【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置，属于生物医学领域。
技术介绍
秀丽隐杆线虫是一种经典的模式生物，由于其通身透明，比较容易观察；加之其作 为唯一一个身体中所有细胞均能被逐个盘点并各归其类的生物，自1965年以来已经被广 泛用作生命科学的研究对象。 对秀丽隐杆线虫的研究已经取得了瞩目的结果，例如揭示了细胞凋亡现象及机 理，发现了 RNA沉默现象等重大生命科学课题；这些科研成果的存在，已经为病毒性肝炎、 艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指明了一条新路。同时，基于秀丽隐杆线虫的生命科学研 究仍在行进之中，它将为人类探索生命科学不可替代的物质基础。 由于秀丽隐杆线虫尺寸微小、生命周期短(仅3天)，在进行生物学研究时需要不 断地观察并追踪线虫的发育过程，分拣并分类出线虫的幼虫、成虫、尸体等；目前诸多的科 研机构都是通过投入人力，实行人工分拣方法，工作量大，分拣效率较低；而国内针对线虫 研究的自动化分拣系统的研制很少被研究人员所提及，尤其是固体培养环境下的线虫分拣 系统目前还没有研制出来；国外的高通量线虫分拣设备绝大多数是基于液体培养环境下的 流式分选法，不便于进行单个线虫的生命科学实验研究，例如需要把某一特定线虫分拣出 来进行基因注射实验时，仍然需要人工参与操纵末端微操作手实施具体操作。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种针对微生物筛选、分拣操作的自动 化微操作平台，替代人工进行筛选、分拣微操作，降低操作人员的工作强度，保证微操作的效率；本专利技术通过应用自动化控制理论，结合光学显微视觉，对微生物进行行之有效的微操作。 本专利技...
【技术保护点】
秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置，其特征在于，包括平台基座、三轴自动平台、光学视觉系统、自动调焦装置、操作臂微调装置和末端操作手自动伸缩装置； 平台基座划分为固定连接位置Ａ、固定连接位置Ｂ、固定连接位置Ｂ′、固定连接位置Ｃ、固定连接位置Ｄ和固定连接位置Ｅ，光学视觉系统安装在平台基座上的位置Ａ、三轴自动平台安装在位置Ｂ和位置Ｂ′，固定连接位置Ｃ用于连接外界实验装置；操作臂微调装置安装在位置Ｄ；固定连接位置Ｅ用于将本实验装置固定到其它实验平台上； 三轴自动平台包括Ｙ轴微调单元分别手动微调末端操作手伸缩装置在Ｚ轴和Ｙ轴的旋转微角度；操作臂固定座底板固定在平台基座上的固定连接位置Ｄ上，操作臂固定座竖直板一端连接操作臂固定座底板，另一端连接操作臂竖直微调导轨座，Ｙ轴旋转微调单元固定安装在操作臂竖直导轨移动滑块上，Ｚ轴旋转微调单元固定安装在Ｙ轴旋转微调单元上； 末端操作手自动伸缩装置用以控制末端操作手对微小生物体在第一目标培养皿中进行拾取微操作以及在第二目标培养皿进行释放等微操作，操作手自动伸缩装置包括伸缩装置转动调节螺钉、末端操作手、自动伸缩装置连接座、自动伸缩装置导轨座和自动...
【技术特征摘要】
秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置，其特征在于，包括平台基座、三轴自动平台、光学视觉系统、自动调焦装置、操作臂微调装置和末端操作手自动伸缩装置；平台基座划分为固定连接位置A、固定连接位置B、固定连接位置B′、固定连接位置C、固定连接位置D和固定连接位置E，光学视觉系统安装在平台基座上的位置A、三轴自动平台安装在位置B和位置B′，固定连接位置C用于连接外界实验装置；操作臂微调装置安装在位置D；固定连接位置E用于将本实验装置固定到其它实验平台上；三轴自动平台包括Y轴自动平台、X轴自动平台、Z轴自动平台、Z轴托架、Y轴托架、Z轴辅助第一托架、Z轴辅助第二托架、Z轴辅助第一导轨和Z轴辅助第二导轨；Y轴自动平台、X轴自动平台、Z轴自动平台为三个精密移动导轨，每条移动导轨分别配以高精度驱动电机，并且在导轨上设置滑块，Z轴自动平台固定安装在Z轴托架上，Y轴自动平台通过Y轴托架固定安装在Z轴自动平台的滑块上，Z轴辅助第一托架、Z轴辅助第二托架的一端分别连接Z轴辅助第一导轨和Z轴辅助第二导轨，另一端固定安装在Y轴托架上；X轴自动平台固定安装在Y轴自动平台的滑块上，第一目标培养皿、第二目标培养皿安装在X轴自动平台的滑块上；Z轴托架固定连接在平台基座的固定连接位置B处，Z轴辅助第一导轨和Z轴辅助第二导轨固定在平台基座的固定连接位置B′处；Y轴自动平台、X轴自动平台、Z轴自动平台的运动都是解耦运动，分别实现第一目标培养皿、第二目标培养皿的水平前后微移动、水平左右微移动和竖直上下微移动；光学视觉系统用以采集第一目标培养皿上的图像，然后通过图像处理算法解算出微小生物体在视场中的具体位置，其光路主轴线穿过第一目标培养皿；光学视觉系统包括光学系统架座底板、光学系统架座竖直板、光学系统光源引入座、光学系统调焦前罩、光学系统直角光路转换座和光学系统CCD；光学系统架座底板安装在平台基座的固定连接位置A处，光学系统架座竖直板一端连接光学系统架座底板，另一端连接光学系统CCD，光学系统CCD连接光学系统直角光路转换座，光学系统直角光路转换座连接光学系统调焦前罩，光学系统调焦前罩安装在光学系统光源引入座上；自动调焦装置，用以调整光学镜头模块的微焦距，结合光学视觉系统采集的图像，通过图像处理算法自动控制光学镜头模块的变焦运动；自动调焦装置包括光学镜头模块、自动调焦从动轮、自动调焦传送带、自动调焦手轮、自动调焦主动轮；自动调焦从动轮安装在光学镜头模块上，自动调焦从动轮通过自动调焦传送带与自动调焦主动轮连接，自动调焦手轮安装在自动调焦主动轮上，实现手动调节；操作臂微调装置用以调整末端操作手自动伸缩装置的位置及姿态，操作臂微调装置包括操作臂固定座底板、操作臂固定座竖直板、操作臂竖直微调导轨座、Z轴旋转微调单元和Y轴旋转微调单元；Z轴旋转微调单元和Y轴旋转微调单元分别手动微调末端操作手伸缩装置在Z轴和Y轴的旋转微角度；操作臂固定座底板固定在平台基座上的固定连接位置D上，操作臂固定座竖直板一端连接操作臂固定座底板，另一端连接操作臂竖直微调导轨座，Y轴旋转微调单元固定安装在操作臂竖直导轨移动滑块上，Z轴旋转微调单元固定安装在Y轴旋转微调单元上；末端操作手自动伸缩装置用以控制末端操作手对微小生物体在第一目标培养皿中进行拾取微操作以及在第二目标培养皿进行释放等微操作，操作手自动伸缩装置包括伸缩装置转动调节螺钉、末端操作手、自动伸缩装置连接座、自动伸缩装置导轨座和自动伸缩装置固定座；自动伸缩装置连接座用于将自动伸缩装置固定在操作臂Z轴旋转微调单元上，末端操作手固定安装在自动伸缩装置导轨滑块上，自动伸缩装置导轨座固定安装在自动伸缩装置导轨固定座上，自动伸缩装置导轨固定座通过转动调节螺钉安装在自动伸缩装置连接座上，末端操作手自动伸缩装置通过连接件固定安装在Y轴旋转微调单元上。2.根据权利要求1所示的秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置，其特征在于，所述的三轴自动平台的Z轴托架包括Z轴托架主体板和两个Z轴托架支撑筋板，两个Z轴托架支撑筋板与Z轴托架主体板的两端连接，Z轴托架底端与平台基座的固定连接位置B固定连接；Y轴托架安装在Z轴平台导轨滑块上，Y轴托架主体板直接与Z轴平台导轨滑块固定连接，Y轴托架支撑筋板与Y轴托架支撑筋板安装在Y轴托架主体板上，Y轴位置传感器a、 Y轴位置传感器b和Y轴位置传感器c安装在Y轴传感器固定板上，并分别用Y轴位置传感器固定座a、 Y轴位置传感器固定座b和Y轴位置传感器固定座c固定，Y轴传感器固定板安装在Y轴托架主体板上；Y轴自动平台安装在Y轴托架上，其中Y轴自动平台座直接与Y轴托架主体板固定连接，Y轴驱动电机安装在Y轴自动平台移动主座的末端以驱动Y轴自动平台的运动，Y轴驱动电机旋钮安装在Y轴驱动电机末端以方便手动调节平台的运动，Y轴自动平台联轴器安装在Y轴驱动电机与Y轴自动平台移动主座之间，Y轴自动平台移动主座安装在Y轴自动平台座上，并确保Y轴自动平台移动主座只发生沿Y轴自动平台座轴线的移动，Y轴自动平台移动辅座安装在Y轴自动平台座上，Y轴自动平台连接座安装在Y轴自动平台移动主座和Y轴自动平台移动辅座上，将Y轴自动平台移动主座和Y轴自动平台移动辅座固联起来，提高Y轴自动平台的带负载能力，Y轴位置传感器触发片安装在Y轴自动平台连接座上，用于触发位于Y轴托架上的三个位置传感器Y轴位置传感器固定座a、 Y轴位置传感器固定座b和Y轴位置传感器固定座c ;Z轴辅助第一托架与Z轴辅助第二托架相同，分别安装在Y轴托架上，其中Z轴辅助第一托架主板直接固定在Y轴托架主体板上，Z轴辅助第一托架筋板安装在Y轴托架主板上；Z轴辅助第一导轨和Z轴辅助第二导轨相同，Z轴辅助第一导轨、Z轴辅助第二导轨分别与Z轴辅助第一托架与Z轴辅助第一托架对应连接，其中Z轴辅助第一导轨底座分别与Z轴辅助第一导轨筋板、Z轴辅助第一导轨支座连接，此外Z轴辅助第一导轨底座还用于与平台基座对应位置B'连接以固定整个辅助导轨，Z轴辅助第一导轨主体座安装在Z轴辅助第一导轨支座上，Z轴辅助第一导轨滑块与Z轴辅助第一导轨主体座相连，并确保Z轴辅助第一导轨滑块只发生沿主体座纵向轴线的移动；X轴自动平台直接安装在Y轴自动平台上，并与Y轴自动平台连接座固定连接，其中X轴驱动电机旋钮安装在X轴驱动电机上，用以实现手动调节，X轴驱动电机安装在X...
【专利技术属性】
技术研发人员：张融，孙明磊，吴钪，宗光华，毕树生，文闻，申文杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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