执行模块1上的加样针111和检测模块3的检测杯31进行清洗的水路系统和收集废液并排出的排液系统；其中，水路系统包括清洗桶、导液管、柱塞泵、电磁阀和清洗池，清洗桶内连接有导液管的一端，并保持清洗桶的对外密封，导液管的另一端连接有三通接头，三通接头的另外两个接口也连接有两根导液管，且该两根导液管分别连接柱塞泵和清洗池，柱塞泵、电磁阀和加样针之间均通过导液管密封导通连接，实现加样针111的提取动作；

如图7，排液系统包括脉冲阀41、变径接头42、旋转接头43、接头固定座44、直角接头45、排液管、废液桶和负压泵，所述脉冲阀41安装在检测杯31底部，与检测杯31相连通，其下端依次连接变径接头42、旋转接头43和直角接头45，排液管的一端连接在直角接头45上，另一端连接废液桶，并保持废液桶的对外密封，负压泵也通过排液管与废液桶密封连接，接头固定座44位于直角接头45和旋转接头43之间并固定在检测模块3中的固定座321的底部，实现排液系统的相对固定。排液系统中的脉冲阀41处于常闭状态，只有在测试完成后需要将检测杯31内的血样标本排出和清洗检测杯31时，脉冲阀41才会通过上位机和集成控制板的控制命令打开，脉冲阀41打开后，通过负压泵的抽吸力，将检测杯31内和通道内的液体抽取干净。当然，排液系统也可应用到现有的半自动血栓弹力图仪上。

废液桶和清洗桶内均装有液位传感器，以便通过液位传感器的感知及时将液位信息传至上位机，防止出现溢液现象。

本实用新型的操作步骤是：

a.在检测杯没有加样槽33时，采取旋转加样针111方式给检测杯31加样；

b.在检测杯有加样槽33时，采取直接加样方式给检测杯31加样；

c.打开仪器，仪器进行自检，各项消耗品是否充足，废液桶、清洗桶内的液位是否达到上线；

d.将检测用的试剂，样品等放置到相应区域；

e.在上位机软件上，下发检测命令(即电脑安装配套软件)；

f.X、Y、Z运动臂带动加样针111移动至样品位，提取血样本；

g.移动到检测杯31位将血标本加到对应检测杯31内；

h.移动至清洗池位，清洗加样针111；

i.移动至试剂位提取试剂；

j.移动至检测杯31位将试剂加到对应检测杯31内；

k.移动至清洗池位，清洗加样针111(多个试剂时，重复有关加试剂的操作，并每次提取试剂后需要清洗加样针)；

l.检测模块3中齿轮驱动装置通过齿轮带动检测杯部分，大角度正反旋转5-10秒或大角度正反旋转3-5次搅匀血标本和试剂；

m.齿轮驱动装置通过齿轮带动检测杯部分，10秒为一个周，做正反旋动，度数为单边4.5度双边9度，待检测完成，检测数据经上位机电脑处理后显示出来；

n.检测完成后，XYZ运动臂带动加样针111至清洗池位，吸取清洗液，并移动至对应检测杯31，将清洗液加到检测杯31内，检测杯31旋动搅拌，充分发挥清洗液的作用；

o.排液系统将检测杯31和通道内的液体抽出。

实施例2

实施例1中说到的检测模块3还可以采用特制弹簧、轴承和连轴器代替悬丝检测模块，依靠弹簧复位特性使保持架在随测试每次旋动后，可使保持架复位到静止时状态。

其余部分同实施例1。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。