CN108373966B - 培养基料盒操作装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及培养基分装装置及方法技术领域，公开了一种培养基料盒操作装置，包括供料单元、收料单元、滑索小车和驱动控制单元，所述供料单元包括供料架和供料顶升机构，所述收料单元包括收料架和收料顶升机构，所述驱动控制单元控制小车往返于所述供料单元和收料单元之间，所述供料架上设有料盒仓装有料盒，所述驱动控制单元控制滑索小车位于所述供料单元位置。本发明还公开了上述装置的操作方法。本发明通过多通道平行灌装，实现倾注法铺板的功能，使培养基表面平整度达到要求。

Description

培养基料盒操作装置及操作方法

技术领域

本发明涉及培养基分装装置及方法技术领域，具体涉及的是一种培养基料盒操作装置及操作方法。

背景技术

因自动化平板培养基分装仪（以下简称分装仪）替代传统手工分装培养皿（也称“倒平板”）方式有诸多优势，市场上已有数十个品牌分装仪供应，但是这些分装仪在结构上基本大同小异，只能用于将培养基分装到培养皿中，分装后的培养皿主要用于环境微生物检测，如检测环境中沉降菌、浮游菌或表面菌等；也可用于划线法或涂布法接种微生物培养。

市场上现有的分装仪不能用于倾注法铺板培养需要，即在向培养皿内分装培养基的同时实现培养基与事先加注在培养皿内的菌液混匀的需求。要实现培养基和菌液在分装时混匀，就需要分装培养基同时具备振荡功能。

现有分装仪多为转盘式，包括物料转盘和灌装转盘，灌装转盘一般有五六个培养皿孔位，不同孔位上的培养皿处于不同的灌装阶段，有的已经灌装培养基，接近凝固状态，此时需要仪器保持静置，以便形成表面平整的培养皿；而有的正在灌装培养基，如果要实现菌液和培养基的混匀，就需要在这一步进行振荡，但是这样会导致处于同一灌装转盘上的其他已经灌装好培养基的培养皿也不得不跟着一起振荡，这样就有可能破坏接近凝固状态的培养基的表面平整度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种培养基料盒操作装置及操作方法，通过多通道平行灌装，实现倾注法铺板的功能，使培养基表面平整度达到要求。

本发明采取的技术方案是：

一种培养基料盒操作装置，其特征是，包括供料单元、收料单元、滑索小车和驱动控制单元，所述供料单元包括供料架和供料顶升机构，所述收料单元包括收料架和收料顶升机构，所述驱动控制单元控制小车往返于所述供料单元和收料单元之间，所述供料架上设有料盒仓装有料盒，所述料盒包括盒体和盒盖，所述驱动控制单元控制滑索小车位于所述供料单元位置，所述供料顶升机构控制供料架的料盒仓中的最下方的料盒下移至滑索小车上，所述滑索小车使所述料盒盒体和盒盖分开，所述操作装置对料盒进行操作，所述滑索小车移动至收料单元位置，所述收料顶升机构上升将料盒的盒体与盒盖合上后顶入收料架的料盒仓。

进一步，所述供料单元还包括夹持机构，所述夹持机构设置在供料架的下方，所述供料架的料盒仓中最下方料盒下降一个盒位后落于收料顶升机构上，所述夹持机构将供料架的料盒仓中最下方倒数第二个料盒夹持固定。

进一步，所述收料架下方设置挡片，所述挡片限制收料架的料盒仓中的料盒下降，所述收料架设置在收料单元上方的收料顶板上，所述收料顶板上开有料盒通道，当收料架的料盒仓中下方的料盒上升时，所述挡片被顶起，收料顶升机构继续上升，当顶升机构托起的一摞料盒的最下面料盒盒底超出挡片高度时，挡片在重力作用下落下，回到水平状态，顶升机构开始下降，最下面料盒落在挡片上是被挡片支撑，而顶升机构继续下降，降到最低位。

进一步，所述供料架与收料架结构相同，供料单元的上方设置供料顶板，所述供料顶板上开有料盒通道，所述供料顶板上还设有顶针，所述供料架设置在供料顶板上时，所述顶针将供料架上的挡片顶开。

进一步，所述滑索小车包括上孔板和下孔板，料盒从滑索小车上下降时，盒盖被限制在上孔板的孔道内，盒体被限制在下孔板的孔道内，实现盒体和盒盖分离。

进一步，所述滑索小车的两侧设置在滑索上，所述滑索由滑索电机驱动，所述滑索小车在滑索电机的驱动下在所述供料单元和收料单元之间运动。

进一步，所述操作装置为多通道装置，每个通道包括供料单元中供料架的一个料盒仓、一路供料顶升机构、夹持机构的一路夹持部件、滑索小车中上下孔板的一路通道、收料单元中收料架的一个料盒仓、一路收料顶升机构，操作装置中的多个通道同步动作。

进一步，所述供料顶升机构通过一个电机驱动多个供料顶升部件，所述夹持机构通过一个电机驱动多路夹持部件，所述收料顶升机构通过一个电机驱动多个收料顶升部件。

进一步，所述操作装置还包括注液单元，所述注液单元包括蠕动泵，在所述供料单元前侧设置注液嘴，注液嘴通过管道连接至所述蠕动泵，所述注液嘴的数量与通道数量相同，每个注液嘴位于滑索小车上的盒盖和盒体中间位置，注液时，所述滑索小车向注液嘴方向移动，使所述注液嘴伸入所述盒体上方。

进一步，在所述滑索小车上设置传感器，所述传感器连接至所述驱动控制单元，所述传感器检测所述小车上是否放有料盒，所述驱动控制单元根据传感器的信息判断是否驱动蠕动泵注液。

进一步，在所述滑索小车移动路径上方，设置紫外灯。

一种应用上述的培养基料盒操作装置的操作方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）启动操作装置，驱动控制单元初始化各部件位置，供料顶升机构位于接料盒位置，滑索小车位于供料单元位置，收料顶升机构位于低位；

（2）将装有料盒的供料架放置于供料单元，将空的收料架放置于收料单元；

（3）供料架上最下方的料盒下降至供料顶升机构上；

（4）夹持机构夹持住倒数第二个料盒；

（5）供料顶升机构下降至滑索小车下方；

（6）滑索小车将料盒的盒体和盒盖分开；

（7）对料盒进行功能性操作；

（8）滑索小车移动至收料单元位置；

（9）收料顶升机构上升将料盒顶至收料架，完成一次操作；

（10）收料顶升机构下降至初始位，滑索小车移动至供料单元位置；

（11）顶升机构上升至接料盒位置，夹持机构松开；

（12）返回步骤（3）重复，直至供料架上所有料盒操作完成后全部移至收料架。

进一步，所述步骤（7）为通过蠕动泵对料盒加注培养液，包括如下小步：

（71）初始化时启动蠕动泵；

（72）驱动滑索小车向注液嘴方向移动一个距离，使注液嘴位于盒体上方；

（73）向盒体内注入培养液。

进一步，所述步骤（7）还包括如下步骤：

（74）滑索小车来回振动混匀培养液。

进一步，所述步骤（73）之前还包括通过传感器判断小车上是否落有料盒，如果没有则不进行注液。

本发明的有益效果是：

（1）多通道操作，可以实现同时分装多种培养基，每个通道采用不同的分装程序；

（2）具有振荡功能，分装同时可以混匀培养基和菌液等多种成分，如实现倾注法铺板、倾注双层板、分装生测平板等；

（3）

供料架和收料架采用相同的提篮式结构，即放即用，尤其在灌装双层培养基时非常方便。

附图说明

附图1是本发明的操作装置的总体结构示意图；

附图2是操作装置的内部结构示意图；

附图3是供料收料提篮的结构示意图；

附图4是供料架配合在供料单元上方的结构示意图；

附图5是倒数第一个料盒在小车上打开盒盖示意图；

附图6是滑索小车的结构示意图（一个料盒在小车在打开盒盖）；

附图7是滑索小车移向注液嘴的位置示意图。

附图中的标号分别为：

1. 壳体； 2. 隔板；

3. 控制面板； 4. 透明罩；

5. 供料架； 6. 供料顶升机构；

7. 供料顶杆； 8. 底板；

9. 提手； 10. 支柱；

11. 挡片； 12. 夹持机构；

13. 收料架； 14. 收料顶升机构；

15. 收料顶杆； 16. 料盒；

17. 滑索小车； 18. 上孔板；

19. 下孔板； 20. 蠕动泵；

21. 注液嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明培养基料盒操作装置及操作方法的具体实施方式作详细说明。

培养基料盒操作装置包括供料单元、收料单元、滑索小车和驱动控制单元等。供料单元提供料盒给装置进行操作，收料单元将操作完成的料盒收集输出，滑索小车在供料单元和收料单元之间水平往复移动，将料盒从供料单元水平移动至收料单元，滑索小车在供料单元和收料单元分别完成相关的操作，驱动控制单元为操作装置提供驱动并实现控制。

具体的操作装置用于培养基分装、菌株检测等多种功能性场所。下面以培养基分装为例，对操作装置作详细说明。

参见附图1，操作装置为一个相对密闭的空间，外面设置壳体1，中间设置隔板2，控制面板3设置在前方，上方安装透明罩4，方便观察。

参见附图2、3、4，供料单元包括供料架5和供料顶升机构6，供料顶升机构6包括四个供料顶杆7，通过一个电机同步动作，供料顶杆7上端为圆形平面，隔板2上方设置供料架5。供料架5为提篮式结构，下方为底板8，上方为提手9，底板8上开有四个圆孔，每个圆孔上方通过三根支柱10形成料盒仓，每个圆孔位置设置两个挡片11，挡片11自由位置水平，可以向上翻动，水平位置时限制料盒仓的料盒16下落，挡片11向上翻动后，料盒16可以下落，当料盒16从圆孔下方向上移动时，正好向上翻动挡片11，当料盒16底部上升至挡片11最高位置时，挡片11向下翻动，料盒16被挡片11限制，实现料盒16从下至上的输送。隔板2上位于供料单元位置开设通孔，通孔直径大于料盒16，在隔板2上还设置提篮限位钉，对应的提篮底部设置限位孔，限位孔位于挡片11下方，当提篮与隔板2定位配合时，限位钉将挡片11顶开，底板8上的每一个通孔与隔板2上的通孔对应。

参见附图5，在隔板2下方设置夹持机构12，夹持机构12包括四个夹持孔，每个夹持孔对应夹持料盒16，夹持机构12通过改变夹持孔的孔径实现对料盒16的夹持。

参见附图3，收料单元包括收料架13和收料顶升机构14，收料顶升机构14与供料顶升机构6类似，包括四个收料顶杆15，通过一个电机同步动作，收料顶杆15上端为圆形平面，收料顶升机构14上方的隔板2的上方设置收料架13。收料架13与供料架5相同，可互相替换。隔板2上位于收料单元位置开设通孔，通孔直径大于料盒16，在隔板2上还设置提篮限位槽，当收料架13的提篮与隔板2上的限位槽配合时，底板8上的每一个通孔与隔板2上的通孔对应。

参见附图2、6，滑索小车17包括上孔板18和下孔板19，上下孔板的孔均为阶梯孔，料盒16分类盒盖和盒体，盒盖大于盒体用于将盒体盖住。上孔板18的阶梯孔的肩部上方直径大于盒盖的外径，肩部下方直径小于盒盖的外径而大于盒体的外径，下孔板19的肩部上方直径大于盒体的外径，肩部下方直径小于盒体的外径。料盒16从滑索小车17上下降时，盒盖被限制在上孔板18的孔道内，盒体被限制在下孔板19的孔道内，实现盒体和盒盖分离。

驱动控制单元控制滑索小车17往返于供料单元和收料单元之间，接收供料架5中的料盒16，对料盒16进行操作后，再送至收料单元。

下面以培养基分装工艺为例，对本发明作详细介绍。

参见附图1至7，培养基分装过程的料盒16采用的是培养皿，培养皿为透明的盘状，皿盖直接套在皿底上。供料架和收料架均为提篮。分装的培养液通过蠕动泵20供给，蠕动泵20通过管道分四路连接至供料顶杆7前方的注液嘴21。

启动设备，初始化各部件，滑索小车17位于供料单元位置，供料顶杆7上升至初始位，该位置离夹持机构12为一个培养皿的高度，收料顶杆15位于低位。这时，将空的收料提篮放置于收料单元处隔板2的限位槽内，将供料提篮中装满消毒过的培养皿，将供料提篮限位固定在供料单元隔板2上方，四个通道同时动作，限位钉将挡片11顶开，供料提篮中的培养皿往下落，最下方的培养皿下降至供料顶杆7上，初始化工作完成。

在操作面板上操作开始分装工作，操作过程中，四个通道同步进行，一次完成。夹持机构12将供料提篮中的倒数第二个培养皿夹住，供料顶杆7下降至低位，位于滑索小车17下方，培养皿由于重力作用下降，皿盖由于上孔板18的阶梯孔作用被限制在上孔板18位置，皿底继续下降，被下孔板19的阶梯孔限制在下孔板19位置，皿盖和皿底实现分离。

这时滑索小车17向前方移动预定距离，使注液嘴21伸和皿底上方，启动蠕动泵20向盒体内注培养液，注液完成后，滑索小车17向后方收料单元方向移动，根据需要，可以在移动路径上来回快速折返，实现对皿底内培养液的振动混合。滑索小车17移动至收料单元位置停止，收料顶杆15向上移动，将皿底向上顶至与皿盒配合，实现培养皿的合盖，继续上顶，将培养皿向收料提篮从下至上移动，培养皿首先顶开挡片11，再继续上顶，挡片11下落后，收料顶杆15下降，培养皿也跟着下落，遇到挡片11后被限制收料提篮内。

完成一次培养基分装后，滑索小车17返回至供料单元，供料顶杆7上升至初始位置，夹持机构12松开，最下方的培养皿下落，重复上面的动作步骤，直至将供料提篮内的培养皿全部装好培养液并送至收料提篮。

收料提篮装满后，可直接送至培养点进行菌种培养。而除了进行培养基分装工作以外，也可以进行菌株检测等其它工作，只要将注液设备替换成其它设备即可实现。

在操作装置内部还可设置紫外灯，保证在操作过程中的无杂菌环境。在滑索小车17上设置传感器，监测滑索小车17上培养皿的状态，确保注液的成功。在顶杆、滑索小车17等部件的运动位置，设置位置感应部件，使各部件运动的位置准确到位。在供料顶杆7下降前，以及蠕动泵20注液前，控制单元都要进行一次检测。分装循环次数可以预先设定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种培养基料盒操作装置，其特征在于：

包括供料单元、收料单元、滑索小车和驱动控制单元，所述供料单元包括供料架和供料顶升机构，所述收料单元包括收料架和收料顶升机构，所述驱动控制单元控制小车往返于所述供料单元和收料单元之间，所述供料架上设有料盒仓装有料盒，所述料盒包括盒体和盒盖，所述驱动控制单元控制滑索小车位于所述供料单元位置，所述供料顶升机构控制供料架的料盒仓中的最下方的料盒下移至滑索小车上，所述滑索小车使所述料盒盒体和盒盖分开，其中所述滑索小车包括上孔板和下孔板，上孔板的阶梯孔的肩部上方直径大于盒盖的外径，上孔板的阶梯孔的肩部下方直径小于盒盖的外径且大于盒体的外径，下孔板的肩部上方直径大于盒体的外径，下孔板的肩部下方直径小于盒体的外径，料盒从滑索小车上下降时，盒盖被限制在上孔板的孔道内，盒体被限制在下孔板，以实现盒盖和盒体分离；所述操作装置对料盒进行操作，所述滑索小车移动至收料单元位置，并根据需要，所述滑索小车在至收料单元的移动路径上来回快速折返，以实现对料盒内的培养基的振动混合；所述收料顶升机构上升将料盒的盒体与盒盖合上后顶入收料架的料盒仓。

2.根据权利要求1所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述供料单元还包括夹持机构，所述夹持机构设置在供料架的下方，所述供料架的料盒仓中最下方料盒下降一个盒位后落于收料顶升机构上，所述夹持机构将供料架的料盒仓中最下方倒数第二个料盒夹持固定。

3.根据权利要求2所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述收料架下方设置挡片，所述挡片限制收料架的料盒仓中的料盒下降，所述收料架设置在收料单元上方的收料顶板上，所述收料顶板上开有料盒通道，当收料架的料盒仓中下方的料盒上升时，所述挡片被顶起，支撑住上升的料盒。

4.根据权利要求3所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述供料架与收料架结构相同，供料单元的上方设置供料顶板，所述供料顶板上开有料盒通道，所述供料顶板上还设有顶针，所述供料架设置在供料顶板上时，所述顶针将供料架上的挡片顶开。

5.根据权利要求1所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述滑索小车的两侧设置在滑索上，所述滑索由滑索电机驱动，所述滑索小车在滑索电机的驱动下在所述供料单元和收料单元之间运动。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：所述操作装置为多通道装置，每个通道包括供料单元中供料架的一个料盒仓、一路供料顶升机构、夹持机构的一路夹持部件、滑索小车中上下孔板的一路通道、收料单元中收料架的一个料盒仓、一路收料顶升机构，操作装置中的多个通道同步动作。

7.根据权利要求6所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述供料顶升机构通过一个电机驱动多个供料顶升部件，所述夹持机构通过一个电机驱动多路夹持部件，所述收料顶升机构通过一个电机驱动多个收料顶升部件。

8.根据权利要求6所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

所述操作装置还包括注液单元，所述注液单元包括蠕动泵，在所述供料单元前侧设置注液嘴，注液嘴通过管道连接至所述蠕动泵，所述注液嘴的数量与通道数量相同，每个注液嘴位于滑索小车上的盒盖和盒体中间位置，注液时，所述滑索小车向注液嘴方向移动，使所述注液嘴伸入所述盒体上方。

9.根据权利要求8所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

在所述滑索小车上设置传感器，所述传感器连接至所述驱动控制单元，所述传感器检测所述小车上是否放有料盒，所述驱动控制单元根据传感器的信息判断是否驱动蠕动泵注液。

10.根据权利要求6所述的培养基料盒操作装置，其特征在于：

在所述滑索小车移动路径上方，设置紫外灯。

11.一种应用如权利要求6所述的培养基料盒操作装置的操作方法，其特征在于：

包括如下步骤：

(1)启动操作装置，驱动控制单元初始化各部件位置，供料顶升机构位于接料盒位置，滑索小车位于供料单元位置，收料顶升机构位于低位；

(2)将装有料盒的供料架放置于供料单元，将空的收料架放置于收料单元；

(3)供料架上最下方的料盒下降至供料顶升机构上；

(4)夹持机构夹持住倒数第二个料盒；

(5)供料顶升机构下降至滑索小车下方；

(6)滑索小车将料盒的盒体和盒盖分开；

(7)对料盒进行功能性操作；

(8)滑索小车移动至收料单元位置，并根据需要，滑索小车在至收料单元的移动路径上来回快速折返；

(9)收料顶升机构上升将料盒顶至收料架，完成一次操作；

(10)收料顶升机构下降至初始位，滑索小车移动至供料单元位置；

(11)顶升机构上升至接料盒位置，夹持机构松开；

(12)返回步骤(3)重复，直至供料架上所有料盒操作完成后全部移至收料架。

12.根据权利要求11所述的操作方法，其特征在于：

所述步骤(7)为通过蠕动泵对料盒加注培养液，包括如下小步：

(71)初始化时启动蠕动泵；

(72)驱动滑索小车向注液嘴方向移动一个距离，使注液嘴位于盒体上方；

(73)向盒体内注入培养液。

13.根据权利要求12所述的操作方法，其特征在于：

所述步骤(73)之前还包括通过传感器判断小车上是否落有料盒，如果没有则不进行注液。