一种细胞内注射装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种细胞内注射装置，属于人工受精器械设备技术领域。该细胞内注射装置，包括斜线滑台、安装于斜线滑台的第一双自由度磁力驱动器、与第一双自由度磁力驱动器顶端连接的第二双自由度磁力驱动器、与第二双自由度磁力驱动器前端连接的第三双自由度磁力驱动器、固定于第三双自由度磁力驱动器顶端的持针组件或吸卵组件；所述第一双自由度磁力驱动器、第二双自由度磁力驱动器和第三双自由度磁力驱动器的结构相同。该细胞内注射装置具有非接触驱动、行程大、无滞后、高响应、驱动技术成熟的优点；可在PWM数码控制器的帮助下，将细胞和细胞穿刺针移动到穿刺前的预备位置。细胞穿刺针移动到穿刺前的预备位置。细胞穿刺针移动到穿刺前的预备位置。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞内注射装置


[0001]本专利技术涉及一种细胞内注射装置，属于人工受精器械设备


技术介绍

[0002]现行的常用人工授精方法中有一项技术为单精子卵细胞内注射（Intracytoplasmic Sperm Injection, ICSI）。其大体的方法和过程为：利用机械手固定吸管吸附固定卵细胞，利用机械手装置固定玻璃穿刺针的，在显微镜下用玻璃针将单个精子吸入到玻璃针内，并操纵玻璃针前移，刺入细胞，注入精子到卵细胞内，由此完成卵细胞的注射工作。
[0003]在上述机械手装置工作过程中，一般采用手动液压驱动的方法。即，用手拨动旋钮，改变系统中的液体压力，驱动玻璃吸管和玻璃针的移动。也有利用步进电机或超声电机驱动玻璃吸管和玻璃针的方法。同时，为了方便玻璃针刺入细胞，除了让玻璃针直接刺穿细胞膜；还有利用压电材料（PIEZO）让玻璃针产生高频的前后抖动，方便的让玻璃针刺入细胞。
[0004]很明显，上面的提到的手动、步进电机和超声电机的机械手的驱动方法都尚处于一种初级的控制阶段。比如，手动液压驱动的方法中，是靠手的操纵力度来对应针的位移，无法进行数字控制；超声电机驱动为一个维度的驱动，且驱动针的位移范围非常狭小；步进电机驱动受每一步都是步进的限制，运行不够平滑。
[0005]由此有必要研发一种新的细胞内注射装置，以解决现有装置存有的以上问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：提供一种结构紧凑、设计巧妙，以解决现有细胞内注射装置存有的不易操控问题的细胞内注射装置。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种细胞内注射装置，包括斜线滑台、安装于斜线滑台的第一双自由度磁力驱动器、与第一双自由度磁力驱动器顶端连接的第二双自由度磁力驱动器、与第二双自由度磁力驱动器前端连接的第三双自由度磁力驱动器、固定于第三双自由度磁力驱动器顶端的持针组件或吸卵组件；所述第一双自由度磁力驱动器、第二双自由度磁力驱动器和第三双自由度磁力驱动器的结构相同，均由磁轴电机和直流无刷电机复合而成，通过PWM数码控制器使第一双自由度磁力驱动器、第二双自由度磁力驱动器和第三双自由度磁力驱动器的中轴作沿中轴线移动或旋转。
[0008]进一步的，第一双自由度磁力驱动器、第二双自由度磁力驱动器或第三双自由度磁力驱动器均包括中轴、设于中轴中部的磁轴电机磁芯以及设于中轴一端的无刷旋转电机磁芯，所述磁轴电机磁芯由多组S磁极对S磁极以及N磁极对N磁极的水平永磁芯构成，用以形成高强狭窄的磁场，磁轴电机磁芯的外部设有磁轴电机绕组，所述磁轴电机绕组由多组线圈构成，通过PWM数码控制器驱动形成与中轴同轴向的移动磁场，移动磁场带动中轴的磁
轴电机磁芯使中轴作相应的沿中轴线滑动动作；无刷旋转电机磁芯的外部设有三组无刷旋转电机绕组，通过PWM数码驱动形成以中轴为轴心的旋转磁场，旋转磁场带动无刷旋转电机磁芯旋转继而带动中轴旋转。
[0009]进一步的，还包括设于中轴两端的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件和第二支撑件由滑动配合的圆型轴承套支撑以容许中轴自由旋转和沿中轴的轴线滑动。
[0010]进一步的，所述斜线滑台由下滑台、步进电机、螺杆和上滑台构成；下滑台的斜面上通 过导轨滑动装有上滑台；上滑台下端的下滑台上通过步进电机装有螺杆；螺杆与上滑台相连接。
[0011]进一步的，所述持针组件包括持针装置和安装于持针装置的玻璃针，所述玻璃针用于将精子吸入和注入到卵子。
[0012]进一步的，还包括针尖抖动驱动装置，所述针尖抖动驱动装置包括磁材料、橡胶套管、多组线圈，橡胶套管套设在玻璃针后端，橡胶套管上设有磁材料，磁材料外部的多组线圈依次通电从而依次产生磁力，电磁力作用于磁材料，继而带动玻璃针，使玻璃针的针尖在一个平面上，随着线圈的电机电流驱动而运动。
[0013]进一步的，所述吸卵组件包括持吸管装置以及安装于持吸管装置的吸卵管，所述吸卵管用于将卵子吸住固定以方便将精子注入到卵子之中。
[0014]本专利技术的优点在于：该细胞内注射装置通过控制线圈中的电流大小来控制电磁量的大小，让电机产生相应的精密位移。其是通过磁场能量转换为基础的电磁驱动元件，具有非接触驱动、行程大、无滞后、高响应、驱动技术成熟的优点；将多个双自由度磁力驱动器叠加，并辅以其它装置，可以组成含多个自由度的驱动细胞内注射系统。通过该系统，可手动或数码控制穿刺针，或持卵器的运动，可在PWM数码控制器的帮助下，将细胞和细胞穿刺针移动到穿刺前的预备位置；进一步的，可在PWM数码控制器的帮助下，自动完成细胞内注射，将精子带入卵子的全过程。
附图说明
[0015]图1是本专利技术细胞内注射装置的结构示意图；图2是本专利技术中双自由度磁力驱动器的结构示意图；图3是本专利技术中持针装置、玻璃针与双自由度磁力驱动器的安装结构示意图；图4是本专利技术由多自由度持针机械手和多自由度吸卵机械手组合成的细胞内注射系统的结构示意图；图5是本专利技术中针尖抖动驱动装置的结构示意图。
[0016]图中：1、第一支撑件；2、第二支撑件；3、磁轴电机磁芯；4、磁轴电机绕组；5、无刷旋转电机磁芯；6、无刷旋转电机绕组；7、中轴；8、下滑台；9、多组线圈；10、斜线滑台；11、步进电机；12、螺杆；13、滑台；20、第一双自由度磁力驱动器；30、第二双自由度磁力驱动器；40、第三双自由度磁力驱动器；50、持针装置；60、玻璃针；61、磁材料；62、橡胶套管。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]图1所示为本专利技术细胞内注射装置其中一个实施例的结构示意图。细胞内注射装置包括斜线滑台10、安装于斜线滑台10的第一双自由度磁力驱动器20、与第一双自由度磁力驱动器20顶端连接的第二双自由度磁力驱动器30、与第二双自由度磁力驱动器30前端连接的第三双自由度磁力驱动器40、固定于第三双自由度磁力驱动器40顶端的持针装置50以及安装于持针装置50的玻璃针60。
[0019]第一双自由度磁力驱动器20、第二双自由度磁力驱动器30和第三双自由度磁力驱动器40的结构相同，如图2所示，均由磁轴电机和直流无刷电机复合而成，通过PWM数码器控制，可以使双自由度磁力驱动器的中轴作沿中轴线移动或旋转。如图1所示，第一双自由度磁力驱动器20呈竖直设置，可驱动第二双自由度磁力驱动器30沿Z轴旋转以及沿Z轴上下移动；第二双自由度磁力驱动器30呈水平设于第一双自由度磁力驱动器20顶部，可驱动第三双自由度磁力驱动器40沿Y轴旋转以及沿Y轴前后移动；第三双自由度磁力驱动器40呈水平且与第二双自由度磁力驱动器30垂直设于第二双自由度磁力驱动器30前端，可驱动持针装置50沿X轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞内注射装置，其特征在于：包括斜线滑台（10）、安装于斜线滑台（10）的第一双自由度磁力驱动器（20）、与第一双自由度磁力驱动器（20）顶端连接的第二双自由度磁力驱动器（30）、与第二双自由度磁力驱动器（30）前端连接的第三双自由度磁力驱动器（40）、固定于第三双自由度磁力驱动器（40）顶端的持针组件或吸卵组件；所述第一双自由度磁力驱动器（20）、第二双自由度磁力驱动器（30）和第三双自由度磁力驱动器（40）的结构相同，均由磁轴电机和直流无刷电机复合而成，通过PWM数码控制器使第一双自由度磁力驱动器（20）、第二双自由度磁力驱动器（30）和第三双自由度磁力驱动器（40）的中轴（7）作沿中心线移动或旋转。2.根据权利要求1所述的一种细胞内注射装置，其特征在于：第一双自由度磁力驱动器（20）、第二双自由度磁力驱动器（30）和第三双自由度磁力驱动器（40）均包括中轴（7）、设于中轴（7）中部的磁轴电机磁芯（3）以及设于中轴（7）一端的无刷旋转电机磁芯（5），所述磁轴电机磁芯（3）由多组S磁极对S磁极以及N磁极对N磁极的水平永磁芯构成，用以形成高强狭窄的磁场，磁轴电机磁芯（3）的外部设有磁轴电机绕组（4），所述磁轴电机绕组（4）由多组线圈构成，通过PWM数码控制器驱动形成与中轴（7）同轴向的移动磁场，移动磁场带动中轴（7）的磁轴电机磁芯（3）使中轴（7）作相应的沿中轴（7）线滑动动作；无刷旋转电机磁芯（5）的外部设有三组无刷旋转电机绕组（6），通过PWM数码控制器驱动形成以中轴（7）为轴心的旋转磁场，旋转磁场带动无刷旋转电机磁芯（5）旋转继而带动中轴（7）旋转。3.根据权利要求2所述的一种细胞内注射装置，其特征在于：第一双自由度磁力...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣荣，阳敦松，
申请(专利权)人：湖北华美阳光生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：