CN105779286A - 一种多功能培养箱 - Google Patents

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CN105779286A CN201610265270.4A CN201610265270A CN105779286A CN 105779286 A CN105779286 A CN 105779286A CN 201610265270 A CN201610265270 A CN 201610265270A CN 105779286 A CN105779286 A CN 105779286A
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杨扬
胡红
苏志丽
王俊
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Abstract

本发明公开一种多功能培养箱，包括有箱体机构、托盘机构、抓取机构、观测机构和计算机，本发明的多功能培养箱通过计算机控制托盘机构、抓取机构和观测机构，实现在箱体机构内在线监测微生物的生长情况，记录每个时间段的生长情况，出具真实可靠的、有图片和数据的生长报告，克服了现有的培养箱不能定时获取检测结果的缺陷；该多功能培养箱通过设置湿度控制器、温度控制器以及与其相配套使用的各个部件，实现实时调控微生物培养的温度、湿度，使微生物培养基保持一个较稳定的环境，利于微生物生长，使菌落更清晰可辨，提高了试验的准确性，避免了人工计数存在的误差。

Description

一种多功能培养箱
技术领域
本发明涉及一种微生物检测用设备，尤其涉及一种用于微生物培养的多功能培养箱。
背景技术
在微生物的检验中需要对微生物进行培养，微生物的培养对温度、湿度等的环境要求很高，需要在合适的温度和湿度条件下保持一定培养时间，才能培养、观察和统计微生物的类型和数量。菌落计数是考察微生物菌体生长情况的有效手段，作为微生物生长的生长指标，也是用来判断食品等物质被细菌污染程度及卫生质量的重要标准，用于反应食品在生产过程中是否符合卫生要求，菌落总数的多少在一定程度上标示着食品质量的优劣。因此对微生物的培养和菌落计数提出了较高的要求，目前实验室检测过程中主要存在以下的问题：
现有的培养箱需在培养时间结束后，取出培养基进行检测，无法在线监测微生物培养情况，无法实时统计微生物的菌落数量；针对一些需要在夜晚时间观察培养基的生长情况或者计数的菌落，目前除了人工在线监测还没有其他更有效的手段，需要人员按照规定时间实时监测，增加了人力成本，并且由于晚间操作，在一定程度上也影响了检测结果的准确性。
有鉴于上述现有的培养箱存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型多功能培养箱，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的培养箱存在的缺陷，而提供一种新型多功能培养箱，实现实时在线监测功能，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的多功能培养箱，包括有箱体机构、托盘机构、抓取机构、观测机构和计算机，
所述箱体机构包括箱体和密封箱门，所述密封箱门设置在所述箱体上组成一体结构；
所述托盘机构包括镂空底盘、导向控制器和托盘架，所述托盘架为多个，多个所述托盘架互相间隔的设置在箱体内部，在所述托盘架的上表面均设置有镂空底盘，所述导向控制器设置在所述托盘架的下表面、并与所述计算机通讯连接，控制所述托盘架的运动位置；
所述抓取机构包括抓手和抓手控制器，所述抓取机构设置在所述箱体的内部上方，所述抓手控制器下部设置有抓手，所述抓手控制器与所述计算机通讯连接，控制所述抓手的抓取操作；
所述观测机构包括观测转盘、上摄像头和下摄像头，所述观测机构设置在所述箱体内、密封箱门的上部位置，所述观测转盘用于放置被观测的培养皿，所述上摄像头和下摄像头对称的设置在所述观测转盘的上、下两侧。
为了有效地避免微生物培养基的皲裂影响微生物培养条件、菌落计数的真实性、杂菌的识别与分离，导致试验结果不准确，多功能培养箱的进一步优化方案为：所述箱体机构还包括有风机、加湿器、湿度探头和循环水箱，所述加湿器对称的设置在所述箱体上部和下部位置，所述风机设置在加湿器所在的箱体侧面上，所述风机产生的风能将加湿器产生的水汽带入到箱体机构内部，所述湿度探头设置在所述箱体的中间位置处，所述循环水箱设置在所述箱体的内部上方位置、与所述加湿器相连接，为所述加湿器提供水源；
所述多功能培养箱还包括有控制机构，所述控制机构包括有湿度控制器，所述湿度控制器与所述计算机通讯连接、用于设置加湿器产生的水汽含量，所述湿度探头用于监测箱体机构内部的湿度，将数值反馈给计算机。
更进一步的，前述的多功能培养箱，所述箱体机构还包括有水位监测器和排水孔，所述水位监测器设置在循环水箱内部靠下位置处、用于检测循环水箱内部水位，所述水位监测器与所述计算机通讯连接，当水位低于控制线时，反馈给计算机并发出警报；所述排水孔用于排空或更换循环水箱内部水源。
更进一步的，前述的多功能培养箱，所述箱体机构还包括有加热片和温度探头，所述加热片设置在风机的下部，所述温度探头的位置靠近所述湿度探头设置，所述风机产生的风能将加热片产生的温度带入到箱体机构内部；
所述控制机构还包括有温度控制器，所述温度控制器与所述计算机通讯连接、用于设置加热片的工作温度，所述温度探头用于监测箱体机构内部的温度，将数值反馈给计算机，调节箱体内温度到设定值。
为了有效避免目前由于培养中途取出培养基，容易引入杂菌的二次污染，给实际的检测工作带来困扰，防止现有的培养箱由于消毒功能不全造成人工操作污染或干扰实验结果的情况，多功能培养箱的进一步优化方案为：箱体机构还包括有紫外灯，所述紫外灯为多个，分别对称的设置在托盘架之间两侧的箱体侧壁上；
所述控制机构还包括有紫外灯控制器，所述紫外灯控制器与所述计算机通讯连接，所述紫外灯控制器根据所述计算机的指令、按照箱体机构内部微生物消毒灭菌要求设置紫外灯照射时间。紫外灯与照明灯不可同时开启，计算机系统有风险提示用户，以防紫外线将微生物杀死，造成数据影响。
为了克服现有的培养箱存在的照射光源不足，或由于照射光源方向单一造成培养皿微生物生长不均匀影响微生物菌落计数的真实性、准确性的问题，多功能培养箱的进一步优化方案为：箱体机构还包括照明灯，所述控制机构还包括有自动调光控制器，所述自动调光控制器与所述计算机通讯连接，所述自动调光控制器根据所述计算机的指令、按照不同的微生物的光照强度需求调节照明灯的亮度。
更进一步的，前述的多功能培养箱，密封箱门的上部还设置有单向透视观测窗，所述单向透视观测窗由单向透视玻璃组成，箱体外可以观察箱体内部情况，箱体内不受箱体外光源影响。
借由上述技术方案，本发明的多功能培养箱至少具有下列优点：
本发明的多功能培养箱通过计算机控制托盘机构、抓取机构和观测机构，实现在箱体机构内在线监测微生物的生长情况，记录每个时间段的生长情况，出具真实可靠的、有图片和数据的生长报告，克服了现有的培养箱不能定时获取检测结果的缺陷；该多功能培养箱通过设置湿度控制器、温度控制器以及与其相配套使用的各个部件，实现实时调控微生物培养的温度、湿度，使微生物培养基保持一个较稳定的环境，利于微生物生长，使菌落更清晰可辨，提高了试验的准确性，避免了人工计数存在的误差；照明灯的设置以及其合理的安装位置，可以调控微生物培养的光照强度，提供稳定、均匀、平衡的光源，满足不同微生物的光照强度要求；紫外灯控制器以及其配套设备的使用，有效避免目前由于培养中途取出培养基，容易引入杂菌的二次污染，给实际的检测工作带来困扰，防止现有的培养箱由于消毒功能不全造成人工操作污染或干扰实验结果的情况；通过观测机构中设置上摄像头和下摄像头，可以通过高清摄像头的拍摄后，与微生物数据库相对比，识别不同微生物种类；可以客观统计微生物数量，出具真实可靠的微生物培养报告；本发明的多功能培养箱整体结构设计合理，操作方便，减少人工监测时间，智能化程度高，适合大批量微生物试验，易于推广使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是多功能培养箱整体结构示意图；
图2是多功能培养箱侧面结构示意图；
图3是抓取机构放大结构示意图；
图4是观测机构放大结构示意图；
图中标记含义：100、箱体机构；101、箱体；102、密封箱门；103、单向透视观测窗；104、风机；105、加热片；106、加湿器；107、温度探头；108、湿度探头；109、照明灯；110、紫外灯；111、循环水箱；112、水位监测器；113、排水孔；114、可固定式轮；115、进风口；200、控制机构；201、温度控制器；202、湿度控制器；203、自动调光控制器；204、紫外灯控制器；205、液晶显示屏；206、开关；300、托盘机构；301、镂空底盘；302、导向控制器；303、托盘架；400、抓取机构；401、抓手；402、抓手控制器；500、观测机构；501、观测转盘；502、上摄像头；503、下摄像头；600、计算机。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的多功能培养箱其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
本发明提出的多功能培养箱，结构如图1～4所示，包括有箱体机构100、箱体101、密封箱门102、单向透视观测窗103、风机104、加热片105、加湿器106、温度探头107、湿度探头108、照明灯109、紫外灯110、循环水箱111、水位监测器112、排水孔113、可固定式轮114、进风口115、控制机构200、温度控制器201、湿度控制器202、自动调光控制器203、紫外灯控制器204、液晶显示屏205、开关206、托盘机构300、镂空底盘301、导向控制器302、托盘架303、抓取机构400、抓手401、抓手控制器402、观测机构500、观测转盘501、上摄像头502、下摄像头503、计算机600。
本发明多功能培养箱中的箱体机构100包括有箱体101、密封箱门102、单向透视观测窗103、风机104、加热片105、加湿器106、温度探头107、湿度探头108、照明灯109、紫外灯110、循环水箱111、水位监测器112、排水孔113、可固定式轮114和进风口115。密封箱门102设置在箱体101上组成一体结构，密封箱门102的上部还设置有单向透视观测窗103，单向透视观测窗103是由单向透视玻璃组成，箱体101外可以观察箱体101内部情况，箱体101内不受箱体101外光源影响。加湿器106对称的设置在箱体101上部和下部位置，风机104设置在加湿器106所在的箱体101侧面上，湿度探头108设置在箱体101的中间位置处，循环水箱111设置在箱体101的内部上方位置、与加湿器106相连接，为加湿器106提供水源；加热片105设置在风机104的下部，温度探头107的位置靠近湿度探头108设置，风机104产生的风能够将加热片105产生的温度和加湿器106产生的水汽带入到箱体机构100内部。温度探头107和湿度探头108能够监测箱体机构100内部的温度和湿度，将数值反馈给计算机600，动态调节风机产生的风量、加热片105产生的温度与加湿器106产生的水汽之间的配比，达到设置值。水位监测器112设置在循环水箱111内部靠下位置处、用于检测循环水箱111内部水位，水位监测器112与计算机600通讯连接，当水位低于控制线时，反馈给计算机600并发出警报。排水孔113用于排空或更换循环水箱111内部水源。紫外灯110为多个，分别对称的设置在托盘架303之间两侧的箱体101侧壁上；照明灯109设置的位置靠近紫外灯110处，与自动调光控制器203相连接，自动调光控制器203根据计算机600的指令、按照不同的微生物的光照强度需求调节照明灯109的亮度。
控制机构200包括温度控制器201、湿度控制器202、自动调光控制器203、紫外灯控制器204、液晶显示屏205和开关206。温度控制器201与计算机600通讯连接，根据计算机600的指令设置加热片105的工作温度。湿度控制器202与计算机600通讯连接，根据计算机600的指令用于设置加湿器106产生的水汽含量。自动调光控制器203与计算机600通讯连接，根据计算机600的指令设置照明灯109的光照强度，以满足不同微生物的需要。紫外灯控制器204与计算机600通讯连接，根据计算机600的指令设置紫外灯110照射时间，以满足每次实验完成后，箱体机构100内部微生物消毒灭菌的要求。液晶显示屏205可以分别反映温度控制器201设置的箱体机构100内环境温度、湿度控制器202设置的箱体机构100内环境湿度、自动调光控制器203设置的箱体机构100内光照强度、以及紫外灯控制器204设置的紫外灯110工作时间。开关206控制箱体机构100的工作启停状态。
托盘机构300包括镂空底盘301、导向控制器302和托盘架303。托盘架303为多个，多个托盘架303互相间隔的设置在箱体101内部，在托盘架303的上表面均设置有镂空底盘301，导向控制器302设置在托盘架303的下表面、并与计算机600通讯连接，控制托盘架303的运动位置；镂空底盘301上有卡带，通过调节可以摆放不同规格的培养皿，方便抓手401抓取。优选的方案，托盘架303共5层，每层托盘架303上可以承载20个镂空底盘301，镂空底盘301可以承载培养皿低速转动。
抓取机构400包括抓手401和抓手控制器402。抓取机构400设置在箱体101的内部上方，抓手控制器402下部设置有抓手401，抓手控制器402与计算机600通讯连接。抓手401上下运动，可以抓取每层托盘架303上任意位置的培养皿，放置观测转盘501内。抓手控制器402可以按照计算机系统600的设置要求来控制抓手401轴向和径向的运动位置。当有连续监测任务时，抓手401抓取第一个培养皿至观测转盘501内，并切换观测位置上摄像头502和下摄像头503之后，抓手401抓取第二个培养皿至观测转盘501的空位内，等待观测转盘501切换观测位。
观测机构500包括观测转盘501、上摄像头502和下摄像头503。观测机构500设置在箱体101内、密封箱门102的上部位置，观测转盘501用于放置被观测的培养皿，上摄像头502和下摄像头503对称的设置在观测转盘501的上、下两侧。所述观测转盘501呈凹嵌结构，可以通过放置不同的卡位来卡住不同规格的培养皿，且不阻碍上摄像头502和下摄像头503的观测和拍照。上摄像头502和下摄像头503是高清晰自动快速变焦摄像头，可以自动对焦感光，可以承受70摄氏度以下环境温度，可以承受100％以下的环境湿度，不受箱体机构100内部环境温度、环境湿度、光照强度的影响。上摄像头502和下摄像头503可以拍照或在线监测培养皿内微生物的生长情况。
本发明提出的多功能培养箱中的计算机600主要由计算机硬件和数据处理系统组成，数据处理系统可以提供方便使用者使用的用户界面。在整个装置中，计算机600起到整体调控的作用，能够通过温度探头107和湿度探头108监测箱体机构100内部的温度和湿度，动态调节风机104产生的风量、加热片105产生的温度与加湿器106产生的水汽之间的配比，达到设置值。为了满足不同微生物的光照强度需求，计算机600通过自动调光控制器203调节照明灯109的工作状态。为了满足箱体机构100内部微生物消毒灭菌的要求，计算机600通过紫外灯控制器204控制紫外灯110的照射时间。将设置的各类参数实时反馈到相应的液晶显示屏205上。当低于控制线时，计算机600通过水位监测器112监控循环水箱111的水位，并发出警报。通过对抓手401上下运动的控制，抓取每层托盘架303上任意位置的培养皿，放置观测转盘501内进行观测，上摄像头502和下摄像头503拍摄的照片传送至计算机600，数据处理系统能够通过微生物数据库智能记录不同微生物的种类和数量，实时在线监测和某个特定时间段的在线监测，将任意培养皿内的微生物生长情况反馈给使用者，并出具客观的微生物生长报告。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种多功能培养箱，其特征在于：包括有箱体机构(100)、托盘机构(300)、抓取机构(400)、观测机构(500)和计算机(600)，
所述箱体机构(100)包括箱体(101)和密封箱门(102)，所述密封箱门(102)设置在所述箱体(101)上组成一体结构；
所述托盘机构(300)包括镂空底盘(301)、导向控制器(302)和托盘架(303)，所述托盘架(303)为多个，多个所述托盘架(303)互相间隔的设置在箱体(101)内部，在所述托盘架(303)的上表面均设置有镂空底盘(301)，所述导向控制器(302)设置在所述托盘架(303)的下表面、并与所述计算机(600)通讯连接，控制所述托盘架(303)的运动位置；
所述抓取机构(400)包括抓手(401)和抓手控制器(402)，所述抓取机构(400)设置在所述箱体(101)的内部上方，所述抓手控制器(402)下部设置有抓手(401)，所述抓手控制器(402)与所述计算机(600)通讯连接，控制所述抓手(401)的抓取操作；
所述观测机构(500)包括观测转盘(501)、上摄像头(502)和下摄像头(503)，所述观测机构(500)设置在所述箱体(101)内、密封箱门(102)的上部位置，所述观测转盘(501)用于放置被观测的培养皿，所述上摄像头(502)和下摄像头(503)对称的设置在所述观测转盘(501)的上、下两侧。
2.根据权利要求1所述的多功能培养箱，其特征在于：所述箱体机构(100)还包括有风机(104)、加湿器(106)、湿度探头(108)和循环水箱(111)，所述加湿器(106)对称的设置在所述箱体(101)上部和下部位置，所述风机(104)设置在加湿器(106)所在的箱体(101)侧面上，所述风机(104)产生的风能将加湿器(106)产生的水汽带入到箱体机构(100)内部，所述湿度探头(108)设置在所述箱体(101)的中间位置处，所述循环水箱(111)设置在所述箱体(101)的内部上方位置、与所述加湿器(106)相连接，为所述加湿器(106)提供水源；
所述多功能培养箱还包括有控制机构(200)，所述控制机构(200)包括有湿度控制器(202)，所述湿度控制器(202)与所述计算机(600)通讯连接、用于设置加湿器(106)产生的水汽含量，所述湿度探头(108)用于监测箱体机构(100)内部的湿度，将数值反馈给计算机(600)。
3.根据权利要求2所述的多功能培养箱，其特征在于：所述箱体机构(100)还包括有水位监测器(112)和排水孔(113)，所述水位监测器(112)设置在循环水箱(111)内部靠下位置处、用于检测循环水箱(111)内部水位，所述水位监测器(112)与所述计算机(600)通讯连接，当水位低于控制线时，反馈给计算机(600)并发出警报；所述排水孔(113)用于排空或更换循环水箱(111)内部水源。
4.根据权利要求2所述的多功能培养箱，其特征在于：所述箱体机构(100)还包括有加热片(105)和温度探头(107)，所述加热片(105)设置在风机(104)的下部，所述温度探头(107)的位置靠近所述湿度探头(108)设置，所述风机(104)产生的风能将加热片(105)产生的温度带入到箱体机构(100)内部；
所述控制机构(200)还包括有温度控制器(201)，所述温度控制器(201)与所述计算机(600)通讯连接、用于设置加热片(105)的工作温度，所述温度探头(107)用于监测箱体机构(100)内部的温度，将数值反馈给计算机(600)。
5.根据权利要求2所述的多功能培养箱，其特征在于：所述箱体机构(100)还包括有紫外灯(110)，所述紫外灯(110)为多个，分别对称的设置在托盘架(303)之间两侧的箱体(101)侧壁上；
所述控制机构(200)还包括有紫外灯控制器(204)，所述紫外灯控制器(204)与所述计算机(600)通讯连接，所述紫外灯控制器(204)根据所述计算机(600)的指令、按照箱体机构(100)内部微生物消毒灭菌要求设置紫外灯(110)照射时间。
6.根据权利要求2所述的多功能培养箱，其特征在于：所述箱体机构(100)还包括照明灯(109)，所述控制机构(200)还包括有自动调光控制器(203)，所述自动调光控制器(203)与所述计算机(600)通讯连接，所述自动调光控制器(203)根据所述计算机(600)的指令、按照不同的微生物的光照强度需求调节照明灯(109)的亮度。
7.根据权利要求2～6任一项所述的多功能培养箱，其特征在于：密封箱门(102)的上部还设置有单向透视观测窗(103)，所述单向透视观测窗(103)由单向透视玻璃组成。
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