CN105408465B - 用于培养基的自动接种的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于培养基的自动接种的设备(1)，包括：适合夹持接种工具的夹钳(2)；夹钳保持器(3)；承载由夹钳和夹钳保持器形成的组件的支撑基座(4)；支撑结构(5)，其支撑基座，且借助于它支撑基座(4)能够沿着三个轴线移动。设备特征在于由夹钳(2)和夹钳保持器(3)形成的组件是可移动地安装为以能够相对于支撑基座(4)倾斜的方式枢转的组件，夹钳(2)配有枢转分支(6)，其可移动地安装为在两个位置之间枢转，一个是打开位置，另一个是关闭位置，枢转由作用在返回装置(8)上的驱动装置(7)驱动，并且夹钳(2)为旋转式夹钳，被安装为绕横向于且优选正交于夹钳(2)的分支(6)的枢转轴线(AA’)的轴线(BB’)旋转。

Description

用于培养基的自动接种的设备

技术领域

本发明涉及用于培养基的自动接种的设备。

背景技术

目前存在若干用于接种的工具诸如接种环、德氏刮勺以及拭子，某些工具适于固定到封闭容纳有待接种的培养基的容器的塞子。

目前为止，接种实际上都是手动进行的。对于自动接种，接种器仅适用于一种类型的接种工具，这因此限制其应用，如文献US 2013/0017127中的示例所示，其中接种工具由注射器形成。

在文献WO 92/11538中，接种设备包括在其一端处承载夹持器装置的水平分支。然而，即使那些夹持器装置也不能够夹持联接至自身拧入到诸如试管的支撑体中的塞子的接种工具，当所述支撑体上的塞子处于拧入状态时，其容纳所述接种工具。

本发明的目的是提供一种上述类型的接种设备，其具有使得多种接种工具能够用于以自动化方式接种的设计，包括在该工具被固定至封闭容纳有待接种的培养基的容器的塞子时，所述塞子被拧入到容器中。

发明内容

本发明提供了一种用于培养基的自动接种的设备，所述设备是如下类型的设备，包括：

●适合夹持接种工具的夹钳；

●夹钳保持器；

●承载由夹钳和夹钳保持器形成的组件的支撑基座；以及

●用于支撑所述支撑基座且用于使其沿着三个轴线移动的支撑结构，所述设备的特征在于，由夹钳和夹钳保持器形成的组件是安装成以能够相对于支撑基座倾斜的方式枢转移动的组件，夹钳配有枢转分支，枢转分支安装成在两个位置之间枢转，一个位置是打开位置，且另一个位置是关闭位置，枢转由优选作用在返回装置上的驱动装置来驱动，并且夹钳为旋转式夹钳，其被安装为绕横向且优选地正交于夹钳的分支的枢转轴线的轴线旋转。

带有枢转分支的夹钳的存在使其能够夹持任何类型的工具。夹钳旋转的能力使其能够借助于所述塞子夹持固定至拧入到支撑物中的塞子的接种工具，以及通过夹钳旋转，以将塞子从被阻止旋转的其支撑物上旋开，例如通过与支撑物保持器协作。夹钳和夹钳保持器组件相对于本身被安装为沿三条轴线X、Y、Z(优选地相互正交)移动的支撑基座的倾斜使其能够复制出操作者倾斜接种工具并且用这种倾斜状态的工具在待接种的基质表面划出多条线的手势。

出于简化制造和使用的目的，夹钳绕其旋转的旋转轴线与夹钳和夹钳保持器组件的倾斜轴线优选大致相互正交。

术语“大致相互正交”指在15°内相互正交。

优选地，当处于关闭位置(对应于所述分支靠拢在一起的位置)时，夹钳及其枢轴臂形成细长本体，并且夹钳绕其旋转的轴线由所述细长本体的中间纵向轴线形成。

优选地，用于以枢转方式驱动夹钳的分支的驱动装置包括布置在夹钳的分支之间的至少一个“线性”凸轮，以及用于驱动凸轮沿着与夹钳的旋转轴线重合的轴线遵循一路径轴向移动的马达装置，在所述路径期间，凸轮适于至少不时地压靠夹钳的所述分支。

这种构造可以使驱动装置更加紧凑，而不损害对夹钳分支枢转行程的控制精确度。

优选地，用于驱动凸轮轴向往返的马达装置包括螺母和丝杠组件，其中其轴线与夹钳的旋转轴线重合的螺杆保持凸轮，并且其中螺母轴向静止且与驱动其旋转的马达装置配合。

优选地，凸轮为管状体形式，其以自由旋转的方式接合在螺杆上。

将凸轮安装成在螺杆上自由旋转使得能够在所述夹钳的所有(打开或关闭)位置中旋转夹钳。

优选地，适于挤压夹钳的分支的凸轮的外周部分通常为圆锥形。

为了便于凸轮与夹钳之间的挤压接触并且为了避免凸轮或夹钳的过早磨损，夹钳的每个分支在其适合压靠凸轮的区域都有轴承构件，所述轴承构件的轴线与夹钳的旋转轴线正交，且其外周表面形成与凸轮挤压接触的夹钳的分支的表面。

优选地，夹钳的每个枢转分支由至少一个两臂式枢转杠杆组成，所述两臂具有分别被称为第一臂和第二臂的臂，在它们之间形成夹钳的夹持区的第一臂在夹钳从关闭位置到达打开位置时区域彼此远离地移动，第二臂被布置在凸轮的相对侧。

在该实施例中，凸轮的圆锥形外轴部分形成斜坡，所述斜坡在凸轮远离第一臂朝向第二臂的轴向移动期间趋于通过压靠第二臂从而使第二臂彼此分开地移动。

两臂式杠杆的第一臂从其自由端朝向杠杆的枢转轴线以不恒定的距离不固定彼此间隔开。

借助于这种构造，对于预先确定的间隔位置，第一臂适于施加不同的夹持力，夹持力在臂之间的距离减小时增加。因此，第一臂能够夹持大量的接种工具。

优选地，在这样的实施例中，其中用于以枢转方式驱动夹钳分支的驱动装置包括布置在夹钳的分支之间的至少一个“线性”凸轮，以及用于驱动凸轮沿着与夹钳的旋转轴线重合的轴线遵循路径轴向移动的马达装置，在所述路径期间，凸轮适于至少不时地压靠夹钳的所述分支，返回装置被构造为使夹钳返回至打开位置，并且凸轮被安装成在夹钳的分支之间轴向移动远离夹钳的夹持自由端，以便使夹钳从打开位置到达关闭位置。

优选地，在这样的实施例中，其中用于驱动凸轮轴向往返的马达装置包括螺母和丝杠组件，其中其轴线与夹钳的旋转轴线重合的螺杆保持凸轮，并且螺母轴向静止且与驱动其旋转的马达装置配合，该设备包括棒形式的存在传感器，所述棒位于与夹钳的旋转轴线相同的轴线上，所述棒处于竖直位置中，其被安装成在其自身重量的作用下在螺杆内侧滑动，直至到达行程结束位置，在该位置其从螺杆的一个端部突出且在夹钳的分支之间延伸，并且能够仅通过对在所述夹钳的分支之间突出的棒的端部上施加推力而缩回到螺杆中。

存在传感器特别地用于检测塞子的存在。

附图说明

阅读参照附图给出的以下实施例的说明可以更好地理解本发明，其中：

图1是本发明的设备的安装的透视图；

图2是以非倾斜位置安装在支撑基座上的夹钳和夹钳保持器组件的视图；

图3是以倾斜位置安装在支撑基座上的夹钳和夹钳保持器组件的视图；

图4是夹钳和以枢转方式驱动夹钳的分支的马达装置的局部透视图；

图5是处于夹钳的关闭位置的夹钳的局部剖视图；并且

图6是处于夹钳的打开位置的夹钳的局部剖视图。

具体实施方式

如上所述，构成本发明的主题的设备1被更特别地设计成使接种能够自动化。

该设备是多用途的设备，其被设计为用于操纵各种接种工具，诸如通常与塞子联接的拭子、接种环、德式刮勺，以及用于接种各种支撑物，诸如皮氏培养皿或微孔板。

该设备包括：

·适合夹持接种工具的夹钳2；

·夹钳保持器3；

·承载由夹钳2和夹钳保持器3形成的组件的支撑基座4；以及

·支撑结构5，用来支撑支撑基座4并用于使支撑基座4能够沿着三个轴线移动。

夹钳2包括夹钳本体和分支6，每个分支被安装为绕枢转轴线AA’在夹钳本体上枢转。在所示出的示例中，夹钳的每个分支6都有各自的枢转轴线AA’，所述枢转轴线AA’相互平行。

此外，夹钳2为旋转式夹钳，其被安装为绕横向轴线BB’旋转，该横向轴线BB’优选地正交于夹钳的分支6的枢转轴线AA’。

在所示出的示例中，当处于(与所述分支的靠拢在一起的位置对应的)关闭位置时，夹钳及其枢转分支形成细长本体，并且夹钳被安装成绕其旋转的轴线BB’由该细长本体的中间纵向轴线形成。夹钳被安装成绕其旋转(即绕其自身的轴线旋转)的轴线BB’穿过夹钳2的枢转分支6或所述分支的枢转轴线之间留下的开放空间。将夹钳安装成旋转使所述夹钳能够夹持接种工具，诸如固定到拧入容器(诸如试管，例如装有培养基的容器)的塞子上的拭子，所述夹持经由所述塞子进行。旋转夹钳使得能够转动塞子及其接种工具，以便将塞子从本身被阻止移动(例如通过被强制安装在试管保持器上)的试管上旋开。一旦塞子已经被旋开，塞子及其接种工具就能够像常规接种工具(即未被固定在拧入容纳所述接种工具的容器的塞子上)一样被使用。夹钳如此起作用以转动螺杆。

该设备包括用于以枢转方式驱动夹钳的分支的驱动装置7。

这些用于以枢转方式驱动夹钳2的分支6的驱动装置7包括布置在夹钳2的分支6之间的至少一个“线性”凸轮9，以及用于驱动凸轮9沿着与夹钳2旋转轴线BB'重合的轴线遵循路径轴向移动的马达装置，在所述路径期间，凸轮9适于至少不时地压靠夹钳2的分支6。

用于轴向前后地驱动凸轮9的这些马达装置包括螺母和丝杠组件，其中其轴线与夹钳2的旋转轴线BB'重合的螺杆10保持凸轮9，且其中轴向静止的螺母11与驱动其旋转的马达装置12配合。

这些马达装置12在该示例中由与螺母的外周表面啮合的发动构件形成。使螺母旋转因此能够引起螺杆的轴向移动，移动方向取决于螺母的旋转方向。

凸轮9以管状本体为形式，其以在螺杆10上自由旋转的方式接合。

为此，轴承构件18被置于凸轮9和螺杆6之间。这些轴承构件因此使得夹钳能够被驱动旋转，无论所述夹钳的(打开或关闭)位置如何。

此外，螺杆6设有邻接部，用于限制凸轮沿着螺杆的轴向移动，导致凸轮在至少一个方向上被抑制与螺杆轴向移动，而在相反的方向上，凸轮在自身重量的作用下被抑制与螺杆轴向移动。

在其适于压靠凸轮9的区域，夹钳2的每个分支6有轴承构件13，其轴线与夹钳2的旋转轴线BB'正交，并且其外周表面形成压靠凸轮9的夹钳2的分支6的表面。

在所示出的示例中，夹钳2的每个枢转分支6由至少一个两臂式枢转杠杆形成，臂分为第一臂61和第二臂62，在它们之间形成夹钳2的夹持区的第一臂61在夹钳2从关闭位置到达打开位置时趋于彼此远离，而第二臂62被布置在凸轮9的相对侧。

夹钳配有返回装置8，其作用在用于以枢转方式驱动夹钳的分支的驱动装置7。这些返回装置8由发卡弹簧形成，其中针的每个分支作用在夹钳的分支上。

返回装置被构造成可使夹钳2返回至打开位置，并且凸轮9被安装成在夹钳2的分支6之间轴向移动远离夹钳2的夹持自由端，以便借助于作用在夹钳的分支的第二臂62上的凸轮使夹钳2从打开位置到达关闭位置，所述分支在每个凸轮的作用下趋于彼此远离。

凸轮9的圆锥形外周部分形成斜坡，该斜坡在凸轮9远离第一臂61朝向第二臂62的轴向移动期间压靠第二臂62，趋于移动第二臂62彼此分开，并因此引起第一臂朝向彼此的移动，这对应于夹钳的分支从打开位置到达关闭位置，如从图6到图5的过程所示。

在该移动期间，凸轮压靠结合在夹钳的分支中的轴承构件13，以便减少设备的磨损。

为了允许夹钳从关闭位置到达打开位置，使能够使用螺杆10来使凸轮9在相反方向上轴向移动，即，使其远离夹钳的分支的第二臂62朝向第一臂61移动。在该移动期间，凸轮9释放在夹钳分支的轴承构件13之间的空间，使得在返回装置的作用下，第二臂能够移动彼此靠近，该移动因而导致第一臂移动分开，该移动对应于夹钳进入打开位置。

在所示出的示例中应该观察到的是，两臂式杠杆的第一臂61从它们的自由端朝向杠杆的枢转轴线以非恒定的距离彼此隔开。

特别地，在它们的中间区中，夹钳的分支的第一臂在它们的面对面上配有相应的突出部分，所述突出部分使得对于分支的特定间距，能够通过利用所述突出部分夹持更小尺寸的物体。这些突出部分设有相应的衬垫，所述衬垫由防滑材料诸如弹性体制成，尤其为了促进拧入/旋开的操作。

如上所述，夹钳2为旋转式夹钳，其被安装为绕大致与分支的枢转轴线AA’正交的轴线BB'旋转，所述轴线BB’至少部分地在夹钳的分支6的枢转轴线AA’之间留出的开放空间中延伸。

为了使夹钳旋转，该设备包括发动机15，其具有与夹钳本体啮合以便驱动所述夹钳体旋转的输出轴。

为此，夹钳本体2配有齿轮17，齿轮17在该示例中示出为与螺杆10同轴，所述齿轮17直接或经由至少一个其它齿轮与发动机15的输出轴啮合。

夹钳2由夹钳保持器3承载，所述夹钳保持器3在该示例中以板为形式，夹钳的本体的部分突出穿过该板。夹钳的分支在所述板下方延伸，而用于旋转螺母和夹钳本体的马达装置被布置在所述板上方并因此被承载。

该夹钳保持器板3本身被以这样的方式安装为在支撑基座4上枢转，使得由夹钳2和夹钳保持器3形成的组件是被安装成能够以相对于支撑基座4倾斜的方式枢转的组件。

夹钳和夹钳保持器组件绕其枢转的枢转轴线在图3中标记为CC’。

应当观察到的是，夹钳2绕其旋转的旋转轴线BB’与由夹钳2和夹钳保持器3形成的组件的倾斜轴线CC’大致相互正交。

为了控制这种倾斜，发动构件16被布置在支撑基座4上，并且所述发动构件16的输出轴形成与夹钳保持器3承载的带齿的轮19啮合的蜗杆。该带齿的轮19被螺钉紧固到夹钳保持器3。

支撑基座4具有板的形式，该板被安装成沿着支撑结构5的一部分以滑动方式滑动。所述支撑结构包括三条相互正交的轨51、52、53。支撑基座4沿着竖直轨51(被称为“Z轨”)滑动，竖直轨51自身沿着水平轨52(被称为“Y轨”)滑动，水平轨52自身适于沿着水平轨53(被称为“X轨”)滑动。

作为示例，该移动组合使得能够使用接种工具，所述接种工具由夹钳夹持，通过使夹钳和夹钳保持器组件枢转而倾斜，并使用支撑结构来移动，以便在皮氏培养皿的表面获得之字形图案。

为了完成该设备，还设置以位于与夹钳的旋转轴线BB’相同的轴线上的棒为形式的存在传感器14。所述棒处于竖直位置中，被安装为通过在到螺杆10内侧滑动而在其自身重量的作用下移动，直至其到达行程结束位置，在该位置其从螺杆的一个端部突出并且在夹钳的分支6之间延伸。以此种方式安装成在螺杆内侧自由滑动的所述棒能够通过仅对在夹钳的分支6之间突出的棒的端部上施加推力而部分地返回到螺杆10中而缩回。作为示例，推力在夹钳被带到待夹持的配有塞子的管上时被施加。借助于其布置在夹钳的分支之间的自由端，所述棒然后与塞子接触并返回到螺杆中。棒的该轴向移动可以使用传感器来检测，所述传感器布置在棒的与其在夹钳的分支之间突出的端部相反的端部处。棒的这种轴向移动表示试管上存在有塞子，并且需要进行塞子移除操作，如旋开操作。

在所示出的示例中，用于检测棒的轴向移动的检测传感器由被夹钳保持器承载且棒穿过其中的单元来示出。该单元还能够形成用于检测螺杆的轴向移动的检测装置的一部分，所述装置有助于控制螺杆的移动。在棒的与适于在夹钳的分支之间突出的端部相反的端部处，棒设有隆起，所述隆起形成棒的滑动移动的行程结束邻接部。为此，在其中棒在夹钳的分支之间突出的位置中，所述隆起会压靠所述单元。

Claims (13)

1.一种用于培养基的自动接种的设备(1)，所述设备是如下类型的设备，包括：

夹钳(2)，所述夹钳(2)适于夹持接种工具；

夹钳保持器(3)；

支撑基座(4)，所述支撑基座(4)承载由所述夹钳(2)和所述夹钳保持器(3)形成的组件；以及

支撑结构(5)，所述支撑结构(5)用于支撑所述支撑基座(4)且用于使所述支撑基座(4)能够沿着三条轴线移动；

所述设备的特征在于，由所述夹钳(2)和所述夹钳保持器(3)形成的所述组件是安装成以能够相对于所述支撑基座(4)倾斜的方式绕轴线(CC’)枢转移动的组件，

所述夹钳(2)配有枢转分支(6)，所述枢转分支(6)安装成在两个位置之间枢转，一个位置是打开位置而另一个位置是关闭位置，枢转由驱动装置(7)驱动，所述驱动装置(7)作用在返回装置(8)上，所述返回装置(8)被构造成使所述夹钳返回到打开位置，并且

所述夹钳(2)是旋转式夹钳，所述旋转式夹钳被安装为绕横向于所述夹钳(2)的分支(6)的枢转轴线(AA’)的轴线(BB’)旋转。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述夹钳(2)绕其旋转的旋转轴线(BB’)与由所述夹钳(2)和所述夹钳保持器(3)形成的所述组件的倾斜轴线(CC’)相互正交。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，用于以枢转方式驱动所述夹钳(2)的分支(6)的所述驱动装置(7)包括：至少一个“线性”凸轮(9)，所述至少一个“线性”凸轮(9)布置在所述夹钳(2)的分支(6)之间；以及马达装置，所述马达装置用于沿着与所述夹钳(2)的旋转轴线(BB’)重合的轴线遵循如下的路径轴向地驱动所述凸轮(9)，在所述路径中所述凸轮(9)适于至少不时地压靠所述夹钳(2)的分支(6)。

4.根据权利要求3所述的设备(1)，其特征在于，用于前后轴向地驱动所述凸轮(9)的所述马达装置包括螺母和丝杠组件，其中，其轴线与所述夹钳(2)的旋转轴线(BB’)重合的螺杆(10)保持所述凸轮(9)，并且其中，螺母(11)轴向静止且与用于驱动其旋转的马达装置(12)配合。

5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述凸轮(9)具有管状本体的形式，所述管状本体以自由旋转的方式接合在所述螺杆(10)上。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，适于压靠所述夹钳(2)的分支(6)的所述凸轮(9)的外周部分是圆锥形的。

7.根据权利要求3至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述夹钳(2)的每个分支(6)在其适于压靠所述凸轮(9)的区域中设置有轴承构件(13)，所述轴承构件(13)的轴线与所述夹钳(2)的旋转轴线(BB’)正交，且所述轴承构件(13)的外周表面形成压靠所述凸轮(9)的所述夹钳(2)的分支(6)的表面。

8.根据权利要求3至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述夹钳(2)的每个枢转分支(6)由至少一个两臂式枢转杠杆形成，所述两臂式枢转杠杆具有分别被称为第一臂和第二臂的臂，所述第一臂(61)在其间形成所述夹钳(2)的夹持区，所述第一臂(61)趋于在所述夹钳(2)从所述关闭位置到达所述打开位置时彼此分开地移动，所述第二臂(62)被布置在所述凸轮(9)的相对侧上。

9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述凸轮(9)的圆锥形外周部分形成斜坡，在所述凸轮(9)远离所述第一臂(61)朝向所述第二臂(62)轴向移动期间，所述斜坡趋于通过压靠所述第二臂(62)而使所述第二臂(62)彼此分开地移动。

10.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述两臂式杠杆的第一臂(61)从它们的自由端朝向所述杠杆的枢转轴线以非恒定的距离彼此间隔开。

11.根据权利要求3至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述凸轮(9)被安装成在所述夹钳(2)的分支(6)之间轴向移动远离所述夹钳(2)的夹持自由端，以便使所述夹钳(2)从所述打开位置到达所述关闭位置。

12.根据权利要求4至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括存在传感器(14)，所述存在传感器(14)位于与所述夹钳的旋转轴线(BB’)相同的轴线上且具有棒形式，所述棒处于竖直位置，所述棒被安装成在其自身重量的作用下在所述螺杆(10)内滑动，直至其到达行程结束位置，在所述行程结束位置中，所述棒从所述螺杆的一个端部突出且在所述夹钳的分支(6)之间延伸，并且所述棒能够仅通过对在所述夹钳的分支(6)之间突出的所述棒的端部施加推力而缩回到所述螺杆(10)中。

13.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述旋转式夹钳被安装为绕正交于所述夹钳(2)的分支(6)的枢转轴线(AA’)的轴线(BB’)旋转。