芯片点样仪的结构

　　芯片点样仪是将生物样品(核酸或蛋白)以一定的阵列方式快速、准确地点在载玻片或薄膜上，形成生物样品为阵列的仪器，也是从事生物芯片研发和生产的必备仪器。

芯片点样仪的系统组成

　　从点样过程的要求来看，芯片点样仪一般应由以下几部分组成。

　　①机械部分：系统应具有三个自由度，使点样头可运动到工作空间的任意位置。

　　②控制部分：控制点样头按照点样需要精确运动，控制有关周边设备。

　　③周边设备：主要包括清洗设备，干燥设备，温度湿度控制装置。

　　④点样头：芯片点样仪的末端执行器，用于样品分配。

　　⑤软件系统。

芯片点样仪控制系统

　　芯片点样仪控制系统采用上、下位机二级结构。

　　芯片点样仪上位机采用普通PC计算机，通过运行控制软件，向用户提供良好的操作界面，使用户完成位置校准、参数设置、点样监控等操作。

　　芯片点样仪下位机系统由可对电机进行精确位置控制的多轴运动控制器、运动控制器信号转接板、交流伺服电机和驱动器、继电器板和限位/零位开关等组成。下位机系统的功能主要是接收上位机的控制命令，并实现对三个轴的伺服控制及清洗干燥装置的开关量控制。运动控制器还提供八路限位开关(每轴二路)输入，四路原点开关(每轴一路)输入，十六路通用数字量输出接口、十六路通用数字量输入接口，用以实现复杂灵活的运动控制。其功能有：

　　①面向各控制轴实现点到点运动控制，具有可编程S-曲线、梯形曲线、速度控制和电子齿轮运动控制方式。

　　②所有计算参数和轨迹规划参数均为32位。

　　③硬件捕获系统原点Home信号，保证控制系统具有较高的重复定位精度。

　　④可编程事件中断：外部输入中断、事件中断、时间中断等。

　　为了保证芯片点样仪控制系统的稳定可靠，采取了以下措施以减小对控制系统的干扰和增强系统的保护功能：

　　①在驱动器的电源上安装噪声滤波器，避免驱动器工作时对电源的干扰。

　　②芯片点样仪集成了光耦电路，使数字地与模拟地隔开;I/O接口的信号同样也经过光电隔离。

　　③控制柜主电路与继电器电路间用隔离变压器隔开，避免两者间的相互干扰。

　　④上、下位机的电气系统共地，信号线都有屏蔽保护。

芯片点样仪系统软件

　　芯片点样仪软件系统的总体设计采用结构化设计方法，是从整个程序的结构出发，突出程序模块的一种设计方法。其基本思想是将芯片点样仪系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构。由于模块之间是相对独立的，所以每个模块可以独立地被理解、编码、测试、排错或修改，因而使复杂的工作得以简化。此外，模块的相对独立性也能有效地防止错误在模块之间扩散蔓延，从而提高系统的可靠性。同时还为扩充已有的系统带来许多方便。

　　芯片点样仪软件的编制通过VB实现，充分利用了面向对象的编程技术，将软件的功能模块化。软件包括主窗体模块、参数设置模块、位置校准模块、点样模块等。由于芯片点样仪的Z终用户是医学和生物科学的工作者，所以控制软件应界面友好，操作简洁，避免误操作的发生。芯片点样仪人机界面的设计主要由以下几个措施来保证操作的正确：

　　①减少激活的命令按钮：屏蔽掉那些暂时不需要使用的命令按钮，只有完成当前的操作才会使其激活，这样可以避免因为芯片点样仪操作顺序不当引起的误操作。

　　②输人提示功能的设计：预防误操作的有力手段就是“提示功能”。人机界面在任何时刻都应提供提示功能，告诉操作者现在机器人正在做什么，操作者应该做什么或可以做什么。

　　③参数输入的容错设计：由于全局环境参数是由人机接口传送给机器人控制系统的，正确的参数是机器人安全工作的重要保证。为了保证芯片点样仪系统有一个基本正常的运行环境，所有参数均应在程序中保留三个值：Zda值、Z小值和默认值。在系统上电初始化过程中，所有参数均按典型值进行赋值。在输入过程中，对键入的值进行过滤处理，若操作者误键入超出范围的值，系统给出提示并将该处的数值变为默认值。