CN110195012B - 一种微生物自动培养检测装置及微生物培养检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微生物自动培养检测装置，包括底板和一对平行设置的安装板，所述安装板通过支架设置在所述底板上，两安装板之间转动连接有辊轴，所述辊轴的两端分别垂直连接有若干呈放射状分布的连接杆，且辊轴两端的连接杆一一对应，每对连接杆远离辊轴的一端共同转动连接有用于放置培养皿的托举板；其中一个所述安装板上设有步进电机，所述步进电机的输出轴与所述辊轴连接；所述驱动机构为可进行往复直线运动的机构，该驱动机构包括CCD相机，所述CCD相机的镜头朝向所述培养皿的顶部或底部。本发明可以对培养皿内微生物培养情况进行自动监测，实现了微生物的自动培养与检测，大大的提高了培养效率。

Description

一种微生物自动培养检测装置及微生物培养检测方法

技术领域

本发明涉及微生物自动培养技术领域，特别是涉及一种微生物自动培养检测装置及微生物培养检测方法。

背景技术

微生物培养过程中，是将盛装有微生物的培养皿放入隔水式恒温箱内，进行定期培养。传统的培养机构，对微生物的培养过程需要不断的取样观察，无法进行实时监测，且培养结束后只能进行人工计数，培养效率低，工作量大。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种微生物自动培养检测装置及微生物培养检测方法，可对培养过程进行实时监测，培养效率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种微生物自动培养检测装置，包括底板和一对平行且竖直设置的安装板，所述底板的顶部设有支架，所述安装板设于所述支架上，两所述安装板之间水平连接有辊轴，所述辊轴的两端侧围分别相互对应的连接有多个连接杆，多个所述连接杆绕所述辊轴所在的中轴线呈周向均匀分布；所述辊轴两端相对应的两所述连接杆之间连接有托举板，所述托举板的两端分别与两所述连接杆远离辊轴的一端转动连接，所述托举板上开设有用于放置培养皿的放置孔，所述放置孔为竖直贯通所述托举板的通孔；两所述安装板中的其中一个安装板上设有步进电机，所述步进电机的输出轴与所述辊轴连接；位于最上层的所述托举板的上方或位于最上层的所述托举板的下方设有CDD相机，所述CDD相机的镜头朝向所述培养皿的顶部或底部，所述CDD相机设于可驱动其沿所述辊轴所在的中轴线方向往复运动的驱动机构上。

本发明在对微生物进行培养时，首先将盛有微生物的培养皿沿CCD相机的运动方向放置在托举板上，然后将整个装置置于隔水式恒温箱内，启动步进电机，步进电机通过辊轴带动连接杆转动，进而带动托举板围绕辊轴转动，由于托举板与连接杆之间为转动连接，可以使托举板始终保持水平，不影响培养皿内微生物的培养。步进电机带动托举板围绕辊轴做步进运动，驱动机构上的CCD相机可以做往复的直线运动，且托举板每次的停留时间与CCD相机做一次往复直线运动的检测时间相等，CCD相机的镜头朝向培养皿的顶部或底部，可以对托举板上所有的培养皿内微生物的培养情况进行图像采集，光源由隔水式恒温箱内的光源提供。

优选的，所述托举板包括水平设置的横板，该横板的相对两侧分别垂直连接有侧板，两所述侧板分别通过连接轴与所述辊轴两端相对应的两所述连接杆转动连接。

托举板整体呈“凵”字型，使托举板的重心下移，保证托举板在围绕辊轴做步进运动的同时，可以始终保持水平，使培养皿始终水平，不影响微生物的培养，同时方便CCD相机的检测。

优选的，所述放置孔呈阶梯状，所述放置孔的顶端内径大于其底端内径，如此方便放置培养皿，同时方便CCD相机对培养皿中的微生物的检测。

优选的，所述驱动机构设置在所述底板上，所述驱动机构包括底座，该底座的顶部具有一对平行且竖直设置的连接板，两所述连接板之间转动连接有丝杆，所述丝杆上配合设有滑块，该滑块上设有支撑杆，所述CCD相机设于所述支撑杆上，所述CCD相机的镜头朝向位于最下层的所述横板上的放置孔的底端；两所述连接板中的其中一个连接板上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述丝杆连接。

将驱动机构设置在底板上，可以使装置整体更加紧凑，占用空间更小。

优选的，还包括两个分别与所述辊轴同轴设置的固定环，两所述固定环分别与所述辊轴两侧的多个所述连接杆连接。

在呈放射状分布的若干连接杆中部固定连接固定环，可以加强各连接杆的稳定性。

本发明还提供了一种微生物培养检测方法，其技术方案是：

一种微生物培养检测方法，包括以下步骤：

录入步进电机运行一个步距角的持续时间；

录入步进电机运行一个步距角的间隔时间；

录入驱动电机运行一次正反转的持续时间；

录入驱动电机运行一次正反转的间隔时间；

启动驱动电机，使CCD相机往复运动一次，采集培养皿中微生物的图像；

启动检测系统，检测分析培养皿中微生物的培养情况。

优选的，所述步进电机运行一个步距角的持续时间等于所述驱动电机运行一次正反转的间隔时间。

优选的，所述步进电机运行一个步距角的间隔时间等于所述驱动电机运行一次正反转的持续时间。

本发明的工作原理是：本发明还包括控制器，控制器的第一信号输出端连接步进电机的信号输入端，控制器的第二信号输出端连接驱动电机的信号输入端，CCD相机的信号输出端连接控制器的信号输入端。通过控制器设置步进电机的每次停顿时间为t1，并设置步进电机的转速，使托举板运动到下一位置的时间间隔为t2；设置驱动电机每间隔时间t3做一次正反转，并设置驱动电机的转速，使驱动电机带动CCD相机往复运动一次的检测时间为t4，其中，t1等于t4，t2等于t3，如此，使CCD相机在做一次往复直线运动时，可以对直线排列的全部培养皿中的微生物的培养情况进行检测，之后，CCD相机将拍摄到的画面信息通过控制器传输给外部的电脑检测元件，对微生物的培养情况进行记录，实现了对微生物的自动化培养及检测，大大的提高了微生物培养及检测效率。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过将培养皿放置在旋转式设置的托举板上，并通过步进电机带动旋转，同时与CCD相机的往复直线运动相配合，可以对培养皿内微生物培养情况进行自动监测，实现了微生物的自动培养与检测，大大的提高了培养效率。

2、托举板整体呈U型，使托举板的重心下移，保证托举板在围绕辊轴做步进运动的同时，可以始终保持水平，使培养皿始终水平，不影响微生物的培养，同时方便CCD相机的检测。

附图说明

图1为本发明实施例1所述微生物自动培养检测装置的立体图；

图2为本发明实施例1所述微生物自动培养检测装置的侧视图；

图3为本发明实施例1所述微生物自动培养检测装置的俯视图；

图4为本发明实施例1所述托举板的结构示意图；

图5为本发明实施例1所述驱动机构的结构示意图；

图6为本发明实施例3所述微生物自动培养检测装置的侧视图；

图7为本发明实施例4的流程图。

附图标记：

1、底板；2、支架；3、托举板；4、驱动电机；5、辊轴；6、驱动机构；7、CCD相机；8、连接杆；9、安装板；10、固定环；11、步进电机；12、横板；13、侧板；14、连接轴；15、放置孔；16、底座；17、丝杆；18、滑块；19、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-图3所示，一种微生物自动培养检测装置，包括驱动机构6和培养机构，培养机构包括底板1和一对平行且竖直设置的安装板9，安装板9通过支架2设置在底板1上，两安装板9之间转动连接有水平设置的辊轴5，辊轴5的两端分别垂直连接有12根呈放射状均匀分布的连接杆8，且辊轴5两端的连接杆8一一对应，每对连接杆8的外端共同连接有托举板3，如图4所示，托举板3包括横板12和分别垂直连接在横板12左右两侧的侧板13，两侧板13分别通过连接轴14与对应的两根连接杆8转动连接；横板12设有两排用于放置培养皿呈阶梯状的放置孔15，托举板3整体呈“凵”字型，使托举板3的重心下移，保证托举板3在围绕辊轴5做步进运动的同时，可以始终保持水平，使培养皿始终水平，不影响微生物的培养；右侧的安装板9上设有步进电机11，步进电机11的输出轴与辊轴5同轴连接；驱动机构6设置在底板1上，可以使装置整体更加紧凑，占用空间更小，如图5所示，驱动机构6包括底座16，该底座16的顶部具有一对平行且竖直设置的连接板，两连接板之间转动连接有丝杆17，丝杆17上配合设有滑块18，该滑块18上设有支撑杆19，支撑杆19上安装有两个CCD相机7，两个CCD相机7的镜头均竖直向上设置，并分别朝向最下层的横板12上的两排放置孔15中的培养皿的底部；位于左侧的连接板上设有驱动电机4，驱动电机4的输出轴与丝杆17同轴连接。

本发明在对微生物进行培养时，首先将盛有微生物的培养皿沿CCD相机7的运动方向放置在托举板3上，然后将整个装置置于隔水式恒温箱内，启动步进电机11，步进电机11通过辊轴5带动连接杆8转动，进而带动托举板3围绕辊轴5转动，由于托举板3与连接杆8之间为转动连接，可以使托举板3始终保持水平，不影响培养皿内微生物的培养。步进电机11带动托举板3围绕辊轴5做步进运动，驱动机构6上的CCD相机7可以做往复的直线运动，且托举板3每次的停留时间与CCD相机7做一次往复直线运动的检测时间相等，CCD相机7的镜头朝向培养皿的底部，可以对托举板3上所有的培养皿内微生物的培养情况进行图像采集，光源由隔水式恒温箱内的光源提供。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括两个分别与辊轴5同轴设置的固定环10，两固定环10分别与辊轴5两侧的多个连接杆8连接，将连接杆8通过固定环10固定，可以加强各连接杆8的稳定性。

实施例3

如图6所示，将驱动机构6设置在隔水式恒温箱的内顶部，使驱动机构6上的CCD相机7的镜头竖直向下设置，并与最上层的横板12上的两排放置孔15对应，进行微生物培养时，只需将本发明的装置放置在驱动机构6下方的对应位置即可。

本实施例的其余结构与实施例1相同。

实施例4

如图7所示，一种微生物培养检测方法，包括以下步骤：

录入步进电机运行一个步距角的持续时间t2；

录入步进电机运行一个步距角的间隔时间t1；

录入驱动电机运行一次正反转的持续时间t4；

录入驱动电机运行一次正反转的间隔时间t3；

启动步进电机，使托举板绕辊轴转动；

启动驱动电机，使CCD相机往复运动一次，采集培养皿中微生物的图像；

启动检测系统，检测分析培养皿中微生物的培养情况(检测系统为电脑软件，通过电脑软件对CCD相机拍摄的微生物的生长情况的图像进行分析，确定微生物的培养情况)。

上述，步进电机运行一个步距角的持续时间t2等于驱动电机运行一次正反转的间隔时间t3。

步进电机运行一个步距角的间隔时间t1等于驱动电机运行一次正反转的持续时间t4。

本发明的工作原理是：本发明还包括控制器，控制器的第一信号输出端连接步进电机11的信号输入端，控制器的第二信号输出端连接驱动电机4的信号输入端，CCD相机7的信号输出端连接控制器的信号输入端。通过控制器设置步进电机11的每次停顿时间为t1，并设置步进电机11的转速，使托举板3运动到下一位置的时间间隔为t2；设置驱动电机4每间隔时间t3做一次正反转，并设置驱动电机4的转速，使驱动电机4带动CCD相机7往复运动一次的检测时间为t4，其中，t1等于t4，t2等于t3，如此，使CCD相机7在做一次往复直线运动时，可以对直线排列的全部培养皿中的微生物的培养情况进行检测，之后，CCD相机7将拍摄到的画面信息通过控制器传输给外部的电脑检测元件，对微生物的培养情况进行记录，实现了对微生物的自动化培养及检测，大大的提高了微生物培养效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种微生物自动培养检测装置，其特征在于，所述装置包括底板和一对平行且竖直设置的安装板，所述底板的顶部设置有支架，所述安装板设置于所述支架上，两个所述安装板之间水平连接有辊轴，所述辊轴的两端侧围分别相互对应地连接有多个连接杆，多个所述连接杆绕所述辊轴所在的中轴线呈周向均匀分布；所述辊轴两端相对应的两个所述连接杆之间连接有托举板，所述托举板的两端分别与两个所述连接杆远离辊轴的一端转动连接；所述托举板包括水平设置的横板，所述横板的相对两侧分别垂直连接有侧板，两个所述侧板分别通过连接轴与所述辊轴两端相对应的两个所述连接杆转动连接；所述横板上设置有两排沿所述辊轴所在的中轴线方向直线排列的放置孔，所述放置孔为竖直贯通所述托举板的通孔，所述放置孔用于放置培养皿；所述底板上设置有驱动机构，所述驱动机构包括底座，所述底座的顶部具有一对平行且竖直设置的连接板，两个所述连接板之间转动连接有丝杆，所述丝杆上配合设置有滑块，所述滑块上设置有支撑杆，所述支撑杆上设置有CCD相机，所述CCD相机位于最下层的所述托举板的下方，所述CCD相机的镜头朝向位于最下层的所述横板上的放置孔的底端，所述CCD相机的镜头朝向所述培养皿的底部，所述驱动机构可驱动所述CCD相机沿所述辊轴所在的中轴线方向作往复直线运动；两个所述安装板中的一个安装板上设置有步进电机，所述步进电机的输出轴与所述辊轴连接；两个所述连接板中的一个连接板上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述丝杆连接；

使用所述微生物自动培养检测装置进行微生物培养检测的方法包括以下步骤：录入步进电机运行一个步距角的持续时间；录入步进电机运行一个步距角的间隔时间；录入驱动电机运行一次正反转的持续时间，所述驱动电机运行一次正反转的持续时间等于所述步进电机运行一个步距角的间隔时间；录入驱动电机运行一次正反转的间隔时间，所述驱动电机运行一次正反转的间隔时间等于所述步进电机运行一个步距角的持续时间；启动所述步进电机，使所述托举板绕所述辊轴转动；启动所述驱动电机，使所述CCD相机做往复直线运动，采集所述培养皿中微生物的图像；所述CCD相机做一次往复直线运动时可以对所述直线排列的全部培养皿中的微生物培养情况进行检测；启动检测系统，检测分析培养皿中微生物的培养情况。

2.根据权利要求1所述微生物自动培养检测装置，其特征在于，所述放置孔呈阶梯状，所述放置孔的顶端内径大于所述放置孔的底端内径。

3.根据权利要求1所述微生物自动培养检测装置，其特征在于，还包括两个分别与所述辊轴同轴设置的固定环，两个所述固定环分别与所述辊轴两侧的多个所述连接杆连接。