CN111073808B - 微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法 - Google Patents

微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微生物检测设备技术领域，公开了一种微生物检测培养皿涂布装置，包括底座上设置的涂布棒架、Y轴立座，所述Y轴立座上设置Y轴导轨，在Y轴导轨上设置固定架，所述固定架在Y轴导轨上移动，所述固定架上设置Z轴导轨，所述Z轴导轨上设置涂布棒安装座，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上移动，所述涂布棒安装座下方设置涂布棒取放杆，所述涂布棒架设置在Y轴导轨的下方，所述底座上设置X轴导轨，所述涂布棒架设置在X轴导轨上，所述涂布装置设置于培养皿传送单元一侧。本发明还公开了涂布控制方法。本发明对培养皿传送单元传送过程中的培养皿进行自动涂布操作，提高涂布效率和涂布质量。

Description

微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法
技术领域
本发明涉及微生物检测设备技术领域，尤其涉及一种微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法。
背景技术
市面上出售的包装食品在上市之前都需第三方检测机构对其中所含微生物含量进行检测，在检测过程中需要先将样品稀释液取少量涂抹到培养皿内的培养基上，以便于将样品内的微生物在培养基上培养成菌落，方便观察计算样品的微生物含量。
现有涂布技术是人手拿着一个涂布棒在培养皿内搅动，将样品液涂抹到培养皿上每个位置。
由于人工操作随机性和不确定性比较强，使各培养皿中的样品液涂抹过程不可控，均匀性和一致性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法，对培养皿传送单元传送过程中的培养皿进行自动涂布操作，提高涂布效率和涂布质量。
本发明采取的技术方案是：
一种微生物检测培养皿涂布装置，其特征是，包括底座上设置的涂布棒架、Y轴立座，所述Y轴立座上设置Y轴导轨，在Y轴导轨上设置固定架，所述固定架在Y轴导轨上移动，所述固定架上设置Z轴导轨，所述Z轴导轨上设置涂布棒安装座，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上移动，所述涂布棒安装座下方设置涂布棒取放杆，所述涂布棒架设置在Y轴导轨的下方，所述底座上设置X轴导轨，所述涂布棒架设置在X轴导轨上，所述涂布装置设置于培养皿传送单元一侧，所述固定架在Y轴导轨上位移，所述涂布棒架在X轴上位移，使涂布棒取放杆定位至涂布棒架，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上位移，使涂布棒取放杆从涂布棒架上取下涂布棒，固定架将涂布棒送至培养皿传送单元，并将涂布棒配合至培养皿的培养基上，驱动固定架与培养皿传送单元，使涂布棒与培养基相对运动实现涂布。
进一步，所述涂布棒取放杆包括固定在涂布安装座上的导向杆，导向杆中空，导向杆内插设推杆，推杆上方固定在固定架上，在导向杆的下方设置涂布棒夹持单元，导向杆下方的通孔用于插入涂布棒，所述涂布棒夹持单元将涂布棒固定在导向杆下方，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上向上位移时，所述推杆将涂布棒从涂布棒夹持单元上顶出导向杆。
进一步，所述涂布棒夹持单元包括套设在导向杆上的夹持套，夹持套中设置弹珠，所述导向杆上开有横向贯穿孔，所述弹珠端部顶入至横向贯穿孔内，所述弹珠与涂布棒上端的凹槽配合，将涂布棒固定在导向杆内。
进一步，所述涂布棒架包括定位架和涂布棒盘，所述涂布棒盘固定在定位架内，所述涂布棒盘上设置阵列槽，涂布棒设置在阵列槽内。
进一步，所述涂布棒包括柱状头部和圆盘状底部，所述柱状头部上端设置凹槽，所述圆盘状底部设置星状凸棱，所述圆盘状底部中间开叠放孔，所述叠放孔的直径大于柱状头部的直径。
进一步，所述柱状头部和圆盘状底部之间的形成轴肩，在轴肩上形成星状隔片。
进一步，所述星状凸棱为四个凸棱呈十字形排列，所述星状隔片为四个隔片呈十字形排列。
一种微生物检测培养皿涂布控制方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）控制单元根据培养皿传送单元的位置信息，控制X轴导轨运动，使涂布棒架上涂布棒位于预定位置；
（2）控制Y轴导轨，使固定架移动至涂布棒架位置；
（3）控制Z轴导轨，使涂布棒安装座下移，涂布棒安装座上的涂布棒取放杆从涂布棒架上取下一个涂布棒，并提升一定高度；
（4）控制Y轴导轨，使涂布棒移动至培养皿传送单元的培养皿上方；
（5）控制Z轴导轨，使涂布棒下降，与培养皿中的培养基压合；
（6）同时控制Y轴导轨和培养皿传送单元的运动，使涂布棒在培养基上移动，将培养基上的样品溶液涂抹均匀；
（7）涂沫完成后，控制Z轴导轨和Y轴导轨，使涂布棒移动至丢弃位置丢弃；
（8）培养皿传送单元更换下一个培养皿，重复步骤（2）直至完成所有培养皿的涂布操作。
进一步，所述步骤（7）中，涂布棒移动至丢弃位置后，涂布棒安装座向上移动，推杆从涂布棒导向杆中向下伸入，将涂布棒顶出。
进一步，在所述X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨都通过位置传感器实现运动定位，所述位置传感器连接至控制单元，所述控制单元根据位置传感器的信号控制X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨的定位。
本发明的有益效果是：
（1）通过机械臂自动取涂布棒然后自动在培养皿内进行涂布，解放人工；
（2）涂布棒结构和取放头结构使涂布过程和涂布质量均得到有效提高。
附图说明
附图1是本发明的总体立体结构示意图；
附图2是涂布棒架布置部分涂布棒后的局部结构示意图；
附图3是涂布棒被夹持时的剖视结构示意图；
附图4是涂布棒的立体结构示意图；
附图5是涂布棒叠放时的剖视结构示意图。
附图中的标号分别为：
1. 培养皿传送单元； 2. 培养皿；
3. 底座； 4. Y轴立座；
5. X轴导轨； 6. 定位架；
7. 涂布棒盘； 8. 阵列槽；
9. 涂布棒； 10. Y轴导轨；
11. 固定架； 12. Z轴导轨；
13. 涂布棒安装座； 14. 导向杆；
15. 推杆； 16. 夹持套；
17. 弹珠； 18. 柱状头部；
19. 圆盘状底部； 20. 凹槽；
21. 星状凸棱； 22. 叠放孔；
23. 轴肩； 24. 星状隔片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明微生物检测培养皿涂布装置及涂布控制方法的具体实施方式作详细说明。
参见附图1，微生物检测培养皿涂布装置位于培养皿传送单元1的一侧，培养皿2在传送过程中，对培养皿2进行开盖、样品加液、涂布、合盖等操作。涂布操作就是其中一个环节。
参见附图1、2，涂布装置包括底座3上设置的涂布棒架和Y轴立座4。涂布棒架设置在Y轴立座4的一侧下方，底座3上设置X轴导轨5，涂布棒架设置在X轴导轨5上。涂布棒架包括定位架6和涂布棒盘7，涂布棒盘7固定在定位架6内，涂布棒盘7上设置阵列槽8，阵列槽8内用于涂布棒9的布置。阵列槽8按长方形间隔布置，每个槽内孔都跟涂布棒9的外径相匹配。
涂布棒架通过底座3上安装的电机和同步带轮配合实现水平方向的运动，以适应Y轴立座上Y轴导轨10的运动，方便取放涂布棒9。
Y轴立座4上设置Y轴导轨10，Y轴立座4可安装在底座3上或者固定在其它部位。Y轴导轨10呈现水平布置，与培养皿2传送方向垂直，Y轴导轨10的前端伸入至培养皿传送单元1的上方，在Y轴导轨10上设置固定架11，固定架11在Y轴导轨10上移动，在Y轴导轨10一端的Y轴立座4上设置驱动电机，另一端设置皮带轮，固定架11上设置同步带，驱动电机驱动皮带轮，使固定架11在Y轴导轨10上移动。
固定架11上设置Z轴导轨12，Z轴导轨12上设置涂布棒安装座13，涂布棒安装座13在Z轴导轨12上移动。Z轴导轨12的下端位置上设置驱动电机，上端设置皮带轮，涂布棒安装座13上设置同步带，驱动电机驱动皮带轮，使涂布棒安装座13在Y轴导轨10上竖直移动。
涂布棒安装座13下方设置涂布棒取放杆，涂布棒取放杆包括固定在涂布安装座上的导向杆14，导向杆14中空，导向杆14内插设推杆15，推杆15上方固定在固定架11上，在导向杆14的下方设置涂布棒夹持单元，导向杆14下方的通孔用于插入涂布棒9，涂布棒夹持单元将涂布棒9固定在导向杆14下方，涂布棒安装座13在Z轴导轨12上向上位移时，推杆15将涂布棒9从涂布棒夹持单元上顶出导向杆14。
参见附图3，涂布棒夹持单元包括套设在导向杆14上的夹持套16，夹持套16中设置弹珠17，导向杆14上开有横向贯穿孔，弹珠17端部顶入至横向贯穿孔内，弹珠17与涂布棒9上端的凹槽20配合，将涂布棒9固定在导向杆14内。
参见附图4，涂布棒9包括柱状头部18和圆盘状底部19，柱状头部18上端设置凹槽20，圆盘状底部19设置星状凸棱21，圆盘状底部19中间开叠放孔22，叠放孔22的直径大于柱状头部18的直径。柱状头部18和圆盘状底部19之间的形成轴肩23，在轴肩23上形成星状隔片24。星状凸棱21为四个凸棱呈十字形排列，星状隔片24为四个隔片呈十字形排列。
参见附图5，当两个涂布棒9叠放在一起时，上方的涂布棒9的叠放孔22插入下方涂布棒9的柱状头部18内，上方涂布棒9的底部与星状隔片24接触，以减少两个涂布棒9叠放时的接触面积，避免取上面的涂布棒9时会带起下面的涂布棒9。
当涂布棒夹持单元导向杆14上的夹持套16向下套取涂布棒9时，下方的涂布棒9插入至导向杆14的下方通孔内时，将贯穿孔内两侧的弹珠17向外顶开，使涂布棒9顶端的柱状头部18的凹槽20卡住在两侧的弹珠17内。当涂布棒安装座13向上移动时，导向杆14内的推杆15顶向涂布棒9，涂布棒9的头部受到推力后，从两侧的弹珠17内脱离，最后从导向杆14下方离开。
固定架11在Y轴导轨10上位移，涂布棒架在X轴上位移，使涂布棒取放杆定位至涂布棒架，涂布棒安装座13在Z轴导轨12上位移，使涂布棒取放杆从涂布棒架上取下涂布棒9，固定架11将涂布棒9送至培养皿传送单元1，并将涂布棒9配合至培养皿2的培养基上，驱动固定架11与培养皿传送单元1，使涂布棒9与培养基相对运动实现涂布。
具体的微生物检测培养皿2涂布控制方法，步骤如下：
（1）控制单元根据培养皿传送单元1的位置信息，控制X轴导轨5运动，使涂布棒架上涂布棒9位于预定位置；
（2）控制Y轴导轨10，使固定架11移动至涂布棒架位置；
（3）控制Z轴导轨12，使涂布棒安装座13下移，涂布棒安装座13上的涂布棒取放杆从涂布棒架上取下一个涂布棒9，并提升一定高度；
（4）控制Y轴导轨10，使涂布棒9移动至培养皿传送单元1的培养皿2上方；
（5）控制Z轴导轨12，使涂布棒9下降，与培养皿2中的培养基压合；
（6）同时控制Y轴导轨10和培养皿传送单元1的运动，使涂布棒9在培养基上移动，将培养基上的样品溶液涂抹均匀；
（7）涂沫完成后，控制Z轴导轨12和Y轴导轨10，使涂布棒9移动至丢弃位置丢弃；
（8）培养皿传送单元1更换下一个培养皿2，重复步骤（2）直至完成所有培养皿2的涂布操作。
对X轴导轨5、Y轴导轨10以及Z轴导轨12的运动控制，可通过设置在导轨运动文件或侧边位置的传感器实现运动定位，位置传感器连接至控制单元，控制单元根据位置传感器的信号控制X轴导轨5、Y轴导轨10和Z轴导轨12的定位。
涂布过程通过Y轴导轨10以及培养皿传送单元1的运动，由于两者的运动方向相互垂直，因此，两者运动的结合可实现画圆的运动结果。具体实施时，还可通过转动涂布棒9或转动培养皿2的方式进行涂布。
以上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 (9)

1.一种微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：包括底座上设置的涂布棒架、Y轴立座，所述Y轴立座上设置Y轴导轨，在Y轴导轨上设置固定架，所述固定架在Y轴导轨上移动，所述固定架上设置Z轴导轨，所述Z轴导轨上设置涂布棒安装座，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上移动，所述涂布棒安装座下方设置涂布棒取放杆，所述涂布棒架设置在Y轴导轨的下方，所述底座上设置X轴导轨，所述涂布棒架设置在X轴导轨上，所述涂布装置设置于培养皿传送单元一侧，所述固定架在Y轴导轨上位移，所述涂布棒架在X轴上位移，使涂布棒取放杆定位至涂布棒架，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上位移，使涂布棒取放杆从涂布棒架上取下涂布棒，固定架将涂布棒送至培养皿传送单元，并将涂布棒配合至培养皿的培养基上，驱动固定架与培养皿传送单元，使涂布棒与培养基相对运动实现涂布，所述涂布棒包括柱状头部和圆盘状底部，所述柱状头部上端设置凹槽，所述圆盘状底部设置星状凸棱，所述圆盘状底部中间开叠放孔，所述叠放孔的直径大于柱状头部的直径。
2.根据权利要求1所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：所述涂布棒取放杆包括固定在涂布安装座上的导向杆，导向杆中空，导向杆内插设推杆，推杆上方固定在固定架上，在导向杆的下方设置涂布棒夹持单元，导向杆下方的通孔用于插入涂布棒，所述涂布棒夹持单元将涂布棒固定在导向杆下方，所述涂布棒安装座在Z轴导轨上向上位移时，所述推杆将涂布棒从涂布棒夹持单元上顶出导向杆。
3.根据权利要求2所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：所述涂布棒夹持单元包括套设在导向杆上的夹持套，夹持套中设置弹珠，所述导向杆上开有横向贯穿孔，所述弹珠端部顶入至横向贯穿孔内，所述弹珠与涂布棒上端的凹槽配合，将涂布棒固定在导向杆内。
4.根据权利要求1所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：所述涂布棒架包括定位架和涂布棒盘，所述涂布棒盘固定在定位架内，所述涂布棒盘上设置阵列槽，涂布棒设置在阵列槽内。
5.根据权利要求1所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：所述柱状头部和圆盘状底部之间形成轴肩，在轴肩上形成星状隔片。
6.根据权利要求1所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于：所述星状凸棱为四个凸棱呈十字形排列，所述星状隔片为四个隔片呈十字形排列。
7.一种微生物检测培养皿涂布控制方法，应用如权利要求1至6中任一项所述的微生物检测培养皿涂布装置，其特征在于，包括如下步骤：
（1）控制单元根据培养皿传送单元的位置信息，控制X轴导轨运动，使涂布棒架上涂布棒位于预定位置；
（2）控制Y轴导轨，使固定架移动至涂布棒架位置；
（3）控制Z轴导轨，使涂布棒安装座下移，涂布棒安装座上的涂布棒取放杆从涂布棒架上取下一个涂布棒，并提升一定高度；
（4）控制Y轴导轨，使涂布棒移动至培养皿传送单元的培养皿上方；
（5）控制Z轴导轨，使涂布棒下降，与培养皿中的培养基压合；
（6）同时控制Y轴导轨和培养皿传送单元的运动，使涂布棒在培养基上移动，将培养基上的样品溶液涂抹均匀；
（7）涂沫完成后，控制Z轴导轨和Y轴导轨，使涂布棒移动至丢弃位置丢弃；
（8）培养皿传送单元更换下一个培养皿，重复步骤（2）直至完成所有培养皿的涂布操作。
8.根据权利要求7所述的微生物检测培养皿涂布控制方法，其特征在于：所述步骤（7）中，涂布棒移动至丢弃位置后，涂布棒安装座向上移动，推杆从涂布棒导向杆中向下伸入，将涂布棒顶出。
9.根据权利要求7所述的微生物检测培养皿涂布控制方法，其特征在于：所述X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨都通过位置传感器实现运动定位，所述位置传感器连接至控制单元，所述控制单元根据位置传感器的信号控制X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨的定位。
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