蔡锦达，何军湘，宋韫峥，赵国初

CAI Jin-da, HE Jun-xiang, SONG Yun-zheng, ZHAO Guo-chu

（上海理工大学 机械工程学院，上海 200093）

0 引言

生物芯片反应仪是一种用于临床医学的设备，其具有结构简单、重量轻、振动噪声小、振动频率范围大等特点。它集反应、清洗功能于一体，主要完成以下功能：样品的振动反应、反应残留物的清洗、反应效果检测等。

1 反应仪的结构和工作原理

生物芯片反应仪的结构如图1所示。系统主要组成部分有：反应机构和清洗机构。

图1 反应仪装配图

清洗移动采用步进电机带动滚珠丝杆进行传动，可以保证良好的位置精度，而振动反应则采用直流电机带动偏心机构转动的方式来进行往复运动，通过调节电机的速度而调节振动频率。未进入反应箱之前弹簧处于预压状态，使载物台下侧的档块紧贴着支撑架右侧，以保证载物台与支撑架无相对位移，载物台跟随支撑架通过滚珠丝杠将步进电机的转动转化为直线运动；在进入反应箱后，步进电机不再转动，此时载物台的右侧已顶住顶杆，使左侧弹簧的受力状态开始发生变化，当直流电机转动带动凸轮转动时，弹簧从预压状态继续进行压缩，周而复始变化，使载物台发生振动；振动结束后，支撑架通过滚珠丝杆转动离开反应箱，载物台脱离顶杆，弹簧再次回到预压状态，并由步进电机带动芯片进入清洗状态。

2 电气控制系统设计

2.1 控制系统组成及PLC的I/O端口分配

表1 PLC的 I/O分配表

生物芯片反应仪需要人机交互，其控制系统以触摸屏为上位机，以控制核心PLC为下位机，两者之间采用RS-232进行通讯。……