CN115678755A - 一种培养皿制备装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种培养皿制备装置及使用方法，涉及微生物培养技术领域，解决了现有培养皿制备装置结构复杂、不便于使用的问题，提高了自动化程度，减少了空间的占用，具体方案如下：包括制备机构和养护机构，所述制备机构与培养机构均设有外壳，二者之间通过进出口单元连通，制备机构与培养机构均与控制中枢连接；所述制备机构由输送单元、进料单元、加注单元、冷却单元、抓取单元、开盖单元、称重单元以及摇匀单元集成，用于培养皿的储存、取放、开盖、加注、输送、摇匀、冷却；培养机构由进出夹持单元和用于放置培养皿的培养支架构成，用于培养皿的培养。

Description

一种培养皿制备装置及使用方法

技术领域

本发明涉及微生物培养技术领域，特别是涉及一种培养皿制备装置及使用方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

进行微生物培养时，需要向培养皿中添加培养基，待培养基冷却凝固后将培养皿放置到养护箱内进行养护，等养护设定时间后，将培养皿取出并进行观察。

发明人发现，现有的培养皿制备装置由于涉及的工位过多，导致装置整体占地面积大，并不适用于实验室等小型场景中的应用，且装置整体自动化程度低，各工位均需工作人员参与协调，例如，培养皿的储存、取放以及运输工作需要人工实现；培养基的定量加注工作需要人员时刻监测等，这不仅增加了人员的工作强度，还加大了人工成本，并不利于普及使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种培养皿制备装置及使用方法，将培养皿的储存、取放、加注、输送、冷却、养护以及拍摄工位进行集成，并利用抓取单元配合各工位的工作，装置整体紧凑、占地面积小，且通过控制中枢进行协调控制，自动化程度高，解决了现有培养皿制备装置结构复杂、不便于使用的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种培养皿制备装置，包括制备机构，所述制备机构设有输送单元，所述输送单元的一侧沿其长度方向依次设有进料单元、加注单元和冷却单元，另一侧设有一个可沿输送单元长度方向、宽度方向移动的抓取单元，所述抓取单元上固定设有用于吸附皿盖的开盖单元，输送单元的底部固定设有一个可竖向移动的称重单元；还设有摇匀单元，所述摇匀单元邻近于冷却单元；

培养机构，由进出夹持单元和用于放置培养皿的培养支架构成，所述进出夹持单元与培养支架并排设置；

所述制备机构与培养机构均设有外壳，二者之间通过进出口单元连通，制备机构与培养机构均与控制中枢连接。

作为进一步的实现方式，所述进料单元由第一支撑台和竖向固定设置在第一支撑台顶部的储存筒构成，所述储存筒与第一支撑台内部连通，第一支撑台内部滑动设有推板，第一支撑台靠近输送单元的一端设有开口，推板可通过开口将储存筒内的培养皿推送到输送单元上，所述输送单元上固定设有与进料单元相对设置的挡板。

作为进一步的实现方式，所述输送单元由第二支撑台以及设置在第二输送台上的输送皮带构成，所述输送皮带由三相电机驱动，能够进行正转或反转。

作为进一步的实现方式，所述称重单元设有第三支撑台，所述第三支撑台固定设置在输送单元的底部，第三支撑台上设有竖向滑动的称重底座，所述称重底座内设有重量传感器，称重底座的上方设有第一托盘，所述第一托盘通过称重杆将重量传递给重量传感器。

作为进一步的实现方式，所述摇匀单元通过第四支撑台进行固定，所述第四支撑台上设有第二托盘，第二托盘的底部分别与第一摇摆杆、第二摇摆杆转动连接，所述第一摇摆杆与第四支撑台内的摇摆电机固定连接，第二摇摆杆与位置可调的安装块固定连接，所述第一摇摆杆与第二摇摆杆相互垂直。

作为进一步的实现方式，所述进出口单元设置在制备机构与培养机构之间的外壳壁上，进出口单元由提升门以及与提升门连接的伸缩气缸构成，邻近于进出口单元处设置有用于暂放培养皿的转换平台。

作为进一步的实现方式，所述培养支架设有圆柱状的旋转台，所述旋转台上沿其长度方向间隔设有若干支撑片，支撑片上沿其环向间隔设有若干弧形的放置槽，每个放置槽顶部均固定设有一个与其弧度相同的凸起，所述凸起的内侧壁上设有与皿盖外边缘配合的凹槽。

作为进一步的实现方式，所述输送单元一端伸入制作机构的外壳内部，另一端伸出制备机构的外壳，输送单元上固定设有一个拍摄单元，所述拍摄单元靠近于输送单元伸出外壳的一端，拍摄单元的底部与输送单元之间具有允许培养皿通过的空间。

作为进一步的实现方式，所述制备机构和培养机构均设有若干用于监测培养皿位置的位置传感器，所述位置传感器与控制中枢连接。

第二方面，本发明提供了一种培养皿制备装置的使用方法，具体如下：

推板将储存筒内的培养皿推送到输送单元上，通过输送单元将培养皿输送到称重单元的正上方；

称重单元上升支撑培养皿，开盖单元将皿盖吸附提起，加注单元向培养皿内加注培养基，加注完成后重新扣合皿盖，称重单元下降；

抓取单元将加注完成后的培养皿抓取到摇匀单元上，摇匀完成后利用抓取单元将培养皿抓取到冷却单元进行冷却；

抓取单元将冷却后的培养皿抓取到转换平台上，进出夹持单元将转换平台上的培养皿夹取到养护支架上进行养护；

进出夹持单元将养护完成后的培养皿夹持到转换平台上，抓取单元将转换平台上的培养皿抓取到输送单元上并输送至拍摄单元底部进行拍摄；

拍摄完成后，输送单元将培养皿输送到制备机构外壳的外部并进行培养皿的收集。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明将培养皿的储存、取放、加注、输送、冷却、养护进行集成，并利用抓取单元配合不同工位的工作，装置整体紧凑、占地面积小，且各工位通过控制中枢进行协调控制，自动化程度高，无需人员参与协调不同工位间的工作，降低了人工成本。

(2)本发明进料单元的储存筒为竖向设置的长筒状结构，能够使培养皿在竖向上依次叠放储存，大大减小了培养皿储存所占用的空间，可通过推板自动将储存筒内的培养皿推送到输送单元上，且输送单元的相应位置上设置了挡板，能够利用挡板对培养皿进行阻挡，有效避免了培养皿在推动过程中从输送单元上掉落。

(3)本发明称重单元固定设置在输送单元的底部，能够对加注过程中培养皿的重量变化进行监控，保证了加注的精确度；称重底座在竖向上滑动设置在第三支撑台的侧部，能够通过称重底座带动第一托盘从输送单元的上方伸出或收回到输送单元的底部，避免了对输送单元输送工作的影响。

(4)本发明摇匀单元通过第二摇摆杆与第一摇摆杆的配合实现第二托盘的摇摆，其中，第二摇摆杆的一端与第二连接轴铰接，另一端与位置可调的安装块铰接，可根据实际摇摆强度需求调节安装块的位置，从而调节第二摇摆杆对第二连接轴的拉力，最终改变第二托盘的摆动幅度，无需更换电机的型号或是改变电机的动力输出，大大降低了使用难度，使得菌液在不同浓度的培养基中均可以均匀的分布。

(5)本发明将开盖单元设置在抓取单元的支撑架上，使得结构更加紧凑，减小了开盖单元的占用面积，且能够跟随抓取单元移动，以按需对不同位置的培养皿进行开盖处理，保证了装置的应急能力。

(6)本发明养护支架的设置，使得培养皿在竖向上放置，大大减小了培养皿养护所占用的空间，且旋转台可通过转动的方式将待拿取的培养皿移动到位，缩小了进出夹持单元的移动范围，使得养护机构更加紧凑，减少了对空间的占用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种培养皿制备装置的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的制备机构的结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的培养机构的结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的抓取单元的结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的抓取手的结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的输送单元的结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的进料单元的结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的称重单元的结构示意图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的摇匀单元的结构示意图；

图10是本发明根据一个或多个实施方式的冷却单元的结构示意图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的进出口单元的结构示意图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的培养支架的结构示意图；

图13是本发明根据一个或多个实施方式的进出夹持单元的结构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、制备机构；2、培养机构；

3、进料单元；3.1、第一支撑台；3.2、储存筒；3.3、推板；3.4、第一电机；

4、输送单元；4.1、第二支撑台；4.2、输送皮带；4.3、第二电机；4.4、挡板；

5、加注单元；6、称重单元；6.1、第一托盘；6.2、第三支撑台；6.3、称重杆；6.4、称重底座；

7、冷却单元；7.1、第三支撑台；7.2、冷却筒；7.3、顶升气缸；7.4、推拉板；

8、抓取单元；8.1、第一支撑架；8.2、第一滑轨；8.3、滑块；8.4、第三电机；8.5、抓取手；8.5.1、抓取板；8.5.2、第四电机；8.6、滑槽；

9、摇匀单元；9.1、第二托盘；9.2、第四支撑台；9.3、第五电机；9.4、调节轨道；9.5、安装块；9.6、第一摇摆杆；9.7、第二摇摆杆；9.8、第一连接轴；9.9、第二连接轴；

10、进出口单元；10.1、提升门；10.2、伸缩气缸；

11、培养支架；11.1、旋转台；11.2、第六电机；11.3、支撑片；11.4、凸起；

12、进出夹持单元；12.1、第二支撑架；12.2、第三滑轨；12.3、支撑座；12.4；第七电机；12.5、驱动模块；12.6、夹持爪；

13、拍摄单元；14、培养皿；15、转换平台。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所介绍的，现有的培养皿制备装置由于涉及的工位过多，导致装置整体占地面积大，并不适用于实验室等小型场景中的应用，且装置整体自动化程度低，各工位均需工作人员参与协调，例如，培养皿的储存、取放以及运输工作需要人工实现；培养基的定量加注工作需要人员时刻监测等，这不仅增加了人员的工作强度，还加大了人工成本，并不利于普及使用的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种培养皿制备装置及使用方法。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图13所示，提出一种培养皿制备装置，包括，制备机构1和培养机构2，制备机构1和培养机构2并排设置，制备机构1和培养机构2均固定设置在安装台上，且制备机构1和培养机构2均设有外壳，二者之间通过进出口单元10连通，培养皿14可在制备机构1内制作完成后送入培养机构2内进行养护。

其中，制备机构1的外壳为透明外壳，可方便对制备机构1内培养皿14制作工作的观测，以应对突发状况的发生；培养机构2的外壳为现有恒温箱的外壳结构，具体的结构形式这里不再过多的赘述。

如图2所示，制作机构1由进料单元3、输送单元4、加注单元5、称重单元6、冷却单元7、抓取单元8、摇匀单元9以及进出口单元10组成。

输送单元4一端伸向制备机构1壳体的内部，此端为输送单元4的输入端，输送单元4的另一端伸出制备机构1的壳体，此端为输送单元4的输出端。

进料单元3位于输送单元4的一侧，主要用于待加注培养皿14的储存；加注单元5、冷却单元7均与进料单元3同侧，且沿输送单元4的长度方向依次设置，冷却单元7邻近于输送单元4的输入端，进料单元3内储存的培养皿14可放置在输送单元4上，加注单元5可向输送单元4上的培养皿14内注入培养基，并最终放置在冷却单元7内进行培养基的冷却凝固。

称重单元6设置在输送单元4的底部，当培养皿14运动到称重单元6的正上方时，称重单元6可对培养皿14进行支撑，并对加注过程中培养皿14的重量变化进行监测，以保证培养基加注量的准确性。

摇匀单元9邻近于输送单元4的输入端，且靠近于冷却单元7，输送单元4上的培养皿14在加注完成后可放置在摇匀单元9上进行摇匀，使得菌液能够均匀的混入到培养基中。

抓取单元8设置在输送单元4的另一侧，抓取单元8与进料单元3、加注单元5、冷却单元7不同侧，主要用于培养皿14的抓取、转移，以协调各工位的工作。

如图7所示，进料单元3由第一支撑台3.1、储存筒3.2、推板3.3以及第一电机3.4组成，第一支撑台3.1的底部固定设有若干支腿，储存筒3.2固定设置在第一支撑台3.1的顶部，第一支撑台3.1为中空结构，且第一支撑台3.1靠近输送单元4的一侧具有开口，推板3.3滑动设置在第一支撑台3.1的内部；

第一支撑台3.1的顶部中心处设有第一通孔，第一通孔与储存筒3.2同轴设置，通孔能够允许储存筒3.2内的培养皿14进入第一支撑台3.1内；推板3.3靠近输送单元4的一端为弧形，可将第一支撑台3.1内的培养皿14推送到输送单元4上。

第一电机3.4固定设置在第一支撑台3.1的底部，第一电机3.4与推杆3.3连接，第一电机3.4为伸缩电机，可推动推板3.3往复运动。

第一支撑台3.1上还设有位置传感器，可对输送单元4上的培养皿14进行位置的监测，以判断输送单元4上靠近进料单元3的位置处是否存在培养皿14。

储存筒3.2为长筒状结构，竖向固定设置在第一支撑台3.1的顶部，本实施例中储存筒3.2由若干长条组成，在其他实施例中储存筒3.2也可以由钢板制成，只要能够使培养皿14在竖向上依次叠放储存即可。

可以理解的是，第一电机3.4也可以替换为气缸结构，具体的可根据实际设计要求进行选择，这里不做过多的限制。

如图10所示，冷却单元7的结构与进料单元3的结构相似，冷却单元7由第三支撑台7.1、冷却筒7.2、顶升气缸7.3以及推拉板7.4组成，第三支撑台7.1同样为中空结构，第三支撑台7.1靠近输送单元4的一端具有开口，推拉板7.4滑动设置在第三支撑台7.1的内部，冷却筒7.2固定设置在第三支撑台7.1的顶部，且第三支撑台7.1的顶部还设有允许培养皿14通过的第二通孔，第二通孔与冷却筒7.2同轴设置。

推拉板7.4上设有用于放置培养皿14的圆形凹槽，推拉板7.4上沿其移动方向设有长条形型的第三通孔，第三通孔的一端与圆形凹槽的底部连通，顶升气缸7.3的顶升杆可依次穿过第一支撑台7.1的底部以及推拉板7.4上的第三通孔，可将推拉板7.4上的培养皿14顶升到冷却筒7.2内，同时顶升气缸7.3的顶升工作不影响推拉板7.4的往复移动。

可以理解的是，推拉板7.4的运动同样受电机或气缸驱动，具体的这里不再过多的赘述，冷却单元7上同样设有位置传感器，可对输送单元4输送末端处的培养皿14进行监控。

如图6所示，输送单元4由第二支撑台4.1、输送皮带4.2以及第二电机4.3构成，其中，输送皮带4.2沿第二支撑台4.1的长度方向设置，第二电机4.3固定设置在第二支撑台4.1上，输送皮带4.2通过第二电机4.3驱动并带动放置在其上部的培养皿14沿第二支撑台4.1的长度方向运动，其中，第二电机4.3为三相电机，可根据需求进行正转或反转。

输送单元4上还设有挡板4.4，挡板4.4与进料单元3相对设置，挡板4.4与进料单元3不同侧，主要用于对培养皿14的阻挡，防止推板3.3将培养皿14推出输送单元4。

加注单元5为现有的培养基加注结构，具体的结构形式这里不再过多的赘述。

如图8所示，称重单元6由第一托盘6.1、第三支撑台6.2、称重杆6.3以及称重底座6.4组成，其中，第三支撑台6.2固定设置在输送单元4的底部，称重底座6.4竖向滑动设置在第三支撑台6.2的侧部，称重底座6.4可沿着第三支撑台6.2在竖向上上下滑动。

第一托盘6.1位于称重底座6.4的上方，第一托盘6.1通过称重杆6.3与称重底座6.4连接，称重底座6.4内设有重量传感器，第一托盘6.1上的重量可通过称重杆6.3传递给重量传感器，以实现对培养皿14重量的监测，保证培养基加注的准确性。

为了便于培养皿14的放置，第一托盘6.1的顶部设置了用于放置培养皿14的凹槽，以限制培养皿14的位置，称重底座6.4的竖向移动可带动第一托盘6.1从输送单元4的上方伸出或收回到输送单元4的底部，避免了对输送单元4输送工作的影响。

可以理解的是，称重单元6上同样设置了位置传感器，以对其顶部培养皿14的位置进行监测，保证第一托盘6.1顶升的准确性。

如图9所示，摇匀单元9由第二托盘9.1、第四支撑台9.2、第五电机9.3、调节轨道9.4、安装块9.5、第一摇摆杆9.6、第二摇摆杆9.7、第一连接轴9.8以及第二连接轴9.9组成。

具体的，第四支撑台9.2固定设置在邻近输送单元4输入端的位置处，且第四支撑台9.2靠近于冷却单元7，第二托盘9.1位于第四支撑台9.2的上方，第四支撑台9.2上设有第五电机9.3，第五电机9.3为摇摆电机，第五电机9.3的输出轴上固定设有一个水平设置第一摇摆杆9.6，第一摇摆杆9.6的顶部竖向固定设有一个第一连接轴9.8，第一连接轴9.8的顶部与第二托盘9.1的底部转动连接；

第二托盘9.1的底部还固定设有第二连接轴9.9，第二连接轴9.9位于第一连接轴9.8的一侧，第二连接轴9.9与第二摇摆杆9.7的一端转动连接。

在不进行摇摆动作时，第二摇摆杆9.7与第一摇摆杆9.6相互垂直，第二摇摆杆9.7的一端与第二连接轴9.9铰接，另一端与第四支撑台9.2上的安装块9.5铰接。

第四支撑台9.2上开设有调节轨道9.4，安装块9.5可在调节轨道9.4内滑动进行位置的调节并固定，可根据实际摇摆强度需求调节安装块9.5的位置，从而调节第二摇摆杆9.7对第二连接轴9.9的拉力，最终改变第二托盘9.1的摆动幅度，无需更换第五电机9.3的型号或是改变第五电机9.3的动力输出，大大降低了使用难度。

在进行摇摆工作时，第五电机9.5进行往复摆动，使得第二托盘9.1具有跟随第五电机9.5摆动的趋势，同时，第二摇摆杆9.7拉动第二托盘9.1，最终在第一摇摆杆9.6的带动以及第二摇摆杆9.7的拉动下，使得第二托盘9.1可以相对于第一连接轴9.8发生往复摆动的动作。

摇匀单元9整体结构简单、紧凑，能够根据不同培养基的浓度改变其摇摆幅度，使得菌液在不同浓度的培养基中均可以均匀的分布，保证了装置的适应能力。

为了保证培养皿14在第二托盘9.1上放置的牢固性，在第二托盘9.1的顶部设置了与培养皿14形状匹配的限位槽，该限位槽的深度与培养皿14的厚度相同，可有效限制培养皿14的位置。

具体的，第二托盘9.1的顶部固定设有两个弧形的限位板，两个限位板相对设置形成限位槽，且两个限位板的端部互不接触，以方便抓取单元8对培养皿14的取放。

如图4所示，抓取单元8可沿输送单元长度方向、宽度方向移动，抓取单元8由第一支撑架8.1、第一滑轨8.2、第二滑轨、第三电机8.4以及抓取手8.5组成，第一滑轨8.2设有若干条，第一滑轨8.2沿输送单元4的长度方向设置，第一支撑架8.1滑动设置在第一滑轨8.2上。

第一支撑架8.1的移动通过滑动丝杠副进行驱动，第一支撑架8.1上设有第二滑轨，第二滑轨与第一滑轨8.2在水平方向上相互垂直，抓取手8.5滑动设置在第二滑轨上，第二滑轨上滑动设有滑块8.3，抓取手8.5与滑块8.3滑动连接，第一支撑架8.1上固定谁有第三电机8.4，第三电机8.4可驱动滑块8.3沿第二滑轨移动，进而带动抓取手8.5朝向靠近或远离输送单元4的方向移动。

如图5所示，抓取手8.5由抓取板8.5.1和第四电机8.5.2组成，其中，抓取板8.5.1设有两个，两个抓取板8.5.1相对设置，抓取板8.5.1为倒置的L型板结构，抓取板8.5.1的竖向板具有弧度，且竖向板的内部上设有用于支撑培养皿14底部的台阶状结构；

第四电机8.5.2与两个抓取板8.5.1连接，可控制两个抓取板8.5.1相互远离或靠近，以实现对培养皿14的取放，第四电机8.5.2滑动设置在第二滑轨的滑块8.3上，可沿着滑块8.3竖向滑动。

抓取单元8可将输送单元4上加注完成后的培养皿14夹取到摇匀单元9上进行摇匀工作，当摇匀完成后可将培养皿14夹取到冷却单元7的推拉板7.4上，以进行冷却处理。

第一支撑架8.1上还设有开盖单元，减小了开盖单元的占用面积，且能够跟随抓取单元8移动，以按需对不同位置的培养皿14进行开盖处理，例如，当输送过程中某个位置处培养皿14的皿盖未扣紧而出现松动时，可通过开盖单元进行皿盖的重新扣合，保证了装置的应急能力。

开盖单元由吸盘、气泵以及升降块构成，升降块滑动设置在第一支撑架8.1的滑槽8.6上，且位于称重单元6的正上方，升降块可沿第一支撑架8.1在竖向上移动，吸盘固定设置在升降块上，吸盘通过软管与气泵连接，可将培养皿14上的皿盖吸附并提起。

如图11所示，进出口单元10由提升门10.1以及伸缩气缸10.2构成，提升门10.1滑动设置在制作机构1和养护机构2之间的外壳壁上，伸缩气缸10.2固定设置在制作机构1和养护机构2之间的外壳壁上且位于提升门10.1的上方。

伸缩气缸10.2的伸缩杆与提升门10.1固定连接，可带动提升门10.1竖向上移动，以实现制作机构1与养护机构2之间的通断。

转换平台15设置在制作机构1内，且邻近于进出口单元10，主要用于培养皿14的暂时放置，当培养皿14在制备机构1与培养机构2之间进行转移时，抓取单元8可将推拉板7.4上的培养皿14夹取放置到转换平台15上暂时放置，当提升门10.1上升打开后，培养机构2内的进出夹持单元12可将转换平台15上的培养皿14夹持到培养机构2内。

可以理解的是，进出口单元10处也设有位置传感器，以对转换平台15上的培养皿14进行监测。

如图3所示，培养机构2由培养支架11和进出夹持单元12组成，培养支架11与进出夹持单元12并列设置，进出夹持单元12靠近于进出口单元10。

如图12所示，培养支架11由旋转台11.1、第六电机11.2以及支撑片11.3构成，其中，旋转台11.1为圆柱状结构，旋转台11.1可在第六电机11.2驱动下绕其轴线进行转动。

支撑片11.3设有若干个，若干个支撑片11.3沿旋转台11.1的长度方向间隔固定设置，支撑片11.3为圆环形的片状结构，支撑片11.3沿其环向间隔设有若干放置槽，放置槽为具有开口的弧形槽结构，每个放置槽的顶部均固定设有一个与其弧度相同的凸起11.4，凸起11.4的内侧壁上设有与皿盖外边缘配合的凹槽，凸起11.4主要用于对培养皿14皿盖的支撑。

本实施例中第六电机11.2为步进电机，可根据需求精确控制旋转台11.1的转动角度，保证培养皿14的拿取效率。

培养支架11的设置，使得培养皿14在竖向上放置，大大减小了培养皿14养护所占用的空间，且旋转台11.1可通过转动的方式将待拿取的培养皿14移动到位，缩小了进出夹持单元12的移动范围，使得养护机构2更加紧凑，减少了对空间的占用；且相邻的培养皿14之间互不接触，避免了培养皿14之间养护工作的影响。

需要注意的是，培养皿14是倒放在培养支架11上的，否则会发生坠落。

如图13所示，进出夹持单元12由第二支撑架12.1、第三滑轨12.2、支撑座12.3、第七电机12.4、驱动模块12.5以及夹持爪12.6构成，第三滑轨12.2竖向固定设置在第二支撑架12.1上，支撑座12.3滑动设置在第三滑轨12.2上，夹持爪12.6转动设置在支撑座12.3上。

第三滑轨12.2为滑动丝杠副结构，可驱动支撑座12.3在竖向上移动，支撑座12.3的内部设有第七电机12.4，支撑座12.3的顶部设有驱动模块12.5，驱动模块12.5与第七电机12.4连接，驱动模块12.5可在第七电机12.4的带动下在水平面内转动，驱动模块12.5与夹持爪12.6连接，可驱动夹持爪12.6做夹持动作或是带动夹持爪12.6做伸缩运动或是带动夹持爪12.6绕轴心转动。

拍摄单元13固定设置在输送单元4上，拍摄单元13靠近于输送单元4的输出端，拍摄单元13设有摄像头等拍摄结构，主要用于对养护完成后的培养皿14进行拍摄观察，拍摄单元13的底部与输送单元4之间具有允许培养皿14通过的空间，当拍摄完成后可在输送单元4的作用下将培养皿14输送到输出端并回收。

拍摄单元13上同样设有位置传感器，可对拍摄单元13底部培养皿14的位置进行监测，保证拍摄的准确性。

还设有控制中枢，控制中枢内设有PLC控制系统，控制中枢分别与进料单元3、输送单元4、加注单元5、开盖单元、称重单元6、冷却单元7、抓取单元8、摇匀单元9、进出口单元10、培养支架11、进出夹持单元12以及拍摄单元13连接，可根据各单元上传感器所监测到的信息协调控制各单元之间的工作。

实施例2

本发明的另一种典型的实施方式中，提出一种培养皿制备装置的使用方法，具体如下：

当进料单元3上的位置传感器监测到输送单元4上不具有培养皿14时，将信息传递给控制中枢，控制中枢控制推板3.3动作，将进料单元3内的培养皿14推到输送皮带4.2上；

输送单元4上的输送皮带4.2动作，将培养皿14输送到称重单元6的正上方，当称重单元6上的位置传感器监测到培养皿14达到指定位置后，将信号传输至控制中枢，控制中枢控制称重底座6.4上升，利用第一托盘6.1将培养皿14进行支撑；

当培养皿14完全放置到第一托盘6.1上后，控制中枢控制开盖单元将皿盖打开，并控制加注单元5进行培养基的加注，同时在加注过程中通过称重单元6对第一托盘6.1上培养皿14的重量进行监测，当重量达到要求后停止加注；

加注完成后重新扣合皿盖，控制中枢控制称重底座6.4下降，使得第一托盘6.1上的培养皿14落在输送皮带4.2上，通过输送皮带4.2将培养皿输送到输送单元2的输送端，抓取单元8将培养皿14抓取到摇匀单元9的第二托盘9.1上，启动第五电机9.3，通过第一摇摆杆9.6和第二摇摆杆9.7配合带动第二托盘9.1摇摆；

当第二托盘9.1上培养皿14内的培养基摇匀后，利用抓取单元8将培养皿14抓取到冷却单元7的推拉板7.4上，通过推拉板7.4将摇匀后的培养皿14放置在冷却筒7.2内；

冷却设定时间后，推拉板7.4将冷却筒7.2内的培养皿14取出，抓取单元8将培养皿14抓取到转换平台15上，当培养皿14放置到转换平台15后，伸缩气缸10.2动作将提升门10.1提起；

当提升门10.1完全提起后，支撑座12.3移动到与进出口单元10同一水平高度上，同时驱动模块12.5驱动夹持爪12.6穿过进出口单元10，利用夹持爪12.6将转换平台15上的培养皿14夹取到养护机构2内；

当培养皿14进入养护机构2内后，支撑座12.3在竖向上移动并通过第七电机12.4带动驱动模块12.5转动，从而将培养皿14放置在指定的放置槽内；

当所有的培养皿14均放置到培养支架11上后，关闭提升门10.1，进行培养皿14的养护；

当培养皿14养护完成后，进出夹持单元12将指定放置槽内的培养皿14取出，同时控制中枢控制打开提升门10.1，进出夹持单元12将养护好的培养皿14放置到转换平台15上，并利用抓取单元8将转换平台15上的培养皿14抓取到输送单元4上；

输送单元4上的第二电机4.3倒转，将养护好的培养皿14输送到拍摄单元13的底部，拍摄单元13对培养皿14进行拍摄观测，拍摄完成后输送单元4继续进行培养皿14的运输，使得拍摄好的培养皿14从输出端输送至制作机构1的外部并收集，同时使得其他养护好的培养皿14输送到拍摄单元13的底部进行拍摄，直至养护支架11上所有的培养皿14均拍摄完成。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种培养皿制备装置，其特征在于，包括：

制备机构，所述制备机构设有输送单元，所述输送单元的一侧沿其长度方向依次设有进料单元、加注单元和冷却单元，另一侧设有一个可沿输送单元长度方向、宽度方向移动的抓取单元，所述抓取单元上固定设有用于吸附皿盖的开盖单元，输送单元的底部固定设有一个可竖向移动的称重单元；还设有摇匀单元，所述摇匀单元邻近于冷却单元；

培养机构，由进出夹持单元和用于放置培养皿的培养支架构成，所述进出夹持单元与培养支架并排设置；

所述制备机构与培养机构均设有外壳，二者之间通过进出口单元连通，制备机构与培养机构均与控制中枢连接。

2.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述进料单元由第一支撑台和竖向固定设置在第一支撑台顶部的储存筒构成，所述储存筒与第一支撑台内部连通，第一支撑台内部滑动设有推板，第一支撑台靠近输送单元的一端设有开口，推板可通过开口将储存筒内的培养皿推送到输送单元上，所述输送单元上固定设有与进料单元相对设置的挡板。

3.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述输送单元由第二支撑台以及设置在第二输送台上的输送皮带构成，所述输送皮带由三相电机驱动，能够进行正转或反转。

4.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述称重单元设有第三支撑台，所述第三支撑台固定设置在输送单元的底部，第三支撑台上设有竖向滑动的称重底座，所述称重底座内设有重量传感器，称重底座的上方设有第一托盘，所述第一托盘通过称重杆将重量传递给重量传感器。

5.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述摇匀单元通过第四支撑台进行固定，所述第四支撑台上设有第二托盘，第二托盘的底部分别与第一摇摆杆、第二摇摆杆转动连接，所述第一摇摆杆与第四支撑台内的摇摆电机固定连接，第二摇摆杆与位置可调的安装块固定连接，所述第一摇摆杆与第二摇摆杆相互垂直。

6.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述进出口单元设置在制备机构与培养机构之间的外壳壁上，进出口单元由提升门以及与提升门连接的伸缩气缸构成，邻近于进出口单元处设置有用于暂放培养皿的转换平台。

7.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述培养支架设有圆柱状的旋转台，所述旋转台上沿其长度方向间隔设有若干支撑片，支撑片上沿其环向间隔设有若干弧形的放置槽，每个放置槽顶部均固定设有一个与其弧度相同的凸起，所述凸起的内侧壁上设有与皿盖外边缘配合的凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述输送单元一端伸入制作机构的外壳内部，另一端伸出制备机构的外壳，输送单元上固定设有一个拍摄单元，所述拍摄单元靠近于输送单元伸出外壳的一端，拍摄单元的底部与输送单元之间具有允许培养皿通过的空间。

9.根据权利要求1所述的一种培养皿制备装置，其特征在于，所述制备机构和培养机构均设有若干用于监测培养皿位置的位置传感器，所述位置传感器与控制中枢连接。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的培养皿制备装置的使用方法，其特征在于，具体如下：

推板将储存筒内的培养皿推送到输送单元上，通过输送单元将培养皿输送到称重单元的正上方；

称重单元上升支撑培养皿，开盖单元将皿盖吸附提起，加注单元向培养皿内加注培养基，加注完成后重新扣合皿盖，称重单元下降；

抓取单元将加注完成后的培养皿抓取到摇匀单元上，摇匀完成后利用抓取单元将培养皿抓取到冷却单元进行冷却；

抓取单元将冷却后的培养皿抓取到转换平台上，进出夹持单元将转换平台上的培养皿夹取到养护支架上进行养护；

进出夹持单元将养护完成后的培养皿夹持到转换平台上，抓取单元将转换平台上的培养皿抓取到输送单元上并输送至拍摄单元底部进行拍摄；

拍摄完成后，输送单元将培养皿输送到制备机构外壳的外部并进行培养皿的收集。

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