阅读说明：本技术 薄切片全自动收集系统 (Full-automatic thin section collecting system ) 是由 骆清铭 袁菁 陈键伟 邓磊 龚辉 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种薄切片全自动收集系统,包括：放卷模块,用于放出胶带；微接触收集模块,包括压杆与活动地绕设于压杆上的胶带,压杆用于对胶带进行支撑的同时将切片粘上；收卷模块,用于回收粘有切片的胶带；纠偏模块,包括位置检测器及位置调整器,位置检测器用于检测胶带是否在胶带的预定运动轨迹上产生偏移,位置调整器用于对产生偏移的胶带进行位置纠正。其目的在于解决现有技术中的自动收集方式无法保证收集到的切片形变满足要求的技术问题。(The invention discloses a full-automatic thin slice collecting system, which comprises: the unwinding module is used for unwinding the adhesive tape; the micro-contact collection module comprises a pressure rod and an adhesive tape movably wound on the pressure rod, and the pressure rod is used for supporting the adhesive tape and adhering the slices; the winding module is used for recovering the adhesive tape adhered with the slices; the deviation rectifying module comprises a position detector and a position adjuster, wherein the position detector is used for detecting whether the adhesive tape deviates on a preset movement track of the adhesive tape, and the position adjuster is used for correcting the position of the adhesive tape which deviates. Its aim at solves the technical problem that the automatic collection mode among the prior art can't guarantee that the section deformation of collecting satisfies the requirement.)

薄切片全自动收集系统

技术领域

本发明属于生物医学领域，更具体地，涉及一种薄切片全自动收集系统。

背景技术

在生物医学领域，生物组织较厚，而光学穿透性较差，无法直接获取整块组织的显微数据，所以需要对生物组织连续薄片切削成像，传统过程主要是人为的切片收集，存在劳动密集，人为误差大的缺点，对样本切片造成的损害及形变无法估量。

后来发展了一些自动切片收集设备，如传送带式、胶带式、机械手式等半自动或自动的切片收集方式，半自动式的切片收集方式无法完全解放人力，无法完全实现自动化，样本切片收集精度也无法保证。而现有自动式收片方式无法保证切片收集过程中的错位与变形。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种薄切片全自动收集系统，其目的在于解决现有技术中的自动收片方式无法保证收集到的切片发生错位及变形的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种薄切片全自动收集系统，包括：

放卷模块，用于放出胶带；

微接触收集模块，包括压杆与活动地绕设于所述压杆上的胶带，压杆用于对胶带进行支撑的同时将切片粘上；

收卷模块，用于回收粘有切片的胶带；

纠偏模块，包括位置检测器及位置调整器，所述位置检测器用于检测胶带是否在胶带的预定运动轨迹上产生偏移，所述位置调整器用于对产生偏移的胶带进行位置纠正。

优选地，所述位置检测器为超声传感器，所述位置调整器为位移式纠偏装置。

优选地，还包括位于胶带运动轨迹上的张力控制模块，用于检测胶带的张力并根据张力检测结果调整胶带张力。

优选地，所述张力控制模块包括张力检测器与张力调整器，所述张力检测器用于检测胶带的张力，所述张力调整器用于根据张力检测结果调整胶带张力。

优选地，所述张力检测器为张力传感器，所述张力调整器为安装在所述放胶卷模块上的磁粉制动器。

优选地，所述纠偏模块位于所述放卷模块与压杆之间，所述张力检测器位于所述压杆与收卷模块之间。

优选地，还包括位于胶带运动轨迹上的角速度编码器，所述角度编码器用于与所述收胶卷模块中的电机配合以控制胶带的运动速度。

优选地，所述微接触收集模块还包括偏移调节装置，所述偏移调节装置与所述压杆相连以在四个自由度上调整压杆的空间姿态。

优选地，所述偏移调节装置包括柔性调节机构及位移促动器，所述柔性调节机构包括第一方向调节件及第二方向调节件，所述位移促动器包括第一方向促动器、第二方向促动器，所述第一方向调节件与所述第一方向促动器相配合以消除第一方向的偏移，所述第二方向调节件与所述第二方向促动器相配合以消除第二方向的偏移。

优选地，所述第一方向调节件与第二方向调节件结构相同，方向垂直，所述第一方向调节件的包括内外嵌套的四条平行的柔性板，所述柔性板的端头固定于所述机架上以使所述柔性板在垂直于板的方向上发生位移，而在平行于板的方向上不发生位移。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)由于本发明提出的全自动切片系统包含纠偏模块，可以对产生偏移的胶带进行位置纠正，以保证胶带移动过程中不存在偏移，进而防止胶带错位所导致的切片错位。

(2)由于本发明提出的全自动切片系统还包含胶带张力控制模块，可以实时检测胶带移动过程中的张力变化，并实时调节，尽可能的减小由于胶带拉伸形变造成切片变形。

(3)由于本发明提出的全自动切片系统还包含角速度编码器，通过与收卷模块中的电机配合以精准控制胶带移动速度，减小胶带移动速度不匹配造成的样本切片形变。

(4)由于本发明提出的全自动切片系统还包含与压杆相连的偏移调节装置，可以在四个自由度上调整压杆的空间姿态即可以消除压杆在四个自由度上产生的偏移，进而实现对压杆四个自由度的控制，以实现对绕在压杆上的胶带和切片之间的距离的精准控制，进而恒定挤压粘连，尽可能的减小了胶带粘连挤压过程中造成的切片形变。

(5)本发明提出的薄切片全自动收集系统适合现有的所有刚性包埋样本的平推式切削，如树脂包埋切片、石蜡包埋切片、冰冻切片等。

附图说明

图1是本发明提出的薄切片全自动收集系统的结构示意图；

图2是本发明提出的偏移调节装置的结构示意图；

图3是压杆四自由度方向示意图；

图4是本发明提出的柔性调节机构的原理示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-放卷模块；2-收卷模块；31-压杆；32-胶带；4-纠偏模块；41-位置检测器；5-张力检测器；6-角速度编码器；7-偏移调节装置；71-柔性调节机构；72-位移促动器；8-切片；9-切片工具；10-样本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提出一种薄切片全自动收集系统，包括：放卷模块1，用于放出胶带；微接触收集模块，包括压杆31与活动地绕设于压杆31上的胶带32，压杆31与胶带32接触的部位呈弧形以保证胶带32顺畅地绕设于该弧形部位上，压杆31用于对胶带32进行支撑的同时胶带32可将切片8粘上；收卷模块2，用于回收粘有切片的胶带；纠偏模块4，包括位置检测器41及位置调整器42，位置检测器41为超声传感器，用于检测胶带32是否在胶带的预定运动轨迹上产生偏移；位置调整器为位移式纠偏装置，用于对产生偏移的胶带进行位置纠正。其中，纠偏模块4位于放卷模块1与压杆31之间。

微接触收集模块是薄切片全自动收集系统的基础，放卷模块1和收卷模块2是收片系统的重要组成部分，保证胶带一直处于运动状态且能将切片8回收。本发明的全自动收集系统通过设置纠偏模块4可以对产生偏移的胶带进行位置纠正，以保证胶带移动过程中不存在偏移，进而减小胶带偏移对样本切片形变的影响。

其中，系统还包括位于胶带运动轨迹上的张力控制模块，用于检测胶带的张力并根据张力检测结果调整胶带张力。张力控制模块包括张力检测器5与张力调整器，张力检测器5为张力传感器，用于检测胶带的张力；张力调整器为安装在放胶卷模1块上的磁粉制动器，用于根据张力检测结果调整胶带张力。张力检测器5位于压杆31与收卷模块2之间。通过张力控制模块，可以实时检测胶带移动过程中的张力变化，并实时调节，尽可能的减小由于胶带拉伸形变造成的样本切片形变。

其中，系统还包括位于胶带运动轨迹上的角速度编码器6，角度编码器6用于与收胶卷模块2中的电机配合以控制胶带的运动速度。通过角度编码器6与电机配合以精准控制胶带移动速度，可以减小胶带移动造成的样本切片形变。

其中，微接触收集模块还包括偏移调节装置7，偏移调节装置7与压杆31相连以在四个自由度上调整压杆31的空间姿态，即消除压杆31在四个自由度上产生的偏移。偏移调节装置7包括柔性调节机构71及位移促动器72，柔性调节机构71包括第一方向调节件及第二方向调节件，位移促动器72包括第一方向促动器、第二方向促动器，第一方向调节件与第一方向促动器相配合以消除第一方向的偏移，第二方向调节件与第二方向促动器相配合以消除第二方向的偏移。其中，第一方向调节件与第二方向调节件结构相同，方向垂直，第一方向调节件的包括内外嵌套的四条平行的柔性板，柔性板的端头固定于机架上以使柔性板在垂直于板的方向上发生位移，而在平行于板的方向上不发生位移。

其中，四自由度指的是如图3所示的2个平动自由度a、b及2个转动自动度m、n。其中，O代表压杆31的质心(由于压杆的两端固定，压杆不会沿其轴向运动，因此平动自由度指压杆的非轴向的二个位移方向)。

如图2所示，压杆31的两端均设有柔性调节机构71。为了便于描述，图2中与x轴平行的位移促动器指的是第一方向促动器，与y轴平行的位移促动器指的是第二方向促动器。压杆的位移可以转化为x轴与y轴方向的位移，所以可以通过与这两个方向平行的促动器对压杆产生的偏移进行调节。

其中，柔性调节机构的原理解释如下：图4a为横梁结构图，横梁一端固定，另一端在外力F作用下会产生受力方向的形变位移δ、ε及形变角度θ；图4b为方向调节件的原理解释图，由初级平台与二级平台构成，初次平台在受力时产生形变位移及形变角度，但由于存在二级平台，可以消除初次平台在受力过程中非受力方向的形变位移ε，进而实现平台形变位移沿着受力方向移动。正是基于这种原理，设计了偏移调节装置中的柔性调节机构，实现了对压杆四个自由度的控制。

工作过程：

工作时，开启放卷模块1与收卷模块2使胶带32以速率v开始运动，其运动轨迹如图1所示。固定切片工具9，以速率v移动样本10进行切片，切片过程中，通过偏移调节装置7控制胶带32与切片8之间的间隔，使得切片8能够以较小的挤压力粘连到胶带32上；胶带32的移动速度通过角度编码器9和电机控制，通过纠偏模块4实时调节胶带32的位置，减小胶带32在切片收集过程中由于胶带32偏移造成的切片形变；而张力控制模块则通过张力传感器实时检测胶带32的张力，然后将张力检测结果反馈给磁粉制动器以实时调节其输出扭矩，进而减小胶带32张力变化导致切片8的形变。本系统可以实现对样本薄切片收集位置的精准控制，控制精度达到一百微米以内。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。