基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，所述装置包括：固定装配的封盖、柔性铰链机构、基座、旋盖及端盖，所述基座上设有泵接口；固定安装于基座、旋盖及端盖内且向外延伸的微针，所述微针与泵接口相连通；所述柔性铰链机构包括壳体、封装于壳体内的压电陶瓷封装模块、与压电陶瓷封装模块及基座固定安装的中枢轴、自压电陶瓷封装模块延伸至中枢轴内的振动输出轴，所述中枢轴与壳体之间设有若干柔性铰链梁。本实用新型专利技术可有效的抑制显微注射操作过程中的微针针尖有害径向振动，减小细胞损伤，大幅提高了装置的密封性。

Piezoelectric ultrasonic microinjection device based on flexible hinge mechanism

The utility model discloses a piezoelectric ultrasonic microinjection device based on a flexible hinge mechanism, which comprises a fixed assembly cap, a flexible hinge mechanism, a base, a screw cap and an end cap, on which a pump interface is arranged, a microneedle fixed in the base, a screw cap and an end cap and extended outward, and the microneedle is connected with the pump interface. The vibration output shaft includes a shell, a piezoelectric ceramic package module encapsulated in the shell, a pivot shaft fixed with the piezoelectric ceramic package module and the base, and a vibration output shaft extending from the piezoelectric ceramic package module to the pivot shaft. A number of flexible hinge beams are arranged between the pivot shaft and the shell. The utility model can effectively suppress harmful radial vibration of the micro needle tip in the process of microinjection operation, reduce cell damage, and greatly improve the sealing performance of the device.

【技术实现步骤摘要】
基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置
本技术涉及显微注射
，特别是涉及一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置。
技术介绍
随着生物技术的快速发展，显微注射技术已经成为诸如转基因注射、克隆技术、人工辅助生殖技术等细胞工程研究的重要手段。破膜技术是显微注射的关键技术，破膜穿刺时注射针穿入细胞体内，然后完成相应的注射任务，如外源基因注射、核移植等。在显微注射过程中，注射微针与细胞直接接触，注射装置的好坏将直接影响被注射细胞的活性。压电破膜注射方法作为一种对细胞损害小、注射成活率高的技术已经广泛的应用于细胞显微注射操作中。但传统压电注射装置存在有害振动大、操作复杂等缺陷，极大的影响了显微注射成功率。另外，传统的显微注射器的夹持装置密封性性能较差，大都采用螺旋密封或普通平垫圈密封，在压电陶瓷的超声激励下容易发生“漏气”、“漏液”现象，从而导致实验产生误差或造成污染，降低了实验的成功率。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，可有效的抑制显微注射操作过程中的微针针尖有害径向振动，减小细胞损伤，大幅提高了装置的密封性，为实现安全、高效的显微注射奠定基础。为了实现上述目的，本技术一实施例提供的技术方案如下：一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，所述装置包括：固定装配的封盖、柔性铰链机构、基座、旋盖及端盖，所述基座上设有泵接口；固定安装于基座、旋盖及端盖内且向外延伸的微针，所述微针与泵接口相连通；所述柔性铰链机构包括壳体、封装于壳体内的压电陶瓷封装模块、与压电陶瓷封装模块及基座固定安装的中枢轴、自压电陶瓷封装模块延伸至中枢轴内的振动输出轴，所述中枢轴与壳体之间设有若干柔性铰链梁。作为本技术的进一步改进，所述端盖与所述旋盖、所述旋盖与所述基座之间分别通过螺纹固定安装。作为本技术的进一步改进，所述端盖与旋盖之间和/或旋盖与基座之间设有垫圈，所述垫圈的两侧为不同的第一锥面和第二锥面。作为本技术的进一步改进，所述端盖包括端盖主体及端盖安装部，所述端盖主体的外径大于端盖安装部的外径，所述端盖安装部的外侧设有与旋盖固定安装的第一螺纹。作为本技术的进一步改进，所述端盖内自端盖主体向端盖安装部方向形成有第一腔体和第二腔体，所述第二腔体呈锥形。作为本技术的进一步改进，所述旋盖包括旋盖主体及旋盖安装部，所述旋盖主体的外径大于旋盖安装部的外径，所述旋盖主体的内侧设有与端盖固定安装的第二螺纹，所述旋盖安装部的外侧设有与基座固定安装的第三螺纹。作为本技术的进一步改进，所述旋盖内自旋盖主体向旋盖安装部方向形成有第三腔体、第四腔体和第五腔体，所述第五腔体呈锥形。作为本技术的进一步改进，所述基座包括与旋盖固定安装的折弯段、以及与柔性铰链机构固定安装的水平段，所述折弯段及水平段通过螺纹与旋盖及柔性铰链机构分别固定安装。作为本技术的进一步改进，所述折弯段的内侧设有与旋盖固定安装的第四螺纹。作为本技术的进一步改进，所述折弯段内部设有第六腔体及第七腔体，水平段内部设有第八腔体，所述第七腔体呈锥形，所述第六腔体通过第七腔体及微流道与泵接口相连通。作为本技术的进一步改进，所述水平段的内侧设有第五螺纹，柔性铰链机构的中枢轴端部外侧设有第六螺纹，所述基座与柔性铰链机构通过第五螺纹和第六螺纹固定安装。作为本技术的进一步改进，所述水平段的端部设有第一法兰，第一法兰和水平段之间设有若干第一加强筋。作为本技术的进一步改进，所述柔性铰链机构的中枢轴上设有第二法兰，所述第二法兰与中枢轴之间设有若干第二加强筋。作为本技术的进一步改进，所述柔性铰链梁上设有若干V型凹陷部。作为本技术的进一步改进，所述柔性铰链梁以中枢轴轴心为中心等角度120°圆周阵列分部，且每个方向的柔性铰链梁均在轴向方向相隔一定距离呈等距双柔性铰链梁平行线性阵列分布。作为本技术的进一步改进，所述中枢轴上设有安装孔，安装孔内固定安装有螺钉，以固定所述中枢轴和振动输出轴。本技术的有益效果是：针对压电陶瓷封装模块传导到微针针尖的有害径向振动，对压电陶瓷封装模块设计了一种三维立体柔性铰链机构，在保持高能量传输效率的同时，也能有效过滤、缓冲振动输出轴的径向有害振动，从而减少微针针尖的横向有害振动；双锥面异形垫圈自密封机构有效的实现了气密封和液密封的功能，同时该机构对微针具有更好的夹持稳固作用；对“柔性铰链机构-基座”超声能量传递连接部分进行优化，即采用法兰盘面接触和加强筋的设计，在不削弱微针整体强度和功能的前提下，大大减轻了机构整体质量，提高了压电陶瓷的能量传递效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一具体实施方式中压电超声显微注射装置的立体结构示意图；图2为本技术一具体实施方式中压电超声显微注射装置的正视结构示意图；图3为本技术一具体实施方式中压电超声显微注射装置的剖面结构示意图；图4为本技术一具体实施方式中端盖的立体结构示意图；图5为本技术一具体实施方式中端盖的剖面结构示意图；图6为本技术一具体实施方式中旋盖的立体结构示意图；图7为本技术一具体实施方式中旋盖的剖面结构示意图；图8为本技术一具体实施方式中基座的立体结构示意图；图9为本技术一具体实施方式中基座的剖面结构示意图；图10a为本技术一具体实施方式中垫圈的立体结构示意图；图10b为本技术一具体实施方式中垫圈的剖视结构示意图；图11a为本技术一具体实施方式中柔性铰链机构的立体结构示意图；图11b为本技术一具体实施方式中柔性铰链机构的正视结构示意图；图12为本技术一具体实施方式中柔性铰链机构的装配结构示意图；图13为本技术一具体实施方式中柔性铰链机构的另一角度装配结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。参图1、图2、图11a、图11b、图12、图13所示，本技术一具体实施方式中公开了一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其主要包括微针夹持及自密封模块、柔性铰链过滤机构及能量传递机构两大部分，具体包括：固定装配的封盖10、柔性铰链机构20、基座30、旋盖40及端盖50，基座30上设有泵接口35；固定安装于基座、旋盖及端盖内且向外延伸的微针60，微针60与泵接口35相连通；柔性铰链机构20包括壳体21、封装于壳体内的压电陶瓷封装模块22、与压电陶瓷封装模块及基座固定安装的中枢轴23、自压电陶瓷封装模块22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述装置包括：固定装配的封盖、柔性铰链机构、基座、旋盖及端盖，所述基座上设有泵接口；固定安装于基座、旋盖及端盖内且向外延伸的微针，所述微针与泵接口相连通；所述柔性铰链机构包括壳体、封装于壳体内的压电陶瓷封装模块、与压电陶瓷封装模块及基座固定安装的中枢轴、自压电陶瓷封装模块延伸至中枢轴内的振动输出轴，所述中枢轴与壳体之间设有若干柔性铰链梁。

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述装置包括：固定装配的封盖、柔性铰链机构、基座、旋盖及端盖，所述基座上设有泵接口；固定安装于基座、旋盖及端盖内且向外延伸的微针，所述微针与泵接口相连通；所述柔性铰链机构包括壳体、封装于壳体内的压电陶瓷封装模块、与压电陶瓷封装模块及基座固定安装的中枢轴、自压电陶瓷封装模块延伸至中枢轴内的振动输出轴，所述中枢轴与壳体之间设有若干柔性铰链梁。2.根据权利要求1所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述端盖与所述旋盖、所述旋盖与所述基座之间分别通过螺纹固定安装。3.根据权利要求2所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述端盖与旋盖之间和/或旋盖与基座之间设有垫圈，所述垫圈的两侧为不同的第一锥面和第二锥面。4.根据权利要求2所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述端盖包括端盖主体及端盖安装部，所述端盖主体的外径大于端盖安装部的外径，所述端盖安装部的外侧设有与旋盖固定安装的第一螺纹。5.根据权利要求4所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述端盖内自端盖主体向端盖安装部方向形成有第一腔体和第二腔体，所述第二腔体呈锥形。6.根据权利要求3所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述旋盖包括旋盖主体及旋盖安装部，所述旋盖主体的外径大于旋盖安装部的外径，所述旋盖主体的内侧设有与端盖固定安装的第二螺纹，所述旋盖安装部的外侧设有与基座固定安装的第三螺纹。7.根据权利要求6所述的基于柔性铰链机构的压电超声显微注射装置，其特征在于，所述旋盖内自旋盖主体向旋盖安装部方向形成有第三腔体、第四腔体和第五腔体，所述第五腔体呈锥形。8.根据权利要求2所述的基于柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海波，高习玮，陈立国，周飞，郭浩，常凌风，刘吉柱，王阳俊，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32