[发明专利]秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置

摘要

本发明公开了一种秀丽隐杆线虫自动化筛选微操作装置，其包括有平台基座、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、末端操作手自动伸缩装置；三轴自动平台、光学视觉系统和操作臂微调装置分别与平台基座对应位置固定安装；自动调焦装置固定安装在光学视觉系统上；末端操作手自动伸缩装置固定安装在操作臂微调装置上。本发明装置主要用于秀丽隐杆线虫等微小生物体的筛选、分拣等微操作，采用显微视觉伺服的控制方式实现目标微小生物体自动聚焦，利用末端操作手实施微操作的目的；本发明的所有运动都是在以工控机的控制系统控制下自动实现的，整套装置结构紧凑、操作方便。

主权项

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。