CN110759298A

CN110759298A - 一种培养皿开盖装置

Info

Publication number: CN110759298A
Application number: CN201911152247.4A
Authority: CN
Inventors: 张雨舒
Original assignee: 张雨舒
Current assignee: JINAN GAORUI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: CN110759298B

Abstract

本发明公开了一种用于培养皿开盖装置。本申请培养皿开盖结构包括两个固定桩、电动推杆A和电动推杆B，电动推杆A、电动推杆B的伸缩杆分别通过连接板固定连接有伺服电机A、伺服电机B，伺服电机A、伺服电机B的输出轴分别固定连接有呈水平状态的前直角杆、后直角杆，前直角杆与后直角杆高度一致，前直角杆、后直角杆的直角边上分别设有前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片，前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片内分别固定设有微型压力传感器A、微型压力传感器B。本申请能够模仿人手动作进行开盖操作，能够自动控制培养皿上盖与培养皿下盖之间开启一缝隙。

Description

一种培养皿开盖装置

技术领域

本发明涉及检测用装置技术领域，尤其是涉及一种用于培养皿开盖装置。

背景技术

在检测医疗、食品中的细菌时常用到培养皿，培养皿由上盖和下盖两部分组成，二者均为由透明玻璃或塑料制成的扁状透明有底的圆柱形容器，其中上盖圆柱体的内径略大于下盖圆柱体的外径，上下盖插交在一起构成一个有盖的扁状容器即为培养皿，其最常用的规格尺寸为直径90mm、高15mm。目前，在进行细菌检验时，每个批次试样需最少使用6个培养皿，若检测批次多，培养皿的数量就会很大，常规检测中，检测人员大都用一只手将培养皿上盖翘起一缝隙，然后用另一只手持加液器将样液和培养基或不同梯度的溶液由缝隙分别注入不同的培养皿内再迅速合上上盖，由于检测批次量大，检测人员需重复性的翘盖合盖，而重复性的翘盖合盖动作易造成手臂、眼睛等部位疲劳。因此，科研人员也越来越关注对细菌自动化检测设备的研发。目前，已经存在了机械柔性吸盘式设备用于医疗、食品对细菌自动化检测过程中对培养皿的开盖和盖盖，机械柔性吸盘式设备的原理就是用机械连接吸盘用吸盘吸住培养皿的上盖，然后机械带动上盖垂直上移再水平转动一定角度，而后再注入样液和培养基或其他溶液后机械再反向步骤工作最终盖上培养皿上盖，但是，该种操作方式下盖容器口完全敞开暴露在空气中，这种完全敞开培养皿上盖的做法会显著地存在一个问题，即：上盖与下盖分离时间过长，下盖容器内的样液易遭受细菌污染，影响检测结果数据，现还没有一种能够模仿人手动作实现对培养皿上盖开启一缝隙的自动化装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于培养皿开盖装置。

一种培养皿开盖装置，包括工作台，所述工作台固定在地面上，所述工作台上设有培养皿开盖结构，所述培养皿开盖结构包括对称设置的两个固定桩以及对称设置的电动推杆A和电动推杆B，所述电动推杆A、电动推杆B的伸缩杆分别通过连接板固定连接有伺服电机A、伺服电机B，所述伺服电机A、伺服电机B的输出轴分别固定连接有呈水平状态的前直角杆、后直角杆，所述前直角杆与后直角杆的高度一致，所述前直角杆、后直角杆的直角边上分别设有前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片，所述前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片内分别固定设有微型压力传感器A、微型压力传感器B；所述微型压力传感器A、微型压力传感器B均与控制器的输入端电连接，所述电动推杆A、电动推杆B、伺服电机A及伺服电机B均与PLC控制器的输出端电连接。本申请对培养皿上盖进行开盖操作的原理为：PLC控制器控制电动推杆A、电动推杆B同时工作，电动推杆A、电动推杆B工作其伸缩杆收缩，由于电动推杆A、电动推杆B分别通过连接板连接伺服电机A、伺服电机B，而伺服电机A、伺服电机B分别连接前直角杆、后直角杆，因此，电动推杆A、电动推杆B的伸缩杆收缩会带动前直角杆、后直角杆均水平向左移动直至培养皿上盖的左侧接触到固定在工作台台面上的两个固定桩的弧形凸面，移动过程中，前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片始终接触培养皿上盖的右侧，当培养皿上盖的左侧接触到两个固定桩的弧形凸面时，培养皿会自动定心，即培养皿中心线与电动推杆D轴重合，在两个固定桩和前直角杆、后直角杆的作用下，微型压力传感器A、微型压力传感器B检测到的压力值会达到PLC控制器预设的压力值，当PLC控制器检测到微型压力传感器A、微型压力传感器B反馈的压力值等于预设的压力值时，PLC控制器控制电动推杆A、电动推杆B停止工作，并控制伺服电机A、伺服电机B开始工作，伺服电机A、伺服电机B分别带动前直角杆、后直角杆向上转动相同角度，而前直角杆、后直角杆又会分别利用前硅橡胶垫片和后硅橡胶垫片与培养皿上盖右侧之间的摩擦力带动培养皿上盖向上翘起一段固定距离，从而实现对培养皿上盖开启一缝隙的自动操作；此外，检测人员还可通过PLC控制器设定控制伺服电机A、伺服电机B输出轴的旋转角度来达到控制开盖缝隙大小的要求。

优选地，所述工作台上设有通孔，两个所述固定桩对称设置在通孔两侧，所述电动推杆A、电动推杆B对称设置在通孔的两侧，两所述固定桩位于电动推杆A和电动推杆B之间，所述工作台的下方设有培养皿输送结构，所述培养皿输送结构与PLC控制器的输出端电连接。该上述设置使本申请能够连续自动向工作台上推送空培养皿，节省工作台台面面积。

优选地，所述培养皿输送结构包括若干筒状体，若干所述筒状体的下端均固定在固定盘上，若干所述筒状体内均固定设有电动推杆C，所述电动推杆C的伸缩杆端部竖直向上固定连接有托盘，所述托盘上自下而上依次叠放有若干空培养皿；若干所述电动推杆C均与PLC控制器的输出端电连接。该上述设置使得本申请能够利用电动推杆C推动筒状体内存放的空培养皿穿出通孔实现连续自动向工作台上推送空培养皿的功能，便于连续对不同空培养皿的开盖操作。

优选地，所述培养皿输送结构还连接有转动结构，所述固定盘固定连接转动结构；所述转动结构与PLC控制器的输出端电连接。当一个筒状体内的空培养皿全部注液完毕后，转动结构可通过自身转动来带动另外一个装满空培养皿的筒状体转动到通孔的下方。

优选地，所述转动结构包括伺服电机C，所述伺服电机C的输出轴上固定设有轴套，所述轴套固定连接固定盘；所述伺服电机C与PLC控制器的输出端电连接。

优选地，所述工作台上还设有培养皿推送结构，所述培养皿推送结构包括水平设置的电动推杆D，所述电动推杆D的伸缩杆端部固定连接有圆弧板，所述圆弧板的中心线与两固定桩之间的中心线一致，所述圆弧板两端之间的距离小于两固定桩之间的距离；所述电动推杆D与PLC控制器的输出端电连接。该上述设置可实现自动将添加完培养液的培养皿推送到用于传送培养皿的传送带上的功能。

优选地，所述圆弧板的内圆弧两端均固定设有圆弧桩。该上述设置中两个圆弧桩在水平接触和推动培养皿上盖过程中可使注液后的培养皿的中心线与两个圆弧桩连线中心在同一平面内，即两个圆弧桩可以将注液后的培养皿水平推达到准确位置。

优选地，两所述固定桩上均设有弧形凸面，两所述弧形凸面均位于通孔的圆周处。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本申请无需人工进行开盖操作，极大地节约了人力，本申请能够模仿人手动作进行开盖操作，能够自动控制培养皿上盖与培养皿下盖之间开启一缝隙，且开盖缝隙大小可调；而且，本申请还可自动推动空培养皿至工作台台面上，既有效节省工作台台面面积，又可便于对不同培养皿进行连续开盖操作；此外，本申请还可将注液后的培养皿推送至传送带上。

附图说明

图1为本申请的主剖视图结构示意图；

图2为本申请的俯视图结构示意图；

图3为图1中I处的局部放大图；

图4为图2中Ⅱ处的局部放大图。

图中：1、工作台，2、固定桩，3、电动推杆A，4、电动推杆B，5、连接板，6、伺服电机A，7、伺服电机B，8、前直角杆，9、后直角杆，10、前硅橡胶垫片，11、后硅橡胶垫片，12、微型压力传感器A，13、微型压力传感器B，14、控制器，15、通孔，16、弧形凸面，17、筒状体，18、固定盘，电动推杆C，20、圆形托盘，21、培养皿，22、伺服电机C，23、键，24、轴套，25、电动推杆D，26、圆弧板，27、圆弧桩，28、传送带。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，一种培养皿开盖装置，包括工作台1，工作台1固定在地面上，工作台1上设有培养皿开盖结构，培养皿开盖结构包括对称设置在工作台1上的两个固定桩2以及对称设置在工作台1上的电动推杆A3和电动推杆B4，电动推杆A3、电动推杆B4的伸缩杆分别通过连接板5固定连接有伺服电机A6、伺服电机B7，伺服电机A6、伺服电机B7的输出轴分别固定连接有呈水平状态的前直角杆8、后直角杆9，前直角杆8与后直角杆9的高度一致，前直角杆8、后直角杆9的直角边上分别设有前硅橡胶垫片10、后硅橡胶垫片11，前硅橡胶垫片10、后硅橡胶垫片11内分别固定设有微型压力传感器A12、微型压力传感器B13；微型压力传感器A12、微型压力传感器B13均与PLC控制器14的输入端电连接，电动推杆A3、电动推杆B4、伺服电机A6及伺服电机B7均与PLC控制器14的输出端电连接。

工作台1上设有通孔15，两个固定桩2对称设置在通孔15两侧，两个固定桩2上均设有弧形凸面16，两弧形凸面16均位于通孔15的圆周处，电动推杆A3、电动推杆B4对称设置在通孔15的两侧，两个固定桩2位于电动推杆A3和电动推杆B4之间，工作台1的下方设有培养皿输送结构；培养皿输送结构包括若干筒状体17，筒状体17至少有两个，若干筒状体17的下端均固定在固定盘18上，若干筒状体17内均固定设有电动推杆C19，电动推杆C19的伸缩杆端部竖直向上固定连接有圆形托盘20，圆形托盘20上自下而上依次叠放有若干空培养皿21；若干电动推杆C19均与PLC控制器14的输出端电连接。

培养皿输送结构还连接有转动结构，固定盘18固定连接转动结构；转动结构包括伺服电机C22，伺服电机C22固定在地面上，伺服电机C22的输出轴上通过键23固定有轴套24，轴套24固定连接固定盘18；伺服电机C22与PLC控制器14的输出端电连接。

工作台1上还设有培养皿推送结构，培养皿推送结构包括固定设置在工作台1上的电动推杆D25，电动推杆D25的伸缩杆端部固定连接有圆弧板26，圆弧板26的中心线与两固定桩2之间的中心线一致，圆弧板26两端之间的距离小于两固定桩2之间的距离，圆弧板26的内圆弧两端均固定设有圆弧桩27；电动推杆D25与PLC控制器14的输出端电连接。

安装时，固定盘18上最左侧的筒状体17位于通孔15的正下方。根据坐标定位，通过对PLC控制器14进行编程设置，PLC控制器14能够控制最左侧的筒状体17内的电动推杆C19正向工作，同时控制最右侧的筒状体17内的电动推杆C19反向工作。由于最左侧的筒状体17位于通孔15的下方，故，PLC控制器14控制最左侧的筒状体17内的电动推杆C19正向工作，就是控制位于通孔15下方的筒状体17内的电动推杆C19正向工作，电动推杆C19正向工作推动圆形托盘20上升；而最右侧的空置筒状体17内的电动推杆C19反向工作，电动推杆C19的伸缩杆会逐渐收缩，其伸缩杆的端部高度逐渐下降，在电动推杆C19伸缩杆的端部高度逐渐下降的过程中，检测人员可重新向该空置筒状体17内的圆托盘20上叠放空培养皿21。

使用时，检测人员按下PLC控制器14的启动按钮，PLC控制器14控制通孔15下方的筒状体17内的电动推杆C19工作，电动推杆C19的伸缩杆伸长推动圆托盘20上升一个培养皿的高度后停止，筒状体17内叠放的培养皿21随之同步上升，最上方的培养皿21由通孔15探出，探出的培养皿的底面与工作台台面平齐。

本申请对培养皿上盖进行开盖操作的原理为：PLC控制器14控制电动推杆A3、电动推杆B4同时工作，电动推杆A3、电动推杆B4工作其伸缩杆收缩，由于电动推杆A3、电动推杆B4分别通过连接板5连接伺服电机A6、伺服电机B7，而伺服电机A6、伺服电机B7又分别连接前直角杆8、后直角杆9，因此，电动推杆A3、电动推杆B4的伸缩杆收缩会带动前直角杆8、后直角杆9同时水平向左移动直至培养皿上盖的左侧接触到两个固定桩2的弧形凸面16，移动过程中，前硅橡胶垫片10、后硅橡胶垫片11始终接触培养皿上盖的右侧，当培养皿上盖的左侧接触到两个固定桩2的弧形凸面16时，培养皿会自动定心，即培养皿中心线与电动推杆D25轴重合，在两个固定桩2和前直角杆8、后直角杆9的作用下，微型压力传感器A12、微型压力传感器B检测到的压力值会达到PLC控制器14预设的压力值，当PLC控制器14检测到微型压力传感器A12、微型压力传感器B13反馈的压力值等于预设的压力值时，PLC控制器14控制电动推杆A3、电动推杆B4停止工作，并控制伺服电机A6、伺服电机B7开始工作，伺服电机A6、伺服电机B7分别带动前直角杆8、后直角杆9向上转动相同角度，而前直角杆8、后直角杆9又会分别利用前硅橡胶垫片10和后硅橡胶垫片11与培养皿上盖右侧之间的摩擦力带动培养皿上盖向上翘起一段固定距离，完成对培养皿开盖工作。

PLC控制器14控制伺服电机A6、伺服电机B7工作后，间隔一固定时间后控制伺服电机A6、伺服电机B7同时反向工作。在这段间隔时间内，检测人员可人工控制加液器向培养皿21下盖内注入相关液体。而伺服电机A6、伺服电机B7反向工作，伺服电机A6、伺服电机B7会分别带动前直角杆8、后直角杆9向下转动，前直角杆8、后直角杆9分别利用前硅橡胶垫片10、后硅橡胶垫片11与培养皿21上盖之间的摩擦力使培养皿21上盖盖好装有相关液体的培养皿21下盖，即完成注液后的盖盖工作。

而后，PLC控制器14控制电动推杆A3、电动推杆B4同时反向工作，电动推杆A3、电动推杆B4的伸缩杆伸长直至前硅橡胶垫片10、后硅橡胶垫片11均不再接触培养皿21上盖，此时，微型压力传感器A12、微型压力传感器B13反馈给PLC控制器14的压力值均为0，PLC控制器14控制伺服电机A6、伺服电机B7同时工作，伺服电机A6、伺服电机B7分别带动前直角杆8、后直角杆9向上转动40°时，PLC控制器14控制伺服电机A6、伺服电机B7同时停止工作。

而后，PLC控制器14控制电动推杆D25工作，电动推杆D25的伸缩杆伸长，圆弧板26在电动推杆D25的作用下向右推动盖好的培养皿21移动至用于传送培养皿21的传送带28上，完成对盖盖后已加液培养皿21的推送工作；而后，PLC控制器14控制电动推杆D25反向工作使其伸缩杆恢复至初始位置。

培养皿21开盖装置每完成一个如上所述培养皿21的开盖、盖盖、推送以及电动推杆D25退回原位的工作后，PLC控制器14就会控制通孔15下方的筒状体17内的电动推杆C19再次工作，重复下一个培养皿21的开盖、盖盖、推送以及电动推杆D25退回原位的工作。

由于电动推杆C19的缩短或伸长的极限尺寸是通过PLC控制器14设定的，当通孔15下方的筒状体17内的空培养皿21用完时，电动推杆C19伸缩杆伸长至PLC控制器14预设的最大极限尺寸，此时，PLC控制器14控制伺服电机C22转动一固定角度使下一个装满空培养皿21的筒状体17对准通孔15。对于转动移出工作台1台面的最右侧的空置筒状体17，检测人员可重新向该空置筒状体17内的圆托盘20上叠放空培养皿21。

本申请无需人工进行开盖操作，极大地节约了人力，本申请能够模仿人手动作进行开盖操作，使培养皿21上盖与培养皿21下盖仅漏出一定缝隙，开盖缝隙大小可调，解决了以往自动化过程中必须完全开启培养皿21上盖的问题，降低了试验过程中的试样感染几率；而且，本申请还可自动推动空培养皿21至工作台1台面上便于对不同培养皿21进行连续开盖操作；此外，本申请还可将注液后的培养皿21推送至传送带上。

Claims

1.一种培养皿开盖装置，其特征在于：包括工作台，所述工作台固定在地面上，所述工作台上设有培养皿开盖结构，所述培养皿开盖结构包括对称设置的两个固定桩以及对称设置的电动推杆A和电动推杆B，所述电动推杆A、电动推杆B的伸缩杆分别通过连接板固定连接有伺服电机A、伺服电机B，所述伺服电机A、伺服电机B的输出轴分别固定连接有呈水平状态的前直角杆、后直角杆，所述前直角杆与后直角杆的高度一致，所述前直角杆、后直角杆的直角边上分别设有前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片，所述前硅橡胶垫片、后硅橡胶垫片内分别固定设有微型压力传感器A、微型压力传感器B；所述微型压力传感器A、微型压力传感器B均与控制器的输入端电连接，所述电动推杆A、电动推杆B、伺服电机A及伺服电机B均与PLC控制器的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述工作台上设有通孔，两个所述固定桩对称设置在通孔两侧，所述电动推杆A、电动推杆B对称设置在通孔的两侧，两所述固定桩位于电动推杆A和电动推杆B之间，所述工作台的下方设有培养皿输送结构，所述培养皿输送结构与PLC控制器的输出端电连接。

3.根据权利要求2所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述培养皿输送结构包括若干筒状体，若干所述筒状体的下端均固定在固定盘上，若干所述筒状体内均固定设有电动推杆C，所述电动推杆C的伸缩杆端部竖直向上固定连接有托盘，所述托盘上自下而上依次叠放有若干空培养皿；若干所述电动推杆C均与PLC控制器的输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述培养皿输送结构还连接有转动结构，所述固定盘固定连接转动结构；所述转动结构与PLC控制器的输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述转动结构包括伺服电机C，所述伺服电机C的输出轴上固定设有轴套，所述轴套固定连接固定盘；所述伺服电机C与PLC控制器的输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述工作台上还设有培养皿推送结构，所述培养皿推送结构包括电动推杆D，所述电动推杆D的伸缩杆端部固定连接有圆弧板，所述圆弧板的中心线与两固定桩之间的中心线一致，所述圆弧板两端之间的距离小于两固定桩之间的距离；所述电动推杆D与PLC控制器的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的培养皿开盖装置，其特征在于：所述圆弧板的内圆弧两端均固定设有圆弧桩。

8.根据权利要求1所述的培养皿开盖装置，其特征在于：两所述固定桩上均设有弧形凸面，两所述弧形凸面均位于通孔的圆周处。