CN106882530B - 一种细菌培养基智能取用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及细菌培养基取用领域，具体的说是一种细菌培养基智能取用装置，包括箱体、存放装置、机械手、消毒装置和传送带；所述的箱体整体为立方体结构的腔室；所述的存放装置安装在箱体左部并用于批量存放培养皿，所述的机械手为六自由度机械手，安装在存放装置右方；所述的消毒装置位于机械手右方并用于对机械手抓取的培养皿进行消毒，所述的传送带安装在机械手正后方并用于将消毒过后的培养皿传送出箱体。可实现人工提前储存大批量培养基，需要用时自动推送，无需人工临时配置，能有效缩短培养基制备时间且能完成智能取用。

Description

一种细菌培养基智能取用装置
技术领域
本发明涉及细菌培养基取用领域，具体的说是一种细菌培养基智能取用装置。
背景技术
在生物和医学研究试验中，经常需要对细菌生物样本进行培养操作，在培养过程中需要首先配置培养基，培养基的制作均为手工操作，其大致过程为：1.制作培养基溶液，2.分装溶液3.消毒灭菌4.搁置平面5.无菌检查。其中，上述培养基制备过程存在三个问题，1.每次做细菌实验时都需要人工临时配置培养基溶液，当需要在短时间内完成实验或者需要进行大批量实验时，临时配置培养基溶液则较为耗时；2.培养基溶液配置完成后，其消毒灭菌需在高温高压下耗时20-30分钟才能完成，耗时较长；3.对培养基的灭菌过程中，往往需要人工近距离靠近灭菌装置，这样就存在了烫伤工作人员的风险。
针对上述第3个问题，人们发明了种种湿热灭菌设备，传统的湿热灭菌设备都是通过在高温高压之后增加冷却阶段，以使灭菌完成的培养基迅速冷却，从而缩短培养基灭菌后的冷却时间，达到缩短培养基灭菌时间和避免烫伤的目的。但是，在上述灭菌过程之前仍需要临时制备培养基，不能有效的缩短实验时的时间，无法满足需要短时间内完成实验或对大批量细菌进行培养的人的需求。
鉴于此，现急需一种解决上述可实现提前储存大批量培养基，需要用时自动推送、自动消毒的培养基智能取用设备，无需人工临时配置培养基，能有效缩短紧急实验或大批量细菌实验前的准备时间，即一种细菌培养基智能取用装置。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种可实现提前储存大批量培养基，需要用时自动推送、自动消毒的培养基智能取用设备，无需人工临时配置培养基，能有效缩短紧急实验或大批量细菌实验前的准备时间。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种细菌培养基智能取用装置，主要用于对已分装好培养基的培养皿进行大批量储存和逐个推送，包括箱体、存放装置、机械手、消毒装置和传送带；所述的箱体整体为立方体结构的无菌腔室，且箱体上安装有控制本发明所有电动元件和气动元件自动工作的控制器；所述的存放装置安装在箱体左部并用于批量存放培养皿，且存放装置用于将培养皿从上往下逐级自动递送到机械手正左方；所述的机械手为六自由度机械手，机械手安装在存放装置右方并用于将存放装置内的培养皿抓取到消毒装置，以及将消毒过后的培养皿放置到传送带上；所述的消毒装置位于机械手右方并用于对机械手抓取的培养皿进行消毒，且消毒装置仅在培养皿处于消毒范围时进行工作；所述的传送带安装在机械手正后方并用于将消毒过后的培养皿传送出箱体。本发明可实现人工提前将大批量培养基储存在存放装置中，在合适的湿度和温度下储存，同时存放装置中的紫外线灯柱对培养基进行预消毒，当需要取用时，机械手将装有培养基的单个培养皿移动至消毒装置进行消毒，消毒完成后，机械手将培养皿移出至传送带，传送带将制备好的培养基传送至接种室备用。无需人工临时配置培养基，紫外线灯柱与消毒装置配合消毒，有效的缩短了灭菌消毒的时间，且无需人工接触培养皿，能有效避免安全事故及接触感染，提高了实验的成功率，为急需对细菌生物样本进行培养操作的工作人员提供了便利。
所述的箱体左上部设置一号开口以便于装满培养皿的存放板进入存放架，箱体左下部设置有二号开口以便于空的存放板从存放架内被取出，箱体正后方设置有三号开口以便于消毒过后的培养皿从箱体内被运出，一号开口、二号开口与三号开口处均安装有用于封闭箱体的门，可密封箱体，减少外部细菌对箱体内培养基的污染；箱体内还安装有温度调节设备和湿度调节设备，可使箱体能长期处于一个合适的温度和湿度范围，使得培养基在箱体内存放时间过长时仍可保持活性而不失效，有利于培养基的长期储存。
所述的存放装置包括存放架、存放板、传板装置和推皿装置，所述的存放架整体为立方体框架结构，所述的存放板安装在传板装置上且用于盛装培养皿，所述的传板装置安装在存放架前后两端并用于将存放板逐级向下递送，所述的推皿装置安装在存放架下端并用于将存放架内的培养皿逐个推送到机械手正左方。
所述的存放板整体为扁平方形板，存放板包括主板、手持杆和阻隔板；所述的主板上端用于承载培养皿，主板前后两端对称设置有一对圆柱形手持杆，所述的阻隔板安装在主板上端面并用于对主板上的培养皿进行前后方向和右侧方向上的限位。
所述的传板装置包括四个传板单元，四个传板单元均为链轮与链条的组合，且各传板单元分别竖直安装在存放架四周，各传板单元的链条上都均匀固连有圆弧形的挂钩以用于支撑存放板，挂钩随链条向下运动以带动安放在挂钩上的存放板向下运动；工作时，可通过人工将装满培养皿的四个存放板陆续放置在传板装置的挂钩上，从而使本发明能够满足大批量培养皿的储存。
所述的推皿装置包括右推气缸、右推板、前推气缸和前推板，右推气缸与前推气缸均安装在存放架下部，右推气缸右端水平固连有右推板，右推板在右推气缸的伸缩作用下将存放架内的培养皿整体向右推送，前推气缸前端固连有前推板，前推板在前推气缸的伸缩作用下将存放架内的每列培养皿逐个向前推送。前推板和右推板配合作业，将存放架内的各培养皿先后推送到机械手正左方的固定位置，使机械手能够定点取培养皿，减小了机械手编程的复杂性，且机械手代替人工接触培养皿，可避免烫伤与接触感染，提高培养基制备的成功率。
所述的右推板、前推板以及各存放板上的阻隔板内侧壁均安装有用于对培养皿内培养基进行杀菌的紫外线灯柱。阻隔板内壁安装紫外线灯柱相对于安装在箱体内其他位置而言而言，缩短了紫外线照射距离，且右推板和前推板与培养皿均需直接接触，在右推板和前推板上安装紫外线灯柱可更进一步的缩短紫外线照射距离，从而增强预消毒的效果，为消毒装置减少了消毒时间，减少了酒精的消耗，缩短了培养基制备时间的同时也减少了能量的损耗。
所述的存放架下端安装有压力传感器，用于检测是否有存放板接触到存放架下端。当存放板运动到存放架底部时，存放板对压力传感器施加压力，与压力传感器连接的控制器使链条停止运动，从而避免上方的存放板继续下降，使上方的存放板堆叠在底部的存放板上，使推皿装置作业出现障碍，机械手无法定点取得培养皿，导致本发明无法正常作业的情况。
所述消毒装置包括酒精灯、红外传感器、激光打火器和盖口气缸，所述的酒精灯安装在机械手正右方，酒精灯上设置有用于自动添加酒精的导管，且导管延伸至箱体外，红外传感器安装在酒精灯四周并用于检测是否有物体进入消毒范围或脱离消毒范围，所述的激光打火器安装在酒精灯右方并用于自动点燃酒精灯，所述的盖口气缸安装在酒精灯正上方，盖口气缸上安装有用于对酒精灯进行自动盖口的盖口板。当机械手传送培养皿至酒精灯灯口处时，红外线传感器感应到机械手在消毒范围内，则控制器控制激光打火器点燃酒精灯对培养皿进行消毒灭菌；消毒灭菌完成后，机械手将培养皿移出至传送带，红外传感器感应到机械手脱离消毒范围，则控制器控制盖口气缸下降，以熄灭酒精灯。机械手与消毒装置联动作业，可减少酒精的浪费，节约能源。
本发明的有益效果是：
1.本发明中所述的一种细菌培养基智能取用装置，此装置可用于提前储存大批量培养基，需要用培养基进行实验时将培养基进行自动推送，自动消毒即可，无需再人工临时配置，能有效缩短紧急实验或大批量细菌实验前的准备时间。
2.本发明中所述的一种细菌培养基智能取用装置，存放装置的设计可实现提前储存大批量培养基；存放板、传板装置和推皿装置配合作业，能够使各存放板上的每个培养基最终都能运动到相同位置，使机械手能定点取培养皿，减少机械手编程的复杂性，同时在需要用培养皿时能完成自动推送。
3.本发明中所述的一种细菌培养基智能取用装置，阻隔板内壁安装紫外线灯柱相对于存放架顶部或底部而言，缩短了紫外线照射距离，且右推板和前推板与培养皿均需直接接触，在右推板和前推板上安装紫外线灯柱可更进一步的缩短紫外线照射距离，从而增强预消毒的效果，为消毒装置减少了消毒时间，减少了酒精的消耗，缩短了培养基制备时间的同时也减少了能量的损耗。
4.本发明中所述的一种细菌培养基智能取用装置，消毒装置与机械手联动作业，消毒装置只有在机械手靠近消毒区域时进行工作，否则则停止工作，可有效减少酒精的浪费，节约能源。
附图说明
图1为细菌培养基取用装置的简化示意图。
图2为存放装置立体结构局部示意图。
图3为存放装置正面示意图。
图4为取用装置工作时示意图。
图5为消毒装置简化示意图。
图中：箱体1、存放装置2、机械手3、消毒装置4、传送带5、一号开口11、二号开口12、三号开口13、存放架21、存放板22、传板装置23、推皿装置24、压力传感器25、酒精灯41、红外传感器42、激光打火器43、盖口气缸44、主板221、手持杆222、阻隔板223、培养皿224、紫外线灯柱225、链轮231、链条232、挂钩233；右推气缸241、右推板242、前推气缸243和前推板244。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段和达成功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所述的一种细菌培养基智能取用装置，包括箱体1、存放装置2、机械手3、消毒装置4和传送带5；所述的箱体1整体为立方体结构的腔室；且箱体1上安装有控制本发明所有电动元件和气动元件自动工作的控制器；所述的存放装置2安装在箱体1左部并用于批量存放培养皿224，且存放装置2用于将培养皿224从上往下逐级自动递送到机械手3正左方；所述的机械手3为六自由度机械手，机械手3安装在存放装置2右方并用于将存放装置2内的培养皿224抓取到消毒装置4，以及将消毒过后的培养皿224放置到传送带5上；所述的消毒装置4位于机械手3右方并用于对机械手3抓取的培养皿224进行消毒，且消毒装置4仅在培养皿224处于消毒范围时进行工作；所述的传送带5安装在机械手3正后方并用于将消毒过后的培养皿224传送出箱体1。此细菌培养基智能取用装置可实现实验人员提前将大批量培养基储存在存放装置2中，存放装置2中的紫外线灯柱225对培养基进行预消毒，当需要取用时，机械手3将装有培养基的单个培养皿224移动至消毒装置4进行消毒，消毒完成后，机械手3将培养皿224移出至传送带5，传送带5将制备好的培养基传送至接种室备用。
所述的存放装置2包括存放架21、存放板22、传板装置23和推皿装置24，所述的存放架21整体为立方体框架结构，所述的存放板22安装在传板装置23上且用于盛装培养皿224，所述的传板装置23安装在存放架21前后两端并用于将存放板22逐级向下递送，所述的推皿装置24安装在存放架21下端并用于将存放架21内的培养皿224逐个推送到机械手3正左方。
所述的箱体1左上部设置一号开口11以便于装满培养皿224的存放板22进入存放架21，箱体1左下部设置有二号开口12以便于空的存放板22从存放架21内被取出，箱体1正后方设置有三号开口13以便于消毒过后的培养皿224从箱体1内被运出，一号开口11、二号开口12与三号开口13处均安装有用于封闭箱体1的门，箱体1内还安装有温度调节设备和湿度调节设备。
所述的存放板22整体为扁平方形板，存放板22包括主板221、手持杆222和阻隔板223；所述的主板221上端用于承载培养皿224，主板221前后两端对称设置有一对圆柱形手持杆222，所述的阻隔板223安装在主板221上端面并用于对主板221上的培养皿224进行前后方向和右侧方向上的限位。
所述的传板装置23包括四个传板单元，四个传板单元均为链轮231与链条232的组合，且各传板单元分别竖直安装在存放架21四周，各传板单元的链条232上都均匀固连有圆弧形的挂钩233以用于支撑存放板22，挂钩233随链条232向下运动以带动安放在挂钩233上的存放板22向下运动；可将装满培养皿224的四个存放板22陆续放置于传板装置23上的挂钩233上，从而使本发明能够满足大批量培养皿224的储存。
所述的推皿装置24包括右推气缸241、右推板242、前推气缸243和前推板244，右推气缸241与前推气缸243均安装在存放架21下部，右推气缸241右端水平固连有右推板242，右推板242在右推气缸241的伸缩作用下将存放架21内的培养皿224整体向右推送，前推气缸243前端固连有前推板244，前推板244在前推气缸243的伸缩作用下将存放架21内的每列培养皿224逐个向前推送。前推板244和右推板242配合工作，将存放架21内的各培养皿224先后推送到机械手3正左方的固定位置，使机械手3能够定点取培养皿224，减小了机械手编程的复杂性，且能实现需要用培养皿224时完成自动推送。
所述消毒装置4包括酒精灯41、红外传感器42、激光打火器43和盖口气缸44，所述的酒精灯41安装在机械手3正右方，酒精灯41上设置有用于自动添加酒精的导管，且导管延伸至箱体1外，红外传感器42安装在酒精灯41四周并用于检测是否有物体进入消毒范围或脱离消毒范围，所述的激光打火器43安装在酒精灯41右方并用于自动点燃酒精灯41，所述的盖口气缸44安装在酒精灯41正上方，盖口气缸44上安装有用于对酒精灯41进行自动盖口的盖口板。当机械手3传送培养皿224至酒精灯41灯口处时，红外线传感器42感应到机械手3在消毒范围内，则控制器控制激光打火器43点燃酒精灯41对培养皿224进行消毒灭菌；消毒灭菌完成后，机械手3将培养皿224移出至传送带5，红外传感器42感应到机械手3脱离消毒范围，则控制器控制盖口气缸44下降，以熄灭酒精灯。
所述的右推板242、前推板244以及各存放板22上的阻隔板223内侧壁均安装有用于对培养皿224进行杀菌的紫外线灯柱225。阻隔板223内壁安装紫外线灯柱225相对于存放架21顶部或底部而言，缩短了紫外线照射距离，且右推板242和前推板244与培养皿224均需直接接触，在右推板242和前推板244上安装紫外线灯柱225可更进一步的缩短紫外线照射距离，从而增强预消毒的效果，为消毒装置4减少了消毒时间，减少了酒精的消耗，缩短了培养基制备时间的同时也减少了能量的损耗。
所述的存放架21下端安装有压力传感器25，用于检测是否有存放板22接触到存放架21下端。当存放板22运动到存放架21底部时，存放板22对压力传感器25施加压力，与压力传感器25连接的控制器使链条232停止运动，从而避免上方的存放板22继续下降，使上方的存放板22堆叠在底部的存放板22上，使推皿装置24作业出现障碍，机械手3无法定点取得培养皿224，导致本发明无法正常作业的情况。
工作时，首先，实验人员选择在某个较为空闲的日期集中大批量配置培养基，再将培养基配置好之后装到培养皿224中，接着再把配置好培养基的各培养皿224装满各存放板22，之后，控制器控制传板装置23工作，实验人员将各满载培养皿224的存放板22从箱体1的一号开口11内陆续放置到传板装置23的挂钩233上，当有存放板22随传板装置23的链条232运动到存放架21底部并接触到压力传感器25时，控制器控制传板装置23停止运动，此时培养皿224存放过程完成，接着使箱体1内的湿度调节设备和温度调节设备工作，使箱体1内保持合适的湿度和温度，同时打开紫外线灯柱225对培养基进行消毒存储。
当实验人员需要取用培养基时，打开控制器开关，机械手3开始工作，机械手3将存放架21底部存放板22上处于机械手3正左方的培养皿224移出，之后，右推板242在右推气缸241的伸缩作用下将存放架21内的培养皿224整体向右推送，前推板244在前推气缸243的伸缩作用下将存放架21内的每列培养皿224逐个向前推送，前推板244和右推板242配合工作，将存放架21内的各培养皿224先后推送到机械手3正左方的固定位置。与此同时，机械手3将培养皿224移至消毒装置4，红外线传感器42感应到机械手3在消毒范围内，则控制器控制激光打火器43点燃酒精灯41对培养皿224进行消毒灭菌；消毒灭菌完成后，机械手3将培养皿224移出至传送带5；之后，红外传感器42感应到机械手3脱离消毒范围，则控制器控制盖口气缸44下降，以熄灭酒精灯41。同时，被机械手3移至传送带5上的培养皿224经传送带5从三号开口13送出至接种室。如此重复上述操作取用培养皿224。当最下端二号开口12处的存放板22内培养皿224全部被推送出去时，实验人员取出空的存放板22，传板装置23再工作使链条232上的下一个存放板22向下运动至存放架21底部，存放板22再次对压力传感器25施加压力，控制器使链条232停止运动，使上层的存放板22停止下降，此时工作人员可再将新的装满培养皿224的存放板22从一号入口11放入箱体1内，可实现循环作业。
本发明通过箱体1、存放装置2、机械手3、消毒装置4和传送带5的相互配合作业，实现对配置好的培养基的提前大批量储存，以及需要时的自动消毒和自动取用，相互协同工作，不可分割。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：包括箱体(1)、存放装置(2)、机械手(3)、消毒装置(4)和传送带(5)；所述的箱体(1)整体为立方体结构的腔室；所述的存放装置(2)安装在箱体(1)左部并用于批量存放培养皿(224)，且存放装置(2)用于将培养皿(224)从上往下逐级自动递送到机械手(3)正左方；所述的机械手(3)为六自由度机械手，机械手(3)安装在存放装置(2)右方并用于将存放装置(2)内的培养皿(224)抓取到消毒装置(4)，以及将消毒过后的培养皿(224)放置到传送带(5)上；所述的消毒装置(4)位于机械手(3)右方并用于对机械手(3)抓取的培养皿(224)进行消毒，且消毒装置(4)仅在培养皿(224)处于消毒范围时进行工作；所述的传送带(5)安装在机械手(3)正后方并用于将消毒过后的培养皿(224)传送出箱体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：所述的存放装置(2)包括存放架(21)、存放板(22)、传板装置(23)和推皿装置(24)，所述的存放架(21)整体为立方体框架结构，所述的存放板(22)安装在传板装置(23)上且用于盛装培养皿(224)，所述的传板装置(23)安装在存放架(21)前后两端并用于将存放板(22)逐级向下递送，所述的推皿装置(24)安装在存放架(21)下端并用于将存放架(21)内的培养皿(224)逐个推送到机械手(3)正左方；
所述的箱体(1)左上部设置一号开口(11)以便于装满培养皿(224)的存放板(22)进入存放架(21)，箱体(1)左下部设置有二号开口(12)以便于空的存放板(22)从存放架(21)内被取出，箱体(1)正后方设置有三号开口(13)以便于消毒过后的培养皿(224)从箱体(1)内被运出，一号开口(11)、二号开口(12)与三号开口(13)处均安装有用于封闭箱体(1)的门，箱体(1)内还安装有温度调节设备和湿度调节设备。
3.根据权利要求2所述的一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：所述的存放板(22)整体为扁平方形板，存放板(22)包括主板(221)、手持杆(222)和阻隔板(223)；所述的主板(221)上端用于承载培养皿(224)，主板(221)前后两端对称设置有一对圆柱形手持杆(222)，所述的阻隔板(223)安装在主板(221)上端面并用于对主板(221)上的培养皿(224)进行前后方向和右侧方向上的限位；
所述的传板装置(23)包括四个传板单元，四个传板单元均为链轮(231)与链条(232)的组合，且各传板单元分别竖直安装在存放架(21)四周，各传板单元的链条(232)上都均匀固连有圆弧形的挂钩(233)以用于支撑存放板(22)，挂钩(233)随链条(232)向下运动以带动安放在挂钩(233)上的存放板(22)向下运动；
所述的推皿装置(24)包括右推气缸(241)、右推板(242)、前推气缸(243)和前推板(244)，右推气缸(241)与前推气缸(243)均安装在存放架(21)下部，右推气缸(241)右端水平固连有右推板(242)，右推板(242)在右推气缸(241)的伸缩作用下将存放架(21)内的培养皿(224)整体向右推送，前推气缸(243)前端固连有前推板(244)，前推板(244)在前推气缸(243)的伸缩作用下将存放架(21)内的每列培养皿(224)逐个向前推送。
4.根据权利要求1所述的一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：所述消毒装置(4)包括酒精灯(41)、红外传感器(42)、激光打火器(43)和盖口气缸(44)，所述的酒精灯(41)安装在机械手(3)正右方，酒精灯(41)上设置有用于添加酒精的导管，且导管延伸至箱体(1)外，红外传感器(42)安装在酒精灯(41)四周并用于检测是否有物体进入消毒范围或脱离消毒范围，所述的激光打火器(43)安装在酒精灯(41)右方并用于自动点燃酒精灯(41)，所述的盖口气缸(44)安装在酒精灯(41)正上方，盖口气缸(44)上安装有用于对酒精灯(41)进行自动盖口的盖口板。
5.根据权利要求3所述的一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：所述的右推板(242)、前推板(244)以及各存放板(22)上的阻隔板(223)内侧壁均安装有用于对培养皿(224)进行杀菌的紫外线灯柱(225)。
6.根据权利要求3所述的一种细菌培养基智能取用装置，其特征在于：所述的存放架(21)下端安装有压力传感器(25)，用于检测是否有存放板(22)接触到存放架(21)下端。
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