專利名稱：秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，屬于生物醫學領域。
背景技術：
秀麗隱桿線蟲是一種經典的模式生物，由于其通身透明，比較容易觀察；加之其作 為唯一一個身體中所有細胞均能被逐個盤點并各歸其類的生物，自1965年以來已經被廣 泛用作生命科學的研究對象。 對秀麗隱桿線蟲的研究已經取得了矚目的結果，例如揭示了細胞凋亡現象及機 理，發現了 RNA沉默現象等重大生命科學課題；這些科研成果的存在，已經為病毒性肝炎、 艾滋病和腫瘤等人類頑疾的治療指明了一條新路。同時，基于秀麗隱桿線蟲的生命科學研 究仍在行進之中，它將為人類探索生命科學不可替代的物質基礎。 由于秀麗隱桿線蟲尺寸微小、生命周期短(僅3天)，在進行生物學研究時需要不 斷地觀察并追蹤線蟲的發育過程，分揀并分類出線蟲的幼蟲、成蟲、尸體等；目前諸多的科 研機構都是通過投入人力，實行人工分揀方法，工作量大，分揀效率較低；而國內針對線蟲 研究的自動化分揀系統的研制很少被研究人員所提及，尤其是固體培養環境下的線蟲分揀 系統目前還沒有研制出來；國外的高通量線蟲分揀設備絕大多數是基于液體培養環境下的 流式分選法，不便于進行單個線蟲的生命科學實驗研究，例如需要把某一特定線蟲分揀出 來進行基因注射實驗時，仍然需要人工參與操縱末端微操作手實施具體操作。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種針對微生物篩選、分揀操作的自動 化微操作平臺，替代人工進行篩選、分揀微操作，降低操作人員的工作強度，保證微操作的
效率；本發明通過應用自動化控制理論，結合光學顯微視覺，對微生物進行行之有效的微操作。 本發明的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，包括平臺基座、三軸自動平臺、光 學視覺系統、自動調焦裝置、操作臂微調裝置和末端操作手自動伸縮裝置；
平臺基座劃分為固定連接位置A、固定連接位置B、固定連接位置B'、固定連接位 置C、固定連接位置D和固定連接位置E，光學視覺系統安裝在平臺基座上的位置A、三軸自 動平臺安裝在位置B和位置B'，固定連接位置C用于連接外界實驗裝置；操作臂微調裝置 安裝在位置D ;固定連接位置E用于將本實驗裝置固定到其它實驗平臺上；
三軸自動平臺包括Y軸自動平臺、X軸自動平臺、Z軸自動平臺、Z軸托架、Y軸托 架、Z軸輔助第一托架、Z軸輔助第二托架、Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌；
Y軸自動平臺、X軸自動平臺、Z軸自動平臺為三個精密移動導軌，每條移動導軌分 別配以高精度驅動電機，并且在導軌上設置滑塊，Z軸自動平臺固定安裝在Z軸托架上，Y軸 自動平臺通過Y軸托架固定安裝在Z軸自動平臺的滑塊上，Z軸輔助第一托架、Z軸輔助第 二托架的一端分別連接Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌，另一端固定安裝在Y軸托架上；X軸自動平臺固定安裝在Y軸自動平臺的滑塊上，第一目標培養皿、第二目標培養皿 安裝在X軸自動平臺的滑塊上；Z軸托架固定連接在平臺基座的固定連接位置B處，Z軸輔 助第一導軌和Z軸輔助第二導軌固定在平臺基座的固定連接位置B'處；Y軸自動平臺、X 軸自動平臺、Z軸自動平臺的運動都是解耦運動，分別實現第一 目標培養皿、第二目標培養 皿的水平前后微移動、水平左右微移動和豎直上下微移動； 光學視覺系統用以采集第一目標培養皿上的圖像，然后通過圖像處理算法解算出 微小生物體在視場中的具體位置，其光路主軸線穿過第一目標培養皿；光學視覺系統包括 光學系統架座底板、光學系統架座豎直板、光學系統光源引入座、光學系統調焦前罩、光學 系統直角光路轉換座和光學系統CCD ; 光學系統架座底板安裝在平臺基座的固定連接位置A處，光學系統架座豎直板一 端連接光學系統架座底板，另一端連接光學系統CCD,光學系統CCD連接光學系統直角光路 轉換座，光學系統直角光路轉換座連接光學系統調焦前罩，光學系統調焦前罩安裝在光學 系統光源引入座上； 自動調焦裝置，用以調整光學鏡頭模塊的微焦距，結合光學視覺系統采集的圖像， 通過圖像處理算法自動控制光學鏡頭模塊的變焦運動；自動調焦裝置包括光學鏡頭模塊、 自動調焦從動輪、自動調焦傳送帶、自動調焦手輪、自動調焦主動輪；自動調焦從動輪安裝 在光學鏡頭模塊上，自動調焦從動輪通過自動調焦傳送帶與自動調焦主動輪連接，自動調 焦手輪安裝在自動調焦主動輪上，實現手動調節； 操作臂微調裝置用以調整末端操作手自動伸縮裝置的位置及姿態，操作臂微調裝 置包括操作臂固定座底板、操作臂固定座豎直板、操作臂豎直微調導軌座、Z軸旋轉微調單 元和Y軸旋轉微調單元；Z軸旋轉微調單元和Y軸旋轉微調單元分別手動微調末端操作手 伸縮裝置在Z軸和Y軸的旋轉微角度；操作臂固定座底板固定在平臺基座上的固定連接位 置D上，操作臂固定座豎直板一端連接操作臂固定座底板，另一端連接操作臂豎直微調導 軌座，Y軸旋轉微調單元固定安裝在操作臂豎直導軌移動滑塊上，Z軸旋轉微調單元固定安 裝在Y軸旋轉微調單元上； 末端操作手自動伸縮裝置用以控制末端操作手對微小生物體在第一 目標培養皿 中進行拾取微操作以及在第二目標培養皿進行釋放等微操作，操作手自動伸縮裝置包括伸 縮裝置轉動調節螺釘、末端操作手、自動伸縮裝置連接座、自動伸縮裝置導軌座和自動伸縮 裝置固定座；自動伸縮裝置連接座用于將自動伸縮裝置固定在操作臂Z軸旋轉微調單元
上，末端操作手固定安裝在自動伸縮裝置導軌滑塊上，自動伸縮裝置導軌座固定安裝在自 動伸縮裝置導軌固定座上，自動伸縮裝置導軌固定座通過轉動調節螺釘安裝在自動伸縮裝 置連接座上，末端操作手自動伸縮裝置通過連接件固定安裝在Y軸旋轉微調單元上。
本發明的優點在于 (1)本發明裝置采用顯微視覺伺服的控制方式實現目標微小生物體自動聚焦，利
用末端操作手實施微操作的目的，采用自動化的硬件控制，集成了分揀操作手，大大降低人
工實驗操作的強度，將操作人員從繁冗的重復性工作中解脫出來； (2)采用電機驅動，加速線蟲篩選、分揀的進程，提高線蟲微操作的效率； (3)采用高精度導軌傳動，高精度驅動電機驅動，確保系統在較高的精度下工作，
提高線蟲篩選、分揀微操作的準確率；
7
(4)本發明的所有運動都是在以工控機的控制系統控制下自動實現的，整套裝置 結構緊湊、操作方便，采用機電一體化自動操作裝置替代人工篩選、分揀微操作，節約實驗 成本，縮短實驗周期；
臺
圖1是本發明裝置整體結構正視圖2是本發明裝置整體結構后視圖3是本發明裝置的平臺基座結構圖4是本發明裝置的三軸自動平臺結構圖4A是本發明裝置三軸自動平臺Z軸托架結構圖4B是本發明裝置三軸自動平臺Y軸托架結構圖4C是本發明裝置三軸自動平臺Y軸自動平臺結構圖4D是本發明裝置三軸自動平臺Z軸輔助第一托架結構圖4E是本發明裝置三軸自動平臺Z軸輔助第一導軌結構圖4F是本發明裝置三軸自動平臺X軸自動平臺結構圖4G是本發明裝置三軸自動平臺Z軸自動平臺結構圖5是本發明裝置的光學視覺系統結構圖6是本發明裝置的自動調焦裝置結構圖7是本發明裝置的操作臂微調裝置結構圖8是本發明裝置的末端操作手自動伸縮裝置結構圖。
圖中
1.平臺基座 2.三軸自動平臺 3.光學視覺系統
4.自動調焦裝置5.操作臂微調裝置6.末端操作手自動伸縮裝置
201.Z軸托架
204. Z軸輔助第一托架
202. Y軸托架
205. Z軸輔助第二托架
203.Y軸自動平
206. Z軸輔助第
臺
導軌
209.Z軸自動平臺
2011.Z軸托架主體板
2021.Y軸托架主體板
207.Z軸輔助第二導軌
2012.Z軸托架支撐筋板 2022. Y軸托架支撐筋板
208.X軸自動平
2023. Y軸托架支
傳感器
板
b
2024a. Y軸位置傳感器a
2024b. Y軸位置
2024c. Y軸位置傳感器c 2025. Y軸傳感器固定板 2026a. Y軸位置傳感器固定座a
2026b. Y軸位置傳感器固定座b 2026c. Y軸位置傳感器固定座c 2031.Y軸自動平臺座 2032.Y軸位置傳感器觸發片2033.Y軸驅動電
8機
臺移
臺移
2034.Y軸驅動電機旋鈕
動主座
2035.Y軸自動平臺聯軸器 2036.Y軸自動平
2037.Y軸自動平臺連接座 2038.Y軸自動平
動輔座
2041. Z軸輔助第一托架主板 2061.Z軸輔助第一導軌底座
軸輔助第一導
軌主體座
軸輔助第一導
軌支座 2081. X軸驅動電機旋鈕
軸運動導軌主
體座
軸運動導軌滑
塊
第一培養皿彈性
夾
第一目標培養皿 2088b.第二目標培養皿
2091. Z軸平臺導軌主體座
軸平臺電機旋
鈕
軸平臺導軌滑
塊 301.光學系統架座底板 連接調整板 304.光學系統調焦連接座筋板
學系統光源引入 座
學系統調焦連接
座
學系統直角光路
轉換座 學系統CCD 313.光學系統CCD固定座
401.自動調焦傳感器固定座 焦傳感器固定螺
2042. Z軸輔助第一托架筋板 2062.Z軸輔助第一導軌筋板
2064. Z軸輔助第一導軌滑塊
2082. X軸驅動電機
2084.X軸運動導軌連接座
2086.培養皿固定座
2087b.第二培養皿彈性夾
2092. Z軸驅動電機
2094.Z軸平臺導軌擋板
302.光學系統架座豎直板
305.光學系統調焦連接座主板
307.光學系統調焦前罩
309.光學系統調焦座上蓋
311.光學系統光路外接頭
314.光學系統架座筋板 402.自動調焦傳感器連接座
2063. Z 2065. Z
2083. X 2085. X 2087a. 2088a.
2093. Z 2095. Z
303. CCD 306.光 308.光 310.光 312.光
403.調
9
母
動調焦驅動電機
406.光學鏡頭模塊 動調焦傳送帶 409.自動調焦手輪
動調焦電機固定
座 501.操作臂豎直微調電機旋鈕 502.操作臂豎直微調驅動電機 作臂豎直微調導
404.自動調焦高精度傳感器 407.自動調焦從動帶輪 410.自動調焦主動輪
504. Z軸旋轉微調單元 507.操作臂固定座底板 509b.豎直位置傳感器b 510b.豎直傳感器固定座b 511.操作臂豎直位置觸發片 軌座
旋轉微調單元 506.操作臂固定座豎直板 作臂固定座筋板 509a.豎直位置傳感器a 直位置傳感器c 510a.豎直傳感器固定座a
直傳感器固定
座c
作臂豎直導軌移
動滑塊 601.自動伸縮裝置電機旋鈕602.自動伸縮裝置驅動電機 置轉動調節 螺釘 604.自動伸縮裝置導軌滑塊
606.伸縮裝置位置觸發片 609.伸縮裝置傳感器固定板 610c.傳感器固定座c 611b.伸縮裝置位置傳感器b 612.自動伸縮裝置導軌固定座 座
作手 608.自動伸縮裝置導軌座 器固定座a 610b.傳感器固定座b 感器a
裝置位置傳
感器c
405.自 概自 411.自
503.操 505. Y軸
508.操 509c.豎 510c.豎
512.操
603.伸縮裝 605.自動伸 607.末端操 610a.傳感 611a.伸縮 611c.伸縮
具體實施例方式
下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。 本發明的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，如1、圖2所示，包括平臺基座1、 三軸自動平臺2、光學視覺系統3、自動調焦裝置4、操作臂微調裝置5和末端操作手自動伸 縮裝置6。
所述的平臺基座1如圖3所示，平臺基座1表面按設計要求分別加工有螺紋孔及 沉孔，固定連接位置A與光學視覺系統3固定連接以確保光學視覺系統穩定可靠的工作；固 定連接位置B、固定連接位置B'與三軸自動平臺2固定連接以確保三軸自動平臺穩定可靠 工作；固定連接位置C用于連接外界實驗裝置；固定連接位置D與操作臂微調裝置5固定連 接以確保操作臂微調裝置穩定可靠工作；固定連接位置E將用于將本實驗裝置固定到其它 實驗平臺上實現其它聯合實驗內容； 三軸自動平臺2包括Y軸自動平臺203、X軸自動平臺208、Z軸自動平臺209、Z軸 托架201、 Y軸托架202、 Z軸輔助第一托架204、 Z軸輔助第二托架205、 Z軸輔助第一導軌 206和Z軸輔助第二導軌207 ; 如圖1、圖3、圖4所示，Y軸自動平臺203、X軸自動平臺208、Z軸自動平臺209為 三個精密移動導軌，每條移動導軌分別配以高精度驅動電機，并且到導軌上設置滑塊，Z軸 自動平臺209固定安裝在Z軸托架201上，Y軸自動平臺203通過Y軸托架202固定安裝 在Z軸自動平臺209的滑塊上，Z軸輔助第一托架204、 Z軸輔助第二托架205的一端分別 連接Z軸輔助第一導軌206和Z軸輔助第二導軌207，另一端固定安裝在Y軸托架202上； X軸自動平臺208固定安裝在Y軸自動平臺203的滑塊上，目標培養皿安裝在X軸自動平 臺208的滑塊上；Z軸托架201固定連接在平臺基座1的固定連接位置B處，Z軸輔助第一 導軌206和Z軸輔助第二導軌207固定在平臺基座1的固定連接位置B'處；Y軸自動平臺 203、X軸自動平臺208、Z軸自動平臺209的運動都是解耦運動，分別實現第一 目標培養皿、 第二目標培養皿的水平前后微移動、水平左右微移動和豎直上下微移動；
光學視覺系統3用以采集第一目標培養皿2088a上的圖像，然后通過一定的圖像 處理算法可以解算出微小生物體在視場中的具體位置，其光路主軸線穿過第一 目標培養皿 2088a ;如圖1、圖5所示，光學視覺系統3包括光學系統架座底板301、光學系統架座豎直板 302、光學系統光源引入座306、光學系統調焦前罩307、光學系統直角光路轉換座310和光 學系統CCD312 ; 光學系統架座底板301安裝在平臺基座1的固定連接位置A處，光學系統架座豎 直板302 —端連接光學系統架座底板301，另一端連接光學系統CCD312，光學系統CCD312 連接光學系統直角光路轉換座310，光學系統直角光路轉換座310連接光學系統調焦前罩 307，光學系統調焦前罩307安裝在光學系統光源引入座306上； 自動調焦裝置4如圖1 、圖6所示，用以調整光學鏡頭模塊406的微焦距，結合光學 視覺系統3采集的圖像，通過一定的圖像處理算法自動控制光學鏡頭模塊406的變焦運動； 自動調焦裝置4包括光學鏡頭模塊406、自動調焦從動輪407、自動調焦傳送帶408、自動調 焦手輪409、自動調焦主動輪410 ;自動調焦從動輪407安裝在光學鏡頭模塊406上，自動調 焦從動輪407通過自動調焦傳送帶408與自動調焦主動輪410連接，自動調焦手輪409安 裝在自動調焦主動輪410上，實現手動調節； 操作臂微調裝置5如圖1、圖7所示，用以調整末端操作手自動伸縮裝置6的位置 及姿態，操作臂微調裝置5包括操作臂固定座底板507、操作臂固定座豎直板506、操作臂豎 直微調導軌座503、Z軸旋轉微調單元504和Y軸旋轉微調單元505 ;Z軸旋轉微調單元504 和Y軸旋轉微調單元505分別手動微調末端操作手伸縮裝置6在Z軸和Y軸的旋轉微角 度；操作臂固定座底板507固定在平臺基座1上的固定連接位置D上，操作臂固定座豎直板506 —端連接操作臂固定座底板507，另一端連接操作臂豎直微調導軌座503， Y軸旋轉微調 單元505固定安裝在操作臂豎直導軌移動滑塊512上，Z軸旋轉微調單元504固定安裝在Y 軸旋轉微調單元505上； 末端操作手自動伸縮裝置6用以控制末端操作手對微小生物體在第一 目標培養 皿2088a中進行拾取微操作以及在第二目標培養皿2088b進行釋放等微操作，如圖1、圖8 所示，操作手自動伸縮裝置6包括伸縮裝置轉動調節螺釘603、末端操作手607、自動伸縮裝 置連接座605、自動伸縮裝置導軌座608和自動伸縮裝置固定座612 ;自動伸縮裝置連接座 605用于將自動伸縮裝置6固定在操作臂Z軸旋轉微調單元504上，末端操作手607固定安 裝在自動伸縮裝置導軌滑塊601上，自動伸縮裝置導軌座608固定安裝在自動伸縮裝置導 軌固定座612上，自動伸縮裝置導軌固定座612通過轉動調節螺釘603安裝在自動伸縮裝 置連接座605上，末端操作手自動伸縮裝置6借助連接件605固定安裝在Y軸旋轉微調單 元504上。 所述的三軸自動平臺2如圖4所示，三軸自動平臺2包括Y軸自動平臺203、 X軸 自動平臺208、 Z軸自動平臺209、 Z軸托架201、 Y軸托架202、 Z軸輔助第一托架204、 Z軸 輔助第一托架205、 Z軸輔助第一導軌206、 Z軸輔助第二導軌207。 Z軸托架201如圖4A所示，包括Z軸托架主體板2011和兩個Z軸托架支撐筋板 2012，兩個Z軸托架支撐筋板2012與Z軸托架主體板2011的兩端連接，Z軸托架201底端 與平臺基座1的固定連接位置B固定連接； 如圖4、圖4B所示，Y軸托架202安裝在Z軸平臺導軌滑塊2095上，Y軸托架主 體板2021直接與Z軸平臺導軌滑塊2095固定連接，Y軸托架支撐筋板2022與Y軸托架支 撐筋板2023安裝在Y軸托架主體板2021上，Y軸位置傳感器a 2024a、 Y軸位置傳感器b 2024b和Y軸位置傳感器c 2024c安裝在Y軸傳感器固定板2025上，并分別用Y軸位置傳 感器固定座a 2026a、 Y軸位置傳感器固定座b 2026b和Y軸位置傳感器固定座c2026c固 定，Y軸傳感器固定板2025安裝在Y軸托架主體板2021上； 如圖4、圖4C所示，Y軸自動平臺203安裝在Y軸托架202上，其中Y軸自動平臺 座2031直接與Y軸托架主體板2021固定連接，Y軸驅動電機2033安裝在Y軸自動平臺移 動主座2036的末端以驅動Y軸自動平臺203的運動，Y軸驅動電機旋鈕2034安裝在，Y軸 驅動電機2033末端以方便手動調節平臺的運動，Y軸自動平臺聯軸器2035安裝在Y軸驅動 電機2033與Y軸自動平臺移動主座2036之間，Y軸自動平臺移動主座2036安裝在Y軸自 動平臺座2031上，并確保Y軸自動平臺移動主座2036只發生沿Y軸自動平臺座2031軸線 的移動，Y軸自動平臺移動輔座2038安裝在Y軸自動平臺座2031上，Y軸自動平臺連接座 2037安裝在Y軸自動平臺移動主座2036和Y軸自動平臺移動輔座2038上，將Y軸自動平 臺移動主座2036和Y軸自動平臺移動輔座2038固聯起來，提高Y軸自動平臺203的帶負 載能力，Y軸位置傳感器觸發片2032安裝在Y軸自動平臺連接座2037上，用于觸發位于Y 軸托架202上的三個位置傳感器Y軸位置傳感器固定座a 2026a、 Y軸位置傳感器固定座 b 2026b和Y軸位置傳感器固定座c 2026c ; 如圖4、圖4D所示，Z軸輔助第一托架204與Z軸輔助第二托架205相同，分別安 裝在Y軸托架202上，其中Z軸輔助第一托架主板2041直接固定在Y軸托架主體板2021 上，Z軸輔助第一托架筋板2042安裝在Y軸托架主板2021上；
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如圖4、圖4E所示，Z軸輔助第一導軌206和Z軸輔助第二導軌207相同，Z軸輔 助第一導軌206、Z軸輔助第二導軌207分別與Z軸輔助第一托架204與Z軸輔助第一托架 205對應連接，其中Z軸輔助第一導軌底座2061分別與Z軸輔助第一導軌筋板2062、 Z軸 輔助第一導軌支座2065連接，此外Z軸輔助第一導軌底座2061還用于與平臺基座1對應 位置B'連接以固定整個輔助導軌，Z軸輔助第一導軌主體座2063安裝在Z軸輔助第一導 軌支座2065上，Z軸輔助第一導軌滑塊2064與Z軸輔助第一導軌主體座2063相連，并確 保Z軸輔助第一導軌滑塊2064只發生沿主體座縱向軸線的移動； 如圖4、圖4F所示，X軸自動平臺208直接安裝在Y軸自動平臺203上，并與Y軸自 動平臺連接座2037固定連接，其中X軸驅動電機旋鈕2081安裝在X軸驅動電機2082上，用 以實現手動調節，X軸驅動電機2082安裝在X軸運動導軌主體座2083上，X軸運動導軌滑 塊2085安裝在X軸運動導軌主體座2083上，并確保只發生沿其軸線的移動，X軸運動導軌 連接座2084固定在在X軸運動導軌滑塊2085上，并隨在X軸運動導軌滑塊2085 —起運動， 培養皿固定座2086固定在在X軸運動導軌連接座2084上，用以為第一 目標培養皿2088a、 第二目標培養皿2088b提供支撐，第一培養皿彈性夾2087a、第二培養皿彈性夾2087b分別 安裝在培養皿固定座2086兩側，利用其彈性力夾持培養皿，確保實驗時培養皿固定不動；
如圖4、圖4G所示，Z軸自動平臺209安裝在Z軸托架主體板2011上，Z軸驅動電 機2092安裝在Z軸平臺導軌主體座2091， Z軸平臺電機旋鈕2093與Z軸驅動電機2092相 連，以實現手動調節功能，Z軸平臺導軌擋板2094與Z軸平臺導軌主體座2091相連，Z軸平 臺導軌滑塊2095安裝在Z軸平臺導軌主體座2091上，并確保只發生沿軸線的移動；
Y軸位置傳感器a 2024a、Y軸位置傳感器b 2024b、Y軸位置傳感器c 2024c、Y軸 驅動電機2033、 X軸驅動電機2082、 Z軸驅動電機2092連接工控機。 所述的光學視覺系統3主要用于實現視覺圖像的采集功能，如圖1、圖5所示，光 學視覺系統3包括光學系統架座底板301、光學系統架座豎直板302、光學系統光源引入座 306、光學系統調焦前罩307、光學系統直角光路轉換座310和光學系統CCD312 ;
光學系統架座底板301與平臺基座1的固定連接位置A固定連接，以確保光學視 覺系統3的穩定可靠工作； 光學系統架座筋板314連接光學系統架座底板301和光學系統架座豎直板302， 用以增強整體架座的剛度，其上設計有減重孔，用以減輕零件的質量；光學系統架座豎直板 302分別與光學系統架座底板301、光學系統架座筋板314和CCD連接調整板303連接，其上 設計有陣列連接孔用于與CCD連接調整板303對應陣列連接孔連接，實現光學系統CCD312 按特定距離升降調整的功能；光學系統調焦連接座主板305安裝在CCD連接調整板303和 光學系統調焦連接座308之間，起連接固定作用；光學系統調焦連接座筋板304安裝在光學 系統調焦連接座主板305上，主要實現兩個功能增強光學系統調焦連接座主板305的剛度 和固定自動調焦電機固定座411 ;光學系統光源引入座306安裝在光學系統調焦連接座308 下方，用以引入光學視覺觀察及采集圖像所需的特定光源；光學系統調焦前罩307安裝在 光學系統光源引入座306下方，用以對引入的光源進行光束調焦；光學系統調焦座上蓋309 用于連接光學系統調焦連接座308以及光學系統直角光路轉換座310，其上設計有緊定連 接孔，用來鎖定其中間光學模塊的位置；光學系統直角光路轉換座310主要用于將光學通 路進行彎折，降低系統的高度，減輕調焦連接座的負載；光學系統光路外接頭311安裝在光學系統直角光路轉換座310與光學系統CCD312之間，專用于光學系統直角光路轉換座310 和光學系統CCD312的連接，其內設有消光螺紋，用以消除鏡路內的雜光；光學系統CCD固定 座313用于將光學系統CCD312固定在CCD連接調整板303上；整個光學視覺系統3的所 有零件組裝成一個整體，以確保實驗工作時光學系統CCD312以及光路不受干擾，光學系統 CCD312連接工控機。 所述的自動調焦裝置4主要用于實現光學鏡頭模塊406的自動聚焦功能，它結合 光學視覺系統3采集的實時圖像，通過一定的圖像處理算法鑒定光學鏡頭模塊406的成像 程度，從而控制自動調焦裝置4自動聚焦，最后采集得到清晰的圖像；如圖1、圖6所示，自 動調焦裝置4包括包括光學鏡頭模塊406、自動調焦從動輪407、自動調焦傳送帶408、自動 調焦手輪409和自動調焦主動輪410 ; 光學鏡頭模塊406為圖像放大核心，用于將目標微小生物體進行放大圖像采集； 自動調焦從動帶輪407通過緊定連接孔固定在光學鏡頭模塊406的調焦鈕上，借助通過自 動調焦傳送帶408傳遞過來的扭矩實現自動調焦；自動調焦主動輪410起到傳遞扭矩的作 用，即將自動調焦驅動電機405產生的扭矩借助自動調焦傳送帶408實現自動調焦；自動調 焦手輪409 —端固定安裝在自動調焦主動輪410上，實現必要情況下的手動調焦，另外一端 與自動調焦驅動電機405前端輸出軸固連，起到傳力作用；自動調焦電機固定座411用于固 定自動調焦驅動電機405，并留有連接孔以便將整個自動調焦裝置4固定到光學系統調焦 連接座筋板304上形成一個整體；自動調焦傳感器固定座401 —端連接到調焦電機固定座 上，另外一端用于固定自動調焦高精度傳感器404 ;自動調焦驅動電機405固定在自動調焦 電機固定座411上，其前端輸出軸與自動調焦手輪409固定連接，尾端輸出軸則與自動調焦 傳感器連接座402固聯；自動調焦高精度傳感器404固定在動調焦傳感器固定座401上，其 輸出軸與自動調焦傳感器連接座402固聯，并用調焦傳感器固定螺母403鎖緊，確保準確測 量自動調焦驅動電機405的微步距； 自動調焦高精度傳感器404、自動調焦驅動電機405連接工控機。
所述的操作臂微調裝置5包括操作臂固定座底板507、操作臂固定座豎直板506、 操作臂豎直微調導軌座503、 Z軸旋轉微調單元504和Y軸旋轉微調單元505 ;
如圖1、圖7所示，操作臂固定座底板507分別將與操作臂固定座豎直板506、操作 臂固定座筋板508相連，起到底座支撐的作用，操作臂固定座底板507與平臺基座l上的固 定連接位置D固定連接；操作臂固定座筋板508用于連接固定操作臂固定座豎直板506和 固定操作臂固定座底板507，用于增強本裝置的剛度，其上設計有減重孔以減輕零件重量； 操作臂固定座豎直板506分別固定連接在操作臂固定座筋板508以及操作臂固定座底板 507上，用于支撐整個操作臂；豎直位置傳感器a 509a、豎直位置傳感器b 509b、豎直位置 傳感器c 509c分別借助豎直傳感器固定座a 510a、豎直傳感器固定座b 510b、豎直傳感器 固定座c 510c固定在操作臂固定座豎直板506上，用于標識豎直微調運動的位置信息；操 作臂豎直微調導軌座503固定安裝在操作臂固定座豎直板506上，其上端與操作臂豎直微 調驅動電機502連接，借助操作臂豎直微調驅動電機502的轉動力驅動豎直微調導軌進行 微調運動；操作臂豎直微調電機旋鈕501與操作臂豎直微調驅動電機502末端尾軸固定連 接，方便在必要的時候實現手動調節功能；操作臂豎直導軌移動滑塊512安裝在操作臂豎 直微調導軌座503上，并確保只發生沿導軌軸向的微移動；操作臂豎直位置觸發片511固定安裝在操作臂豎直導軌移動滑塊512上，用于觸發上述三個豎直位置傳感器；Y軸旋轉微調 單元505固定安裝在豎直導軌移動滑塊502上，隨操作臂豎直導軌移動滑塊512 —起移動， 其上設有微調旋鈕以及鎖緊螺釘，可以進行繞Y軸的手動旋轉微調以及Y軸旋轉運動的鎖 定；Z軸旋轉微調單元504固定安裝在Y軸旋轉微調單元505上，隨Y軸旋轉微調單元505 一起移動，其上設有微調旋鈕和鎖緊螺釘，可以進行繞Z軸的手動旋轉微調以及Z軸旋轉運 動的鎖定； 操作臂豎直微調驅動電機502、豎直位置傳感器a509a、豎直位置傳感器b509b、豎 直位置傳感器c509c連接工控機。 操作臂微調裝置5用于實現末端操作手自動伸縮裝置6的豎直精細位置調節以及 末端操作手607的姿態調整，其三個軸向的微調運動是空間的解耦運動，實驗工作時借助 光學視覺系統3對末端操作手607尖端圖像進行采集，依據采集的實時圖像中操作手尖端 的清晰度控制操作臂微調裝置5進行適當的微細調節，從而確保實現末端操作手607精密 微操作； 所述的末端操作手自動伸縮裝置6如圖1、圖8所示，包括伸縮裝置轉動調節螺釘 603、末端操作手607、自動伸縮裝置連接座605、自動伸縮裝置導軌座608和自動伸縮裝置 固定座612 ; 自動伸縮裝置連接座605用于將末端操作手自動伸縮裝置固6定在操作臂Z軸旋 轉微調單元504上，通過伸縮裝置轉動調節螺釘603將自動伸縮裝置導軌固定座612固定 在伸縮裝置連接座608上；伸縮裝置轉動調節螺釘603中間設計有連接孔，借助預緊力作 用促使自動伸縮裝置導軌固定座612按特定角度緊貼在自動伸縮裝置連接座605上；自動 伸縮裝置導軌座608固定安裝在自動伸縮裝置導軌固定座612上，隨自動伸縮裝置導軌固 定座612繞定軸實現特定角度的調整；自動伸縮裝置驅動電機602安裝在自動伸縮裝置導 軌座608的末端，利用自動伸縮裝置驅動電機602的轉動力矩驅動自動伸縮裝置導軌滑塊 604沿軸線運動；自動伸縮裝置電機旋鈕601與自動伸縮裝置驅動電機602尾端輸固定連 接，實現在必要時候手動調節的功能；自動伸縮裝置導軌滑塊604安裝在自動伸縮裝置導 軌座608上，并確保僅發生沿軸線的微移動；末端操作手607固定安裝在自動伸縮裝置導軌 滑塊604上，并隨滑塊一起運動，完成對微小生物體篩選、分揀等微操作；伸縮裝置位置觸 發片606固定安裝在末端操作手607上，用以觸發伸縮裝置位置傳感器a 61 la、伸縮裝置位 置傳感器b 611b、伸縮裝置傳感器c 611c;上述三個位置標識傳感器分別借助傳感器固定 座a610a、傳感器固定座b 610b、傳感器固定座c 610c固定安裝在伸縮裝置傳感器固定板 609上；伸縮裝置傳感器固定板609則與自動伸縮裝置導軌座608固定連接在一起；
自動伸縮裝置驅動電機602、伸縮裝置位置傳感器a611a、伸縮裝置位置傳感器 b611b、伸縮裝置位置傳感器c611c連接工控機。 末端操作手自動伸縮裝置6主要用于實現末端操作手607的自動伸縮、夾取等微 操作，實驗工作時借助光學視覺系統3對末端操作手采集的實時圖像，通過一定的圖像處 理算法，控制末端操作手自動伸縮裝置6沿伸縮軸方向進行微細運動，使末端操作手607靠 近微小生物體，達到篩選、分揀等微操作； 本發明裝置在實驗工作時，第一步將一個附有培養基及目標微小生物體的第一目 標培養皿2088a放置在培養皿固定座2086上對應位置，隨后還需將第二目標培養皿2088b放置在另一對應位置；第二步，控制三軸自動平臺2三軸運動使光學視覺系統3中光路主軸 線通過實驗培養皿2088a，其中X軸自動平臺208實現兩個培養皿在X軸方向上的精密運 動，Y軸自動平臺203實現兩個培養皿在Y軸方向上的精密運動，Z軸自動平臺209實現兩 個培養皿在Z軸方向上的精密運動；第三步，借助光學視覺系統3采集實時圖像，工控機通 過一定的圖像處理算法控制三軸自動平臺3和自動微調裝置4實現目標微小生物體的自動 聚焦；第四步，借助光學視覺系統3采集實時圖像，自動控制操作臂微調裝置5以及末端操 作手自動伸縮裝置6運動，使末端操作手607尖端足夠靠近目標微小生物活體并進行夾取 等微操作；第五步，自動控制三軸自動平臺2和操作臂微調裝置5進行豎直分離運動，使末 端操作手607遠離第一目標培養皿2088a—定距離；第六步，自動控制三軸自動平臺2的三 軸運動，使光學視覺系統3的光路主軸線通過第二目標培養皿2088b，并控制三軸自動平臺 2的Z軸自動平臺運行至一特定高度范圍內；第七步，自動控制三軸自動平臺2和操作臂微 調裝置5相對運動，使之相互靠近至某一特定距離范圍內；第八步，控制末端操作手607進 行釋放等微操作，將微小生物體釋放至第二目標培養皿2088b中；第九步，重復上述八步直 至達到規定要求停止實驗工作。 在本發明的秀麗隱桿線蟲自動化篩選裝置中，蘊含了精密定位技術、顯微視覺伺 服技術、模式識別技術以及自動控制技術等多項高新技術，是一臺典型的光機電集成系統。 該裝置具有結構緊湊、適用性強、性能穩定、高效率、成本低廉、操作方便以及易于維護等諸 多優點。另外，該設備具有很強的推廣性，可推廣應用到其它模式生物的生命科學研究以及 微小生物體的科學觀察等應用中。
權利要求
秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，包括平臺基座、三軸自動平臺、光學視覺系統、自動調焦裝置、操作臂微調裝置和末端操作手自動伸縮裝置；平臺基座劃分為固定連接位置A、固定連接位置B、固定連接位置B′、固定連接位置C、固定連接位置D和固定連接位置E，光學視覺系統安裝在平臺基座上的位置A、三軸自動平臺安裝在位置B和位置B′，固定連接位置C用于連接外界實驗裝置；操作臂微調裝置安裝在位置D；固定連接位置E用于將本實驗裝置固定到其它實驗平臺上；三軸自動平臺包括Y軸自動平臺、X軸自動平臺、Z軸自動平臺、Z軸托架、Y軸托架、Z軸輔助第一托架、Z軸輔助第二托架、Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌；Y軸自動平臺、X軸自動平臺、Z軸自動平臺為三個精密移動導軌，每條移動導軌分別配以高精度驅動電機，并且在導軌上設置滑塊，Z軸自動平臺固定安裝在Z軸托架上，Y軸自動平臺通過Y軸托架固定安裝在Z軸自動平臺的滑塊上，Z軸輔助第一托架、Z軸輔助第二托架的一端分別連接Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌，另一端固定安裝在Y軸托架上；X軸自動平臺固定安裝在Y軸自動平臺的滑塊上，第一目標培養皿、第二目標培養皿安裝在X軸自動平臺的滑塊上；Z軸托架固定連接在平臺基座的固定連接位置B處，Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌固定在平臺基座的固定連接位置B′處；Y軸自動平臺、X軸自動平臺、Z軸自動平臺的運動都是解耦運動，分別實現第一目標培養皿、第二目標培養皿的水平前后微移動、水平左右微移動和豎直上下微移動；光學視覺系統用以采集第一目標培養皿上的圖像，然后通過圖像處理算法解算出微小生物體在視場中的具體位置，其光路主軸線穿過第一目標培養皿；光學視覺系統包括光學系統架座底板、光學系統架座豎直板、光學系統光源引入座、光學系統調焦前罩、光學系統直角光路轉換座和光學系統CCD；光學系統架座底板安裝在平臺基座的固定連接位置A處，光學系統架座豎直板一端連接光學系統架座底板，另一端連接光學系統CCD，光學系統CCD連接光學系統直角光路轉換座，光學系統直角光路轉換座連接光學系統調焦前罩，光學系統調焦前罩安裝在光學系統光源引入座上；自動調焦裝置，用以調整光學鏡頭模塊的微焦距，結合光學視覺系統采集的圖像，通過圖像處理算法自動控制光學鏡頭模塊的變焦運動；自動調焦裝置包括光學鏡頭模塊、自動調焦從動輪、自動調焦傳送帶、自動調焦手輪、自動調焦主動輪；自動調焦從動輪安裝在光學鏡頭模塊上，自動調焦從動輪通過自動調焦傳送帶與自動調焦主動輪連接，自動調焦手輪安裝在自動調焦主動輪上，實現手動調節；操作臂微調裝置用以調整末端操作手自動伸縮裝置的位置及姿態，操作臂微調裝置包括操作臂固定座底板、操作臂固定座豎直板、操作臂豎直微調導軌座、Z軸旋轉微調單元和Y軸旋轉微調單元；Z軸旋轉微調單元和Y軸旋轉微調單元分別手動微調末端操作手伸縮裝置在Z軸和Y軸的旋轉微角度；操作臂固定座底板固定在平臺基座上的固定連接位置D上，操作臂固定座豎直板一端連接操作臂固定座底板，另一端連接操作臂豎直微調導軌座，Y軸旋轉微調單元固定安裝在操作臂豎直導軌移動滑塊上，Z軸旋轉微調單元固定安裝在Y軸旋轉微調單元上；末端操作手自動伸縮裝置用以控制末端操作手對微小生物體在第一目標培養皿中進行拾取微操作以及在第二目標培養皿進行釋放等微操作，操作手自動伸縮裝置包括伸縮裝置轉動調節螺釘、末端操作手、自動伸縮裝置連接座、自動伸縮裝置導軌座和自動伸縮裝置固定座；自動伸縮裝置連接座用于將自動伸縮裝置固定在操作臂Z軸旋轉微調單元上，末端操作手固定安裝在自動伸縮裝置導軌滑塊上，自動伸縮裝置導軌座固定安裝在自動伸縮裝置導軌固定座上，自動伸縮裝置導軌固定座通過轉動調節螺釘安裝在自動伸縮裝置連接座上，末端操作手自動伸縮裝置通過連接件固定安裝在Y軸旋轉微調單元上。
2.根據權利要求1所示的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，所述的三軸自動平臺的Z軸托架包括Z軸托架主體板和兩個Z軸托架支撐筋板，兩個Z軸托架支撐筋板與Z軸托架主體板的兩端連接，Z軸托架底端與平臺基座的固定連接位置B固定連接；Y軸托架安裝在Z軸平臺導軌滑塊上，Y軸托架主體板直接與Z軸平臺導軌滑塊固定連接，Y軸托架支撐筋板與Y軸托架支撐筋板安裝在Y軸托架主體板上，Y軸位置傳感器a、 Y軸位置傳感器b和Y軸位置傳感器c安裝在Y軸傳感器固定板上，并分別用Y軸位置傳感器固定座a、 Y軸位置傳感器固定座b和Y軸位置傳感器固定座c固定，Y軸傳感器固定板安裝在Y軸托架主體板上；Y軸自動平臺安裝在Y軸托架上，其中Y軸自動平臺座直接與Y軸托架主體板固定連接，Y軸驅動電機安裝在Y軸自動平臺移動主座的末端以驅動Y軸自動平臺的運動，Y軸驅動電機旋鈕安裝在Y軸驅動電機末端以方便手動調節平臺的運動，Y軸自動平臺聯軸器安裝在Y軸驅動電機與Y軸自動平臺移動主座之間，Y軸自動平臺移動主座安裝在Y軸自動平臺座上，并確保Y軸自動平臺移動主座只發生沿Y軸自動平臺座軸線的移動，Y軸自動平臺移動輔座安裝在Y軸自動平臺座上，Y軸自動平臺連接座安裝在Y軸自動平臺移動主座和Y軸自動平臺移動輔座上，將Y軸自動平臺移動主座和Y軸自動平臺移動輔座固聯起來，提高Y軸自動平臺的帶負載能力，Y軸位置傳感器觸發片安裝在Y軸自動平臺連接座上，用于觸發位于Y軸托架上的三個位置傳感器Y軸位置傳感器固定座a、 Y軸位置傳感器固定座b和Y軸位置傳感器固定座c ;Z軸輔助第一托架與Z軸輔助第二托架相同，分別安裝在Y軸托架上，其中Z軸輔助第一托架主板直接固定在Y軸托架主體板上，Z軸輔助第一托架筋板安裝在Y軸托架主板上；Z軸輔助第一導軌和Z軸輔助第二導軌相同，Z軸輔助第一導軌、Z軸輔助第二導軌分別與Z軸輔助第一托架與Z軸輔助第一托架對應連接，其中Z軸輔助第一導軌底座分別與Z軸輔助第一導軌筋板、Z軸輔助第一導軌支座連接，此外Z軸輔助第一導軌底座還用于與平臺基座對應位置B'連接以固定整個輔助導軌，Z軸輔助第一導軌主體座安裝在Z軸輔助第一導軌支座上，Z軸輔助第一導軌滑塊與Z軸輔助第一導軌主體座相連，并確保Z軸輔助第一導軌滑塊只發生沿主體座縱向軸線的移動；X軸自動平臺直接安裝在Y軸自動平臺上，并與Y軸自動平臺連接座固定連接，其中X軸驅動電機旋鈕安裝在X軸驅動電機上，用以實現手動調節，X軸驅動電機安裝在X軸運動導軌主體座上，X軸運動導軌滑塊安裝在X軸運動導軌主體座上，并確保只發生沿其軸線的移動，X軸運動導軌連接座固定在在X軸運動導軌滑塊上，并隨在X軸運動導軌滑塊一起運動，培養皿固定座固定在在X軸運動導軌連接座上，用以為第一目標培養皿、第二目標培養皿提供支撐，第一培養皿彈性夾、第二培養皿彈性夾分別安裝在培養皿固定座兩側，利用其彈性力夾持培養皿，確保實驗時培養皿固定不動；Z軸自動平臺安裝在Z軸托架主體板上，Z軸驅動電機安裝在Z軸平臺導軌主體座，Z軸平臺電機旋鈕與z軸驅動電機相連，以實現手動調節功能，z軸平臺導軌擋板與z軸平臺導軌主體座相連，z軸平臺導軌滑塊安裝在z軸平臺導軌主體座上，并確保只發生沿軸線的移動；Y軸位置傳感器a、Y軸位置傳感器b、Y軸位置傳感器c、Y軸驅動電機、X軸驅動電機、Z軸驅動電機連接工控機。
3. 根據權利要求1所示的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，所述的光學視覺系統的光學系統架座底板與平臺基座的固定連接位置A固定連接，光學系統架座筋板連接光學系統架座底板和光學系統架座豎直板，其上設計有減重孔；光學系統架座豎直板分別與光學系統架座底板、光學系統架座筋板和CCD連接調整板連接，其上設計有陣列連接孔用于與CCD連接調整板對應陣列連接孔連接，實現光學系統CCD按特定距離升降調整的功能；光學系統調焦連接座主板安裝在CCD連接調整板和光學系統調焦連接座之間，起連接固定作用；光學系統調焦連接座筋板安裝在光學系統調焦連接座主板上；光學系統光源引入座安裝在光學系統調焦連接座下方，用以引入光學視覺觀察及采集圖像所需的特定光源；光學系統調焦前罩安裝在光學系統光源引入座下方，用以對引入的光源進行光束調焦；光學系統調焦座上蓋用于連接光學系統調焦連接座以及光學系統直角光路轉換座，其上設有緊定連接孔，用來鎖定其中間光學模塊的位置；光學系統直角光路轉換座主要用于將光學通路進行彎折，降低系統的高度，減輕調焦連接座的負載；光學系統光路外接頭安裝在光學系統直角光路轉換座與光學系統CCD之間，用于光學系統直角光路轉換座和光學系統CCD的連接，其內設有消光螺紋，用以消除鏡路內的雜光；光學系統CCD固定座用于將光學系統CCD固定在CCD連接調整板上，光學系統CCD連接工控機。
4. 根據權利要求1所示的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，所述的自動調焦裝置的自動調焦從動帶輪通過緊定連接孔固定在光學鏡頭模塊的調焦鈕上，通過自動調焦傳送帶傳遞過來的扭矩實現自動調焦；自動調焦主動輪將自動調焦驅動電機產生的扭矩通過自動調焦傳送帶實現自動調焦；自動調焦手輪一端固定安裝在自動調焦主動輪上，另外一端與自動調焦驅動電機前端輸出軸固連；自動調焦電機固定座用于固定自動調焦驅動電機，并留有連接孔以便將整個自動調焦裝置固定到光學系統調焦連接座筋板上形成一個整體；自動調焦傳感器固定座一端連接到調焦電機固定座上，另外一端用于固定自動調焦高精度傳感器；自動調焦驅動電機固定在自動調焦電機固定座上，其前端輸出軸與自動調焦手輪固定連接，尾端輸出軸則與自動調焦傳感器連接座固聯；自動調焦高精度傳感器固定在動調焦傳感器固定座上，其輸出軸與自動調焦傳感器連接座固聯，并用調焦傳感器固定螺母鎖緊；自動調焦高精度傳感器、自動調焦驅動電機連接工控機。
5. 根據權利要求1所示的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，所述的操作臂微調裝置的操作臂固定座底板分別將與操作臂固定座豎直板、操作臂固定座筋板相連，操作臂固定座底板與平臺基座上的固定連接位置D固定連接；操作臂固定座筋板連接固定操作臂固定座豎直板和固定操作臂固定座底板，其上設有減重孔；操作臂固定座豎直板分別固定連接在操作臂固定座筋板以及操作臂固定座底板上；豎直位置傳感器a、豎直位置傳感器b、豎直位置傳感器c分別通過豎直傳感器固定座a、豎直傳感器固定座b、豎直傳感器固定座C固定在操作臂固定座豎直板上，用于標識豎直微調運動的位置信息；操作臂豎直微調導軌座固定安裝在操作臂固定座豎直板上，其上端與操作臂豎直微調驅動電機連接，通過操作臂豎直微調驅動電機的轉動力驅動豎直微調導軌進行微調運動；操作臂豎直微調電機旋鈕與操作臂豎直微調驅動電機末端尾軸固定連接；操作臂豎直導軌移動滑塊安裝在操作臂豎直微調導軌座上，并確保只發生沿導軌軸向的微移動；操作臂豎直位置觸發片固定安裝在操作臂豎直導軌移動滑塊上，用于觸發上述三個豎直位置傳感器；Y軸旋轉微調單元固定安裝在豎直導軌移動滑塊上，隨操作臂豎直導軌移動滑塊一起移動，其上設有微調旋鈕以及鎖緊螺釘，進行繞Y軸的手動旋轉微調以及Y軸旋轉運動的鎖定；Z軸旋轉微調單元固定安裝在Y軸旋轉微調單元上，隨Y軸旋轉微調單元一起移動，其上設有微調旋鈕和鎖緊螺釘，進行繞Z軸的手動旋轉微調以及Z軸旋轉運動的鎖定；操作臂豎直微調驅動電機、豎直位置傳感器a、豎直位置傳感器b、豎直位置傳感器c連接工控機。
6.根據權利要求1所示的秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其特征在于，所述的末端操作手自動伸縮裝置的自動伸縮裝置連接座將末端操作手自動伸縮裝置固定在操作臂Z軸旋轉微調單元上，通過伸縮裝置轉動調節螺釘將自動伸縮裝置導軌固定座固定在伸縮裝置連接座上；伸縮裝置轉動調節螺釘中間設計有連接孔，通過預緊力作用促使自動伸縮裝置導軌固定座按特定角度緊貼在自動伸縮裝置連接座上；自動伸縮裝置導軌座固定安裝在自動伸縮裝置導軌固定座上，隨自動伸縮裝置導軌固定座繞定軸實現特定角度的調整；自動伸縮裝置驅動電機安裝在自動伸縮裝置導軌座的末端，利用自動伸縮裝置驅動電機的轉動力矩驅動自動伸縮裝置導軌滑塊沿軸線運動；自動伸縮裝置電機旋鈕與自動伸縮裝置驅動電機尾端輸固定連接；自動伸縮裝置導軌滑塊安裝在自動伸縮裝置導軌座上，并確保僅發生沿軸線的微移動；末端操作手固定安裝在自動伸縮裝置導軌滑塊上，并隨滑塊一起運動；伸縮裝置位置觸發片固定安裝在末端操作手上，用以觸發伸縮裝置位置傳感器a、伸縮裝置位置傳感器b、伸縮裝置傳感器c ;上述三個位置標識傳感器分別通過傳感器固定座a、傳感器固定座b、傳感器固定座c固定安裝在伸縮裝置傳感器固定板上；伸縮裝置傳感器固定板與自動伸縮裝置導軌固定連接；自動伸縮裝置驅動電機、伸縮裝置位置傳感器a、伸縮裝置位置傳感器b、伸縮裝置位置傳感器c連接工控機。
全文摘要
本發明公開了一種秀麗隱桿線蟲自動化篩選微操作裝置，其包括有平臺基座、三軸自動平臺、光學視覺系統、自動調焦裝置、操作臂微調裝置、末端操作手自動伸縮裝置；三軸自動平臺、光學視覺系統和操作臂微調裝置分別與平臺基座對應位置固定安裝；自動調焦裝置固定安裝在光學視覺系統上；末端操作手自動伸縮裝置固定安裝在操作臂微調裝置上。本發明裝置主要用于秀麗隱桿線蟲等微小生物體的篩選、分揀等微操作，采用顯微視覺伺服的控制方式實現目標微小生物體自動聚焦，利用末端操作手實施微操作的目的；本發明的所有運動都是在以工控機的控制系統控制下自動實現的，整套裝置結構緊湊、操作方便。
文檔編號G02B21/36GK101706446SQ20091023842
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者吳鈧, 孫明磊, 宗光華, 張融, 文聞, 畢樹生, 申文杰 申請人:北京航空航天大學