CN110564616B - 多工位切换装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多工位切换装置及其工作方法，该装置包括底座、切换结构以及若干个夹持旋转结构，切换结构连接于底座上，若干个夹持旋转结构分别间隔连接于切换结构上，通过切换结构的旋转，带动若干个夹持旋转结构进行不同工位的切换。本发明通过设置切换结构以及夹持旋转结构，将切换结构竖立连接或呈一定角度连接于底座上，以减少占地面积，借助多个夹持旋转结构以进行不同工位的不同操作，由切换结构旋转切换多个夹持旋转结构进入到不同的工位，由夹持旋转结构的旋转和夹持，以对多个培养瓶的不同状态切换，整个结构实现自动切换不同工位，且占地面积小，空间利用率高。

Description

多工位切换装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及切换结构，更具体地说是指多工位切换装置及其工作方法。

背景技术

在进行细胞培养的过程中，一般都会涉及多个工艺阶段的多种操作，所有操作需要在超净工作台(C级背景的局部A级)或生物安全柜中进行，无法采用流水线式，一般是1-2名细胞培养工程师占用一个超净工作台或生物安全柜完成某一阶段的工艺操作，需要的人数和超净工作台数量与工作量成正比。这种方式需要的实验室建设成本高，占地面积大，空间利用率低，且完全依赖人工，无法实现大批量的生产需求，且对于细胞培养等特殊环境，人工操作总是有潜在的风险。

因此，有必要设计一种新的装置，在设计好的无菌隔离器中，实现自动切换不同工位，自动化进行操作，大大提高培养效率和安全性，且占地面积小，空间利用率高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供多工位切换装置及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：多工位切换装置，包括底座、切换结构以及若干个夹持旋转结构，所述切换结构连接于所述底座上，若干个夹持旋转结构分别间隔连接于所述切换结构上，通过切换结构的旋转，带动若干个夹持旋转结构进行不同工位的切换。

其进一步技术方案为：所述切换结构包括切换动力源以及切换组件，所述切换动力源连接于所述底座上，所述切换动力源上设有输出轴，所述切换组件与所述输出轴连接，若干个所述夹持旋转结构分别连接于所述切换组件上。

其进一步技术方案为：所述切换组件包括切换轴以及切换联结块，所述切换轴的下端与所述输出轴连接，所述切换轴的上端连接有所述切换联结块，若干个所述夹持旋转结构分别连接于所述切换联结块上。

其进一步技术方案为：所述切换联结块的四周朝外延伸有若干个延伸臂，所述切换轴的上端设有若干个限位槽，所述延伸臂穿过在所述限位槽，所述延伸臂上连接有所述夹持旋转结构。

其进一步技术方案为：所述夹持旋转结构包括摆臂组件、旋转组件以及夹持组件，所述旋转组件连接于所述摆臂组件上，所述夹持组件连接于所述旋转组件上，且所述夹持组件上设有若干供培养瓶放置在内的空间；所述延伸臂上设有插槽，所述摆臂组件插设在所述插槽内。

其进一步技术方案为：所述旋转组件包括旋转动力源、连接块以及转臂组件，所述转臂组件通过所述连接块与所述旋转动力源连接，所述旋转动力源置于所述摆臂组件内，且所述夹持组件连接于所述转臂组件上。

其进一步技术方案为：所述转臂组件包括转臂护罩以及转臂主体，所述转臂主体与所述转臂护罩之间围合形成有一容腔，所述夹持组件连接于所述转臂主体上，所述转臂护罩与所述连接块连接。

其进一步技术方案为：所述夹持组件包括若干个夹持动力源以及若干个夹持板，所述夹持动力源连接于所述转臂主体上，且所述夹持动力源上连接有所述夹持板。

其进一步技术方案为：所述摆臂组件包括摆臂主体以及摆臂护罩，所述摆臂主体与所述摆臂护罩之间围合形成供旋转动力源安装在内的空腔，所述摆臂主体的外端设有插块，所述插块插设在所述插槽内，且所述延伸臂插设在所述空腔内。

本发明还提供了多工位切换装置的工作方法，包括：

驱动切换结构进行旋转工作，由切换结构的旋转带动夹持旋转结构切换至不同的工位，以供夹持旋转结构进行不同的操作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置切换结构以及夹持旋转结构，将切换结构竖立连接或呈一定角度连接于底座上，以减少占地面积，借助多个夹持旋转结构以进行不同工位的不同操作，由切换结构旋转切换多个夹持旋转结构进入到不同的工位，由夹持旋转结构的旋转和夹持，以对多个培养瓶的不同状态切换，整个结构实现自动切换不同工位，且占地面积小，空间利用率高，在设计好的无菌隔离器中，实现自动切换不同工位，自动化进行操作，大大提高培养效率和安全性。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的多工位切换装置的立体结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的多工位切换装置的主视结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的多工位切换装置的俯视结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的多工位切换装置的剖切结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的多工位切换装置的爆炸结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的夹持旋转结构的立体结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的夹持旋转结构的俯视结构示意图；

图8为本发明具体实施例提供的夹持旋转结构的左视结构示意图；

图9为本发明具体实施例提供的夹持旋转结构的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1～9所示的具体实施例，本实施例提供的多工位切换装置，可以运用在多个工位进行操作的场景中。

请参阅图1，上述的多工位切换装置包括底座(图中未示出)、切换结构以及若干个夹持旋转结构，切换结构连接于底座上，若干个夹持旋转结构分别间隔连接于切换结构上，通过切换结构的旋转，带动若干个夹持旋转结构进行不同工位的切换。

在一实施例中，上述的切换结构竖立连接于底座上，当然，于其他实施例中，上述的切换结构可与底座呈一定角度连接，以减少占地面积。

将切换结构竖立连接于底座上，驱动切换结构旋转，便可带动若干个夹持旋转结构进行旋转，以实现不同工位的切换，竖立式旋转可以节约空间，提高空间利用率，占地面积小。

在一实施例中，请参阅图4与图5，上述的切换结构包括切换动力源80以及切换组件，切换动力源80连接于底座上，切换动力源80上设有输出轴，切换组件与切换动力源80的输出轴连接，若干个夹持旋转结构分别连接于切换组件上。

在本实施例中，上述的切换动力源80包括伺服电机，该切换动力源80通过电机安装座连接在底座上，于其他实施例，上述的切换动力源80还可包括马达等。

在一实施例中，请参阅图5，上述的切换组件包括切换轴70以及切换联结块73，切换轴70的下端与切换动力源80的输出轴连接，切换轴70的上端连接有切换联结块73，若干个夹持旋转结构分别连接于切换联结块73上。

利用切换联结块73将多个夹持旋转结构集合在一起，且借助切换动力源80带动切换轴70在竖直方向上转动，从而实现夹持旋转结构在水平方向上的工位切换，结构紧凑，占地面积小，以实现提高空间利用率。

在一实施例中，请参阅图5，上述的切换联结块73的四周朝外延伸有若干个延伸臂74，切换轴70的上端设有若干个限位槽701，延伸臂74穿过在限位槽701，延伸臂74上连接有夹持旋转结构。

若干个延伸臂74沿着切换联结块73的轴线方向环绕着切换联结块73间隔布置，进而实现多个夹持旋转结构的间隔布置。

另外，借助限位槽701将延伸臂74限位在限位槽701内，可以实现延伸臂74和切换联结块73的固定，结构稳固性高。

在一实施例中，请参阅图4与图5，上述的切换轴70的下端连接有旋转平台71，该旋转平台71与上述的切换动力源80连接。

具体地，上述的切换轴70为中空轴，旋转平台71为中空平台，设置中空轴结构的切换轴70可以便于切换动力源80的动力传递和承载夹持旋转结构；设置中空平台结构的旋转平台71可以便于减速且增大扭矩，该旋转平台71通过螺栓等紧固件与切换动力源80连接。

在一实施例中，请参阅图5，上述的旋转平台71与切换轴70之间连接有密封板75，该密封板75可用于密封由切换轴70输出至外部的线缆，该密封板75与切换轴70通过过盈配合的方式压紧，以实现密封板75的稳固安装。

在一实施例中，请参阅图5，上述的切换轴70上设有油封圈76以及切换护罩90，该切换护罩90的下端与旋转平台71连接，切换护罩90可以起到防止线缆等泄漏的作用。

具体地，上述的切换平台的上端面设有安装环条712，切换护罩90的下端压紧在安装环条712内，油封圈76与该护罩过盈配合，以实现切换轴70与护罩的紧密连接。

在一实施例中，请参阅图5，上述的旋转平台71的下端设有切换凸块711，该切换凸块711上设有第五通孔，该切换动力源80的输出轴穿过第五通孔，并采用螺栓等紧固件固定，以实现切换动力源80与旋转平台71的连接。

在一实施例中，请参阅图5，上述的旋转平台71的上端设有一安装凸块，该安装凸块内设有安装环条712。

请参阅图6，该夹持旋转结构包括摆臂组件、旋转组件以及夹持组件，旋转组件连接于摆臂组件上，夹持组件连接于旋转组件上，且夹持组件上设有若干供培养瓶40放置在内的空间；通过夹持组件夹持置于空间内的培养瓶40，并由旋转组件旋转，以对培养瓶40内的液体进行混匀，延伸臂74上设有插槽741，摆臂组件插设在插槽741内。借助插槽741实现摆臂组件与切换组件的可拆卸式连接，实用性强。

旋转组件用于对培养瓶40的状态进行旋转切换，比如从竖立状态转为水平状态或者倾斜状态等，而夹持组件是对培养瓶40进行夹持，既能固定培养瓶40，还可以配合着旋转组件完成培养瓶40状态的切换，以便于采用同一结构配合完成培养瓶40内细胞培养的不同步骤，实用性强。

在一实施例中，请参阅图9，上述的旋转组件包括旋转动力源60、连接块21以及转臂组件，转臂组件通过连接块21与旋转动力源60连接，旋转动力源60置于摆臂组件内，且夹持组件连接于转臂组件上。

在本实施例中，上述的旋转动力源60包括伺服电机，当然，于其他实施例，上述的旋转动力源60还可以包括其他类型的动力源，比如马达等。

在一实施例中，请参阅图9，上述的转臂组件包括转臂护罩22以及转臂主体20，转臂主体20与转臂护罩22之间围合形成有一容腔，夹持组件连接于转臂主体20上，转臂护罩22与连接块21连接。

该连接块21上设有第二通孔，该第二通孔供旋转动力源60的输出轴穿过，以实现旋转动力源60的工作带动转臂护罩22以及转臂主体20转动，进而达到带动培养瓶40的转动，以实现切换培养瓶40的状态。

在一实施例中，请参阅图7至图9，夹持组件包括若干个夹持动力源30以及若干个夹持板31，夹持动力源30连接于转臂主体20上，且夹持动力源30上连接有夹持板31。

利用夹持动力源30带动夹持板31沿着靠近转臂主体20的方向移动或者远离转臂主体20的方向移动，实现对培养瓶40的夹持和松开。

在一可选实施例中，上述的夹持板31与该转臂主体20平行布置，这样子能够使得夹持板31以及转臂主体20与培养瓶40的接触面积较大，进而更加稳固地夹持住培养瓶40。

在一实施例中，请参阅图7与图9，上述的转臂主体20上设有若干个间隔布置的导向块23，导线块内设有凹槽，夹持动力源30连接于凹槽内，且相邻导向块23以及夹持板31之间围合形成上述的空间。

具体的，导向块23的两侧面沿着自上而下的方向朝外倾斜，形成导向面。

利用导向面对培养瓶40处于被夹持时的导向和定位，以使得培养瓶40能够更好地依次按照一个空间一个培养瓶40的规则固定在空间内。

在本实施例中，上述的导向块23通过螺栓等紧固件固定在转臂主体20上，于其他实施例中，上述的导向块23可以与转臂主体20一体成型。

在一实施例中，请参阅图9，上述的转臂护罩22上设有若干个用于检测培养瓶40是否放置在空间内的传感器50，传感器50置于容腔内。

另外，在转臂护罩22内设有若干个凸柱26，传感器50通过凸柱26固定于容腔内。

具体地，上述的转臂主体20上设有若干个第三通孔，上述的传感器50显露在第三通孔外，以便于检测培养瓶40是否放置在对应的空间内。

在一实施例中，请参阅图6、图8与图9，上述的转臂护罩22上设有供线缆和气管穿过的第一通孔25，第一通孔25内插设有第一密封接头24。

利用该第一通孔25将夹持动力源30的线缆和气管输出，第一密封接头24可以提高整个结构的密封程度，确保夹持动力源30的工作环境的密闭，减少灰尘等对夹持动力源30的干扰。

在一实施例中，请参阅图6至图9，上述的摆臂组件包括摆臂主体10以及摆臂护罩11，摆臂主体10与摆臂护罩11之间围合形成供旋转动力源60安装在内的空腔。

在一实施例中，摆臂护罩11上设有供线缆和气管穿过的第四通孔13，第四通孔13内插设有第二密封接头12。

利用该第四通孔13将夹持动力源30的线缆和气管输入，第二密封接头12可以提高整个结构的密封程度，确保旋转动力源60的工作环境的密闭，减少灰尘等对旋转动力源60的干扰。

在一实施例中，上述的摆臂护罩11通过螺栓等紧固件与摆臂主体10连接，实现摆臂护罩11以及摆臂主体10的可拆卸式连接。

在一实施例中，上述的凹槽与上述的容腔相通，以便于将夹持动力源30的线缆和气管等整理于容腔内，并借助第一密封接头24输出，以便于保持整个结构的整齐程度。

在一实施例中，请参阅图5，上述的摆臂主体10的外端设有插块14，插块14插设在插槽741内，且延伸臂74插设在空腔内，以实现可拆卸式连接，实用性强。

由于转臂主体20上可以设置多个夹持动力源30，用于夹持多个培养瓶40，通过可精确控制角度的旋转动力源60驱动多个培养瓶40旋转，以实现横放静置、摇摆混匀、竖放吸液、倾斜加液等功能，竖放松开或夹紧培养瓶40，还可放下培养瓶40，实现一个结构配合完成多个操作步骤，实现多种姿态转换，提高空间利用率。

当转臂主体20上的传感器50检测到培养瓶40到位后，驱动夹持动力源30夹紧培养瓶40，此时培养瓶40处于竖立状态，可由竖直状态的泵液进行加液体操作，并驱动旋转动力源60转动，使培养瓶40处于倾斜状态，由斜上方的泵液管插入到培养瓶40内进行加液体操作，此后，再由旋转动力源60进行往复式转动，以使得培养瓶40内的液体进行充分地混匀，以提高整个培养过程中的消化反应速率，还可以使得培养瓶在水平左右来回摆动。

在本实施例中，上述的夹持动力源30包括夹持气缸，当然，于其他实施例，上述的夹持动力源30还可以包括伸缩气缸等，以驱动夹持板31移动，完成松开或者夹紧培养瓶40的操作。

于其他实施例中，上述的夹持旋转结构还可以用于夹持其他物品，比如板状物品等。

当培养瓶40落入到空间内时，驱动夹持结构夹紧培养瓶40，并驱动旋转组件工作，以使培养瓶40旋转至第一指定位置，进行加入液体的操作；当液体加入完毕后，驱动旋转组件进行往复旋转，以进行培养瓶40内液体的混匀。

上述的夹持旋转结构通过设置固定在摆臂组件上的旋转组件，并将夹持组件固定在旋转组件上，由旋转组件带动夹持组件旋转，而夹持组件夹持着培养瓶40，进而实现对培养瓶40的旋转，可将培养瓶40内的液体进行充分混匀，实现提高细胞培养的效率，整个结构的密闭程度高，全程无人工操作，能确保环境的洁净程度。

在一实施例中，请参阅图5，上述的切换轴70上端封盖有顶盖72，用于密封中空轴结构的切换轴70。

多个夹持旋转结构对应多个工位，每次切换轴70旋转指定角度后停止，比如90°等，每个夹持旋转结构上的多个培养瓶通过不同的姿态对应该工作上的泵液装置，实现不同液体的泵入和/或泵出。

上述的多工位切换装置，通过设置切换结构以及夹持旋转结构，将切换结构竖立连接或呈一定角度连接于底座上，以减少占地面积，借助多个夹持旋转结构以进行不同工位的不同操作，由切换结构旋转切换多个夹持旋转结构进入到不同的工位，由夹持旋转结构的旋转和夹持，以对多个培养瓶的不同状态切换，整个结构实现自动切换不同工位，且占地面积小，空间利用率高，在设计好的无菌隔离器中，实现自动切换不同工位，自动化进行操作，大大提高培养效率和安全性。

在一实施例中，还提供了多工位切换装置的工作方法，包括：

驱动切换结构进行旋转工作，由切换结构的旋转带动夹持旋转结构切换至不同的工位，以供夹持旋转结构进行不同的操作。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述多工位切换装置的工作方法的具体实现过程，可以参考前述多工位切换装置实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.多工位切换装置，其特征在于，包括底座、切换结构以及若干个夹持旋转结构，所述切换结构连接于所述底座上，若干个夹持旋转结构分别间隔连接于所述切换结构上，通过切换结构的旋转，带动若干个夹持旋转结构进行不同工位的切换；

所述切换结构包括切换动力源以及切换组件，所述切换动力源连接于所述底座上，所述切换动力源上设有输出轴，所述切换组件与所述输出轴连接，若干个所述夹持旋转结构分别连接于所述切换组件上；

所述切换组件包括切换轴以及切换联结块，所述切换轴的下端与所述输出轴连接，所述切换轴的上端连接有所述切换联结块，若干个所述夹持旋转结构分别连接于所述切换联结块上；

所述切换联结块的四周朝外延伸有若干个延伸臂，所述切换轴的上端设有若干个限位槽，所述延伸臂穿过在所述限位槽，所述延伸臂上连接有所述夹持旋转结构；

若干个延伸臂沿着切换联结块的轴线方向环绕着切换联结块间隔布置；

切换轴的下端连接有旋转平台；旋转平台与切换动力源连接；

切换轴为中空轴，旋转平台为中空平台。

2.根据权利要求1所述的多工位切换装置，其特征在于，所述夹持旋转结构包括摆臂组件、旋转组件以及夹持组件，所述旋转组件连接于所述摆臂组件上，所述夹持组件连接于所述旋转组件上，且所述夹持组件上设有若干供培养瓶放置在内的空间；所述延伸臂上设有插槽，所述摆臂组件插设在所述插槽内。

3.根据权利要求2所述的多工位切换装置，其特征在于，所述旋转组件包括旋转动力源、连接块以及转臂组件，所述转臂组件通过所述连接块与所述旋转动力源连接，所述旋转动力源置于所述摆臂组件内，且所述夹持组件连接于所述转臂组件上。

4.根据权利要求3所述的多工位切换装置，其特征在于，所述转臂组件包括转臂护罩以及转臂主体，所述转臂主体与所述转臂护罩之间围合形成有一容腔，所述夹持组件连接于所述转臂主体上，所述转臂护罩与所述连接块连接。

5.根据权利要求4所述的多工位切换装置，其特征在于，所述夹持组件包括若干个夹持动力源以及若干个夹持板，所述夹持动力源连接于所述转臂主体上，且所述夹持动力源上连接有所述夹持板。

6.根据权利要求2所述的多工位切换装置，其特征在于，所述摆臂组件包括摆臂主体以及摆臂护罩，所述摆臂主体与所述摆臂护罩之间围合形成供旋转动力源安装在内的空腔，所述摆臂主体的外端设有插块，所述插块插设在所述插槽内，且所述延伸臂插设在所述空腔内。

7.一种适用于权利要求1至6任一项所述的多工位切换装置的工作方法，其特征在于，包括：

驱动切换结构进行旋转工作，由切换结构的旋转带动夹持旋转结构切换至不同的工位，以供夹持旋转结构进行不同的操作。