CN108611265A - 一种具有物联网功能的微生物培养箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种具有物联网功能的微生物培养箱，包括有箱体、码放装置、上料装置和控制装置，所述箱体包括有操作箱和厌氧箱，所述操作箱和厌氧箱通过隔离门隔断，所述上料装置包括有传送组件和搬运组件，所述码放装置包括有承托架和驱动组件，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件，本发明的微生物培养箱具有物联网功能，第一摄像头和第二摄像头对培养箱内进行实时监控，操作者可以利用手机或者电脑远程观看箱内的微生物培养状态，以及读取各种环境指标，非氧气罐和加湿装置配合使得每次打开箱门的时候，要通过供气使箱内相对于箱外处于正气压状态，避免氧气流入箱内。

Description

一种具有物联网功能的微生物培养箱

技术领域

本发明涉及生物实验工具技术领域，特别涉及一种具有物联网功能的微生物培养箱。

背景技术

微生物培养箱内部摆放微生物培养皿，是专门用于培养微生物的工具，可以用于实验教学、科学研究、生物制剂生产等很多方面。微生物培养箱需要使得箱内温度、湿度、光照等环境参数保持绝对精确并且符合微生物生长相关标准的要求，从而用来定性和定量分析研究培养条件及其结果。

作为现有技术的示例，专利号为CN201520575863.1的专利公开了一种微生物培养箱，包括箱门和箱体，所述箱体的两侧通过合页铰接有箱门，所述箱体的内腔通过隔板隔开从上至下依次分为恒温培养箱、低温培养箱和负压培养箱，且所述恒温培养箱、低温培养箱和负压培养箱通过小隔板隔开，所述恒温培养箱、低温培养箱和负压培养箱的内腔分别安装有紫外线杀菌灯，所述恒温培养箱、低温培养箱和负压培养箱的内壁安装有制冷系风扇，所述箱体的顶部安装有鼓风机，且通过管道与箱体相通，所述箱体的右侧设有控制装置，所述控制装置包括显示屏和控制按钮，所述箱体的右侧下端设有出气孔，所述控制装置电连接鼓风机和制冷系风扇。

然而，对于现在的微生物培养箱来说，培养皿都是由人工码放在培养箱内，由于一些微生物的培养是大批量培养，码放过程会占用大量的人力成本，另外码放过程中还要保证不改变培养箱内部适合微生物的环境，例如对于培养环境要求很高的厌氧型微生物来说，需要保证操作过程中培养箱内的气体成分不发生变化，外部空气不渗入箱内。另外，现在培养箱也缺少对培养箱内的培养皿以及环境参数进行实时监控的功能，无法对培养皿内的微生物成长环境进行精确控制，而且无法接入物联网，不能实现各种远程教学和实验功能。

上述技术方案的缺点是。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有物联网功能的微生物培养箱。本发明的微生物培养箱能够自动将培养皿安放在箱体内，因此培养皿码放过程节约人力、对箱内环境无影响，特别适合厌氧型微生物的培养；箱体信息化程度高，可以实现对培养皿内的微生物以及培养环境进行监控和精确控制，可以接入物联网，实现多种远程功能。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种具有物联网功能的微生物培养箱，包括有箱体、用于盛放培养皿的码放装置、用于将培养皿输送到码放装置上的上料装置和控制装置，所述箱体包括有操作箱和厌氧箱，所述操作箱和厌氧箱通过隔离门隔断，所述上料装置包括有用以将培养皿自操作箱传送至厌氧箱内的传送组件和用以将传送组件上的培养皿输送至码放装置上的搬运组件，所述码放装置包括有用于承托培养皿的承托架和用于驱动承托架旋转的驱动组件，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件。

进一步的，所述操作箱远离隔离门的一侧设置有用于将培养皿放在传送组件上的开关门，所述操作箱的内部设置有抽气泵、第一摄像头和第一照明灯。

进一步的，所述码放装置设置在厌氧箱内，所述厌氧箱远离隔离门的一侧设置有非氧气罐和加湿装置，所述非氧气罐和加湿装置均与厌氧箱连通，所述厌氧箱内还设置有第二摄像头和第二照明灯。

进一步的，所述传送组件包括有传送带和称重传感器，所述称重传感器设置在传送带的中段，传送带的一端自操作箱靠近开关门的一侧延伸至厌氧箱的中段。

进一步的，所述搬运组件包括有用以夹持传送带上的培养皿的夹持组件和用于驱动夹持组件旋转的旋转组件，所述夹持组件包括有气夹和两个设置在气夹输出端的夹持部，两个所述夹持部均设置有半圆柱凹面。

进一步的，所述旋转组件包括有竖直设置的电缸，所述电缸包括有能够升降的滑块，所述气夹固定安装在滑块上，所述电缸的底端设置有水平设置的第一齿轮，所述电缸固定安装在第一齿轮上，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮固定连接有驱动电机。

进一步的，所述承托架包括竖直设置在厌氧箱内的旋转轴和若干个沿着旋转轴轴线方向等间距设置的承托盘，所有承托盘的中心均与旋转轴固定连接，所有所述承托盘均设置有若干个用于盛放培养皿的盛放孔，所述驱动组件包括有驱动旋转轴旋转的步进电机。

进一步的，所述隔离门包括有固定门、滑动门和用于驱动滑动门升降的升降组件，所述固定门上设置有竖直设置的滑槽，所述滑动门靠近固定门的一侧设置有与固定门滑动配合的滑条，所述滑动门远离滑条的一侧设置有若干个沿着竖直方向等间距设置的齿槽，所述升降组件包括有与齿槽啮合的第三齿轮，所述第三齿轮固定连接有旋转电机。

进一步的，所述传感器组件包括有两个分别设置在操作箱和厌氧箱内的气压传感器，厌氧箱内还设置有温度传感器、湿度传感器和光照传感器，所述厌氧箱内设置有若干个沿着竖直方向间隔设置的光电传感器，所述滑块设置有与光电传感器感应配合的感应块。

进一步的，所述固定门上设置有透光板和用于限制透光板透光度的挡板，所述固定门上设置有供挡板滑动的滑道。

有益效果：本发明的一种具有物联网功能的微生物培养箱，开关门打开，将培养皿放在传送带上，称重传感器感应到有培养皿，传送一个电信号给控制器控制传送带带动和旋转电机启动，旋转电机转动带着滑动门上升，传送带转动将培养皿传送到厌氧箱内，然后夹持组件将培养皿夹持住，电缸驱动滑块升降使得夹持组件升降，到达指定高度，控制器控制步进电机和驱动电机同时转动，以使得夹持组件夹持着培养皿旋转到指定的承托盘上，然后将培养皿放在指定的盛放孔内，微生物培养箱具有物联网功能，第一摄像头和第二摄像头对培养箱内进行实时监控，传感器组件能够接入物联网，操作者可以利用手机或者电脑远程观看箱内的微生物培养状态，以及读取各种环境指标，非氧气罐和加湿装置配合使得每次打开箱门的时候，要通过供气使箱内相对于箱外处于正气压状态，避免氧气流入箱内。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的立体局部剖视图；

图4为本发明码放装置、隔离门和上料装置的立体结构示意图一；

图5为本发明码放装置、隔离门和上料装置的立体结构示意图二；

图6为本发明隔离门和上料装置的立体结构示意图；

图7为本发明的结构分解示意图；

图8为本发明的原理框图；

附图标记说明：箱体1，操作箱1a，抽气泵1a1，第一摄像头1a2，厌氧箱1b，隔离门1c，固定门1c1，滑动门1c2，齿槽1c3，第三齿轮1c4，旋转电机1c5，滑条1c6，滑槽1c7，挡板1c8，滑道1c9，开关门1d，码放装置2，承托架2a，旋转轴2a1，承托盘2a2，盛放孔2a3，上料装置3，传送带3a，搬运组件3b，气夹3b1，夹持部3b2，电缸3b3，滑块3b4，第一齿轮3b5，第二齿轮3b6，驱动电机3b7，加湿装置4，湿度传感器5，接近传感器6。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图8所示的一种具有物联网功能的微生物培养箱，包括有箱体1、用于盛放培养皿的码放装置2、用于将培养皿输送到码放装置2上的上料装置3和控制装置，所述箱体1包括有操作箱1a和厌氧箱1b，所述操作箱1a和厌氧箱1b通过隔离门1c隔断，所述上料装置3包括有用以将培养皿自操作箱1a传送至厌氧箱1b内的传送组件和用以将传送组件上的培养皿输送至码放装置2上的搬运组件3b，所述码放装置2包括有用于承托培养皿的承托架2a和用于驱动承托架2a旋转的驱动组件，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件，打开操作箱1a，将培养皿放在传送组件上，控制器控制传送带3a组件启动，传送组件转动将培养皿传送到厌氧箱1b内，然后夹持组件将培养皿夹持住，然后搬运组件3b将培养皿搬运至指定的承托架2a上。

所述操作箱1a远离隔离门1c的一侧设置有用于避让培养皿放在传送组件上的开关门1d，所述操作箱1a的内部设置有抽气泵1a1、第一摄像头1a2和第一照明灯，第一照明灯将操作箱1a内照明，然后第一摄像头1a2对操作箱1a进行实时监控，抽气泵1a1避免氧气进入厌氧箱1b。

所述码放装置2设置在厌氧箱1b内，所述厌氧箱1b远离隔离门1c的一侧设置有非氧气罐和加湿装置4，所述非氧气罐和加湿装置4均与厌氧箱1b连通，所述厌氧箱1b内还设置有第二摄像头和第二照明灯，第二照明灯将厌氧箱1b内照明，第二摄像头对厌氧箱1b进行实时监控，非氧气罐图中未示出和加湿装置4在保证氧气不会进入厌氧箱1b的同时，保证厌氧箱1b内使得湿度均衡。

所述传送组件包括有传送带3a和称重传感器，所述称重传感器设置在传送带3a的中段，传送带3a的一端自操作箱1a靠近开关门1d的一侧延伸至厌氧箱1b的中段，将培养皿放在传送带3a上，称重传感器感应到有培养皿，传送一个电信号给控制器控制传送带3a转动将培养皿传送到厌氧箱1b内。

所述搬运组件3b包括有用以夹持传送带3a上的培养皿的夹持组件和用于驱动夹持组件旋转的旋转组件，所述夹持组件包括有气夹3b1和两个设置在气夹3b1输出端的夹持部3b2，两个所述夹持部3b2均设置有半圆柱凹面，隔离门1c打开，传送带3a转动将培养皿传送到厌氧箱1b内，然后夹持组件将培养皿夹持住，旋转组件将培养皿搬运到达指定高度。

所述旋转组件包括有竖直设置的电缸3b3，所述电缸3b3包括有能够升降的滑块3b4，所述气夹3b1固定安装在滑块3b4上，所述电缸3b3的底端设置有水平设置的第一齿轮3b5，所述电缸3b3固定安装在第一齿轮3b5上，所述第一齿轮3b5啮合有第二齿轮3b6，所述第二齿轮3b6固定连接有驱动电机3b7，电缸3b3驱动滑块3b4和夹持组件升降，使得培养皿到达制定高度，然后控制器控制驱动电机3b7旋转通过第二齿轮3b6驱动第一齿轮3b5旋转，使得夹持组件带动培养皿到达指定的承托盘2a2的正上方。

所述承托架2a包括竖直设置在厌氧箱1b内的旋转轴2a1和若干个沿着旋转轴2a1轴线方向等间距设置的承托盘2a2，所有承托盘2a2的中心均与旋转轴2a1固定连接，所有所述承托盘2a2均设置有若干个用于盛放培养皿的盛放孔2a3，所述驱动组件包括有驱动旋转轴2a1旋转的步进电机，步进电机能够驱动旋转轴2a1旋转，使得承托盘2a2旋转。

所述隔离门1c包括有固定门1c1、滑动门1c2和用于驱动滑动门1c2升降的升降组件，所述固定门1c1上设置有竖直设置的滑槽1c7，所述滑动门1c2靠近固定门1c1的一侧设置有与固定门1c1滑动配合的滑条1c6，所述滑动门1c2远离滑条1c6的一侧设置有若干个沿着竖直方向等间距设置的齿槽1c3，所述升降组件包括有与齿槽1c3啮合的第三齿轮1c4，所述第三齿轮1c4固定连接有旋转电机1c5，旋转电机1c5驱动第三齿轮1c4旋转通过齿槽1c3带动滑动门1c2在固定门1c1上滑动，实现隔离门1c升降。

所述传感器组件包括有两个分别设置在操作箱1a和厌氧箱1b内的气压传感器，厌氧箱1b内还设置有温度传感器、湿度传感器5和光照传感器，所述厌氧箱1b内设置有若干个沿着竖直方向间隔设置的光电传感器6，所述滑块3b4设置有与光电传感器6感应配合的感应块，感应块与光电传感器6感应配合使得夹持组件上升到指定高度，传感器组件和控制器的型号均为现有技术，此处不再详述，传感器组件能够连接到物联网，使得培养皿自动上下搬运。

所述固定门1c1上设置有透光板和用于限制透光板透光度的挡板1c8，所述固定门（1c1）上设置有供挡板1c8滑动的滑道1c9，根据需要对打开挡板1c8使得厌氧箱1b内的培养皿能够的到定量的透光度。

工作原理：开关门1d打开，将培养皿放在传送带3a上，称重传感器感应到有培养皿，传送一个电信号给控制器控制传送带3a带动和旋转电机1c5启动，旋转电机1c5转动带着滑动门1c2上升，传送带3a转动将培养皿传送到厌氧箱1b内，然后夹持组件将培养皿夹持住，电缸3b3驱动滑块3b4升降使得夹持组件升降，到达指定高度，控制器控制步进电机和驱动电机3b7同时转动，以使得夹持组件夹持着培养皿旋转到指定的承托盘2a2上，然后将培养皿放在指定的盛放孔2a3内。微生物培养箱具有物联网功能，第一摄像头1a2和第二摄像头对培养箱内进行实时监控，摄像头和各个传感器组件可以搭配物联网通信芯片，例如NB-IOT芯片或者ZigBee通信模组，从而能够接入物联网，操作者可以利用手机或者电脑远程观看箱内的微生物培养状态，以及读取各种环境指标，非氧气罐和加湿装置配合使得每次打开箱门的时候，要通过供气使箱内相对于箱外处于正气压状态，避免氧气流入箱内。所述加湿装置4和非氧气罐也可以配置物联网通信芯片，从而可以在使用者手机或者电脑的远程控制下实现对厌氧箱1b内部的湿度调节以及空气成分调节。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：包括有箱体（1）、用于盛放培养皿的码放装置（2）、用于将培养皿输送到码放装置（2）上的上料装置（3）和控制装置，所述箱体（1）包括有操作箱（1a）和厌氧箱（1b），所述操作箱（1a）和厌氧箱（1b）通过隔离门（1c）隔断，所述上料装置（3）包括有用以将培养皿自操作箱（1a）传送至厌氧箱（1b）内的传送组件和用以将传送组件上的培养皿输送至码放装置（2）上的搬运组件（3b），所述码放装置（2）包括有用于承托培养皿的承托架（2a）和用于驱动承托架（2a）旋转的驱动组件，所述控制装置包括有控制器和与控制器电性连接的传感器组件。

2.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述操作箱（1a）远离隔离门（1c）的一侧设置有用于避让培养皿放在传送组件上的开关门（1d），所述操作箱（1a）的内部设置有抽气泵（1a1）、第一摄像头（1a2）和第一照明灯。

3.根据权利要求2所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述码放装置（2）设置在厌氧箱（1b）内，所述厌氧箱（1b）远离隔离门（1c）的一侧设置有非氧气罐和加湿装置（4），所述非氧气罐和加湿装置（4）均与厌氧箱（1b）连通，所述厌氧箱（1b）内还设置有第二摄像头和第二照明灯。

4.根据权利要求3所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述传送组件包括有传送带（3a）和称重传感器，所述称重传感器设置在传送带（3a）的中段，传送带（3a）的一端自操作箱（1a）靠近开关门（1d）的一侧延伸至厌氧箱（1b）的中段。

5.根据权利要求4所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述搬运组件（3b）包括有用以夹持传送带（3a）上的培养皿的夹持组件和用于驱动夹持组件旋转的旋转组件，所述夹持组件包括有气夹（3b1）和两个设置在气夹（3b1）输出端的夹持部（3b2），两个所述夹持部（3b2）均设置有半圆柱凹面。

6.根据权利要求5所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述旋转组件包括有竖直设置的电缸（3b3），所述电缸（3b3）包括有能够升降的滑块（3b4），所述气夹（3b1）固定安装在滑块（3b4）上，所述电缸（3b3）的底端设置有水平设置的第一齿轮（3b5），所述电缸（3b3）固定安装在第一齿轮（3b5）上，所述第一齿轮（3b5）啮合有第二齿轮（3b6），所述第二齿轮（3b6）固定连接有驱动电机（3b7）。

7.根据权利要求6所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述承托架（2a）包括竖直设置在厌氧箱（1b）内的旋转轴（2a1）和若干个沿着旋转轴（2a1）轴线方向等间距设置的承托盘（2a2），所有承托盘（2a2）的中心均与旋转轴（2a1）固定连接，所有所述承托盘（2a2）均设置有若干个用于盛放培养皿的盛放孔（2a3），所述驱动组件包括有驱动旋转轴（2a1）旋转的步进电机。

8.根据权利要求7所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述隔离门（1c）包括有固定门（1c1）、滑动门（1c2）和用于驱动滑动门（1c2）升降的升降组件，所述固定门（1c1）上设置有竖直设置的滑槽（1c7），所述滑动门（1c2）靠近固定门（1c1）的一侧设置有与固定门（1c1）滑动配合的滑条（1c6），所述滑动门（1c2）远离滑条（1c6）的一侧设置有若干个沿着竖直方向等间距设置的齿槽（1c3），所述升降组件包括有与齿槽（1c3）啮合的第三齿轮（1c4），所述第三齿轮（1c4）固定连接有旋转电机（1c5）。

9.根据权利要求8所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述传感器组件包括有两个分别设置在操作箱（1a）和厌氧箱（1b）内的气压传感器，厌氧箱（1b）内还设置有温度传感器、湿度传感器（5）和光照传感器，所述厌氧箱（1b）内设置有若干个沿着竖直方向间隔设置的光电传感器（6），所述滑块（3b4）设置有与光电传感器（6）感应配合的感应块。

10.根据权利要求9所述的一种具有物联网功能的微生物培养箱，其特征在于：所述固定门（1c1）上设置有透光板和用于限制透光板透光度的挡板（1c8），所述固定门（1c1）上设置有供挡板（1c8）滑动的滑道（1c9）。