基于微流控芯片和STM32的血型检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种基于微流控芯片和STM32的血型检测装置，该装置的组成包括底座、离心装置、定位装置；所述的底座的正前端设有开关和触摸屏；所述的离心装置包括离心转盘和直流无刷电机；直流无刷电机安装在底座中部，与转盘连接轴相连，转盘连接轴向上依次穿过上隔板和胶垫，与离心转盘相连，离心转盘上设置有内外两圈共24个卡槽用于放置微流控芯片；该装置以STM32控制器为核心，通过上方的交叉的两个滚珠丝杠及工作台，完成定位和离心操作。本实用新型专利技术结合嵌入式、微流控技术、运动控制、光学检测等技术，使其拥有定位准确、速度快、效率高、智能化、灵活方便等优点。

Blood type detection device based on microfluidic chip and STM32

The utility model relates to a blood type detection device and microfluidic chip based on STM32, the structure of the device comprises a base, a centrifugal device and a positioning device; wherein the front end of the base is provided with a switch and a touch screen; centrifugal device comprises a centrifugal turntable and brushless DC motor; brushless motor is installed in the middle part of the base DC is connected with the connecting shaft, turntable, the turntable is connected axially passes through the upper baffle and a rubber pad is connected with the centrifugal centrifugal rotary turntable, is arranged on the inside and outside two a total of 24 slots for placing a microfluidic chip; the device adopts STM32 controller as the core, through the top of the cross of two ball screw and work Taiwan, complete the positioning and centrifugal operation. With the technology of embedded, microfluidics, motion control and optical detection, the utility model has the advantages of accurate positioning, fast speed, high efficiency, intelligence, flexibility and convenience.

【技术实现步骤摘要】
基于微流控芯片和STM32的血型检测装置
本技术涉及医学中的血液检测
，更具体地说涉及一种基于微流控芯片和STM32嵌入式开发的血型检测装置。
技术介绍
血液检测是医学中常见的检测内容，如检测血型、红细胞计数、血糖、血红蛋白浓度等。而血液检测仪器的小型化、微型化是未来的趋势，市面上已经有小型的血糖检测仪，但并没有小型的血型检测设备。因为目前血型检测多采用传统的微柱凝胶法血型卡，另外血液离心机的控制器体积较大，造成整机便携性差、检测效率低等问题。微流控芯片是一个新兴的科技产业，以其微型化、高通量的优势，在疾病诊断、药物筛选、材料合成、环境监测、食品安全等多个领域拥有广阔前景。目前已有人将微流控芯片用于血液检测，但由于多采用电渗驱动、电磁阀，故成本较高，难以普及，不符合血液检测设备的民用化商业趋势。
技术实现思路
对于上述问题，本技术设计了一套带定位机械和离心机械、集控制与检测于一身的血型检测装置。本装置采用体积小巧的微流控芯片代替传统的血型检测卡，使整机的体积减小、便携性和离心效率提高，而且由于微流控芯片的使用，芯片的放置方式以卧式代替立式，更有利于离心；以STM32控制器为核心，并加入步进电机和直流无刷电机，使其按设定运行，完成定位和离心操作。该系统结合嵌入式、微流控技术、运动控制、光学检测等技术，使其拥有定位准确、速度快、效率高、智能化、灵活方便等优点。本技术的技术方案是：一种基于微流控芯片和STM32的血型检测装置，该装置的组成包括底座、离心装置、定位装置；所述的底座的正前端设有开关和触摸屏；底座的左、右、后三个面的外沿，各固定有一块竖直的金属板，连同前外沿上的T形支架，组成外壳；上部为上隔板，上隔板放置有胶垫；所述的离心装置包括离心转盘和直流无刷电机；直流无刷电机安装在底座中部，与转盘连接轴相连，转盘连接轴向上依次穿过上隔板和胶垫，与离心转盘相连，离心转盘上设置有内外两圈共24个卡槽用于放置微流控芯片；所述的定位装置中，第一滚珠丝杠位于离心转盘上方，两端水平固定在外壳的左、右壳壁上，其右端与壳壁外的第一步进电机相连；第一滚珠丝杠上安装有第一工作台，第一工作台下方安装有摄像头；第一光电编码器安装在左壳壁外，与滚珠丝杠的左端连接；第二滚珠丝杠两端固定在外壳的后壁和前端的T形支架上，与第一滚珠丝杠垂直交叉，并位于其上方；第二步进电机安装在后壳壁外，与第二滚珠丝杠的一端相连；第二光电编码器与第二滚珠丝杠的另一端相连，安装在T形支架上；第二滚珠丝杠上装有第二工作台，工作台下装载激光二极管；所述的装置还包括安装在底座内的STM32控制器、第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、直流无刷电机驱动器、第一电源、第二电源、第三电源、第四电源；其中，所述的第一步进电机驱动器和第一步进电机相连；第四电源分别与第一步进电机驱动器、第一光电编码器相连；第一驱动器、第一光电编码器和激光二极管分别与STM32控制器相连；所述的第二步进电机驱动器和第二步进电机相连；第二电源分别与第二步进电机驱动器和第二光电编码器相连；摄像头、第二步进电机驱动器、第二光电编码器、图像采集电路分别与STM32控制器相连；所述的直流无刷电机驱动器通过RS485接口与STM32控制器相连，直流无刷电机、第三电源分别与直流无刷电机驱动器相连；所述第一电源与触摸屏相连，触摸屏还通过RS232接口与STM32控制器相连。本技术的有益效果为：1.本装置通过STM32控制器，通过霍尔传感器和光电编码器采集速度信息形成反馈，智能控制直流无刷电机的转速，实现多段调速、快速响应、多种停车方式，适应多种血液离心的方案。且能到达与传统微柱凝胶血型卡相同的精度。2.本装置由于微流控芯片中液体容量小，且采用轻薄的PMMA材质转盘，故本装置对离心力要求低，有利于降低功耗和获得更好的离心效果。3.本装置采取闭环调节，工作稳定，抗干扰能力强。由于采用单片机做控制器，选择步进电机进行定位操作，使成本降低。4.本装置在离心功能之外，还可在预定转速到达时触发激光二极管并进行图像采集工作，经由触摸屏实时显示速度曲线，功能丰富，做到真正意义的智能控制。5.本装置由于选择体积小巧的微流控芯片取代大体积的传统血型卡，以及小体积的单片机做控制器，使得机械装置的整体结构缩小，故有效解决传统血型检测仪器检测效率低、体积庞大便携性差等弊病，具有很高的推广价值。附图说明图1为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件机械连接结构三维外观图；图2为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件结构剖视图；图3为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件结构俯视图；图4为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的电气连接示意框图；图5为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的步进电机转速检测电路图；图6为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的图像采集电路图；图7为本技术基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的芯片通道结构图。具体实施方式本技术提供的血型检测装置的主要部件包括底座1、离心转盘2、触摸屏3、激光二极管4、摄像头5、外壳。所述基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件结构图如图1所示。所述基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件结构剖视图如图2所示，图2可直观说明正面视角中各部件的构造与位置，为使图像简洁明图2未画出图1中底座正面正上方支持滚珠丝杠11和激光二极管4的T形支架。所述基于微流控芯片和STM32的血型检测装置的硬件结构俯视图如图3所示，图3可进一步详细补充说明各部件的构造和位置。以下将整个装置分为三个部分，即底座、离心装置、定位装置。所述底座1为箱式结构，安装的器件包括开关、触摸屏3、STM32控制器6、直流无刷电机7、直流无刷电机驱动器8、第一步进电机驱动器9、第二步进电机驱动器20以及电源等部件，以上部件都封装于所述底座1中。底座的正前端设有开关和触摸屏3。触摸屏的速度控制界面，上方设定4段速度，每一段分为加(减)速和匀速两个过程，中间显示及时速度曲线，下方为驱动器发出的脉冲，调节占空比以实现转速控制。所述离心装置主要包括离心转盘2和直流无刷电机7。底座1之上设有离心转盘2，在离心转盘2上开有内外两圈共24个卡槽12以放置微流控芯片(每圈12个卡槽)；底座1中的直流无刷电机7通过转盘连接轴13与离心转盘2连接，两者之间为底座的上隔板。在直流无刷电机7与上隔板的接触面上下垫有软胶垫14；底座1的左、右、后三个面的外沿，各固定有一块竖直的金属板，连同前外沿上的T形支架，组成外壳；第一滚珠丝杠15位于离心转盘上方，两端水平固定在左右外壳的壳壁上，其右端与壳壁外的第一步进电机17相连，第一步进电机17带动滚珠丝杠15运动，将旋转运动转化为直线运动；第一滚珠丝杠15上安装有第一工作台19，第一工作台19下方安装有摄像头5；光电编码器18安装在左侧壳外，与滚珠丝杠15连接，可检测步进电机17的转速；第二滚珠丝杠11两端固定在外壳的后壁和前端的T形支架上，与第一滚珠丝杠15垂直交叉，并位于其上方10cm处；第二滚珠丝杠11上装有第二工作台16，工作台16下装载激光二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微流控芯片和STM32的血型检测装置，其特征为该装置的组成包括底座、离心装置、定位装置；所述的底座的正前端设有开关和触摸屏；底座的左、右、后三个面的外沿，各固定有一块竖直的金属板，连同前外沿上的T形支架，组成外壳；上部为上隔板，上隔板放置有胶垫；所述的离心装置包括离心转盘和直流无刷电机；直流无刷电机安装在底座中部，与转盘连接轴相连，转盘连接轴向上依次穿过上隔板和胶垫，与离心转盘相连，离心转盘上设置有内外两圈共24个卡槽用于放置微流控芯片；所述的定位装置中，第一滚珠丝杠位于离心转盘上方，两端水平固定在外壳的左、右壳壁上，其右端与壳壁外的第一步进电机相连；第一滚珠丝杠上安装有第一工作台，第一工作台下方安装有摄像头；第一光电编码器安装在左壳壁外，与滚珠丝杠的左端连接；第二滚珠丝杠两端固定在外壳的后壁和前端的T形支架上，与第一滚珠丝杠垂直交叉，并位于其上方；第二步进电机安装在后壳壁外，与第二滚珠丝杠的一端相连；第二光电编码器与第二滚珠丝杠的另一端相连，安装在T形支架上；第二滚珠丝杠上装有第二工作台，工作台下装载激光二极管；所述的装置还包括安装在底座内的STM32控制器、第一步进电机驱动器、第二步进电机驱动器、直流无刷电机驱动器、第一电源、第二电源、第三电源、第四电源；其中，所述的第一步进电机驱动器和第一步进电机相连；第四电源分别与第一步进电机驱动器、第一光电编码器相连；第一驱动器、第一光电编码器和激光二极管分别与STM32控制器相连；所述的第二步进电机驱动器和第二步进电机相连；第二电源分别与第二步进电机驱动器和第二光电编码器相连；摄像头、第二步进电机驱动器、第二光电编码器、图像采集电路分别与STM32控制器相连；所述的直流无刷电机驱动器通过RS485接口与STM32控制器相连，直流无刷电机、第三电源分别与直流无刷电机驱动器相连；所述第一电源与触摸屏相连，触摸屏还通过RS232接口与STM32控制器相连。...

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控芯片和STM32的血型检测装置，其特征为该装置的组成包括底座、离心装置、定位装置；所述的底座的正前端设有开关和触摸屏；底座的左、右、后三个面的外沿，各固定有一块竖直的金属板，连同前外沿上的T形支架，组成外壳；上部为上隔板，上隔板放置有胶垫；所述的离心装置包括离心转盘和直流无刷电机；直流无刷电机安装在底座中部，与转盘连接轴相连，转盘连接轴向上依次穿过上隔板和胶垫，与离心转盘相连，离心转盘上设置有内外两圈共24个卡槽用于放置微流控芯片；所述的定位装置中，第一滚珠丝杠位于离心转盘上方，两端水平固定在外壳的左、右壳壁上，其右端与壳壁外的第一步进电机相连；第一滚珠丝杠上安装有第一工作台，第一工作台下方安装有摄像头；第一光电编码器安装在左壳壁外，与滚珠丝杠的左端连接；第二滚珠丝杠两端固定在外壳的后壁和前端的T形支架上，与第一滚珠丝杠垂直交叉，并位于其上方；第二步进电机安装在后壳壁外，与第二滚珠丝杠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，刘凯龙，胡亚乔，柴晨晨，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12