CN112662535A - 一种空气微生物采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气微生物采样装置，包括框架，框架上设置有采样机构、用于放置培养皿的平皿放置机构和用于抓取培养皿的抓取机构，平皿放置机构与框架可转动的连接，所述平皿放置机构包括第一电机和放置台体，第一电机的输出端与放置台体的底部固定连接，放置台体包括多个托盘，每个托盘上设置至少一个培养皿，多个托盘依次同轴设置，相邻托盘之间通过套筒固定连接，第一电机的输出端与位于最下面的托盘固定连接；在本申请的采样装置中通过平皿放置机构的转动，可以将不同位置的培养皿输送到抓取机构的夹持端，以实现抓取机构将平皿放置机构中的培养皿夹持输送到采样机构中，提高了微生物采样的机械化程度，同时提高了采样的连续性和准确性。

Description

一种空气微生物采样装置

技术领域

本发明涉及微生物采样技术领域，尤其涉及一种空气微生物采样装置。

背景技术

对于生物新污染的防治，最好的办法就是对各个可能受污染的地区的空气中污染物和各种微生物进行检测。目前通常的方法是采用两级或六级采样器进行采样，由于采样器的一次采样数量有限，需要人工及时对其更换采样皿，这严重影响了采样品的连续性以及结果的准确性。更重要的是，由于手工采样需要工作人员在恶劣的地区工作，这对人身体健康甚至生命安全造成了很大的威胁。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种空气微生物采样装置，提高了微生物的采样连续性和准确性。

本发明提出的一种空气微生物采样装置，包括框架，框架上设置有采样机构、用于放置培养皿的平皿放置机构和用于抓取培养皿的抓取机构，平皿放置机构与框架可转动的连接。

进一步地，所述平皿放置机构包括第一电机和放置台体，第一电机的输出端与放置台体的底部固定连接。

进一步地，放置台体包括多个托盘，每个托盘上设置至少一个培养皿，多个托盘依次同轴设置，相邻托盘之间通过套筒固定连接，第一电机的输出端与位于最下面的托盘固定连接。

进一步地，套筒上设置有用于检测放置台体转动角度的第一角度传感器。

进一步地，所述抓取机构包括机械爪臂、用于驱动机械爪臂翻转的第二电机和用于驱动机械爪臂平移的第三电机，第二电机的输出端与机械爪臂固定端固定连接，第三电机的输出端连接有第二固定板，第二固定板与第二电机固定连接。

进一步地，所述抓取机构还包括用于驱动机械爪臂张开/收缩的第四电机，第四电机的输出端固定连接有转动板，所述机械爪臂包括机械爪前臂和机械爪后臂，机械爪前臂的一端与机械爪后臂的一端均与转动板固定连接，机械爪前臂与机械爪后臂组成的空间用于抓取培养皿。

进一步地，所述抓取机构还包括固定于框架上的步进丝杆电机，步进丝杆电机的丝杆上套接有滑台，滑台上设置有用于检测滑台转动角度的第二角度传感器，第四电机与滑台固定连接。

进一步地，所述采样机构包括第一采样器、第二采样器和推杆电机，第一采样器的采样盖固定于框架上，第一采样器的皿盒与第二采样器的采样盖固定连接，第二采样器的皿盒底部与推杆电机的伸缩端固定连接，第一采样器的采样盖与第一采样器的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第一滑杆，第二采样器的采样盖与第二采样器的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第二滑杆。

进一步地，第二采样器的皿盒底部连通有软管，软管的另一端连接有气泵，第一采样器的采样盖和皿盒上均设置有第一贯穿孔，第二采样器的采样盖上设置有第二贯穿孔，第一贯穿孔、第二贯穿孔、软管、气泵形成空气流道。

进一步地，所述框架上设置有控制器，控制器的输出端分别与推杆电机、第一电机、第一角度传感器、第二电机、第三电机、第四电机连接，框架外侧设置有触摸显示屏，触摸显示屏与控制器连接。

本发明提供的一种空气微生物采样装置的优点在于：本发明结构中提供的一种空气微生物采样装置，培养皿可以随着平皿放置机构的转动而发生位置变化，因此可以在同一平皿放置机构上设置有多个培养皿，通过平皿放置机构的转动，可以将不同位置的培养皿输送到抓取机构的夹持端，以实现抓取机构将平皿放置机构中的培养皿夹持输送到采样机构中，提高了微生物采样的机械化程度，同时提高了采样的连续性和准确性；第一角度传感器实时检测放置台体的转动角度，使得放置台体能准确将待夹取的培养皿转动到抓取机构的夹持端，提高了微生物采样机械化的稳定性和准确性；提高电机组合，实现机械爪臂的翻转、平移、收缩以及张开的操作；第二角度传感器能实时检测整个抓取机构沿丝杆的运动位置，实现了抓取机构能稳定停在待夹取培养皿的位置上；第一贯穿孔、第二贯穿孔、软管、气泵形成的空气流道，使得空气中微生物能更好的吸附在每个采样器上，进而实现微生物采样的准确性和效率性

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为采样机构的结构示意图；

图3为平皿放置机构的结构示意图；

图4为抓取机构的结构示意图；

图5为抓取机构中转动板与机械爪臂的连接结构示意图；

其中，1-框架，2-采样机构，3-平皿放置机构，4-抓取机构，5-培养皿，21- 第一采样器，22-第二采样器，23-推杆电机，24-第一滑杆，25-第二滑杆，26- 软管，27-气泵，31-第一电机，32-放置台体，33-套筒，34-第一角度传感器，35- 第一固定板，41-机械爪臂，42-第二电机，43-第三电机，44-第二固定板，45- 第四电机，46-转动板，47-步进丝杆电机，48-第三固定板，49-第二角度传感器， 50-第四固定板，51-腰孔，321-托盘，411-机械爪前臂，412-机械爪后臂。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至5所示，本发明提出的一种空气微生物采样装置，包括框架1，框架1上设置有采样机构2、用于放置培养皿5的平皿放置机构3和用于抓取培养皿5的抓取机构4，平皿放置机构3与框架1可转动的连接。

将培养皿5放置在平皿放置机构3中，由于平皿放置机构3与框架之间可转动连接，即平皿放置机构3上的培养皿5可以随着平皿放置机构3的转动而发生位置变化，因此可以在同一平皿放置机构3上设置有多个培养皿5，通过平皿放置机构3的转动，可以将不同位置的培养皿5输送到抓取机构4的夹持端，以实现抓取机构4将平皿放置机构3中的培养皿5夹持输送到采样机构2中，提高了微生物采样的机械化程度，同时提高了采样的连续性和准确性。避免了平皿放置机构3固定，而通过移动或转动抓取机构4来进行输送培养皿中，所存在的抓取机构4每次运动的到位位置不同，引起的抓取机构4不能有效抓取培养皿的缺陷；同时本申请基于机械化对微生物进行采样，不仅节省了人力，同时改善了微生物采样操作者的工作环境，提高了操作者的身心健康。

进一步地，为了实现平皿放置机构3的转动，所述平皿放置机构3包括第一电机31和放置台体32，第一电机31的输出端与放置台体32的底部固定连接。放置台体32的下端设置有第一固定板35，第一固定板35固定于框架1上，放置台体32与第一固定板35转动连接，第一电机31设置于第一固定板35下方，第一电机31的输出端穿过第一固定板35与放置台体32的下端面固定连接，因此第一电机31转动带动放置台体32的转动，实现设置于放置台体32上的培养皿5位置的变动，以将对应的培养皿5转动到抓取机构4的夹持端。

本申请为了提高放置台体32中培养皿5的放置数量，放置台体32包括多个托盘321，每个托盘321上设置至少一个培养皿5，多个托盘321依次同轴设置，相邻托盘321之间通过套筒33固定连接，第一电机31的输出端与位于最下面的托盘321固定连接。在附图3中每个托盘321上设置四个凹槽，每个凹槽中放置一个培养皿5，即每个托盘321中可以放置1至4个培养皿5，但不局限于设置1至4个培养皿5，可以适当增加配置每个托盘321上的凹槽，来实现培养皿5放置数量上的增加。

每个托盘321的同轴设置，一方面使得每个托盘321上培养皿5的转动角度一致，因此为了检测每个托盘321的转动角度，可以直接在其中一个套筒33 上设置有用于检测放置台体32转动角度的第一角度传感器34，从而可以得到所有托盘321的转动角度，另一方面在托盘321转动到一个角度，抓取机构4可以依次抓取同一竖向方向的多个培养皿5；在本申请第一角度传感器34直接放置于最上层的托盘321上方，第一角度传感器34随着托盘321的转动而转动。

进一步地，所述抓取机构4包括机械爪臂41、用于驱动机械爪臂41翻转的第二电机42和用于驱动机械爪臂41平移的第三电机43，第二电机42的输出端与机械爪臂41固定端固定连接，第三电机43的输出端连接有第二固定板44，第二固定板44与第二电机42固定连接，所述抓取机构4还包括用于驱动机械爪臂41张开/收缩的第四电机45，第四电机45的输出端固定连接有转动板46，所述机械爪臂41包括机械爪前臂411和机械爪后臂412，机械爪前臂411的一端与机械爪后臂412的一端均与转动板46固定连接，机械爪前臂411与机械爪后臂412组成的空间用于抓取培养皿5。

机械爪前臂411和机械爪后臂412上均开设有腰孔51，机械爪前臂411和机械爪后臂412均通过螺栓穿过腰孔51与第四固定板50可移动连接，第二电机42的输出端与第四固定板50固定连接，以使得第四固定板50随着第二电机 42的正转/反转而发生转动，以实现对机械爪臂41的翻转操作。

第三电机43的正转/反转将带动第二固定板44发生移动，因此与第二固定板44固定的第二电机42也随之发生位置移动，进而使得机械爪臂41的位置移动。

机械爪前臂411和机械爪后臂412的固定端均设置有腰槽，机械爪前臂411 和机械爪后臂412上的腰槽对接连通形成的空间用于放置转动板46，因此第四电机45正转/反转带动转动板46的顺时针/逆时针，进而使得机械爪前臂411和机械爪后臂412的收缩/张开，实现对培养皿的夹取。

进一步地，所述抓取机构4还包括固定于框架1上的步进丝杆电机47，步进丝杆电机47的丝杆上套接有滑台，滑台上设置有用于检测滑台转动角度的第二角度传感器49，第四电机45通过第三固定板48与滑台固定连接。第二角度传感器49能实时检测整个抓取机构4沿丝杆的运动位置，实现了抓取机构4能稳定停在待夹取培养皿5的位置上。

进一步地，所述采样机构2包括第一采样器21、第二采样器22和推杆电机 23，第一采样器21的采样盖固定于框架1上，第一采样器21的皿盒与第二采样器22的采样盖固定连接，第二采样器22的皿盒底部与推杆电机23的伸缩端固定连接，第一采样器21的采样盖与第一采样器21的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第一滑杆24，第二采样器22的采样盖与第二采样器22的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第二滑杆25。第一滑杆24和第二滑杆25实现可伸缩的方式可以为：设置一个固定套筒，固定套筒的一端套设一个轴、另一端与皿盒固定连接，轴的伸缩端与采样盖固定连接，即可在推杆电机23的作用下实现伸缩。

第二采样器22的皿盒底部连通有软管26，软管26的另一端连接有气泵27，第一采样器21的采样盖和皿盒上均设置有第一贯穿孔，第二采样器22的采样盖上设置有第二贯穿孔，第一贯穿孔、第二贯穿孔、软管26、气泵27形成空气流道。通过气泵27的抽气作用，使得空气能按一定方向进入第一采样器21、第二采样器22中，使得空气中微生物能更好的吸附在每个采样器上，进而实现微生物采样的准确性和效率性。

应理解地是，本申请设置两个采样器，可以同时通过两个培养皿5进行微生物采样，提高了工作效率；每个采样器(第一采样器21、第二采样器22)的采样盖和皿盒均是可分离的。

进一步地，所述框架上设置有控制器，控制器的输出端分别与推杆电机23、第一电机31、第一角度传感器34、第二电机42、第三电机43、第四电机45无线/有线连接，框架外侧设置有触摸显示屏，触摸显示屏与控制器无线/有线连接。通过设置触摸显示屏，使得操作人员可以直接触屏设置采样个数、气泵的抽气时间、气泵的抽气流量、单次采样、多次采样的设置，便于操作者的远程操作和监控。

工作过程：推杆电机23收缩时，推杆电机23带动第二滑杆25伸长，第二采样器22的采样盖与皿盒分离，当拉伸到第二滑杆25的最大伸长长度时，第一滑杆24伸长，第一采样器21的采样盖与皿盒分离，直至第一滑杆24伸长到最大伸长长度，推杆电机23停止工作，抓取机构4分别抓取托盘321上的培养皿5放置到第一采样器21和第二采样器22中，然后推杆电机23伸长带动第二滑杆25收缩，直至第二滑杆25收缩到最小时，第一滑杆24开始收缩，直至第一滑杆24收缩完成，使得第一采样器21和第二采样器22中的培养皿5处于封闭的环境中，此时，启动气泵27，使得空气从第一采样器21上的第一贯穿孔，进入第一采样器21中，同时由于气泵27的作用，空气继续通过第二采样器22 的第二贯穿孔，进入第二采样器22中，最终空气从软管26中被气泵27抽走，第一贯穿孔、第二贯穿孔、软管26、气泵27形成空气流道，空气从空气流道中穿过时，空气中的微生物被吸附在第二采样器21、第二采样器22中的培养皿5 上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气微生物采样装置，包括框架(1)，其特征在于，框架(1)上设置有采样机构(2)、用于放置培养皿(5)的平皿放置机构(3)和用于抓取培养皿(5)的抓取机构(4)，平皿放置机构(3)与框架(1)可转动的连接。

2.根据权利要求1所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述平皿放置机构(3)包括第一电机(31)和放置台体(32)，第一电机(31)的输出端与放置台体(32)的底部固定连接。

3.根据权利要求2所述的空气微生物采样装置，其特征在于，放置台体(32)包括多个托盘(321)，每个托盘(321)上设置至少一个培养皿(5)，多个托盘(321)依次同轴设置，相邻托盘(321)之间通过套筒(33)固定连接，第一电机(31)的输出端与位于最下面的托盘(321)固定连接。

4.根据权利要求3所述的空气微生物采样装置，其特征在于，套筒(33)上设置有用于检测放置台体(32)转动角度的第一角度传感器(34)。

5.根据权利要求1所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述抓取机构(4)包括机械爪臂(41)、用于驱动机械爪臂(41)翻转的第二电机(42)和用于驱动机械爪臂(41)平移的第三电机(43)，第二电机(42)的输出端与机械爪臂(41)固定端固定连接，第三电机(43)的输出端连接有第二固定板(44)，第二固定板(44)与第二电机(42)固定连接。

6.根据权利要求5所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述抓取机构(4)还包括用于驱动机械爪臂(41)张开/收缩的第四电机(45)，第四电机(45)的输出端固定连接有转动板(46)，所述机械爪臂(41)包括机械爪前臂(411)和机械爪后臂(412)，机械爪前臂(411)的一端与机械爪后臂(412)的一端均与转动板(46)固定连接，机械爪前臂(411)与机械爪后臂(412)组成的空间用于抓取培养皿(5)。

7.根据权利要求6所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述抓取机构(4)还包括固定于框架(1)上的步进丝杆电机(47)，步进丝杆电机(47)的丝杆上套接有滑台，滑台上设置有用于检测滑台转动角度的第二角度传感器(49)，第四电机(45)与滑台固定连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述采样机构(2)包括第一采样器(21)、第二采样器(22)和推杆电机(23)，第一采样器(21)的采样盖固定于框架(1)上，第一采样器(21)的皿盒与第二采样器(22)的采样盖固定连接，第二采样器(22)的皿盒底部与推杆电机(23)的伸缩端固定连接，第一采样器(21)的采样盖与第一采样器(21)的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第一滑杆(24)，第二采样器(22)的采样盖与第二采样器(22)的皿盒之间连接有至少两个可伸缩的第二滑杆(25)。

9.根据权利要求8所述的空气微生物采样装置，其特征在于，第二采样器(22)的皿盒底部连通有软管(26)，软管(26)的另一端连接有气泵(27)，第一采样器(21)的采样盖和皿盒上均设置有第一贯穿孔，第二采样器(22)的采样盖上设置有第二贯穿孔，第一贯穿孔、第二贯穿孔、软管(26)、气泵(27)形成空气流道。

10.根据权利要求9所述的空气微生物采样装置，其特征在于，所述框架上设置有控制器，控制器的输出端分别与推杆电机(23)、第一电机(31)、第一角度传感器(34)、第二电机(42)、第三电机(43)、第四电机(45)连接，框架外侧设置有触摸显示屏，触摸显示屏与控制器连接。

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