面向离心微流控的CD式芯片装夹机构

摘要

本发明属于微流控领域，公开了一种面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，它包括芯片托架1、杠杆2、推杆3、定位弹珠4、电机轴卡槽5、导向块6和导向槽7。沿着导向槽7插入芯片到底，由于导向块6的横向定位功能，加上与电机轴卡槽5的相互配合，能保证芯片到达准确位置，电机轴卡槽5中的定位弹珠4弹起，芯片完全定位；当需要取出芯片时，只需推动推杆3，通过杠杆2作用，芯片便自动弹出。托架之间的距离可以方便调节，因而能适应不同尺寸的芯片。该面向离心微流控的CD式芯片装夹机构参照光驱原理设计，能方便装夹定位芯片，具有结构简单、操作便捷、可靠且适应性强的优点。

权利要求

1.一种面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，其特征在于，包括芯片托架(1)、杠杆(2)、推杆(3)、定位弹珠(4)、电机轴卡槽(5)、导向块(6)和导向槽(7)；

所述芯片托架(1)中间轴线上开有导向槽(7)，导向槽(7)两侧连接有导向块(6)，所述导向槽(7)末端制有电机轴卡槽(5)；在所述电机轴卡槽(5)处布置带有弹簧的定位弹珠(4)，弹簧在外力作用下压缩，定位弹珠(4)在弹簧作用力下可上下运动，其与芯片球形凹槽配合并顶靠芯片以对其定位；芯片下方布置有伺服电机来驱动芯片转动；导向槽(7)和电机轴卡槽(5)外围布置有杠杆(2)和推杆(3)组合使用的弹出机构。

2.一种如权利要求1所述的面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，其特征在于，所述的电机轴卡槽(5)可调整尺寸和形状。

3.一种如权利要求1所述的面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，其特征在于，所述导向块(6)通过螺钉与导向槽(7)连接。

4.一种如权利要求1所述的面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，其特征在于，所述的杠杆(2)与推杆(3)为刚性材料制造。

说明书

面向离心微流控的CD式芯片装夹机构

技术领域

[0001] 本发明涉及离心式微流控芯片装夹固定领域中的一种新机构，具体而言，本发明提供了一种面向离心微流控的CD式芯片装夹机构。技术背景

[0002] 微流控分析(Microfluidic Analysis)是微型全分析系统的主要组成部分，而将化学分析的多种功能集成在邮票大小的芯片上的微流控芯片(Microfluidics Chip)又是当前最活跃的发展前沿，代表着21世纪分析仪器走向微型化、集成化的发展方向，已成为国内外许多著名实验室的奋斗目标。

[0003] 离心式微流控芯片不需要繁杂的外围驱动设备，只需要调节转速就能控制驱动力，且不受地球引力的约束，因而具有极大的优越性。但是其芯片的装夹和固定却一直没有方便快捷可靠的机构和技术，这严重影响了实验的发展。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有离心式微流控芯片装夹固定机构的缺陷，提供一种方便快捷可靠的CD式芯片装夹机构。

[0005] 一种面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，包括芯片托架1、杠杆2、推杆3、定位弹珠4、电机轴卡槽5、导向块6和导向槽7。

[0006] 所述芯片托架1中间轴线上开有导向槽7，导向槽7两侧布置有导向块6，导向槽7端部开口较大以便于芯片插入，在导向槽7末端制有燕尾槽电机轴卡槽5；所述的燕尾槽电机卡槽5可根据芯片大小以及芯片上卡槽适当调整尺寸和形状，能保证芯片横向定位、保证传动强度可靠和芯片所占面积不影响芯片结构；所述芯片托架1的尺寸可根据芯片尺寸调节，以适应不同尺寸芯片；所述导向块6通过螺钉等与导向槽7连接，以便在调节电机轴卡槽5尺寸时可以调节导向槽7尺寸，保证导向精度。

[0007] 在电机轴卡槽5处布置带有弹簧的定位弹珠4，弹簧在外力作用下压缩，定位弹珠4在弹簧作用力下可上下运动，其与芯片球形凹槽配合并顶靠芯片以对其定位；芯片下方布置有伺服电机来驱动芯片转动；导向槽7和电机轴卡槽5外围布置有杠杆2和推杆3组合使用的弹出机构，当需要取出芯片时，推动推杆3带动杠杆2工作将芯片推出卡槽，所述的杠杆2与推杆3可由任何适当刚性材料制造，例如不锈钢或者有机玻璃等。

[0008] 上述面向离心微流控的CD式芯片装夹机构的工作过程如下：将带有相应定位块的芯片沿着导向槽7插入到底，导向槽7和导向块6的横向定位功能保证芯片插入方向的准确性，而后芯片继续插入直至芯片定位块与燕尾槽电机轴卡槽5相互配合，定位弹珠4在弹簧作用下与芯片定位块上的球形凹坑相互配合、卡紧，这保证了芯片在准确位置完全定位；同时芯片定位块推动杠杆2带动推杆3弹出，推杆3伸出芯片托架1端部；当实验完成需要取出芯片时，只需推动推杆3，通过杠杆2作用，芯片便自动弹出。当芯片尺寸变化时，只需调整托架之间的距离即可，因而能适应不同尺寸的芯片。

[0009] 该面向离心微流控的CD式芯片装夹机构，类似光驱工作原理，打破了传统装夹的固有方式和思路，具有结构简单、操作便捷、可靠性好且适应性强的优点，并且移植性好，可以方便地移植到其它设备上，具有普适性。

附图说明

[0010] 图1表示的是整个装夹机构的俯视图。

[0011] 图2表示的是装夹芯片后的俯视图。

[0012] 图3表示的是装夹芯片后的剖视图和局部放大图。

[0013] 图中，1-芯片托架、2-杠杆、3-推杆、4-定位弹珠、5-电机轴卡槽、6-导向块、7-导向槽。具体实施例

[0014] 下面结合附图所示实施例进一步详细说明本发明的具体内容：

[0015] 参阅图1，本发明包括：芯片托架1、导向槽7、导向块6、杠杆2、推杆3、定位弹珠4、电机轴卡槽5。

[0016] 芯片半径r＝30mm，厚度d＝5mm，PC材质，通过精雕机床加工而成。芯片定位块与电机卡槽半径10mm，芯片定位块与芯片通过无影胶粘接起来，电机卡槽与电机轴通过螺钉连接固定。定位弹珠半径2mm，打磨抛光。芯片托架采用有机玻璃材料，芯片托架根据芯片尺寸选择两边各留10mm间隙，防止芯片与托架撞击。

[0017] 使用时先将电机卡槽与伺服电机轴通过螺钉连接，然后将芯片卡槽对准导向槽插入，直到芯片定位块与电机卡槽相互配合继续插入，当到设定位置时定位弹珠自动弹入芯片卡槽中的凹坑，顶住卡紧，同时推杆在杠杆作用下弹出，此时芯片被完全固定。定位弹珠下面的弹簧刚度越大，芯片被卡的越紧，根据芯片转速需要选择相应刚度弹簧。

[0018] 通过控制伺服电机转速控制芯片中流体运动实现一系列实验，到实验结束，芯片停止转动时，只需推入推杆，在杠杆作用下芯片被弹出。由于是机械传动，所以操作简单方便可靠。