一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，包括一基座，设置于所述基座右侧上端的固定支架、设置于所述基座中间部位上端的导轨和设置于所述基座左侧上端的显微图像采集单元；所述固定支架上端内部嵌设有固定螺母；所述导轨上端连接有移动滑块，所述移动滑块上端连接有移动支架，所述移动支架上端内部嵌设有移动螺母，所述移动螺母只能进行轴向移动；螺杆由左右两段不同螺距的螺纹组成；所述气源输送装置包括压缩气罐、分水过滤器、电磁减压阀和压力表；所述显微图像采集单元由倒置式荧光显微镜、CCD摄像仪、数据采集卡及计算机组成。本实用新型专利技术具有结构简单，实用性强，无需人工干预，自动化水平高等优点。

Device for realizing precise injection and extraction of cells based on differential drive principle

The utility model provides a device for precision injection and extraction of the cells based on the principle of differential transmission, which comprises a base, guide and set a fixed bracket, is arranged on the upper end of the middle part of the base is arranged on the right side of the upper end of the base to the top of the base left microscopic image acquisition unit; the internal fixation the upper block is provided with a fixed nut; the guide rail is connected with the upper end of a moving slider, the slider are connected to the mobile frame, the mobile rack embedded inside is provided with a movable nut, the nut can only move move axially; screw by about two different pitch threads; the air conveying device comprises a compressed air tank water filter, solenoid valve, and pressure gauge; the image acquisition unit by inverted fluorescence microscope, a CCD camera, the number of According to the acquisition card and computer components. The utility model has the advantages of simple structure, strong practicability, no manual intervention and high automation level.

【技术实现步骤摘要】
一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置
本技术涉及生物工程
，具体涉及一种用差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置。
技术介绍
目前的现有技术中，细胞显微注射主要采用手动式显微注射方式，手动式显微注射方式以日本尼康(NT＝88NE)手动显微操作器为例，操作者通过显微镜肉眼观测细胞注射时放大的图像、位姿、注射工具与细胞之间的距离等视觉信息，采用在倒置显微镜上安装两套手动机械式粗调和手动式液压微调机构分别控制吸持针和注射针对细胞进行寻找、定位、吸持和注射。注射过程强烈依赖于操作人员自身的各种因素，如情绪、疲劳等及周围的环境影响。目前，能够从事这种高精密度操作的实验人员，至少要经过两三年的严格培训，成本很高，注射细胞成功率只有百分之一左右。因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本技术的目的可以实现对细胞的精确注射和提取，可以代替人工操作，避免人工操作因疲劳、情绪等原因造成的震动，精确度高，效率高，提高细胞注射和提取的精确性和自动化，数字化水平，从而提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，包括一基座，设置于所述基座右侧上端的固定支架、设置于所述基座中间部位上端的导轨和设置于所述基座左侧上端的显微图像采集单元；所述固定支架上端内部嵌设有固定螺母；所述导轨上端连接有移动滑块，所述移动滑块上端连接有移动支架，所述移动支架上端内部嵌设有移动螺母，所述移动螺母只能进行轴向移动不能自由转动；螺杆由左右两段不同螺距的螺纹组成，其中右端螺纹在固定螺母中转动，左端螺纹在移动螺母中转动，螺杆右侧末端通过联轴器连接有伺服电机，所述移动螺母左侧连接有螺杆外罩，所述螺杆外罩左侧连接有微型针筒，所述微型针筒上端设有通气孔，气源输送装置通过胶管与通气孔连接，微型针头末端插接至微型针筒内部，微型针头与微型针筒之间设有橡胶密封圈，微型针头中间部位外部包裹有压帽，压帽右端与微型针筒连接，所述压帽侧面还设有一夹紧螺母；所述所述气源输送装置包括压缩气罐、分水过滤器、电磁减压阀、压力表，所述压缩气罐位于有气源输送装置顶部，压缩气罐下端连接有分水过滤器，所述分水过滤器下端连接有电磁减压阀，电磁减压阀外侧连接有一压力表；所述显微图像采集单元由倒置式荧光显微镜、CCD摄像仪、数据采集卡及计算机组成。进一步的，所述固定螺母和移动螺母的旋向一致，并且固定螺母的螺距S1大于移动螺母的螺距S2，所述固定螺母和移动螺母均为有螺纹。进一步的，所述移动滑块前端设有位移传感器。进一步的，所述螺杆外罩的直径大于左端螺纹螺杆的直径。首先由工作人员在计算机人机交互界面设定注射量信号，通过计算机处理器运算后，得出相应前进的位移及培养液出口速度，进而控制伺服电机动作，由电机带动差动螺母水平移动实现微小位移，当位移传感器检测到信号时，电机停止。压缩气罐工作，按计算出的输出速率经减压阀输出，与此同时CCD摄像仪对被荧光照射的细胞与针头进行摄像，将图像传送到数据采集卡上，由数据采集卡利用A/D转换，将模拟的电信号转化为数字信号，传给计算机总线进行数据传输，通过计算机屏幕上的用户界面来控制显微镜载物台上X、Y、Z轴的移动和物镜的调换，进而确定待注射细胞和针头的三维位置信息，以此信息作为反馈信号，计算出下一次前进的位移及培养液出口速度，实现细胞注射和提取的闭环调节控制。本技术的优点在于：本技术的基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，利用螺纹结构的差动传动来完成对注射和提取精度的控制，显微图像采集单元包括显微镜、CCD摄像仪、数据采集卡及计算机组成，用于监控实验过程并检测被操作细胞位置信息，作为反馈信号传给计算机，进而控制电机运动。数字化进退针装置后螺母固定不动而前螺母可自由移动时，在伺服电机激励下，可实现数字化微注射。在结构设计、驱动器选择、控制方式等方面，数字化进退针装置与数字化微注射仪二者的驱动单元可实现统一，从而可实现数字化。与目前现有技术的手动式显微注射方式相比，本装置利用螺纹结构的差动传动来完成对注射和提取精度的控制，显微图像采集单元用于监控实验过程并检测被操作细胞位置信息，作为反馈信号传给电脑，进而控制电机运动。因此它能够提高注射精度，实现细胞注射的精密性，并且具有结构简单，实用性强，无需人工干预，自动化水平高等优点。附图说明图1是本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置的总体示意图。图2是本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置的局部剖视图。图3是本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置的局部侧视图。图4是本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置的差动传动原理示意图。图5是本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置的实验流程图。图中数字和字母所表示的相应部件名称：1、基座2、固定支架3、导轨4、显微图像采集单元5、固定螺母6、移动滑块7、移动支架8、移动螺母9、螺杆10、联轴器11、伺服电机12、螺杆外罩13、微型针筒14、通气孔15、气源输送装置16、胶管17、微型针头18、橡胶密封圈19、压帽20、夹紧螺母21、位移传感器91、右端螺纹92、左端螺纹151、压缩气罐152、分水过滤器153、电磁减压阀154、压力表具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本技术。如图1所示，本技术提出的一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，包括一基座1，设置于所述基座1右侧上端的固定支架2、设置于所述基座1中间部位上端的导轨3和设置于所述基座左侧上端的显微图像采集单元4；所述固定支架2上端内部嵌设有固定螺母5；所述导轨3上端连接有移动滑块6，所述移动滑块6上端连接有移动支架7，所述移动支架7上端内部嵌设有移动螺母8，所述移动螺母8只能进行轴向移动不能自由转动；螺杆9由左右两段不同螺距的螺纹组成，其中右端螺纹91在固定螺母5中转动，左端螺纹92在移动螺母中8转动，螺杆9右侧末端通过联轴器10连接有伺服电机11，所述移动螺母8左侧连接有螺杆外罩12，所述螺杆外罩12左侧连接有微型针筒13，所述微型针筒13上端设有通气孔，气源输送装置15通过胶管16与通气孔连接，微型针头17末端插接至微型针筒13内部，微型针头17与微型针筒13之间设有橡胶密封圈18，微型针头17中间部位外部包裹有压帽19，压帽19右端与微型针筒13连接，所述压帽19侧面还设有一夹紧螺母20；所述气源输送装置15包括压缩气罐151、分水过滤器152、电磁减压阀153和压力表154，所述压缩气罐151位于气源输送装置顶部，压缩气罐151下端连接有分水过滤器152，所述分水过滤器152下端连接有电磁减压阀153，电磁减压阀153外侧连接有一压力表154；所述显微图像采集单元由倒置式荧光显微镜、CCD摄像仪、数据采集卡及计算机组成。进一步的，所述固定螺母和移动螺母的旋向一致，并且固定螺母的螺距S1大于移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，其特征在于：包括一基座，设置于所述基座右侧上端的固定支架、设置于所述基座中间部位上端的导轨和设置于所述基座左侧上端的显微图像采集单元；所述固定支架上端内部嵌设有固定螺母；所述导轨上端连接有移动滑块，所述移动滑块上端连接有移动支架，所述移动支架上端内部嵌设有移动螺母，所述移动螺母只能进行轴向移动不能自由转动；螺杆由左右两段不同螺距的螺纹组成，其中右端螺纹在固定螺母中转动，左端螺纹在移动螺母中转动，螺杆右侧末端通过联轴器连接有伺服电机，所述移动螺母左侧连接有螺杆外罩，所述螺杆外罩左侧连接有微型针筒，所述微型针筒上端设有通气孔，气源输送装置通过胶管与通气孔连接，微型针头末端插接至微型针筒内部，微型针头与微型针筒之间设有橡胶密封圈，微型针头中间部位外部包裹有压帽，压帽右端与微型针筒连接，所述压帽侧面还设有一夹紧螺母；所述气源输送装置包括压缩气罐、分水过滤器、电磁减压阀、压力表，所述压缩气罐位于有气源输送装置顶部，压缩气罐下端连接有分水过滤器，所述分水过滤器下端连接有电磁减压阀，电磁减压阀外侧连接有一压力表；所述显微图像采集单元由倒置式荧光显微镜、CCD摄像仪、数据采集卡及计算机组成。...

【技术特征摘要】
1.一种基于差动传动原理实现对细胞精密注射和提取的装置，其特征在于：包括一基座，设置于所述基座右侧上端的固定支架、设置于所述基座中间部位上端的导轨和设置于所述基座左侧上端的显微图像采集单元；所述固定支架上端内部嵌设有固定螺母；所述导轨上端连接有移动滑块，所述移动滑块上端连接有移动支架，所述移动支架上端内部嵌设有移动螺母，所述移动螺母只能进行轴向移动不能自由转动；螺杆由左右两段不同螺距的螺纹组成，其中右端螺纹在固定螺母中转动，左端螺纹在移动螺母中转动，螺杆右侧末端通过联轴器连接有伺服电机，所述移动螺母左侧连接有螺杆外罩，所述螺杆外罩左侧连接有微型针筒，所述微型针筒上端设有通气孔，气源输送装置通过胶管与通气孔连接，微型针头末端插接至微型针筒内部，微型针头与微型针筒之间设有橡胶密封圈，微型针头中间部位外部包裹有压帽，压帽右端与微型针筒连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政泽，刘俊，施兢业，刘陆军，包启帆，王亚茹，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：新型
国别省市：上海,31