CN104007001B - 一种磁控振荡微板装置及实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁控振荡微板装置及实验平台，所述磁控振荡微板装置包括一微板托盘，微板托盘设置于磁控振荡微板装置的最顶层，托盘的下端面设置一导磁片，导磁片的下方设置一第一磁铁，磁铁下方设置一衔铁，衔铁的四脚分别套设有第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈，衔铁的下方设置一第二磁铁，第二磁铁下方设置一第二导磁片，所述第二导磁片下方设置一套柱，该套柱从下而上依次穿过第二导磁片、第二环形磁铁、衔铁、第一磁铁、第一导磁片和托盘，套柱上端与托盘固定连接。本发明所述磁控振荡微板装置设有控制电路板、线圈、套柱、“十”字形衔铁、托盘，通过控制线圈中的电流大小来实现控制振荡速度、振荡幅度的目的。

Description

一种磁控振荡微板装置及实验平台

技术领域

本发明涉及一种实验设备，尤其是一种用于医学实验的磁控振荡微板装置。

背景技术

在科研机构、医学院校、卫生医疗单位的分子生物学、病毒学、微生物学、病理学、免疫学等实验中经常需要振动微板进行液体的振荡、混匀工作。目前，市面上振荡器多为机械式振荡器，噪声大，易损易坏件较多，振荡频率也不易调节，且通常只提供一种振荡方式，会出现振荡不充分、不均匀的不良情况，影响实验结果。

发明内容

本发明的目的是提供应用于医学实验中的一种磁控振荡微板装置，要解决的技术问题是利用电磁场非接触式的特点，减少运动部件之间的接触，降低振荡所产生的噪声，由于运动部件之间的接触少，磨损将降低，同时，磁铁的性能稳定，不易损坏，因此提高了磁控振荡微板装置的使用寿命。

为实现上述，本发明采用的技术方案为：

一种磁控振荡微板装置，包括一微板托盘，微板托盘设置于磁控振荡微板装置的最顶层，托盘的下端面设置一导磁片，导磁片的下方设置一第一磁铁，磁铁下方设置一衔铁，衔铁的四脚分别套设有第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈，衔铁的下方设置一第二磁铁，第二磁铁下方设置一第二导磁片，所述第二导磁片下方设置一套柱，该套柱从下而上依次穿过第二导磁片、第二环形磁铁、衔铁、第一磁铁、第一导磁片和托盘，套柱上端与托盘固定连接；所述套柱下方设置一底座，底座上端面中央开有一凹槽，套柱下端悬空置于底座上端面矩形凹槽的中央，底座上端面的凹槽里固定一中空线圈板，线圈板上端面的四边分别固定第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈；底座上端面设置有复位杆，复位杆下端插入底座上端面对应的凹槽中并固定。

本发明还公开了一种实验平台，所述实验平台中安装N(N可以为1-10任一自然数，N也可以为大于10的自然数)个磁控振荡微板装置，通过软件系统同时控制N个磁控振荡微板装置，可以批量振荡N个微板。

本发明与现有技术相比，磁控振荡微板装置设有控制电路板、线圈、套柱、“十”字形衔铁、托盘，通过控制线圈中的电流大小来实现控制振荡速度、振荡幅度的目的。通过控制线圈中的电流方向产生不同方向的磁场，不同方向的磁场可带动“十”字形衔铁往不同的方向移动，套柱穿过“十”字形衔铁中心的孔，套柱上端与托盘固定，因此“十”字衔铁可带动托盘往同一方向移动，以此达到通过形成不同电磁场来控制托盘往不同方向振动的目的，因而增加了托盘的振动方式，可以充分振荡、混匀液体，提高实验结果的准确性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的上半部分局部结构分解示意图。

图3是本发明的下半部分局部结构分解示意图。

图4是本发明的线圈结构分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例所述的磁控振荡微板装置，包括一个微板托盘3，所述微板托盘3为一块正中央开一个圆孔的矩形板，此托盘3设置于磁控振荡微板装置的最顶层。在托盘3的上端面四个角各设置一个L形定位块2，此定位块2利于定位微板在托盘3上的位置。在L形定位块2的两脚内侧分别设置一个凹槽，在每个凹槽内安装一个限位块1，此限位块1用来限制微板在托盘中晃动，增强微板的稳定性，提高了微板与托盘之间的同步率。所述限位块1的一端为平面，另一端为直角梯形，限位块1的直角梯形一端的直角腰朝下与托盘3的上端面平行，限位块1平面那端紧靠L形定位块2插入凹槽中。

在托盘3的下端面设置一个导磁片4，所述导磁片4为“十”字形，在此导磁片4的正中央开一个孔，这个孔与托盘3正中央的孔对齐。在导磁片4的下方设置一第一环形磁铁9，第一环形磁铁9的环中心与导磁片4的孔中心对齐。

在环形磁铁9的正下方设置一个“十”字形衔铁10，所述衔铁10的正中央开有一个孔，这个孔的中心与第一环形磁铁9的环中心对齐。“十”字形衔铁10的四脚分别套有第一线圈5、第二线圈6、第三线圈7和第四线圈8。所述线圈5、线圈6、线圈7和线圈8的结构都相同，由导线31绕在线圈骨架30所构成，线圈骨架30的中央留有环形孔，便于“十”字形衔铁10的脚插入其中。其中第一线圈5和第四线圈8面对面设置；第二线圈6和第三线圈7面对面设置，并且第一线圈5和第四线圈8的导线连接在一起供电；第二线圈6和第三线圈7的导线连接在一起供电。在“十”字形衔铁10的正下方设置一个第二环形磁铁11，第二环形磁铁11的环中心与“十”字形衔铁10的孔中心对齐。在环形磁铁11的下方设置一个导磁片23，此导磁片23为十字形且正中央开有一个孔，这个孔的中心与第二环形磁铁11的孔中心对齐。

在导磁片23下方设置一个套柱12，所述套柱12为立柱形，此套柱12从下而上依次穿过第二导磁片23、第二环形磁铁11、“十”字形衔铁10、第一环形磁铁9、第一导磁片4和托盘3正中央的孔，套柱12的上端与托盘13固定。

在所述套柱12上，导磁片4和环形磁铁9吸合在一起且环形磁铁9与线圈5、线圈6、线圈7和线圈8无接触；“十”字形衔铁10的脚与线圈5、线圈6、线圈7和线圈8的环形孔内壁无接触；导磁片23和环形磁铁11吸合在一起且环形磁铁11与线圈5、线圈6、线圈7和线圈8无接触。线圈5、线圈6、线圈7和线圈8带动“十”字形衔铁10运动过程中，套柱12上设置的导磁片23、环形磁铁11、“十”字形衔铁10、环形磁铁9、导磁片4与线圈5、线圈6、线圈7和线圈8无摩擦，因此减少了部件的摩擦损耗。

在套柱12的正下方设置一个底座17，所述底座17上端面正中央开有一个矩形凹槽，套柱12的下端悬空置于底座17上端面矩形凹槽的中央。底座17上端面的凹槽里固定一块线圈板16，所述线圈板16是中间为空心的，线圈板16上端面的四边分别固定线圈5、线圈6、线圈7和线圈8。在底座17上端面的每一个角都设置有一根立柱状复位杆21，复位杆21下端插入底座17上端面对应的凹槽中并固定。在复位杆21的外圈套设一螺旋状长弹簧20，在复位杆21的顶端安装一个圆柱件19，此圆柱件19插入托盘3下端面开出的相应凹槽里。当托盘3在控制系统的控制下运动到某一个位置后，一旦控制系统停止控制托盘3，复位杆21依靠弹簧20的拉力将托盘3迅速复位到初始位置。紧靠每一个复位杆21旁边都平行设置一个立柱状定位杆22，定位杆22下端插入底座17上端面对应的凹槽中并固定，上端插入托盘3下端面开出的相应凹槽里。所述定位杆22便于托盘3准确地套在底座17的上部。紧靠每一个复位杆21的另一边水平设置一个套柱14，此套柱中心为通孔，圆柱销15穿过套柱14的通孔，圆柱销15的下端固定在底座17上端面相应的凹槽里。在圆柱销15的顶端固定一个“O”形环13，所述“O”形环13和圆柱销15的顶端一起插入托盘3下端面开出的相应凹槽里。此套柱14和“O”形环13采用弹性材质做成，套柱14和“O”形环13将会缓解由复位杆21复位托盘3所产生的冲击力，降低部件之间冲撞产生的损害，减少了碰撞所产生的噪声。底座17的下端面正中央开有一个圆形凹槽，圆形磁铁32水平放入此凹槽中，紧贴磁铁32的下表面设置一块圆形导磁片25，此导磁片25同样放入底座17下端面中央的圆形凹槽内。在底座17的下端面中央的圆形凹槽两侧分别开有一个较小的圆形凹槽，在此较小的圆形凹槽内分别水平放入圆形磁铁24。以上所述磁铁9、磁铁11、磁铁32和磁铁24增强了导磁片4、“十”字形衔铁10、导磁片23以及导磁片25的磁性，增高了“十”字形衔铁10往各方向运动所需的作用力。

在底座17的下方设置一个外壳26，此外壳26为无上下盖的立方体盒子，在盒子中部设置一块挡板33，该挡板33用来固定底座17。

在底座17的下端面四个角上分别设置一个脚垫18，降低底座17与挡板33之间的振动。在挡板33的下表面安装一块磁控振荡器主控板27，在外壳26的一个侧边并排安装两个航空插座29，磁控振荡器主控板27上的电路通过与航空插座29的连接来实现供电和与软件系统的通信功能。在外壳26的底部设置一块底板28，底板28将磁控振荡器主控板27、航空插座29以及相关器件封装在外壳26中。

根据具体实验需求，可在实验平台中安装N(N可以为1-10任一自然数，N也可以为大于10的自然数)个磁控振荡微板装置，通过软件系统同时控制N个磁控振荡微板装置，可以批量振荡N个微板。通过软件系统也可单独控制每一个磁控振荡微板装置的振动方式、频率等，实现振动的多样性，满足实验中的各种振荡需求。在实验过程中，磁控振荡微板装置的工作方式如下：需要使微板按照左右振荡方式进行振荡时，将微板放入托盘3中，用限位块1固定好微板，当“十”字形衔铁10需往右移动时，通过软件系统控制线圈5和线圈8中的电流方向，“十”字形衔铁10插入线圈5的脚与线圈5形成磁场，所述磁场拉动“十”字形衔铁10往右移动，与此同时，线圈8中的电流方向与线圈5中的电流方向相反，“十”字形衔铁10插入线圈8的脚与线圈8形成磁场，线圈8中形成的磁场与线圈5中的磁场相反，因此推动“十”字形衔铁10往右移动，同时“十”字形衔铁10带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往右移动。这种线圈5拉动“十”字形衔铁10和线圈8推动“十”字形衔铁10的合力配合方式，增高了移动托盘3的力度，利于微板的移动。当“十”字形衔铁10需往左移动时，“十”字形衔铁10插入线圈8的脚与线圈8形成磁场，所述磁场拉动“十”字形衔铁10往左水平移动，与此同时，线圈5中的电流方向与线圈8中的电流方向相反，“十”字形衔铁10插入线圈5的脚与线圈5形成磁场，线圈5中形成的电磁场与线圈8中的磁场相反，因此推动“十”字形衔铁10往左移动，同时“十”字形衔铁10带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往左移动；需要使微板按照前后振荡方式进行振荡时，将微板放入托盘3中，用限位块1固定好微板，当“十”字形衔铁10需往前移动时，通过软件系统控制线圈6和线圈7中的电流方向，“十”字形衔铁10插入线圈6的脚与线圈6形成磁场，所述磁场拉动“十”字形衔铁10往前移动，与此同时，线圈7中的电流方向与线圈6中的电流方向相反，“十”字形衔铁10插入线圈7的脚与线圈7形成磁场，线圈7中形成的磁场与线圈6中的磁场相反，因此推动“十”字形衔铁10往前移动，同时“十”字形衔铁10带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往前移动。当“十”字形衔铁10需往后水平移动时，“十”字形衔铁10插入线圈7的脚与线圈7形成电磁场，所述磁场拉动“十”字形衔铁10往后移动，与此同时，线圈6中的电流方向与线圈7中的电流方向相反，“十”字形衔铁10插入线圈6的脚与线圈6形成磁场，线圈6中形成的磁场与线圈7中的磁场相反，因此推动“十”字形衔铁10往后移动，同时“十”字形衔铁10带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往后移动；当“十”字形衔铁10需往左上角移动时，线圈8和线圈5通电的同时线圈7和线圈6也通电，控制线圈8和线圈5中电流的方向使其形成的磁场产生向左移动“十”字形衔铁10的作用力，控制线圈7和线圈6中电流的方向使其形成的磁场产生向后移动“十”字形衔铁10的作用力，所述两种作用力在左上角方向上形成合力，推动“十”字形衔铁10往左上角方向移动，同时带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往左上角移动；当“十”字形衔铁10需往右下角水平移动时，线圈8和线圈5通电的同时线圈7和线圈6也通电，控制线圈8和线圈5中电流的方向使其形成的电磁场产生向右移动“十”字形衔铁10的作用力，控制线圈7和线圈6中电流的方向使其形成的磁场产生向前移动“十”字形衔铁10的作用力，所述两种作用力在左上角方向上形成合力，推动“十”字形衔铁10往右下角方向水平移动，同时带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往右下角移动；当“十”字形衔铁10需往右上角移动时，线圈8和线圈5通电的同时线圈7和线圈6也通电，控制线圈8和线圈5中电流的方向使其形成的磁场产生向右移动“十”字形衔铁10的作用力，控制线圈7和线圈6中电流的方向使其形成的磁场产生向后移动“十”字形衔铁10的作用力，所述两种作用力在左上角方向上形成合力，推动“十”字形衔铁10往右上角方向移动，同时带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往右上角移动；当“十”字形衔铁10需往左下角移动时，线圈8和线圈5通电的同时线圈7和线圈6也通电，控制线圈8和线圈5中电流的方向使其形成的磁场产生向左移动“十”字形衔铁10的作用力，控制线圈7和线圈6中电流的方向使其形成的电磁场产生向前移动“十”字形衔铁10的作用力，所述两种作用力在左下角方向上形成合力，推动“十”字形衔铁10往左下角方向移动，同时带动托盘3和托盘3中固定的微板一起往左下角移动；当“十”字形衔铁10需做顺时针移动时，首先线圈6和线圈7不供电工作，只控制线圈8和线圈5中的电流方向，使线圈8和线圈5中形成的磁场产生向右移动“十”字形衔铁10的作用力，然后停止给线圈8和线圈5供电，同时向线圈6和线圈7供电并控制其电流方向，使线圈6和线圈7中形成的磁场产生向前移动“十”字形衔铁10的作用力，接着停止给线圈6和线圈7供电，同时向线圈8和线圈5供电并控制其电流方向，使线圈8和线圈5中形成的磁场产生向左移动“十”字形衔铁10的作用力，最后停止给线圈8和线圈5供电，同时向线圈6和线圈7供电并控制其电流方向，使线圈6和线圈7中形成的磁场产生向后移动“十”字形衔铁10的作用力。按照上述循环方式持续给线圈8和线圈5、线圈6和线圈7供断电就实现了托盘3和托盘3上固定的微板按顺时针方向连贯振荡的振荡方式；当“十”字形衔铁10需做逆时针移动时，首先线圈6和线圈7不供电工作，只控制线圈8和线圈5中的电流方向，使线圈8和线圈5中形成的磁场产生向左移动“十”字形衔铁10的作用力，然后停止给线圈8和线圈5供电，同时向线圈6和线圈7供电并控制其电流方向，使线圈6和线圈7中形成的磁场产生向前移动“十”字形衔铁10的作用力，接着停止给线圈6和线圈7供电，同时向线圈8和线圈5供电并控制其电流方向，使线圈8和线圈5中形成的磁场产生向右移动“十”字形衔铁10的作用力，最后停止给线圈8和线圈5供电，同时向线圈6和线圈7供电并控制其电流方向，使线圈6和线圈7中形成的磁场产生向后移动“十”字形衔铁10的作用力。按照上述循环方式持续给线圈8和线圈5、线圈6和线圈7供断电就实现了托盘3和托盘3上固定的微板按逆时针方向连贯振荡的振荡方式。

通过控制线圈8和线圈5、线圈6和线圈7中不同的电流方向，以及在它们之间进行不同的排列组合、不同的供断电顺序，实现了左右振荡、前后振荡、左上角与右下角之间振荡、右上角与左下角之间振荡、顺时针振荡和逆时针振荡。以上所述振荡方式可以任意组合，能充分振荡微板、混匀液体，提高实验结果的准确性。

Claims (8)

1.一种磁控振荡微板装置，其特征是：所述磁控振荡微板装置包括一微板托盘，微板托盘设置于磁控振荡微板装置的最顶层，托盘的下端面设置一第一导磁片，第一导磁片的下方设置一第一磁铁，磁铁下方设置一衔铁，所述衔铁为“十”字形，衔铁的四脚分别套设有第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈，衔铁的下方设置一第二磁铁，第二磁铁下方设置一第二导磁片，所述第二导磁片下方设置一套柱，该套柱从下而上依次穿过第二导磁片、第二磁铁、衔铁、第一磁铁、第一导磁片和托盘，套柱上端与托盘固定连接；所述套柱下方设置一底座，底座上端面中央开有一凹槽，套柱下端悬空置于底座上端面矩形凹槽的中央，底座上端面的凹槽里固定一中空线圈板，线圈板上端面的四边分别固定第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈；底座上端面设置有复位杆，复位杆下端插入底座上端面对应的凹槽中并固定。

2.如权利要求1所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述微板托盘为一正中央开一圆孔的矩形板。

3.如权利要求2所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述微板托盘上端面四个角各设置一个L形定位块。

4.如权利要求3所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述定位块的两脚内侧分别设置一凹槽，在每个凹槽内安装一限位块。

5.如权利要求4所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述限位块一端为平面，另一端为直角梯形，限位块的直角梯形一端的直角腰朝下与托盘的上端面平行，限位块平面一端紧靠L形定位块插入凹槽中。

6.如权利要求1所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述第一导磁片和第一磁铁吸合在一起，且第一磁铁与第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈无接触；所述衔铁的脚与第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈内壁无接触；第二导磁片和第二磁铁吸合在一起且第二磁铁与第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈无接触。

7.如权利要求1所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述复位杆外圈套设一螺旋状长弹簧，复位杆的顶端安装一圆柱件，此圆柱件插入托盘下端面开出的相应凹槽。

8.如权利要求1所述的磁控振荡微板装置，其特征是：所述底座下方设置一外壳，此外壳为无上下盖的立方体盒子，所述盒子中部设置一块挡板，该挡板用来固定底座；在底座的下端面四个角上分别设置一脚垫。