CN117229882A - 一种恒温恒湿微生物培养箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物培养技术领域的一种恒温恒湿微生物培养箱，包括箱体和培养皿，箱体内设有用来承载培养皿的承载架，承载架一侧设有用来抓取培养皿的抓取机构，箱体一侧安装有中转机构，中转机构包括贯穿箱体侧壁的中转罩，中转罩内嵌套有与其滑动连接的中转盒，中转盒开设有用来容纳培养皿的放置槽，中转盒外端连接有电动伸缩缸，通过贯穿箱体的中转罩以及滑动密封在中转罩内的中转盒，利用抓取机构将培养皿转移到中转盒，然后通过换气组件实现气流回收和交换，最后实现培养皿的存取，避免培养箱与外部大气连通影响温湿度环境，保证培养箱内部培养环境的稳定性。

Description

一种恒温恒湿微生物培养箱

技术领域

本发明涉及一种培养箱，特别是涉及应用于微生物培养技术领域的一种恒温恒湿微生物培养箱。

背景技术

生物培养箱是一种常见的实验室设备，主要用于细菌、霉菌等真核微生物的培养试验，也可用于水体分析和BOD测定，以及细菌、霉菌、微生物的培养及保存。微生物培养箱具有制冷、加热双向调温系统，温度可控，主要应用于低温恒温试验、培养试验、环境试验等，在生物、遗传工程、医学、卫生防疫等领域应用较为广泛。

微生物培养箱包括如下部件：箱体，是微生物培养箱的主体部分，通常由不锈钢或铝合金制成，以保持内部环境的无菌状态；电子控制系统，负责控制微生物培养箱内部的温度、湿度、光照等参数；加热系统，通常由电炉丝和温控器组成，用于保持培养箱内部的恒定温度；制冷系统，在某些特定需要下，如低温培养，用于降低培养箱内部的温度；湿度控制系统，用于控制培养箱内部的湿度，以适应不同类型微生物的培养需求；感应器，用于实时监测培养箱内部的各种参数，如温度、湿度等；此外，微生物培养箱还可能包括其他辅助功能和部件，如二氧化碳钢瓶、气体浓度检测仪等。这些部件的作用是提供适宜的环境供微生物生长繁殖，同时保证实验的顺利进行。

当需要拿取培养箱内的特定培养皿时，需要开启培养箱的密封门，此时培养箱内部气体和外部大气的外部气体进行了交换，破坏了培养内的恒温恒湿环境，不利于其他培养皿内微生物的生长。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是传统微生物培养箱在存取培养皿时容易破坏培养箱内的温湿度环境。

为解决上述问题，本发明提供了一种恒温恒湿微生物培养箱，包括箱体和培养皿，箱体内设有用来承载培养皿的承载架，承载架一侧设有用来抓取培养皿的抓取机构，箱体一侧安装有中转机构，中转机构包括贯穿箱体侧壁的中转罩，中转罩内嵌套有与其滑动连接的中转盒，中转盒开设有用来容纳培养皿的放置槽，中转盒外端连接有电动伸缩缸，电动伸缩缸固定连接有与箱体固定连接的安装板，安装板上安装有朝向中转盒的红外距离传感器。

在上述恒温恒湿微生物培养箱中，通过滑动密封配合的中转罩和中转盒在进行培养皿取放时减少对培养箱内部温湿度环境的影响。

作为本申请进一步的改进，中转机构还包括换气组件，换气组件包括抽气泵，抽气泵设有与其连通的抽气管和排气管，抽气管分别连通有第一抽气支管，第一抽气支管与抽气管连通处安装有第一电磁阀，第一抽气支管延伸至中转罩内并与其内腔连通，排气管连通有第一排气支管，第一排气支管与排气管连通处安装有第二电磁阀，第一排气支管与箱体内腔连通；抽气管连通有第二抽气支管，第二抽气支管与抽气管连通处安装有第三电磁阀，第二抽气支管与外部大气连通，排气管连通有第二排气支管，第二排气支管与排气管连通处安装有第四电磁阀，第二排气支管延伸至中转罩内并与其内腔连通；抽气管连通有第三抽气支管，第三抽气支管与抽气管连通处安装有第五电磁阀，第三抽气支管与箱体内腔连通；排气管连通有第三排气支管，第三排气支管与排气管连通处安装有第六电磁阀，第三排气支管与外部大气连通。

作为本申请进一步的改进，中转机构还包括控制终端，控制终端包括控制模块，控制模块的输入端连接有定位模块，定位模块的输入端连接有红外距离传感器，控制模块的输出端分别连接有移动执行模块、内部气体回收模块、外部气体注入模块、外部气体排出模块和内部气体注入模块，移动执行模块的输入端与电动伸缩缸连接，内部气体回收模块的输出端与抽气泵、第一电磁阀和第二电磁阀连接，外部气体注入模块的输出端与抽气泵、第三电磁阀和第四电磁阀连接，外部气体排出模块的输出端与抽气泵、第一电磁阀和第六电磁阀连接，内部气体注入模块的输出端与抽气泵、第四电磁阀和第五电磁阀连接。

作为本申请进一步的改进，中转罩为两端开口的空心矩形箱体结构，中转罩两端延伸至箱体侧壁的外侧。

作为本申请进一步的改进，中转盒为矩形块状结构，放置槽开设在中转盒的中间位置，中转盒位于放置槽两侧套接固定有密封圈。

作为本申请进一步的改进，抓取机构包括用来夹持培养皿的夹持爪组件，夹持爪组件连接有驱动其转动的转动组件，转动组件连接有驱动其上下移动的升降丝杆组件，夹持爪组件包括安装臂，安装臂下部滑动连接有一组对称设置的夹持板，夹持板贯穿有与其螺纹连接的双向丝杆，双向丝杆端部连接有与安装臂固定连接的第一丝杆电机；转动组件包括与安装臂固定连接的旋转轴，旋转轴转动连接有安装架，安装架上固定连接有与旋转轴连接的转动电机。

作为本申请进一步的改进，承载架包括转动轴，转动轴上安装有多组竖直等距分布的承载盘，转动轴下端连接有承载电机。

综上所述，本发明通过贯穿箱体的中转罩以及滑动密封在中转罩内的中转盒，利用抓取机构将培养皿转移到中转盒，然后通过换气组件实现气流回收和交换，最后实现培养皿的存取，避免培养箱与外部大气连通影响温湿度环境，保证培养箱内部培养环境的稳定性。

附图说明

图1为本申请的右视立体结构示意图；

图2为本申请的左视立体结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为本申请的剖视结构示意图；

图5为图4中B处的放大结构示意图；

图6为本申请中中转盒的立体结构示意图；

图7为本申请中拿取培养皿时中转盒的移动流程图；

图8为本申请中拿取培养皿时进行内部气体回收的气流的流动示意图；

图9为本申请中拿取培养皿时进行外部气体注入的气流的流动示意图；

图10为本申请中存放培养皿时进行外部气体排出的气流的流动示意图；

图11为本申请中存放培养皿时进行内部气体注入的气流的流动示意图；

图12为本申请的模块图；

图13为本申请中抓取机构和承载架的装配结构示意图；

图14为本申请中夹持爪组件和转动组件的装配结构示意图。

图中标号说明：

1、箱体；2、承载架；201、转动轴；202、承载盘；203、承载电机；3、培养皿；4、抓取机构；401、夹持爪组件；4011、安装臂；4012、夹持板；4013、双向丝杆；4014、第一丝杆电机；402、转动组件；4021、安装架；4022、旋转轴；4023、转动电机；403、升降丝杆组件；5、中转机构；501、中转罩；502、中转盒；5021、放置槽；5022、密封圈；503、电动伸缩缸；504、安装板；505、红外距离传感器；506、抽气泵；5061、抽气管；5062、排气管；507、第一抽气支管；508、第一电磁阀；509、第一排气支管；510、第二电磁阀；511、第二抽气支管；512、第三电磁阀；513、第二排气支管；514、第四电磁阀；515、第三抽气支管；516、第五电磁阀；517、第三排气支管；518、第六电磁阀；6、控制终端。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的2种实施方式作详细说明。

第1种实施方式：

图1-12示出一种恒温恒湿微生物培养箱，包括箱体1和培养皿3，箱体1内设有用来承载培养皿3的承载架2，承载架2一侧设有用来抓取培养皿3的抓取机构4；箱体1一侧安装有中转机构5；中转机构5包括贯穿箱体1侧壁的中转罩501，中转罩501内嵌套有与其滑动连接的中转盒502，中转盒502开设有用来容纳培养皿3的放置槽5021；中转盒502外端连接有电动伸缩缸503，电动伸缩缸503固定连接有与箱体1固定连接的安装板504，安装板504上安装有朝向中转盒502的红外距离传感器505。

具体的，请参阅图7，通过电动伸缩缸503带动中转罩501内的中转盒502移动，在拿取箱体1内的培养皿3时，电动伸缩缸503推动中转盒502向箱体1内移动，抓取机构4将承载架2上的培养皿3抓取后放置在中转盒502内的放置槽5021内，然后电动伸缩缸503带动中转盒502向外移动伸出到中转罩501外侧，需要说明的是，中转盒502在移动过程中始终保持部分与中转罩501接触，避免箱体1内腔与外部大气连通，避免外部大气污染箱体1内的气体环境。

请参阅图5，中转机构5还包括换气组件，换气组件包括抽气泵506，抽气泵506设有与其连通的抽气管5061和排气管5062，抽气管5061分别连通有第一抽气支管507，第一抽气支管507与抽气管5061连通处安装有第一电磁阀508，第一抽气支管507延伸至中转罩501内并与其内腔连通，排气管5062连通有第一排气支管509，第一排气支管509与排气管5062连通处安装有第二电磁阀510，第一排气支管509与箱体1内腔连通；抽气管5061连通有第二抽气支管511，第二抽气支管511与抽气管5061连通处安装有第三电磁阀512，第二抽气支管511与外部大气连通，排气管5062连通有第二排气支管513，第二排气支管513与排气管5062连通处安装有第四电磁阀514，第二排气支管513延伸至中转罩501内并与其内腔连通；抽气管5061连通有第三抽气支管515，第三抽气支管515与抽气管5061连通处安装有第五电磁阀516，第三抽气支管515与箱体1内腔连通；排气管5062连通有第三排气支管517，第三排气支管517与排气管5062连通处安装有第六电磁阀518，第三排气支管517与外部大气连通。

具体的，在进行培养皿3的拿取时，请参阅图8和图9（图8中箭头的轨迹为内部气体流动方向、图9中箭头的轨迹为外部气体流动方向），当电动伸缩缸503带动携带有培养皿3的中转盒502从箱体1内侧回到中转罩501的中间位置时，第一步，首先关闭电动伸缩缸503，然后启动抽气泵506并开启第一电磁阀508和第二电磁阀510，抽气泵506通过第一抽气支管507和第一排气支管509将中转盒502放置槽5021内从箱体1内进入到内部的气体抽回箱体1的内腔，避免箱体1内的气体流失造成箱体1内部温湿度环境的改变；第二步，首先关闭抽气泵506，并在启动第三电磁阀512和第四电磁阀514后再次启动抽气泵506，抽气泵506通过第二抽气支管511和第二排气支管513将外部大气中的外部气体抽至中转盒502放置槽5021内，保证放置槽5021内气压平衡，便于后续拿取培养皿3；

在存放培养皿3时，请参阅图10和图11（图10中箭头的轨迹为外部气体流动方向、图11中箭头的轨迹为内部气体流动方向），电动伸缩缸503将中转盒502从外部进入到中转罩501内的中间位置时，第一步，首先关闭电动伸缩缸503，然后启动抽气泵506、第一电磁阀508和第六电磁阀518，抽气泵506通过第一抽气支管507和第三排气支管517将放置槽5021内的气体抽出并排入大气中；第二步，首先关闭抽气泵506，然后再启动第四电磁阀514和第五电磁阀516之后再次启动抽气泵506，抽气泵506通过第三抽气支管515和第二排气支管513将箱体1内部的内部气体抽至放置槽5021内，避免外部气体进入到箱体1内部，减小对箱体1内部温湿度环境的影响。

请参阅图5和图6，中转罩501为两端开口的空心矩形箱体结构，中转罩501两端延伸至箱体1侧壁的外侧。

具体的，便于实现培养皿3的拿取和存放。

请参阅图6，中转盒502为矩形块状结构，放置槽5021开设在中转盒502的中间位置，中转盒502位于放置槽5021两侧套接固定有密封圈5022。

具体的，密封圈5022在中转盒502移动到不同位置时实现密封作用，在中转盒502位于中转罩501内时，放置槽5021处于密封状态，便于抽取和注入内、外部气体；当中转盒502伸入到箱体1内时，位于中转盒502与中转罩501保持接触一侧的密封圈5022配合中转盒502对中转罩501进行密封；同样的，当中转盒502伸出到中转罩501外侧的大气中时，位于中转盒502与中转罩501保持接触一侧的密封圈5022配合中转盒502对中转罩501进行密封。

请参阅图12，为了便于控制电动伸缩缸503和抽气泵506，中转机构5还包括控制终端6，控制终端6包括控制模块，控制模块的输入端连接有定位模块，定位模块的输入端连接有红外距离传感器505，控制模块的输出端分别连接有移动执行模块、内部气体回收模块、外部气体注入模块、外部气体排出模块和内部气体注入模块，移动执行模块的输入端与电动伸缩缸503连接，内部气体回收模块的输出端与抽气泵506、第一电磁阀508和第二电磁阀510连接，外部气体注入模块的输出端与抽气泵506、第三电磁阀512和第四电磁阀514连接，外部气体排出模块的输出端与抽气泵506、第一电磁阀508和第六电磁阀518连接，内部气体注入模块的输出端与抽气泵506、第四电磁阀514和第五电磁阀516连接。

第2种实施方式：

图13-14示出一种恒温恒湿微生物培养箱，在第1种实施方式基础上，抓取机构4包括用来夹持培养皿3的夹持爪组件401，夹持爪组件401连接有驱动其转动的转动组件402，转动组件402连接有驱动其上下移动的升降丝杆组件403，夹持爪组件401包括安装臂4011，安装臂4011下部滑动连接有一组对称设置的夹持板4012，夹持板4012贯穿有与其螺纹连接的双向丝杆4013，双向丝杆4013端部连接有与安装臂4011固定连接的第一丝杆电机4014；转动组件402包括与安装臂4011固定连接的旋转轴4022，旋转轴4022转动连接有安装架4021，安装架4021上固定连接有与旋转轴4022连接的转动电机4023。

具体的，通过第一丝杆电机4014带动双向丝杆4013转动，双向丝杆4013带动夹持板4012做相向或背向移动，实现对培养皿3的夹持和释放；通过转动电机4023带动旋转轴4022转动，旋转轴4022带动安装臂4011转动，安装臂4011带动夹持的培养皿3从承载架2一侧转动到中转罩501一侧；升降丝杆组件403带动安装架4021上下移动，进而带动培养皿3上下移动。

请参阅图13，承载架2包括转动轴201，转动轴201上安装有多组竖直等距分布的承载盘202，转动轴201下端连接有承载电机203。

具体的，承载电机203带动转动轴201转动，转动轴201带动承载盘202转动，与抓取机构4配合，实现对不同位置的培养皿3的拿取和存放，转动的承载架2实现了培养皿3的批量培养，便于观察和存取。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，包括箱体（1）和培养皿（3），箱体（1）内设有用来承载培养皿（3）的承载架（2），承载架（2）一侧设有用来抓取培养皿（3）的抓取机构（4），箱体（1）一侧安装有中转机构（5），中转机构（5）包括贯穿箱体（1）侧壁的中转罩（501），中转罩（501）内嵌套有与其滑动连接的中转盒（502），中转盒（502）开设有用来容纳培养皿（3）的放置槽（5021），所述中转盒（502）外端连接有电动伸缩缸（503），电动伸缩缸（503）固定连接有与箱体（1）固定连接的安装板（504），安装板（504）上安装有朝向中转盒（502）的红外距离传感器（505）。

2.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述中转机构（5）还包括换气组件，换气组件包括抽气泵（506），抽气泵（506）设有与其连通的抽气管（5061）和排气管（5062），抽气管（5061）分别连通有第一抽气支管（507），第一抽气支管（507）与抽气管（5061）连通处安装有第一电磁阀（508），第一抽气支管（507）延伸至中转罩（501）内并与其内腔连通，排气管（5062）连通有第一排气支管（509），第一排气支管（509）与排气管（5062）连通处安装有第二电磁阀（510），第一排气支管（509）与箱体（1）内腔连通；所述抽气管（5061）连通有第二抽气支管（511），第二抽气支管（511）与抽气管（5061）连通处安装有第三电磁阀（512），第二抽气支管（511）与外部大气连通，所述排气管（5062）连通有第二排气支管（513），第二排气支管（513）与排气管（5062）连通处安装有第四电磁阀（514），第二排气支管（513）延伸至中转罩（501）内并与其内腔连通；所述抽气管（5061）连通有第三抽气支管（515），第三抽气支管（515）与抽气管（5061）连通处安装有第五电磁阀（516），第三抽气支管（515）与箱体（1）内腔连通；所述排气管（5062）连通有第三排气支管（517），第三排气支管（517）与排气管（5062）连通处安装有第六电磁阀（518），第三排气支管（517）与外部大气连通。

3.根据权利要求2所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述中转机构（5）还包括控制终端（6），控制终端（6）包括控制模块，控制模块的输入端连接有定位模块，定位模块的输入端连接有红外距离传感器（505），控制模块的输出端分别连接有移动执行模块、内部气体回收模块、外部气体注入模块、外部气体排出模块和内部气体注入模块，移动执行模块的输入端与电动伸缩缸（503）连接，内部气体回收模块的输出端与抽气泵（506）、第一电磁阀（508）和第二电磁阀（510）连接，外部气体注入模块的输出端与抽气泵（506）、第三电磁阀（512）和第四电磁阀（514）连接，外部气体排出模块的输出端与抽气泵（506）、第一电磁阀（508）和第六电磁阀（518）连接，内部气体注入模块的输出端与抽气泵（506）、第四电磁阀（514）和第五电磁阀（516）连接。

4.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述中转罩（501）为两端开口的空心矩形箱体结构，中转罩（501）两端延伸至箱体（1）侧壁的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述中转盒（502）为矩形块状结构，放置槽（5021）开设在中转盒（502）的中间位置，中转盒（502）位于放置槽（5021）两侧套接固定有密封圈（5022）。

6.根据权利要求1所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述抓取机构（4）包括用来夹持培养皿（3）的夹持爪组件（401），夹持爪组件（401）连接有驱动其转动的转动组件（402），转动组件（402）连接有驱动其上下移动的升降丝杆组件（403），夹持爪组件（401）包括安装臂（4011），安装臂（4011）下部滑动连接有一组对称设置的夹持板（4012），夹持板（4012）贯穿有与其螺纹连接的双向丝杆（4013），双向丝杆（4013）端部连接有与安装臂（4011）固定连接的第一丝杆电机（4014）；转动组件（402）包括与安装臂（4011）固定连接的旋转轴（4022），旋转轴（4022）转动连接有安装架（4021），安装架（4021）上固定连接有与旋转轴（4022）连接的转动电机（4023）。

7.根据权利要求6所述的一种恒温恒湿微生物培养箱，其特征在于，所述承载架（2）包括转动轴（201），转动轴（201）上安装有多组竖直等距分布的承载盘（202），转动轴（201）下端连接有承载电机（203）。