CN111871286B - 一种可旋转调速多用振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可旋转调速多用振荡器，属于生物医药实验设备技术领域，包括箱体，安装在箱体正面的推拉门，安装在箱体背面的换热器，换热器片嵌入在箱体内部，在箱体内部安装固定机架，在固定机架上安装设置若干试管卡扣和试管插接孔的静置托板，在固定机架的一侧设置晃动、旋转机构，并在晃动、旋转机构上设置圆盘试管架，圆盘试管架中设置若干个可适应试管夹，在箱体内设置温度传感器和控制盒，换热器、晃动、旋转机构和温度传感器电性连接控制盒内的PCB线路板，PCB线路板通过电源线外接220V市电。本振荡器集控温、晃动振荡、转动功能于一体，静置托板和圆盘试管架可适用多种型号试管，体积紧凑，使用方便且控温调速精度高。

Description

一种可旋转调速多用振荡器

技术领域

本发明涉及生物医药实验设备技术领域，尤其涉及一种带有旋转和振动且可精确控温的可旋转调速多用振荡器。

背景技术

在生物技术研究中，需要将试管用于少量试剂的反应容器，利用试管盛放试剂对某些物质作特定温度下的处理，如加热恒温对某些生物进行培养、加热蒸发及加热加快反应速度等，现有技术中常利用恒温箱、电烤箱、微波炉或水浴槽作为实验设备进行处理，这在使用中存在使用不方便、控温不精确、对试管固定不牢等缺陷，对实验结果造成了影响。此外，某些实验过程中还需要对试管内试剂进行搅拌或振荡操作，现有的实验设备无法同时提供这些功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构可靠、体积紧凑、使用方便且控温精确度高的可旋转调速多用振荡器，该振荡器集振荡、控温、转动功能于一体，控温、振荡及转动功能可同时进行，并且振荡和转动可实现精确调速，可适用各种型号试管，使用范围广泛。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种可旋转调速多用振荡器，包括箱体、换热器、控制盒、固定机架、静置托板、圆盘试管架、晃动机构、旋转机构、温度传感器、推拉门，推拉门安装在箱体的正面，换热器安装在箱体背面的安装位上，在安装位处开设过孔，换热器的换热器片穿过过孔设置在箱体内部，固定机架固定安装在箱体内部，静置托板安装在固定机架的顶部，静置托板上设置若干试管卡扣和试管插接孔，晃动机构安装在固定机架的一侧，旋转机构与晃动机构固定联接，圆盘试管架传动设置在旋转机构上，圆盘试管架中设置若干个可适应试管夹，温度传感器设置在箱体内，控制盒固定安装在箱体内侧的安装位上，换热器、晃动机构、旋转机构和温度传感器均通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，PCB线路板通过电源线外接220V市电。

作为本发明的一种改进， 所述晃动机构包括固定块、气缸、U形叉、连杆、转轴、轴套、轴承盖、挡盘，固定块安装在固定机架的底部，气缸的端部安装在固定块中，气缸的活塞杆端部通过U形叉可转动连接连杆的一端，连杆的另一端固定安装在旋转机构中的安装支架底部，转轴固定安装在安装支架的端部，在固定机架的一侧端部开设套接孔，轴套安装在套接孔中，转轴的两端通过轴承套接进轴套中，并在转轴端部位于固定机架的两侧分别安装轴承盖和挡盘以对转轴和固定机架进行定位，气缸通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，打开气缸伸缩其活塞杆以带动连杆使得安装支架在固定机架侧晃动。

作为本发明的一种改进， 所述旋转机构包括电机、电机箱体、电机带轮、从动带轮、同步带、旋转轴、支撑架、联轴器、主轴，电机套接安装在电机箱体上，电机箱体安装在支撑架顶部的安装位上，电机的转动轴穿过位于电机箱体中部的轴孔而伸出至支撑架的底部，电机带轮固定套接在位于支撑架底部的电机转动轴上，电机带轮可随电机转动轴转动，在支撑架上位于电机带轮的一侧开设从动带轮安装位，从动带轮安装在从动带轮安装位上，电机带轮与从动带轮通过同步带传动连接，在从动带轮中固定套接旋转轴，安装支架和支撑架固定安装在联轴器的上下两端，在安装支架和支撑架上设有与联轴器同心的旋转轴套，旋转轴向上穿过支撑架的旋转轴套插接进联轴器中，主轴的一端插接进联轴器中，另一端穿过安装支架上的旋转轴套而凸出于安装支架之上，圆盘试管架固定套接在位于安装支架之上的主轴中，电机通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，启动电机通过同步带带动旋转轴转动而使得圆盘试管架旋转。

作为本发明的一种改进， 所述PCB线路板上设有控制器、电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块均与控制器相连，电源模块连接控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，换热器和温度传感器连接控温模块，气缸连接气缸控制模块，电机连接电机控制模块，电源模块通过电源线外接220V市电。

作为本发明的一种改进， 所述静置托板分为试管卡扣侧和试管插接孔侧两部分，在试管卡扣侧上并排设置多排软质材料制成的试管卡扣，每排中的试管卡扣均匀分布，试管插接孔侧上并排设置多排试管插接孔，由前往后的各排试管插接孔的孔径由小变大，以便于放置不同管径的试管。

作为本发明的一种改进， 所述圆盘试管架的数量为2-5个，所有圆盘试管架竖直并排套接在旋转轴中，在每个圆盘试管架上开设一圈套接口，在每个套接口中设置用于夹紧不同管径试管的可适应试管夹。

作为本发明的一种改进， 所述换热器的温度调节范围是0-150℃，温度传感器的测温精确度为±0.5℃。

作为本发明的一种改进， 所述控制盒外接有显示屏、急停按钮、指示灯、温度调节旋钮、气缸开关、气缸速率调节旋钮、电机开关和电机速率调节旋钮，急停按钮和指示灯设置在推拉门的一侧箱体壁上，显示屏、温度调节旋钮、气缸开关、气缸速率调节旋钮、电机开关和电机速率调节旋钮设置在推拉门的另一侧箱体壁上，显示屏连接控制器，急停按钮、指示灯连接电源模块，温度调节旋钮连接控温模块，气缸开关、气缸速率调节旋钮连接气缸控制模块，电机开关和电机速率调节旋钮连接电机控制模块。

作为本发明的一种改进， 所述试管卡扣采用U形橡胶卡扣，所述可适应试管夹采用两个圆弧形弹性橡胶套环组合而成。

作为本发明的一种改进， 所述旋转轴采用花键轴，在花键轴与支撑架之间设有花键轴外箱体，花键轴套接在花键轴外箱体中。

相对于现有技术，本发明所提出的振荡器整体结构设计巧妙，结构合理稳定，体积紧凑，通过使用共用固定机架的结构设计，利用静置托板、气缸伸缩传动及电机转动实现了试管静置、旋转及晃动的功能三合一，并且旋转/晃动的速率可精确控制，同时通过换热器及温度传感器精确控制箱体内部温度，且在显示屏中可同步实时显示时间、温度、气缸速度和电机转速，清晰直观，所有参数一目了然，使用方便。此外，通过在静置托板设置多排试管卡扣和试管插接孔以及在多个圆盘试管架中设置若干个可适应试管夹，大大提高了振荡器的试管适用通用性。

附图说明

图1为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器结构示意图；

图2为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中换热器结构示意图；

图3为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中换热器片的结构示意图；

图4为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中静置托板与圆盘试管架的位置示意图；

图5为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中静置托板、固定机架的结构示意图；

图6为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中静置托板、晃动机构、旋转机构的结构示意图；

图7为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中晃动机构的结构示意图一；

图8为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中晃动机构的结构示意图二；

图9为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中旋转机构的结构示意图一；

图10为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中旋转机构的结构示意图二；

图11为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中旋转机构的结构示意图三；

图12为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中圆盘试管架的结构示意图；

图13为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中可适应试管夹的结构示意图；

图14为本发明优选实施例的可旋转调速多用振荡器中箱体正面结构示意图。

图中：1-箱体，2-推拉门，3-换热器，4-圆盘试管架，5-换热器片，6-静置托板，7-试管卡扣，8-试管插接孔，9-固定机架，10-横梁，11-固定块，12-气缸，13- U形叉，14-连杆，15-转轴，16-安装支架，17-轴承盖，18-挡盘，19-电机，20-电机箱体，21-电机带轮，22-从动带轮，23-同步带，24-支撑架，25-联轴器，26-旋转轴，27-主轴，28-花键轴外箱体，29-可适应试管夹，30-圆弧形弹性橡胶套环甲，31-圆弧形弹性橡胶套环乙，32-急停按钮，33-指示灯，34-温度调节旋钮，35-显示屏，36-气缸速率调节旋钮，37-气缸开关，38-电机速率调节旋钮，39-电机开关。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

如图1-5所示，一种可旋转调速多用振荡器，包括不锈钢箱体1、安装在箱体1背面安装位上的换热器3、安装在箱体1正面的推拉门2、安装在箱体1内部的固定机架9、静置托板6、圆盘试管架4、晃动机构、旋转机构、温度传感器和控制盒，推拉门2与设置在箱体1壁的轨道之间设有密封条，可有效避免推拉门2紧闭后箱体1内外空气对流。在箱体1背面安装位处开设过孔，换热器3的换热器片5穿过过孔嵌入到箱体1内部，通过换热器片5调整箱体1内部的温度，换热器片5的安装位置以及箱体1的特殊结构形状可实现箱体1内部的强制式空气对流设计，确保箱体1内温度均匀。固定机架9采用U型槽钢制作而成，在固定机架9的两侧壁上开设安装孔，在箱体1内壁上凸出设置支撑柱，将支撑柱插接到安装孔中从而将固定机架9固定安装在箱体1内部。在固定机架9的顶部设置一对横梁10，静置托板6焊接安装在横梁10之上。静置托板6采用易导热材质制作而成，可有效将换热器片5散发出的冷热气体快速传递至试管中，以提高温度传递效率。并为了提高箱体1的保温效果，在箱体1的内壁中铺设一层保温棉，保温棉可有效减少进入箱体1内的冷热气体的快速散发。所述静置托板6分为试管卡扣7侧和试管插接孔8侧两部分，在试管卡扣7侧上并排设置多排软质材料制成的试管卡扣7，每排中的试管卡扣7均匀分布，试管卡扣7采用U形橡胶卡扣，使用时可将试管卡设在相邻的试管卡扣7中进行固定放置；试管插接孔8侧上并排设置多排试管插接孔8，由前往后的各排试管插接孔8的孔径由小变大，以便于放置不同管径的试管，使用时直接根据试管的管径将试管插进对应孔径的试管插接孔8中进行套接固定放置。静置托板6上的试管卡扣7和试管插接孔8适用于放置不需要旋转搅拌或晃动振荡的试管。

另外，如图6所示，在固定机架9的一侧安装晃动机构和旋转机构，旋转机构与晃动机构固定联接，圆盘试管架4传动设置在旋转机构上，圆盘试管架4中设置若干个可适应试管夹29，使用时将试管插入可适应试管夹29中进行紧固夹紧，从而在圆盘试管架4旋转或晃动时，试管在可适应试管夹29中不发生晃动脱落的现象。温度传感器设置在箱体1内，用于实时监测箱体1内部的温度，以便于对试管温度进行精确控制。在箱体1内侧的安装槽位上固定安装控制盒，换热器3、晃动机构、旋转机构和温度传感器均通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，PCB线路板通过电源线外接220V市电。

优选地，如图7和8所示，所述晃动机构包括固定块11、气缸12、U形叉13、连杆14、转轴15、轴套、轴承盖17、挡盘18，固定块11安装在固定机架9的底部，气缸12的端部固定安装在固定块11中，气缸12吊挂在固定机架9的底部，气缸12的活塞杆端部通过U形叉13和螺杆可转动连接连杆14的一端，U形叉13的头部设有螺纹盲孔，气缸12活塞杆的端部设置外螺纹，U形叉13的头部螺纹装配在气缸12活塞杆的端部，U形叉13的尾部设置套接孔，连杆14的端部插入U形叉13的U形插槽中后利用螺杆和螺母将连杆14与U形叉13固定装配起来。连杆14的另一端固定安装在旋转机构中的安装支架16底部，具体是将连杆14一体成型设置在安装支架16的底部，并且连杆14与安装支架16相互垂直。在安装支架16的端部固定安装转轴15，并在固定机架9的一侧端部开设套接孔，轴套安装在套接孔中，转轴15的两端通过轴承套接进轴套中，并在转轴15端部位于固定机架9的两侧分别安装轴承盖17和挡盘18以对转轴15和固定机架9进行定位。气缸12通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，打开气缸12伸缩其活塞杆以带动连杆14使得安装支架16在固定机架9侧晃动，以固定机架9作为支撑点，利用气缸12作为晃动整个旋转机构的动力源，使得安装支架16通过转轴15在固定机架9的套接孔中转动，从而达到晃动振荡圆盘试管架4的目的。

进一步优选地，如图9-11所示，所述的旋转机构包括电机19、电机箱体20、电机带轮21、从动带轮22、同步带23、旋转轴26、支撑架24、联轴器25、主轴27，电机19套接安装在电机箱体20上，电机箱体20对电机19具有支撑和固定作用，电机箱体20安装在支撑架24左侧顶部的安装位上，电机19的转动轴穿过位于电机箱体20中部的轴孔而伸出至支撑架24的底部，电机带轮21固定套接在位于支撑架24底部的电机19转动轴上，电机带轮21可随电机19转动轴转动，在支撑架24右侧位于电机带轮21的一侧开设从动带轮22安装位，从动带轮22安装在从动带轮22安装位上，电机带轮21与从动带轮22通过同步带23传动连接，同步带23的内侧上设有能与电机带轮21和从动带轮22上的齿轮相啮合的齿轮，可有效避免同步带23发生打滑现象。在从动带轮22中固定套接旋转轴26， 安装支架16和支撑架24固定安装在联轴器25的上下两端，在安装支架16和支撑架24上设有与联轴器25同心的旋转轴套，旋转轴26向上穿过支撑架24的旋转轴套插接进联轴器25中。所述旋转轴26采用花键轴，在花键轴与支撑架24之间设有花键轴外箱体28，花键轴套接在花键轴外箱体28中。主轴27的一端插接进联轴器25中，主轴27的另一端穿过安装支架16上的旋转轴套而凸出于安装支架16之上，圆盘试管架4固定套接在位于安装支架16之上的主轴27中，电机19通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，启动电机19通过同步带23带动旋转轴26转动而使得圆盘试管架4随主轴27旋转。

更进一步优选地，如图11-13所示，所述圆盘试管架4的数量为3个，所有圆盘试管架4竖直并排套接在旋转轴26中，在每个圆盘试管架4上开设一圈10个等间隔的套接口，在每个套接口中设置用于夹紧不同管径试管的可适应试管夹29。所述可适应试管夹29采用两个圆弧形弹性橡胶套环组合而成，两个弹性橡胶套环在套接口中向下延伸一段，这样可以更加紧密地将放置在弹性橡胶套环中的试管夹紧，防止在旋转搅拌或晃动振荡时试管发生脱落。

更进一步优选地，所述PCB线路板上设有控制器、电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块均与控制器相连，控制器可对各模块进行集中控制，通过对控制器进行功能扩展，可根据需要实现远程操控。电源模块连接控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，电源模块通过电源线外接220V市电，通过电源模块对振荡器的整个电气系统进行供电。换热器3和温度传感器连接控温模块，换热器3的温度调节范围是0-150℃，任意可调，达到预设温度时自动保持，温度调节范围广，适用于大部分的生化实验研究。控温模块采用PID温度调节方式，其控温精度为±0.1℃，温度波动度为±0.5℃，温度传感器采用PT100温度传感器，其测温精确度为±0.5℃。气缸12连接气缸控制模块，由气缸控制模块对气缸12实行启停、调速控制。电机19采用免维护的无刷直流电机，其转速可实现无级调节，电机19连接电机控制模块，由电机控制模块对电机19实行启停、调速控制。

此外，如图14所示，所述控制盒外接有显示屏35、急停按钮32、指示灯33、温度调节旋钮34、气缸开关37、气缸速率调节旋钮36、电机开关39和电机速率调节旋钮38，急停按钮32、指示灯33连接电源模块，急停按钮32和指示灯33设置在推拉门的一侧箱体壁上，当出现紧急情况时可通过急停按钮32一键停止振荡器工作，指示灯33用于指示振荡器的工作状态。显示屏35、温度调节旋钮34、气缸开关37、气缸速率调节旋钮36、电机开关39和电机速率调节旋钮38设置在推拉门的另一侧箱体壁上。显示屏35连接控制器，在显示屏35中可同步实时显示时间、温度、气缸速度和电机转速，清晰直观，所有参数一目了然。温度调节旋钮34连接控温模块，气缸开关37、气缸速率调节旋钮36连接气缸控制模块，电机开关39和电机速率调节旋钮38连接电机控制模块。

使用时，将不需要旋转搅拌或晃动振荡的试管放置在静置托板上，具体可以根据需要竖直插接在试管插接孔中，亦或卡设进试管卡扣中，再将需要旋转/晃动的试管从上往下放在可适应试管夹中，由于两个圆弧形弹性橡胶套环的挤压作用将试管给卡死，从而保证其在运动过程中部会脱落。在放置好试管后，拉动推拉门以闭合密封箱体，转动温度调节旋钮预设箱体内所要达到的温度值，换热器开始工作。然后再分别按下气缸开关，打开气缸，此时气缸会伸缩其活塞杆从而带动连杆和安装支架晃动，进而使得固定机架右侧的三个圆盘试管架开始晃动，同时根据需要旋转气缸速率调节旋钮可调节气缸的速率。再按下电机开关，电机开始工作，通过同步带带动旋转轴转动，使得圆盘试管架也开始旋转，并通过电机速率调节旋钮也可调节电机的转速。振荡器工作过程中，显示屏中同时显示时间、温度、气缸及电机的状态参数。从而就实现了既旋转搅拌又晃动振荡的功能，同时还能够保证旋转/晃动的速率精确控制。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可旋转调速多用振荡器，其特征在于：包括箱体、换热器、控制盒、固定机架、静置托板、圆盘试管架、晃动机构、旋转机构、温度传感器、推拉门，推拉门安装在箱体的正面，换热器安装在箱体背面的安装位上，在安装位处开设过孔，换热器的换热器片穿过过孔嵌入设置在箱体内部，固定机架固定安装在箱体内部，静置托板安装在固定机架的顶部，静置托板上设置若干试管卡扣和试管插接孔，晃动机构安装在固定机架的一侧，旋转机构与晃动机构固定联接，圆盘试管架传动设置在旋转机构上，圆盘试管架中设置若干个可适应试管夹，温度传感器设置在箱体内，控制盒固定安装在箱体内侧的安装位上，换热器、晃动机构、旋转机构和温度传感器均通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，PCB线路板通过电源线外接220V市电；

所述晃动机构包括固定块、气缸、U形叉、连杆、转轴、轴套、轴承盖、挡盘，固定块安装在固定机架的底部，气缸的端部安装在固定块中，气缸的活塞杆端部通过U形叉可转动连接连杆的一端，连杆的另一端固定安装在旋转机构中的安装支架底部，转轴固定安装在安装支架的端部，在固定机架的一侧端部开设套接孔，轴套安装在套接孔中，转轴的两端通过轴承套接进轴套中，并在转轴端部位于固定机架的两侧分别安装轴承盖和挡盘以对转轴和固定机架进行定位，气缸通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，打开气缸伸缩其活塞杆以带动连杆使得安装支架在固定机架侧晃动；

所述旋转机构包括电机、电机箱体、电机带轮、从动带轮、同步带、旋转轴、支撑架、联轴器、主轴，电机套接安装在电机箱体上，电机箱体安装在支撑架顶部的安装位上，电机的转动轴穿过位于电机箱体中部的轴孔而伸出至支撑架的底部，电机带轮固定套接在位于支撑架底部的电机转动轴上，电机带轮可随电机转动轴转动，在支撑架上位于电机带轮的一侧开设从动带轮安装位，从动带轮安装在从动带轮安装位上，电机带轮与从动带轮通过同步带传动连接，在从动带轮中固定套接旋转轴，安装支架和支撑架固定安装在联轴器的上下两端，在安装支架和支撑架上设有与联轴器同心的旋转轴套，旋转轴向上穿过支撑架的旋转轴套插接进联轴器中，主轴的一端插接进联轴器中，另一端穿过安装支架上的旋转轴套而凸出于安装支架之上，圆盘试管架固定套接在位于安装支架之上的主轴中，电机通过导线电性连接控制盒内的PCB线路板，启动电机通过同步带带动旋转轴转动而使得圆盘试管架旋转；

所述旋转轴采用花键轴，在花键轴与支撑架之间设有花键轴外箱体，花键轴套接在花键轴外箱体中；

所述PCB线路板上设有控制器、电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，电源模块、控温模块、气缸控制模块、电机控制模块均与控制器相连，电源模块连接控温模块、气缸控制模块、电机控制模块，换热器和温度传感器连接控温模块，气缸连接气缸控制模块，电机连接电机控制模块，电源模块通过电源线外接220V市电；

所述控制盒外接有显示屏、急停按钮、指示灯、温度调节旋钮、气缸开关、气缸速率调节旋钮、电机开关和电机速率调节旋钮，急停按钮和指示灯设置在推拉门的一侧箱体壁上，显示屏、温度调节旋钮、气缸开关、气缸速率调节旋钮、电机开关和电机速率调节旋钮设置在推拉门的另一侧箱体壁上，显示屏连接控制器，急停按钮、指示灯连接电源模块，温度调节旋钮连接控温模块，气缸开关、气缸速率调节旋钮连接气缸控制模块，电机开关和电机速率调节旋钮连接电机控制模块。

2.如权利要求1所述的一种可旋转调速多用振荡器，其特征在于，所述静置托板分为试管卡扣侧和试管插接孔侧两部分，在试管卡扣侧上并排设置多排软质材料制成的试管卡扣，每排中的试管卡扣均匀分布，试管插接孔侧上并排设置多排试管插接孔，由前往后的各排试管插接孔的孔径由小变大，以便于放置不同管径的试管。

3.如权利要求2所述的一种可旋转调速多用振荡器，其特征在于，所述试管卡扣采用U形橡胶卡扣，所述可适应试管夹采用两个圆弧形弹性橡胶套环组合而成。

4.如权利要求3所述的一种可旋转调速多用振荡器，其特征在于，所述圆盘试管架的数量为2-5个，所有圆盘试管架竖直并排套接在旋转轴中，在每个圆盘试管架上开设一圈套接口，在每个套接口中设置用于夹紧不同管径试管的可适应试管夹。

5.如权利要求4所述的一种可旋转调速多用振荡器，其特征在于，所述换热器的温度调节范围是0-150℃，温度传感器的测温精确度为±0.5℃。

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