CN114015572A - 振荡器机芯及振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振荡器机芯及振荡器。该振荡器机芯，包括盘体、基座、驱动件、偏心轴以及至少一组限位机构；偏心轴包括主轴部和偏心部，主轴部与基座转动连接，偏心部与盘体转动连接；驱动件固设于主轴部且用于驱动偏心轴转动；限位机构包括导向组件以及限位件，基座与盘体中的一者固设有导向组件，另一者设置有与导向组件配合的限位件，以在偏心轴转动时，限位机构中设置于盘体的一者相对于另一者沿一圆形轨迹运动。通过导向组件以及限位件之间的配合关系，使得两者中设置于盘体的一者相对于另一者沿一圆形轨迹运动，从而使得盘体以主轴部为中心转动的同时，无法以偏心部为中心自转，以使得能够通过任意限位结构实现盘体的振荡动作。

Description

振荡器机芯及振荡器

技术领域

本发明涉及生物制药相关，特别是涉及一种振荡器机芯及振荡器。

背景技术

细胞的培养需要适宜的生长环境及温度，目前大多选择合适的摇床或振荡器进行振荡培养；

现有的用于振荡大型细胞培养罐的振荡器，大多采用一根传动偏心轴配合多根支撑偏心轴的结构以实现振荡，如CN201343532Y；此类结构对各偏心轴的加工精度要求较高，导致合格率较低，加工难度较大，此外，多根偏心轴也会导致机芯自重较大，增加了运输与装配的难度。

发明内容

基于此，有必要针对多根偏心轴的振荡器机芯结构加工要求高，重量大的问题，提供一种能够加工要求较低，且重量较轻的振荡器机芯及振荡器。

本发明首先提供一种振荡器机芯，包括盘体、基座、驱动件、偏心轴以及至少一组限位机构；所述偏心轴包括主轴部和偏心部，所述主轴部与所述基座转动连接，所述偏心部与所述盘体转动连接；所述驱动件固设于所述主轴部且用于驱动所述偏心轴转动；所述限位机构包括导向组件以及限位件，所述基座与所述盘体中的一者固设有所述导向组件，另一者设置有与所述导向组件配合的所述限位件，以在所述偏心轴转动时，所述限位机构中设置于所述盘体的一者相对于另一者沿一圆形轨迹运动。

上述振荡器机芯，通过偏心轴的偏心部与盘体转动连接，使得在驱动件带动偏心轴的主轴部转动时，能够通过偏心部带动盘体一同转动；此外，通过导向组件以及限位件之间的配合关系，使得两者中设置于盘体的一者相对于另一者沿一圆形轨迹运动，从而限制盘体的自转，使得盘体以主轴部为中心转动的同时，无法以偏心部为中心自转，以使得能够通过任意常用的限位结构实现盘体的振荡动作。

在其中一个实施例中，所述偏心轴的偏心距与所述圆形轨迹的半径相等，且所述限位机构中设置于所述盘体的一者相对于另一者的相对位置关系，与所述偏心部相对于所述主轴部的相对位置关系相同。

如此设置，以使得在盘体振荡时，第一转动部与第二转动部的转动过程完全相同，从而避免在盘体振荡过程中限位机构干涉盘体的振荡。

在其中一个实施例中，所述限位件设置于所述盘体，所述导向组件固设于所述基座。

如此设置，以降低机芯整体重心，从而增加机芯工作时的稳定性。

在其中一个实施例中，所述限位件为开设于所述盘体且朝向所述基座方向开口的圆形槽，所述导向组件包括导向柱，所述导向柱一端固设于所述基座，另一端与所述圆形槽的内侧壁滑动抵接。

如此设置，将圆形槽作为限位件开设于盘体，能够减小盘体的质量，从而进一步减小机芯整体重量。

在其中一个实施例中，所述导向柱包括柔性部、设置于所述柔性部两端的安装部以及配合部，所述安装部固设于所述基座，所述配合部的横截面为圆形，且所述配合部的外周壁与所述圆形槽的内侧壁相切。

如此设置，以保证配合部与圆形槽的内侧壁在滑动抵接过程较为平滑，不会因配合部与圆形槽内侧壁直接碰撞导致圆形轨迹发生波动而影响盘体的振荡。

在其中一个实施例中，所述导向组件还包括滚轮，所述滚轮转动连接于所述导向柱的外周壁，且所述滚轮的外周壁与所述圆形槽的内侧壁滚动抵接。

如此设置，在盘体振荡过程中，导向柱与盘体之间能够通过滚动摩擦代替滑动摩擦，减小了振荡过程中的摩擦力，从而增加了机芯的能量利用率，提高了传动效率。

在其中一个实施例中，包括多组限位机构。

如此设置，能够满足较大质量培养罐的支撑需求，从而增加振荡器机芯的泛用性。

在其中一个实施例中，所述限位机构设置有四组，且以所述主轴部为中心周向均布设置。

如此设置，能够满足绝大部分质量的培养罐的支撑需求，在增加机芯泛用性的同时，尽可能减小机芯的重量以及成本。

在其中一个实施例中，所述主轴部固设有配重块，所述配重块设置于所述主轴部远离所述偏心部的一侧。

如此设置，能够有效平衡盘体振荡过程中产生的离心力，从而增加盘体在振动过程中的稳定性。

本发明第二方面提供一种振荡器，包括上述任一实施例的振荡器机芯。

附图说明

图1为本发明的振荡器机芯正视方向的剖视结构示意图；

图2为本发明的振荡器机芯的立体结构示意图；

图3为图1中A-A方向的剖视结构示意图；

图4-1为图3中盘体的运动趋势示意图；

图4-2为图3中盘体的运动状态示意图；

图5为图1中导向组件的放大结构示意图；

图6为本发明的振荡器机芯以及培养罐的立体结构示意图。

主要元件符号说明

1、圆形轨迹；2、第一中轴线；3、第二中轴线；

10、盘体；20、基座；30、驱动件；40、偏心轴；41、主轴部；42、偏心部；43、配重块；50、限位机构；51、导向组件；511、导向柱；512、安装部；513、配合部；514、滚轮；515、柔性部；52、限位件。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

细胞的培养需要适宜的生长环境及温度，目前大多会采用合适的摇床或振荡器对细胞进行振荡培养。这里的振荡培养，指用于防止培养皿或培养罐的盘体，其自身的中轴线与主轴的中轴线偏心设置，在主轴转动时，盘体以主轴中轴线为中心转动，同时盘体不会以自身中轴线为中心发生自转，从而带动培养皿或培养罐振荡，以保证培养皿或培养罐内的细胞、空气以及营养物质均匀分布，使得细胞能够充分接触营养物质，并增加溶氧量；

为实现上述的振荡培养动作，目前的摇床或振荡器，大多采用一根传动偏心轴配合多根支撑偏心轴的结构，其中，传动偏心轴用于驱动盘体转动，同时保证盘体的中轴线与主轴的中轴线偏心；而多根支撑偏心轴用于限制盘体的自转，以使得在盘体以主轴中轴线为中心转动时，在多根支撑偏心轴的限位作用下，盘体无法以自身中轴线为中心发生转动，例如CN201343532Y；

但是此类结构对各支撑偏心轴的加工、安装精度要求较高，导致合格率较低，加工、安装难度较大，此外，多根支撑偏心轴也会导致机芯自重较大，增加了运输与装配的难度。

本发明首先提供一种振荡器机芯，请结合图1、图2以及图3所示，包括盘体10、基座20、驱动件30、偏心轴40以及至少一组限位机构50；偏心轴40包括主轴部41和偏心部42，主轴部41与基座20转动连接，偏心部42与盘体10转动连接；驱动件30固设于主轴部41且用于驱动偏心轴40转动；限位机构50包括导向组件51以及限位件52，基座20与盘体10中的一者固设有导向组件51，另一者设置有与导向组件51配合的限位件52，以在偏心轴40转动时，限位机构50中设置于盘体10的一者相对于另一者沿一圆形轨迹1运动。

将导向组件51与限位件52中设置于盘体10一者的中轴线定义为第一中轴线2，设置于基座20一者的中轴线定义为第二中轴线3；这里的圆形轨迹1，指在偏心轴40带动盘体10转动时，导向组件51与限位件52中设置于盘体10一者跟随盘体10一同运动的过程中，第一中轴线2以第二中轴线3为中心所形成的运动轨迹；基座20与外部装置固定，可视为一固定部件。

由于偏心轴40的偏心部42与盘体10转动连接，因此在驱动件30带动偏心轴40的主轴部41转动时，能够通过偏心部42带动盘体10一同转动，由于偏心部42与盘体10转动连接，因此盘体10可能在此过程中以偏心部42为中心发生自转。

通过导向组件51以及限位件52之间的配合关系，使得两者中设置于盘体10的一者相对于另一者沿一圆形轨迹1运动，该圆形轨迹1为第一中轴线2以第二中轴线3为中心所形成的圆形路径；

此外，导向组件51以及限位件52中的一者设置于盘体10，因此若盘体10以偏心部42为中心发生自转，势必会使得第一中轴线2以偏心部42为中心转动，而该路径与圆形轨迹1的圆心、半径均不相同，因此在限位机构50的限位作用下，盘体10无法以偏心部42为中心发生自转；

从而在带动盘体10以主轴部41为中心转动的同时，避免盘体10以偏心部42为中心自转，实现了盘体10的振荡动作，且与采取支撑偏心轴进行限位相比，本申请中限位机构50可采取导轨滑块、滑槽滑块或其他任意常用的导向结构，成本较低，重量较小，降低了机芯的生产安装成本，同时便于装配与运输。

在图3所示的实施例中，偏心轴40的偏心距与圆形轨迹1的半径相同，且限位机构50中设置于盘体10的一者相对于另一者的相对位置关系，与偏心部42相对于主轴部41的相对位置关系相同。

由于偏心轴40的偏心部42与盘体10转动连接，因此在驱动件30带动偏心轴40的主轴部41转动时，偏心部42以及与偏心部42连接部分的盘体10会以主轴部41为中心转动；

将与偏心部42连接部分的盘体10定义为第一转动部，即第一转动部会以主轴部41为中心转动；由于主轴部41转动连接于基座20，因此第一转动部的转动路径唯一确定。

而又由于导向组件51与限位件52中设置于盘体10的一者会在偏心轴40的带动下，相对于另一者沿一圆形轨迹1运动，因此，在导向组件51与限位件52的限位作用下，与限位机构50对应部分的盘体10会沿圆形轨迹1转动；

将与限位机构50的对应部分的盘体10定义为第二转动部，即第二转动部会沿圆形轨迹1转动，由于导向组件51与限位件52的一者与基座20固定，因此圆形轨迹1的路径唯一确定。

此外，圆形轨迹1的半径与偏心轴40的偏心距相等，即第一转动部的转动路径与第二转动部的转动路径的半径相等，即第一转动部与第二转动部的转动路径各自唯一确定且半径相等；

又由于限位机构50中设置于盘体10的一者相对于另一者的相对位置关系，即第一中轴线2与第二中轴线3之间的相对位置关系，与偏心部42相对于主轴部41的相对位置关系相同，因此，第一转动部与第二转动部在盘体10转动过程中，相对于自身转动路径中心的相对位置相同；

综上可知，在盘体10振荡时，第一转动部与第二转动部的转动过程（转动路径以及自身相对于转动路径中心的相对位置）完全相同，以使得在盘体10振荡过程中，限位机构50能够限制盘体10的自转，且不会干涉盘体10的振荡。

在图1所示的实施例中，限位件52设置于盘体10，导向组件51固设于基座20；由于导向组件51需要向盘体10方向延伸并与限位件52配合，质量相对较大，将导向组件51固设于基座20，能够使得机芯整体重心偏低，从而增加机芯工作时的稳定性。

在图1所示的实施例中，限位件52为开设于盘体10且朝向基座20方向开口的圆形槽，导向组件51包括导向柱511，导向柱511一端固设于基座20，另一端与圆形槽的内侧壁滑动抵接。

将圆形槽作为限位件52开设于盘体10，能够减小盘体10的质量，从而进一步减小机芯整体重量，同时导向柱511与圆形槽的结构，结构简单，易于加工装配，能够有效增加生产效率。

在上述实施例中，若仅设置有一组限位机构50，则限位机构50位于主轴部41的中轴线以及偏心部42的中轴线共同所在的平面，以使得盘体10向顺逆时针中任意方向具有自转趋势时，导向柱511均能够与圆形槽的内侧壁抵接，从而限制盘体10的自转；

若主轴部41的中轴线以及偏心部42的中轴线共同所在的平面上未设置限位机构50，则以该平面为中心，两侧至少各设置一组限位机构50，以保证盘体10向顺逆时针中任意方向具有自转趋势时，均至少有一根导向柱511能够与对应圆形槽内侧壁抵接，从而限制盘体10的自转。

在上述实施例中，盘体10振荡运动的分解过程请参考图4-1以及图4-2所示，图4-1中实线部分为盘体10的初始状态，虚线部分为盘体10在偏心轴40驱动下以主轴部41为中心的转动趋势；图4-2中实线部分为盘体的初始状态，虚线部分为盘体10在偏心轴40驱动下转动后的实际位置；

由于导向柱511固设于与基座20，且与圆形槽滑动抵接，因此盘体10无法转动至图4-1中的虚线状态，而是会在导向柱511与圆形槽之间的抵接限位作用下，以偏心部42为中心转动至图4-2中的虚线部分的状态；

上述运动过程可视为盘体10振荡过程中的一个最小单元，重复该最小单元即为盘体10的振荡运动过程，即在盘体10以主轴部41为中心转动的同时，不以偏心部42为中心发生自转。

在一些实施例中，限位件52为固设于盘体10靠近基座20侧表面的环形滑轨，导向组件51包括上端与环形滑轨滑动连接的导向柱511；当然，导向组件51与限位件52也可为其他任意常用的导向结构，只要能够实现沿圆形轨迹1的导向限位即可。

在图5所示的实施例中，导向柱511包括柔性部515、设置于柔性部515两端的安装部512以及配合部513，配合部513的横截面为圆形，且配合部513的外周壁与圆形槽的内侧壁相切，基座20靠近盘体10侧表面固设有安装座，安装部512与安装座过盈配合；配合部513横截面为圆形，以保证配合部513与圆形槽的内侧壁在滑动抵接过程较为平滑，不会因配合部513与圆形槽内侧壁直接碰撞导致圆形轨迹1发生波动，从而影响盘体10的振荡。

此外，柔性部515具有一定挠度，以使得导向柱511具有一定挠度及柔性，能够通过自身弹性形变承载盘体10振荡时产生的部分负载；并且能够通过自身的弹性形变，抵消一定范围内的加工误差以及精度误差，以在保证限位机构50正常运行的前提下，减小限位机构50的加工及安装难度。

在图1所示的实施例中，导向组件51还包括滚轮514，滚轮514转动连接于导向柱511的外周壁，且滚轮514的外周壁与圆形槽的内侧壁滚动抵接；通过滚轮514与圆形槽内侧壁之间的滚动抵接，使得在盘体10振荡过程中，导向柱511与盘体10之间能够通过滚动摩擦代替滑动摩擦，减小了振荡过程中的摩擦力，从而增加了机芯的能量利用率，提高了传动效率。

在图2所示的实施例中，振荡器机芯包括多组限位机构50；由于培养罐的体积与质量大小差异较大，通过设置多组限位机构50，能够满足较大质量培养罐的支撑需求，从而增加振荡器机芯的泛用性；此外，多组限位机构50也能够增加盘体10在振荡过程中的稳定性。

在图2所示的实施例中，限位机构50设置有四组，且以主轴部41为中心周向均布设置；四组限位机构50，能够满足绝大部分质量的培养罐的支撑需求，在增加机芯泛用性的同时，尽可能减小机芯的重量以及成本；而周向均布设置，使得四组限位机构50能够均匀的支撑盘体10，从而进一步增加盘体10在振荡过程中的稳定性。

在图1所示的实施例中，主轴部41固设有配重块43，配重块43设置于主轴部41远离偏心部42的一侧；将配重块43设置于主轴部41远离偏心部42的一侧，能够有效平衡盘体10振荡过程中产生的离心力，从而增加盘体10在振动过程中的稳定性；优选的，配重块43安装于偏心轴40的中间位置，即主轴部41靠近偏心部42一端的外周壁。

本发明还提供一种振荡器。请参考图6所示，该振荡器包括上述的振荡器机芯。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种振荡器机芯，其特征在于，包括盘体（10）、基座（20）、驱动件（30）、偏心轴（40）以及至少一组限位机构（50）；

所述偏心轴（40）包括主轴部（41）和偏心部（42），所述主轴部（41）与所述基座（20）转动连接，所述偏心部（42）与所述盘体（10）转动连接；

所述驱动件（30）固设于所述主轴部（41）且用于驱动所述偏心轴（40）转动；

所述限位机构（50）包括导向组件（51）以及限位件（52），所述基座（20）与所述盘体（10）中的一者固设有所述导向组件（51），另一者设置有与所述导向组件（51）配合的所述限位件（52），以在所述偏心轴（40）转动时，所述限位机构（50）中设置于所述盘体（10）的一者相对于另一者沿一圆形轨迹（1）运动。

2.根据权利要求1所述的振荡器机芯，其特征在于，所述偏心轴（40）的偏心距与所述圆形轨迹（1）的半径相等，且所述限位机构（50）中设置于所述盘体（10）的一者相对于另一者的相对位置关系，与所述偏心部（42）相对于所述主轴部（41）的相对位置关系相同。

3.根据权利要求2所述的振荡器机芯，其特征在于，所述限位件（52）设置于所述盘体（10），所述导向组件（51）固设于所述基座（20）。

4.根据权利要求3所述的振荡器机芯，其特征在于，所述限位件（52）为开设于所述盘体（10）且朝向所述基座（20）方向开口的圆形槽，所述导向组件（51）包括导向柱（511），所述导向柱（511）一端固设于所述基座（20），另一端与所述圆形槽的内侧壁滑动抵接。

5.根据权利要求4所述的振荡器机芯，其特征在于，所述导向柱（511）包括柔性部（515）、设置于所述柔性部（515）两端的安装部（512）以及配合部（513），所述安装部（512）固设于所述基座（20），所述配合部（513）的横截面为圆形，且所述配合部（513）的外周壁与所述圆形槽的内侧壁相切。

6.根据权利要求4所述的振荡器机芯，其特征在于，所述导向组件（51）还包括滚轮（514），所述滚轮（514）转动连接于所述导向柱（511）的外周壁，且所述滚轮（514）的外周壁与所述圆形槽的内侧壁滚动抵接。

7.根据权利要求1所述的振荡器机芯，其特征在于，包括多组限位机构（50）。

8.根据权利要求7所述的振荡器机芯，其特征在于，所述限位机构（50）设置有四组，且以所述主轴部（41）为中心周向均布设置。

9.根据权利要求1所述的振荡器机芯，其特征在于，所述主轴部（41）固设有配重块（43），所述配重块（43）设置于所述主轴部（41）远离所述偏心部（42）的一侧。

10.一种振荡器，其特征在于，包括如权利要求1~9中任意一项所述的振荡器机芯。

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