CN112226355A - 一种电控自动化细胞工厂操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控自动化细胞工厂操作系统，其包括：自动化操作平台和快换箱体，所述快换箱体连接于所述自动化操作平台上端，所述快换箱体通过装卸车与所述自动化操作平台进行装卸。本发明占地面积较小，设备简单，操作方便，自动化程度高，减少操作工序，降低人工操作的劳动强度和人工误操作带来的染菌风险，提升了细胞工厂操作时的均一性，从而提升产品质量，同时系统采用的配件简单，价格便宜，维修方便，所用材料为符合GMP规定的卫生级配件，设备可用在洁净区中操作，提高了产能。

Description

一种电控自动化细胞工厂操作系统

技术领域

本发明涉及细胞培养技术领域，具体地说，涉及一种电控自动化细胞工厂操作系统。

背景技术

细胞工厂是一种大规模培养细胞的装置，与传统转瓶细胞培养相比，其具有方便实用、节省空间、减少劳动强度、有效避免污染等优点，其适用范围较广，如疫苗，单克隆抗体或者制药工业，也适用于实验室操作和大规模细胞培养。现阶段细胞工厂操作多为人工操作，操作人员需要对细胞工厂进行逐个搬运后再进行操作，工序繁琐，劳动强度较大，可能存在误操作等风险，增加了产品的染菌风险，从而影响产品质量，同时由于人工操作均一性方面略差，在进一步扩大和规模化生产方面也会受限，因此，近年来细胞工厂自动化操作系统开始出现并应用，现有的细胞自动化操作系统多数为国外进口，使用机器手臂进行操作，其结构复杂，价格昂贵，维修困难，体积较大，因此，如何设计一种细胞工厂操作系统，减少操作工序，提高产能和质量同时控制生产成本是目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种电控自动化细胞工厂操作系统，占地面积较小，设备简单，操作方便，自动化程度高，减少操作工序，降低人工操作的劳动强度和人工误操作带来的染菌风险，提升了细胞工厂操作时的均一性，从而提升产品质量，同时系统采用的配件简单，价格便宜，维修方便，所用材料为符合GMP规定的卫生级配件，设备可用在洁净区中操作，提高了产能；其包括：

自动化操作平台和快换箱体，所述快换箱体连接于所述自动化操作平台上端，所述快换箱体通过装卸车与所述自动化操作平台进行装卸。

优选的，所述自动化操作平台包括：

自上而下安装的U形支臂、机械系统和底座，所述U形支臂与所述快换箱体连接，所述底座支撑于地面上。

优选的，所述U形支臂包括：

支臂，所述支臂呈U字型设置，由支撑梁和两个立柱连接而成，所述立柱远离所述底座向上延伸；

内部伺服机械抗挠机构，所述内部伺服机械抗挠机构连接于所述支撑梁和立柱之间；

节力逆向机械伺服旋转机构，所述节力逆向机械伺服旋转机构连接于一个所述立柱上端；

电动机械伺服旋转机构，所述电动机械伺服旋转机构布置于所述立柱内侧，并且转动连接于所述节力逆向机械伺服旋转机构上；

随动机构，所述随动机构转动连接于另一个所述立柱上端，所述随动机构转动中心线与所述电动机械伺服旋转机构转动中心线一致；

快换箱机械电动卡锁，两个所述快换箱机械电动卡锁均匀连接于所述电动机械伺服旋转机构内侧，一个快换箱机械电动卡锁连接于所述随动机构内侧，所述快换箱机械电动卡锁与所述快换箱体连接。

优选的，所述机械系统设有内部伺服机械驱动机构，所述内部伺服机械驱动机构包括：

电缸，所述电缸一端铰接于所述底座上端靠近边沿位置；

绞轴，所述绞轴连接于支撑梁下端，所述绞轴与所述电缸输出端连接；

带座逆向节力轴，所述带座逆向节力轴铰接于底座上，并且通过转板与所述绞轴连接；

电动防倾装置，所述电动防倾装置连接于底座和支撑梁之间；

电动机械弹性节力钩，两个所述电动机械弹性节力钩安装于支撑梁下端，并且分别靠近支撑梁两端布置。

优选的，所述机械系统还设有机械伺服凸轮楔型机构，所述机械伺服凸轮楔型机构包括：

伺服电机，所述伺服电机通过支座固定连接于支撑梁下端；

电动排杆，所述电动排杆布置于支撑梁下方，并且与所述伺服电机输出端连接；

滑动模块，两个所述滑动模块与所述电动排杆两端连接；

滑动轨道，所述滑动轨道位于支撑梁下方，并且与所述滑动模块滑动连接。

优选的，所述底座包括：

电动机械主体，所述电动机械主体由横纵布置的若干横梁连接而成，所述电动机械主体一边为凹形结构；

电动机械平衡支撑工件，所述电动机械平衡支撑工件连接于所述电动机械主体侧端；

支撑脚，若干所述支撑脚顶端连接于所述电动机械主体和电动机械平衡支撑工件下表面，所述支撑脚底端放置于地面上；

竖直方管，所述竖直方管底端连接于所述电动机械平衡支撑工件一端外侧；

操作板，所述操作板与所述方管顶端连接。

优选的，所述快换箱体包括：

带孔不锈钢底面，快换箱体转运过程中，所述带孔不锈钢底面放置于所述装卸车上；

长方形框式结构架，所述长方形框式结构架由若干横纵布置的方管连接而成，若干所述长方形框式结构架均匀连接于所述带孔不锈钢底面上；

鸥翼门，所述鸥翼门通过阻尼铰链铰接于所述长方形框式结构架顶端；

防脱固定快锁，若干所述防脱固定快锁间隔布置于所述带孔不锈钢底面侧端，并且与所述鸥翼门适应设置；

接触面防撞硅胶，所述接触面防撞硅胶粘接于所述长方形框式结构架内侧；

箱体转动铰轴，三个所述箱体转动铰轴固定连接于所述长方形框式结构架外侧，所述箱体转动铰轴位置与快换箱机械电动卡锁位置一一对应。

优选的，所述装卸车包括：

主体构架；

底盘结构，所述底盘结构连接于所述主体构架下端；

蜗轮升降机构，所述蜗轮升降机构连接于所述主体构架上端；

伸缩罩，伸缩伸缩罩扣设于所述蜗轮升降机构上端；

升降螺杆，伸缩升降螺杆上端穿设所述主体构架与所述蜗轮升降机构输出端连接；

升降手轮，所述升降手轮布置于所述主体框架一侧，所述升降手轮穿设所述伸缩罩与所述蜗轮升降机构输入端连接；

推手，所述推手连接于所述主体构架一侧，并靠近所述升降手轮布置；

细胞工厂夹持架，所述细胞工厂夹持架滑动连接于所述主体构架另一侧，所述细胞工厂夹持架与所述升降螺杆下端连接；

滚轮，四个所述滚轮均匀连接于所述底盘结构下表面；

调节装置，所述调节装置并列布置，并且连接于所述细胞工厂夹持架上；

控制板，所述控制板连接于所述主体构架一侧，并且靠近所述升降手轮布置，所述控制板与所述调节装置电连接。

优选的，所述调节装置包括：

第一转盘，所述转盘转动连接于所述述细胞工厂夹持架上端；

环形槽，所述环形槽开设于所述转盘下表面，并且与所述转盘同心设置，所述环形槽内壁设有若干轮齿；

第一电机，所述第一电机连接于所述细胞工厂夹持架下端，所述第一电机输出轴穿设所述细胞工厂夹持架设置，所述第一电机与所述控制板电连接；

第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一电机输出轴连接，所述第一齿轮与所述环形槽啮合；

连接座，所述连接座固定连接于所述第一转盘上端；

第二电机，所述第二电机布置于所述连接座一侧，并且固定连接于所述第一转盘上端，所述第二电机输出轴穿设所述第二电机设置，所述第二电机与所述控制板电连接；

第二转盘，所述第二转盘布置于所述连接座另一侧，所述第二转盘与所述第二电机输出轴连接，所述第二转盘上设置凸块；

U型梁，所述U型梁下端设置滑槽，所述滑槽与所述凸块滑动连接；

安装板，所述安装板转动连接于所述连接座上端；

U型支架，所述U型支架固定连接于所述安装板下表面，所述U型支架与所述U型梁上端滑动连接；

调节座，所述调节座安装于所述安装板上表面，并且与快换箱体的带孔不锈钢底面卡块连接。

优选的，所述调节座包括：

自下而上连接的第一座体、第二座体、第三座体、滑块和拉簧，所述第一座体与所述安装板固定连接，所述第二座体滑动连接于所述第一座体上表面，所述滑块滑动连接于所述第二座体的中心孔内，所述第三座体采用分体设置，所述滑块与所述第三座体两翼转动连接，所述拉簧两端分别连接于所述第一座体和第二座体上；所述第三座体与卡块连接，所述调节座完成调节后，将所述第一座体和第二座体进行固定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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方式，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为本发明结构示意图；

图2为本发明快换箱体与自动化操作平台安装结构示意图；

图3为本发明自动化操作平台前向视图；

图4为本发明自动化操作平台后向视图；

图5为本发明内部伺服机械驱动机构局部示意图；

图6为本发明机械伺服凸轮楔型机构局部示意图；

图7为本发明防护栏安装示意图；

图8为本发明快换箱体关闭时结构示意图；

图9为本发明快换箱体结构展开示意图；

图10为本发明装卸车升降手轮侧结构示意图；

图11为本发明装卸车细胞工厂夹持架侧结构示意图；

图12为本发明调节装置B向截面示意图；

图13为本发明调节装置A向截面示意图；

图14为本发明调节座安装截面示意图；。

图中：1.自动化操作平台；2.快换箱体；3.装卸车；11.U形支臂；12.机械系统；13.底座；111.支臂；112.支撑梁；113.立柱；114.内部伺服机械抗挠机构；115.节力逆向机械伺服旋转机构；116.电动机械伺服旋转机构；117.随动机构；118.快换箱机械电动卡锁；121.内部伺服机械驱动机构；122.机械伺服凸轮楔型机构；1211.电缸；1212.绞轴；1213.带座逆向节力轴；1214.转板；1215.电动防倾装置；1216.电动机械弹性节力钩；1221.伺服电机；1222.电动排杆；1223.滑动模块；1224.滑动轨道；131.电动机械主体；132.电动机械平衡支撑工件；133.支撑脚；134.竖直方管；135.操作板；21.带孔不锈钢底面；22.长方形框式结构架；23.鸥翼门；24.阻尼铰链；25.防脱固定快锁；26.接触面防撞硅胶；27.箱体转动铰轴；211.卡块；31.主体构架；32.底盘结构；33.蜗轮升降机构；34.伸缩罩；35.升降螺杆；36.升降手轮；37.推手；38.细胞工厂夹持架；39.滚轮；310.调节装置；311.控制板；3101.第一转盘；3102.环形槽；3103.第一电机；3104.第一齿轮；3105.连接座；3106.第二电机；3107.第二转盘；3108.凸块；3109.U型梁；3110.滑槽；3111.安装板；3112.U型支架；3113.调节座；3114.第一座体；3115.第二座体；3116.第三座体；3117.滑块；3118.拉簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

实施例

下面将结合附图对本发明做进一步描述。

如图1-14所示，本实施例提供的一种电控自动化细胞工厂操作系统，包括：

自动化操作平台1和快换箱体2，所述快换箱体2连接于所述自动化操作平台1上端，所述快换箱体2通过装卸车3与所述自动化操作平台1进行装卸。

本发明的工作原理和有益效果为：

本发明提供一种电控自动化细胞工厂操作系统，所述自动化操作平台1、快换箱体2和装卸车3均采用304不锈钢材质制成，满足GMP相关要求，使用时，操作人员将若干个细胞工厂插入到所述快换箱体2中，关闭鸥翼门23，关闭防脱固定快锁25，转动所述装卸车3的升降手轮36，将所述快换箱体2托起，推动所述装卸车3到达所述自动化操作平台1具有凹形结构的一侧，对准位置，将所述快换箱体2的箱体转动铰轴27与所述自动化操作平台1的快换箱机械电动卡锁118连接，固定好所述快换箱体2后推走所述装卸车3，连接好所使用管道，之后通过所述自动化操作平台1上的操控板135，对所述快换箱体2内若干个细胞工厂进行加液、换液、排液、振荡和收获等一系列操作。

本发明占地面积较小，设备简单，操作方便，自动化程度高，减少操作工序，降低人工操作的劳动强度和人工误操作带来的染菌风险，提升了细胞工厂操作时的均一性，从而提升产品质量，同时系统采用的配件简单，价格便宜，维修方便，所用材料为符合GMP规定的卫生级配件，设备可用在洁净区中操作，提高了产能。

如图2所示，在一个实施例中，所述自动化操作平台1包括：

自上而下安装的U形支臂11、机械系统12和底座13，所述U形支臂11与所述快换箱体2连接，所述底座13支撑于地面上。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述U形支臂11通过所述机械系统12安装于所述底座13上，所述U形支臂1与所述快换箱体2连接，将细胞工厂固定在所述自动化操作平台1上，并对细胞工厂进行转动等系列操作；所述机械系统12为所述自动化操作平台1的动力输出和传动机构，通过电机运转，驱动各个主要机械结构，可带动所述U形支臂11和快换箱体2完成左右侧倾和左右平行运动的动作；所述底座13为整个所述自动化操作平台1的承重支撑结构。所述自动化操作平台1为细胞工厂操作系统的主体结构，可对细胞工厂进行自动化操作，包括加液、排液、洗换、消化和收获等工序。

如图3、4所示，在一个实施例中，所述U形支臂11包括：

支臂111，所述支臂111呈U字型设置，由支撑梁112和两个立柱113连接而成，所述立柱113远离所述底座13向上延伸；

内部伺服机械抗挠机构114，所述内部伺服机械抗挠机构114连接于所述支撑梁112和立柱113之间；

节力逆向机械伺服旋转机构115，所述节力逆向机械伺服旋转机构115连接于一个所述立柱113上端；

电动机械伺服旋转机构116，所述电动机械伺服旋转机构116布置于所述立柱113内侧，并且转动连接于所述节力逆向机械伺服旋转机构115上；

随动机构117，所述随动机构117转动连接于另一个所述立柱113上端，所述随动机构117转动中心线与所述电动机械伺服旋转机构116转动中心线一致；

快换箱机械电动卡锁118，两个所述快换箱机械电动卡锁118均匀连接于所述电动机械伺服旋转机构116内侧，一个快换箱机械电动卡锁118连接于所述随动机构117内侧，所述快换箱机械电动卡锁118与所述快换箱体2连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

通过所述装卸车3将所述快速箱体2运送到安装位置后，将所述U形支臂11内侧的所述快换箱机械电动卡锁118与所述换箱体2箱体转动铰轴27连接，启动所述电动机械伺服旋转机构116，带动所述快速箱体2进行转动。所述内部伺服机械抗挠机构114为稳定结构，保证所述U形支臂11的刚性稳定，在所述U形支臂11产生较小幅度蠕变的情况下，可对整个所述U形支臂11进行自动校正；所述节力逆向机械伺服旋转机构115为辅助旋转机构，保证所述快换箱体2在进行100°翻转时的稳定性，使得所述快换箱体2可以平稳、线性的旋转；所述电动机械伺服旋转机构116为快换箱体旋转的动力输出机构，可以对所述快换箱体2进行100°翻转，使得细胞工厂完成加液和排液操作；所述随动机构117可以固定所述快换箱体2，并保证所述快换箱体2随所述电动机械伺服旋转机构116进行100°旋转；所述快换箱机械电动卡锁118，数量设置为三个，可与所述快换箱体2进行电动自动化的分离和连接，同时连接后会自动锁止所述快换箱体2，使得所述快换箱体2可以牢固固定在所述U形支臂11上。

通过上述结构设计，实现所述U形支臂11与所述快换箱体2快速连接，将细胞工厂牢固固定在所述自动化操作平台1上，所述U形支臂11结构稳定，能够平稳完成细胞工厂转动，从而实现细胞工厂的加液和排液操作。

如图5所示，在一个实施例中，所述机械系统12设有内部伺服机械驱动机构121，所述内部伺服机械驱动机构121包括：

电缸1211，所述电缸1211一端铰接于所述底座13上端靠近边沿位置；

绞轴1212，所述绞轴1212连接于支撑梁112下端，所述绞轴1212与所述电缸1211输出端连接；

带座逆向节力轴1213，所述带座逆向节力轴1213铰接于底座13上，并且通过转板1214与所述绞轴1212连接；

电动防倾装置1215，所述电动防倾装置1215连接于底座13和支撑梁112之间；

电动机械弹性节力钩1216，两个所述电动机械弹性节力钩1216安装于支撑梁112下端，并且分别靠近支撑梁112两端布置。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述电缸1211启动后，所述电缸1211输出端推动所述绞轴1212运动，带动所述U形支臂11以所述带座逆向节力轴1213为支撑点进行转动，使所述U形支臂11实现左右两侧倾斜，倾斜角度范围为0°~40°；为防止所述U形支臂11在倾斜过程中出现过度倾斜和滑脱发生，在所述内部伺服机械驱动机构121中加入所述电动防倾装置1215，该装置可在所述U形支臂11左右倾斜至一定角度时对其进行锁止；同时增加了所述电动机械弹性节力钩1216，该结构可以起到助力功能，当所述U形支臂11倾斜角度增大时，所述电动机械弹性节力钩1216可降低所述电缸1211运转负荷，从而使所述U形支臂11在倾斜运动过程中保持平稳。

通过上述结构设计，所述内部伺服机械驱动机构121实现了所述U形支臂11左右倾斜动作，同时具备锁止功能，防止所述U形支臂11和所述快换箱体2左右倾斜动作过程中角度过大发生倾倒，倾斜动作平稳，操作系统运行稳定。

如图6所示，在一个实施例中，所述机械系统12还设有机械伺服凸轮楔型机构122，所述机械伺服凸轮楔型机构122包括：

伺服电机1221，所述伺服电机1221通过支座固定连接于支撑梁112下端；

电动排杆1222，所述电动排杆1222布置于支撑梁112下方，并且与所述伺服电机1221输出端连接；

滑动模块1223，两个所述滑动模块1223与所述电动排杆1222两端连接；

滑动轨道1224，所述滑动轨道1224位于支撑梁112下方，并且与所述滑动模块1223滑动连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

当所述伺服电机122启动运转时，驱动所述电动排杆1222，所述电动排杆1222推动所述滑动模块1223，使所述滑动模块1223 与所述滑动轨道1224发生相对滑动，实现所述U形支臂11进行左右往复式平行运动，从而带动所述U形支臂11和快换箱体2内的细胞工厂完成左右往复式水平运动。

所述机械伺服凸轮楔型机构122作为所述U形支臂11左右运动的动力输出机构，实现了细胞工厂的左右往复式水平运动，水平运动动作平稳，行程准确可控，进而实现细胞工厂消化细胞，使细胞脱落的目的。

如图7所示，在一个实施例中，所述底座13包括：

电动机械主体131，所述电动机械主体131由横纵布置的若干横梁连接而成，所述电动机械主体131一边为凹形结构；

电动机械平衡支撑工件132，所述电动机械平衡支撑工件132连接于所述电动机械主体131侧端；

支撑脚133，若干所述支撑脚133顶端连接于所述电动机械主体131和电动机械平衡支撑工件132下表面，所述支撑脚133底端放置于地面上；

竖直方管134，所述竖直方管134底端连接于所述电动机械平衡支撑工件132一端外侧；

操作板135，所述操作板135与所述方管134顶端连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述底座13框架由所述电动机械主体131和电动机械平衡支撑工件132组成，所述电动机械主体131和电动机械平衡支撑工件132由若干个横梁连接组成长方形结构，该结构对所述自动化操作平台1进行承重和平衡，并且在所述底座13一边形成凹形结构，凹形结构可以供所述装卸车3插入，并完成所述快换箱体2的装卸；所述底座13下表面设置6个所述支撑脚133对所述自动化操作平台1实现支撑，所述操作板135通过所述竖直方管134连接于所述底座1一侧，操作人员通过所述操作板135对所述自动化操作平台1进行控制。当设备在进行相关动作运转时，为防止操作人员被高速运转机器碰伤，在所述底座13两侧增加防护栏，用来保护作业人员或途经人员的安全。

通过上述结构的设计，所述底座13实现了对所述自动化操作平台1的承重支撑和结构平衡，保证所述U形支臂11的稳定安装，从而实现所述自动化操作平台1的平稳运行，并且提供所述操作面板135便于自动化操作，提高了操作过程的安全性。

如图8、9所示，在一个实施例中，所述快换箱体2包括：

带孔不锈钢底面21，快换箱体2转运过程中，所述带孔不锈钢底面21放置于所述装卸车3上；

长方形框式结构架22，所述长方形框式结构架22由若干横纵布置的方管连接而成，若干所述长方形框式结构架22均匀连接于所述带孔不锈钢底面21上；

鸥翼门23，所述鸥翼门23通过阻尼铰链24铰接于所述长方形框式结构架22顶端；

防脱固定快锁25，若干所述防脱固定快锁25间隔布置于所述带孔不锈钢底面21侧端，并且与所述鸥翼门23适应设置；

接触面防撞硅胶26，所述接触面防撞硅胶26粘接于所述长方形框式结构架22内侧；

箱体转动铰轴27，三个所述箱体转动铰轴27固定连接于所述长方形框式结构架22外侧，所述箱体转动铰轴27位置与快换箱机械电动卡锁118位置一一对应。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述长方形框式结构架22分别连接于所述带孔不锈钢底面2的三等分处，分隔细胞工厂的工位，提高了所述快换箱体2的刚度；所述带孔不锈钢底面2便于对所述快换箱体2底部进行清洁；所述快换箱体3采用所述鸥翼门23的开关方式，所述快换箱体3内设置若干个细胞工厂工位，所述鸥翼门23能够实现大角度开关，尽可能的使细胞工厂水平垂直放置到工位上，从而减少因开门角度较小而带来的操作不便和磕碰；所述鸥翼门23与所述长方形框式结构架22之间通过所述阻尼铰链24连接，所述阻尼铰链2对所述鸥翼门23的起降速度进行缓冲，从而保证细胞工厂不会被磕碰损坏；所述长方形框式结构架22内部安装有所述接触面防撞硅胶26，所述接触面防撞硅胶26可以在细胞工厂装卸和运行时，对细胞工厂进行有效的缓冲防护，从而保护细胞工厂，避免细胞工厂与所述快换箱体2的主体结构发生碰撞；所述箱体转动铰轴27与所述U形支臂11上的快换箱机械电动卡锁118连接，当所述快换箱体2进行翻转运动时，三个所述箱体转动铰轴27可以有效减少所述快换箱体2的安装间隙；所述防脱固定快锁25可以简单快速固定所述鸥翼门23，防止所述鸥翼门23在所述快换箱体2运动过程中意外开启。

通过上述结构设计，所述快换箱体2可实现6个40层细胞工厂的固定和放置，便于与所述自动化操作平台1上的U形支臂11连接和断开，从而进行细胞工厂加液、排液、洗换、消化和收获等工序操作，细胞工厂安装方便，有效降低细胞工厂磕碰损害的可能性，提高所述快换箱体2的可靠性。

如图10、11所示，在一个实施例中，所述装卸车3包括：

主体构架31；

底盘结构32，所述底盘结构32连接于所述主体构架31下端；

蜗轮升降机构33，所述蜗轮升降机构33连接于所述主体构架31上端；

伸缩罩34，伸缩伸缩罩34扣设于所述蜗轮升降机构33上端；

升降螺杆35，伸缩升降螺杆35上端穿设所述主体构架31与所述蜗轮升降机构33输出端连接；

升降手轮36，所述升降手轮36布置于所述主体框架31一侧，所述升降手轮36穿设所述伸缩罩34与所述蜗轮升降机构33输入端连接；

推手37，所述推手37连接于所述主体构架31一侧，并靠近所述升降手轮36布置；

细胞工厂夹持架38，所述细胞工厂夹持架38滑动连接于所述主体构架31另一侧，所述细胞工厂夹持架38与所述升降螺杆35下端连接；

滚轮39，四个所述滚轮39均匀连接于所述底盘结构32下表面；

调节装置310，所述调节装置310并列布置，并且连接于所述细胞工厂夹持架38上；

控制板311，所述控制板311连接于所述主体构架31一侧，并且靠近所述升降手轮36布置，所述控制板311与所述调节装置310电连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述主体构架31和底盘机构32为所述装卸车3的固定框架结构；所述细胞工厂夹持架38对所述快换箱体2进行承托固定；所述伸缩罩34对所述升降螺杆34进行密封，防止所述升降螺杆34与外界接触，减少外界杂物影响，避免运行过程中对人员造成危险；使用时，操作人员用手推动所述推手37，所述滚轮39转动，实现所述装卸车3的移动，到达安装位置后，转动所述升降手轮36，驱动所述蜗轮升降机构33，带动所述升降螺杆35上下运动，进而使所述细胞工厂夹持架38完成升降动作。

通过上述结构设计，操作人员通过手动控制所述装卸车3的移动和升降，所述装卸车3移动灵活，升降操作方便省力，所述快换箱体2移动过程平稳，安装位置准确，所述装卸车3实现了所述快换箱体2的快速装卸和转运。

如图12、13所示，在一个实施例中，所述调节装置310包括：

第一转盘3101，所述转盘3101转动连接于所述述细胞工厂夹持架38上端；

环形槽3102，所述环形槽3102开设于所述转盘3101下表面，并且与所述转盘3101同心设置，所述环形槽3102内壁设有若干轮齿；

第一电机3103，所述第一电机3103连接于所述细胞工厂夹持架38下端，所述第一电机3103输出轴穿设所述细胞工厂夹持架38设置，所述第一电机3103与所述控制板311电连接；

第一齿轮3104，所述第一齿轮3104与所述第一电机3103输出轴连接，所述第一齿轮3104与所述环形槽3102啮合；

连接座3105，所述连接座3105固定连接于所述第一转盘3101上端；

第二电机3106，所述第二电机3106布置于所述连接座3105一侧，并且固定连接于所述第一转盘3101上端，所述第二电机3106输出轴穿设所述第二电机3106设置，所述第二电机3106与所述控制板311电连接；

第二转盘3107，所述第二转盘3107布置于所述连接座3105另一侧，所述第二转盘3107与所述第二电机3106输出轴连接，所述第二转盘3107上设置凸块3108；

U型梁3109，所述U型梁3109下端设置滑槽3110，所述滑槽3110与所述凸块3108滑动连接；

安装板3111，所述安装板3111转动连接于所述连接座3105上端；

U型支架3112，所述U型支架3112固定连接于所述安装板3111下表面，所述U型支架3112与所述U型梁3109上端滑动连接；

调节座3113，所述调节座3113安装于所述安装板3111上表面，并且与快换箱体2的带孔不锈钢底面21卡块211连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

当快换箱体2与自动化操作平台1连接时，需要将快换箱体2转动铰轴27与快换箱机械电动卡锁118一一对应连接，由于快换箱体2通过人工放置于装卸车3上，手动调整细胞工厂夹持架38的位置，以适应快速箱体2的安装，安装过程存在误差，需要多次重复调整，对操作人员要求较高，因此设置所述调节装置310，并通过控制板311进行控制。使用过程中，将所述装卸车3推动到大致安装位置后，固定滚轮39，启动所述第一电机3103，所述第一电机3103带动所述第一齿轮3104转动，从而带动所述第一转盘3101转动，实现对所述快换箱体2在水平面内的旋转，从而对所述快换箱体2安装角度进行调整；在所述快速箱体2进行位置调整和运输过程中，需要对其进行固定，但由于所述快速箱体尺寸较大，由于制造和装配误差等因素，所述快速箱体2的尺寸和卡块211位置会存在偏差，因此为适应所述快速箱体2的固定安装，需要进行调节操作。启动所述第二电机3106，所述第二电机3106带动所述第二转盘3107转动，所述U型梁3109随之转动，从而带动所述安装板3111实现垂直面内的微小幅度翻转，实现所述调节座3113之间的距离调整，使其与卡块211适应。

通过上述结构设计，通过控制板311控制所述第一电机3103和第二电机3106的运行，从而实现快速箱体2在水平面内的转动和竖直面内的小幅度翻转，快速实现了快换箱体2安装位置的调节，调节过程准确，快速箱体2可靠性高，降低人工调节难度，提高系统的自动化程度，从而提高作业效率。

如图14所示，在一个实施例中，所述调节座3113包括：

自下而上连接的第一座体3114、第二座体3115、第三座体3116、滑块3117和拉簧3118，所述第一座体3114与所述安装板3111固定连接，所述第二座体3115滑动连接于所述第一座体3114上表面，所述滑块3117滑动连接于所述第二座体3115的中心孔内，所述第三座体3116采用分体设置，所述滑块3117与所述第三座体3116两翼转动连接，所述拉簧3118两端分别连接于所述第一座体3114和第二座体3115上；所述第三座体3116与卡块211连接，所述调节座3113完成调节后，将所述第一座体3114和第二座体3115进行固定。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述快换箱体2的带孔不锈钢底面21通过所述卡块211连接于所述第三座体3116上，所述第二座体3115底端设有拉簧3118，在拉簧3118的拉力作用下，始终保持所述所述第三座体3116与所述卡块211的卡合压紧状态，防止快换箱体2滑落，实现所述快换箱体2在移动过程中的固定。同时，为使所述第三座体3116方向始终朝向所述卡块211，将所述第二座体3115与所述第一座体3114滑动设置，所述第二座体3115与电机或调节杆连接，通过滑动所述第二座体3115实现所述卡块211的准确安装，同时可对所述快换箱体2实现竖直面内小幅度的转动，当所述快速箱体2调节至适应位置后，将所述第一座体3114和第二座体3115进行固定。

通过上述结构设计，实现了所述调节座3113与卡块211的准确卡合，减少加工和装配误差对所述快换箱体2安装的影响，有效消除安装间隙，保证连接后紧密贴合，防止所述快换箱体2在调节和转运过程中滑落，同时实现所述快换箱体竖直面内小幅度调节，提高了装卸车的使用可靠性和灵活性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，包括：

自动化操作平台（1）和快换箱体（2），所述快换箱体（2）连接于所述自动化操作平台（1）上端，所述快换箱体（2）通过装卸车（3）与所述自动化操作平台（1）进行装卸。

2.根据权利要求1所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述自动化操作平台（1）包括：自上而下安装的U形支臂（11）、机械系统（12）和底座（13），所述U形支臂（11）与所述快换箱体（2）连接，所述底座（13）支撑于地面上。

3.根据权利要求2所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述U形支臂（11）包括：

支臂（111），所述支臂（111）呈U字型设置，由支撑梁（112）和两个立柱（113）连接而成，所述立柱（113）远离所述底座（13）向上延伸；

内部伺服机械抗挠机构（114），所述内部伺服机械抗挠机构（114）连接于所述支撑梁（112）和立柱（113）之间；

节力逆向机械伺服旋转机构（115），所述节力逆向机械伺服旋转机构（115）连接于一个所述立柱（113）上端；

电动机械伺服旋转机构（116），所述电动机械伺服旋转机构（116）布置于所述立柱（113）内侧，并且转动连接于所述节力逆向机械伺服旋转机构（115）上；

随动机构（117），所述随动机构（117）转动连接于另一个所述立柱（113）上端，所述随动机构（117）转动中心线与所述电动机械伺服旋转机构（116）转动中心线一致；

快换箱机械电动卡锁（118），两个所述快换箱机械电动卡锁（118）均匀连接于所述电动机械伺服旋转机构（116）内侧，一个快换箱机械电动卡锁（118）连接于所述随动机构（117）内侧，所述快换箱机械电动卡锁（118）与所述快换箱体（2）连接。

4.根据权利要求2所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述机械系统（12）设有内部伺服机械驱动机构（121），所述内部伺服机械驱动机构（121）包括：

电缸（1211），所述电缸（1211）一端铰接于所述底座（13）上端靠近边沿位置；

绞轴（1212），所述绞轴（1212）连接于支撑梁（112）下端，所述绞轴（1212）与所述电缸（1211）输出端连接；

带座逆向节力轴（1213），所述带座逆向节力轴（1213）铰接于底座（13）上，并且通过转板（1214）与所述绞轴（1212）连接；

电动防倾装置（1215），所述电动防倾装置（1215）连接于底座（13）和支撑梁（112）之间；

电动机械弹性节力钩（1216），两个所述电动机械弹性节力钩（1216）安装于支撑梁（112）下端，并且分别靠近支撑梁（112）两端布置。

5.根据权利要求4所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述机械系统（12）还设有机械伺服凸轮楔型机构（122），所述机械伺服凸轮楔型机构（122）包括：

伺服电机（1221），所述伺服电机（1221）通过支座固定连接于支撑梁（112）下端；

电动排杆（1222），所述电动排杆（1222）布置于支撑梁（112）下方，并且与所述伺服电机（1221）输出端连接；

滑动模块（1223），两个所述滑动模块（1223）与所述电动排杆（1222）两端连接；

滑动轨道（1224），所述滑动轨道（1224）位于支撑梁（112）下方，并且与所述滑动模块（1223）滑动连接。

6.根据权利要求2所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述底座（13）包括：

电动机械主体（131），所述电动机械主体（131）由横纵布置的若干横梁连接而成，所述电动机械主体（131）一边为凹形结构；

电动机械平衡支撑工件（132），所述电动机械平衡支撑工件（132）连接于所述电动机械主体（131）侧端；

支撑脚（133），若干所述支撑脚（133）顶端连接于所述电动机械主体（131）和电动机械平衡支撑工件（132）下表面，所述支撑脚（133）底端放置于地面上；

竖直方管（134），所述竖直方管（134）底端连接于所述电动机械平衡支撑工件（132）一端外侧；

操作板（135），所述操作板（135）与所述方管（134）顶端连接。

7.根据权利要求1所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述快换箱体（2）包括：

带孔不锈钢底面（21），快换箱体（2）转运过程中，所述带孔不锈钢底面（21）放置于所述装卸车（3）上；

长方形框式结构架（22），所述长方形框式结构架（22）由若干横纵布置的方管连接而成，若干所述长方形框式结构架（22）均匀连接于所述带孔不锈钢底面（21）上；

鸥翼门（23），所述鸥翼门（23）通过阻尼铰链（24）铰接于所述长方形框式结构架（22）顶端；

防脱固定快锁（25），若干所述防脱固定快锁（25）间隔布置于所述带孔不锈钢底面（21）侧端，并且与所述鸥翼门（23）适应设置；

接触面防撞硅胶（26），所述接触面防撞硅胶（26）粘接于所述长方形框式结构架（22）内侧；

箱体转动铰轴（27），三个所述箱体转动铰轴（27）固定连接于所述长方形框式结构架（22）外侧，所述箱体转动铰轴（27）位置与快换箱机械电动卡锁（118）位置一一对应。

8.根据权利要求2所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述装卸车（3）包括：

主体构架（31）；

底盘结构（32），所述底盘结构（32）连接于所述主体构架（31）下端；

蜗轮升降机构（33），所述蜗轮升降机构（33）连接于所述主体构架（31）上端；

伸缩罩（34），伸缩伸缩罩（34）扣设于所述蜗轮升降机构（33）上端；

升降螺杆（35），伸缩升降螺杆（35）上端穿设所述主体构架（31）与所述蜗轮升降机构（33）输出端连接；

升降手轮（36），所述升降手轮（36）布置于所述主体框架（31）一侧，所述升降手轮（36）穿设所述伸缩罩（34）与所述蜗轮升降机构（33）输入端连接；

推手（37），所述推手（37）连接于所述主体构架（31）一侧，并靠近所述升降手轮（36）布置；

细胞工厂夹持架（38），所述细胞工厂夹持架（38）滑动连接于所述主体构架（31）另一侧，所述细胞工厂夹持架（38）与所述升降螺杆（35）下端连接；

滚轮（39），四个所述滚轮（39）均匀连接于所述底盘结构（32）下表面；

调节装置（310），所述调节装置（310）并列布置，并且连接于所述细胞工厂夹持架（38）上；

控制板（311），所述控制板（311）连接于所述主体构架（31）一侧，并且靠近所述升降手轮（36）布置，所述控制板（311）与所述调节装置（310）电连接。

9.根据权利要求8所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述调节装置（310）包括：

第一转盘（3101），所述转盘（3101）转动连接于所述述细胞工厂夹持架（38）上端；

环形槽（3102），所述环形槽（3102）开设于所述转盘（3101）下表面，并且与所述转盘（3101）同心设置，所述环形槽（3102）内壁设有若干轮齿；

第一电机（3103），所述第一电机（3103）连接于所述细胞工厂夹持架（38）下端，所述第一电机（3103）输出轴穿设所述细胞工厂夹持架（38）设置，所述第一电机（3103）与所述控制板（311）电连接；

第一齿轮（3104），所述第一齿轮（3104）与所述第一电机（3103）输出轴连接，所述第一齿轮（3104）与所述环形槽（3102）啮合；

连接座（3105），所述连接座（3105）固定连接于所述第一转盘（3101）上端；

第二电机（3106），所述第二电机（3106）布置于所述连接座（3105）一侧，并且固定连接于所述第一转盘（3101）上端，所述第二电机（3106）输出轴穿设所述第二电机（3106）设置，所述第二电机（3106）与所述控制板（311）电连接；

第二转盘（3107），所述第二转盘（3107）布置于所述连接座（3105）另一侧，所述第二转盘（3107）与所述第二电机（3106）输出轴连接，所述第二转盘（3107）上设置凸块（3108）；

U型梁（3109），所述U型梁（3109）下端设置滑槽（3110），所述滑槽（3110）与所述凸块（3108）滑动连接；

安装板（3111），所述安装板（3111）转动连接于所述连接座（3105）上端；

U型支架（3112），所述U型支架（3112）固定连接于所述安装板（3111）下表面，所述U型支架（3112）与所述U型梁（3109）上端滑动连接；

调节座（3113），所述调节座（3113）安装于所述安装板（3111）上表面，并且与快换箱体（2）的带孔不锈钢底面（21）卡块（211）连接。

10.根据权利要求9所述的一种电控自动化细胞工厂操作系统，其特征在于，所述调节座（3113）包括：

自下而上连接的第一座体（3114）、第二座体（3115）、第三座体（3116）、滑块（3117）和拉簧（3118），所述第一座体（3114）与所述安装板（3111）固定连接，所述第二座体（3115）滑动连接于所述第一座体（3114）上表面，所述滑块（3117）滑动连接于所述第二座体（3115）的中心孔内，所述第三座体（3116）采用分体设置，所述滑块（3117）与所述第三座体（3116）两翼转动连接，所述拉簧（3118）两端分别连接于所述第一座体（3114）和第二座体（3115）上；所述第三座体（3116）与卡块（211）连接，所述调节座（3113）完成调节后，将所述第一座体（3114）和第二座体（3115）进行固定。

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