CN117925386A - 一种定量盘培养夹取检测装置及智能培养计数系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量盘培养夹取检测装置及智能培养计数系统，包括定量盘架、机械手、拍摄机构、转盘机构、运动机构、机架。转盘机构可驱动转盘旋转以运送相应组的定量盘架至可与运动机构的机械手配合位置，运动机构通过升降导向结构及横向导向结构驱动机械手从配合位置处的定量盘架上夹取定量盘，输送至拍摄盒体的相应处，用于拍摄识别，实现自行夹取定量盘、运送、拍摄，不需要人工值守，极大的降低了操作的工作量。本培养计数系统设置可用于培养的箱体，培养时间到，系统控制转盘旋转，将相应组的定量盘架与机械手配合，通过机械手自动夹取定量盘，拍摄、分析、识别出阳性孔格、自动输出计数结果并生成检测报告。

Description

一种定量盘培养夹取检测装置及智能培养计数系统

技术领域

本发明涉及一种定量盘培养夹取检测装置，具体是一种用于酶底物法智能培养自动计数系统的定量盘培养夹取检测装置及用于酶底物法菌落总数智能培养计数系统。

背景技术

现有的基于酶底物法的检测设备，大多是通过传统培养箱培养24小时后，人工取出，转移到具有紫外灯的暗箱内，人工肉眼观察标记定量盘上有颜色变化的孔格，以及有发出荧光的孔格，并记录下相应的数值，再去与标准阳性对照组对比，分析得出检测结论。

由于整个过程需要人为全程参与，存在人为因素的种种疏忽与遗漏，或者人为的进行数据造假，导致数据存储出现偏差，最终无法保证检测结果的准确性，检测结果无法令人信服。

由于所有的操作流程都是通过人工完成的，整个操作过程也比较繁琐，从而导致了工作效率的低下。由于传统培养箱需要人工计时，导致培养时间超时或不足，导致培养结果无效；另外紫外灯对人体伤害不可逆转。

现有的基于酶底物法的大肠埃希氏菌检测采用97孔定量盘经过封装、培养，然后在紫外光分析箱中需手动标记发出荧光的孔格，记录发出荧光孔格的数量并进行比对。紫外线对肉眼有伤害，且全过程操作都需要手动进行，劳动强度高，检测效率低。因需要在固定温度下至少培养24小时方能计数，故对人工操作和观察时间要求都较为严格，即便是节假日，如果有检测任务，仍需24小时后去观察计数。而且人工计数误差大，受背景环境光源影响明显，后续还要查表才能得出结果，容易导致结果出现偏差。荧光标记时，还需要在紫外灯下手动标记，使皮肤累积长时间暴露在紫外灯下，对检测人员造成伤害。

发明内容

本发明为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种可实现培养、夹取、拍照、检测分析、垃圾处理的定量盘培养夹取检测装置及全自动智能培养计数系统。

本发明解决现有问题的技术方案是一种定量盘培养夹取检测装置，包括放置定量盘的定量盘架、夹放定量盘的机械手、拍摄机构，所述的拍摄机构包括放置定量盘的拍摄盒体及设置于拍摄盒体内的拍摄相机，还包括： 转盘机构，所述的转盘机构包括可转动安装于机体上的转盘、驱动转盘旋转的第三驱动器； 运动机构，控制机械手夹取定量盘架上的定量盘并输送至拍摄盒体相应处，所述的运动机构包括升降导向结构及横向导向结构，所述的升降导向结构包括纵向导轨、驱动机械手纵向滑移的第一驱动器；所述的横向导向结构包括可滑动安装于纵向导轨上的横向导轨、驱动机械手横向滑移的第二驱动器，所述的机械手可滑动的安装于横向导轨上； 机架，用于定位、安装各部件； 所述的定量盘架设有至少两组、至少两组定量盘架均布于转盘的盘面上，每组定量盘架上设有层叠放置定量盘的至少一个放置结构。

作为进一步改进，所述的定量盘架位于外侧设有定量盘限位杆。

作为进一步改进，还包括垃圾投放口；所述的垃圾投放口设置于机械手运动的行程轨迹上。

作为进一步改进，还包括扫描器。

作为进一步改进，所述的扫描器设置于升降导向结构的升降滑块上。

作为进一步改进，还包括检测定量盘架定量盘的第一检测传感器组件，或/和还包括检测定量盘架进入与机械手配合位置的第二检测传感器组件。

作为进一步改进，所述的第一检测传感器组件包括与定量盘架上层叠的放置结构逐层一一对应的第一传感器。

作为进一步改进，所述的转盘为环状的转盘，所述的运动机构设置于环状转盘内的中心孔内。

一种安装有上述任意一方案或任意方案组合所述的定量盘培养夹取检测装置的智能培养计数系统，包括箱体、控制系统、设置于箱体上的箱门、设置于箱体内的定量盘培养夹取检测装置，所述的箱体内设有可温控的加热装置。

作为进一步改进，所述的箱体内位于垃圾投放口的出口设有垃圾箱；所述的箱体上设有散热装置；所述的箱体内设有电气控制装置；所述的箱门设有加热保温装置。

作为进一步改进，所述的电气控制装置设置于箱体一侧，定量盘培养夹取检测装置设置于箱体另一侧，所述的散热装置上方设有散热风扇，所述的散热装置设置于电气控制装置的下方；所述的箱体上设有触摸控制屏；所述的垃圾箱设置于箱体下侧。

作为进一步改进，还包括交互与处理单元。

本发明的定量盘培养夹取检测装置，与现有技术相比较，设置转盘机构、运动机构，转盘机构可驱动转盘旋转以运送相应组的定量盘架至可与运动机构的机械手配合位置，运动机构通过升降导向结构及横向导向结构驱动机械手从配合位置处的定量盘架上夹取定量盘，输送至拍摄盒体的相应处，用于拍摄识别，实现自行夹取定量盘、运送、拍摄，不需要人工值守，极大的降低了操作的工作量。

本发明的智能培养计数系统设置可用于培养的箱体，将定量盘培养夹取检测装置设置于培养的箱体内，可通过控制系统实现各部件的智能控制与运行。其有益效果是，控制系统设定好培养时间，系统自动开始培养。培养时间到，系统控制转盘旋转，将相应组的定量盘架与机械手配合，通过机械手自动夹取定量盘，拍摄、分析、识别出阳性孔格（颜色变黄、荧光反应）、自动输出计数结果并生成检测报告，并可通过网络将检测结果和报告发给检验员手机或电脑终端。

该系统实现了培养实时检测、自动进行发荧光的观察和判断，及检测结果的传输。无需试验人员进行定时现场观察培养结果、手动观察阳性孔数和计数。系统结果输出快速准确，大大降低了劳动强度，提高检测时间灵活性并提高了检测结果的准确性。该系统亦可通过识别定量盘上面的条形码、二维码或RFID标签等标识，自动完成检测信息的采集和检测结果的归档，并上传至服务器和客户端，从而实现了检测样品的全周期可追溯，从而根本上避免了检测结果的造假和不可追溯等问题。

附图说明

图1是本发明定量盘培养夹取检测装置的结构示意图。

图2是本发明定量盘培养夹取检测装置的内部结构示意图。

图3是本发明定量盘培养夹取检测装置俯视结构示意图。

图4是本发明定量盘培养夹取检测装置机械手、运动机构相配合的结构示意图。

图5是本发明培养计数系统的结构示意图。

图6是本发明定量盘培养夹取检测装置的简易结构示意图。.

转盘1；第三驱动器11；定量盘架2；定量盘21；限位杆22；第一传感器23；第二传感器24；机械手3；拍摄机构4；拍摄盒体41；拍摄相机42；升降导向结构5；纵向导轨51；横向导向结构6；横向导轨61；机架7；扫描器8；箱体9；箱门91；垃圾箱92；散热装置93；电气控制装置94；触摸屏95；定量盘培养夹取检测装置10。

具体实施方式

参见图1-6，一种定量盘培养夹取检测装置10，包括放置定量盘21的定量盘架2、夹放定量盘21的机械手3、拍摄机构4，所述的拍摄机构4包括放置定量盘21的拍摄盒体41及设置于拍摄盒体内的拍摄相机42，还包括转盘机构、运动机构、机架。

转盘机构，所述的转盘机构包括可转动安装于机体上的转盘1、驱动转盘1旋转的第三驱动器11，第三驱动器11可设置为驱动马达，通过齿轮驱动可转动安装于机架7上的转盘1。

运动机构，控制机械手3夹取定量盘架2上的定量盘21并输送至拍摄盒体41相应处，所述的运动机构包括升降导向结构5及横向导向结构6，所述的升降导向结构5包括纵向导轨51、驱动机械手3可沿纵向导轨51纵向滑移的第一驱动器，纵向导轨51上可设置滑移于纵向导轨51上的升降滑块，机械手3可通过横向导向结构6安装于升降滑块上实现升降滑移；所述的横向导向结构6包括可滑动安装于纵向导轨51上的横向导轨61、驱动机械手3横向滑移的第二驱动器，所述的机械手3可滑动的安装于横向导轨61上；第一、二驱动器可以是设有驱动电机滑块丝杠组件，也可以是推拉气压杆、液压杆，或者其他现有结构的驱动器。

机架7，用于定位、安装上述需要支撑固定连接的各部件；机械手3包括夹放定量盘21的机械手及驱动机械手实现夹放的动力结构，机械手3可根据夹取、放开定量盘21的需求，根据现有技术设置。

所述的定量盘架2设有至少两组、至少两组定量盘架2均布于转盘1的盘面上，每组定量盘架2上设有层叠放置定量盘21的至少一个放置结构，所述的纵向导轨51设置于转盘1内。参见图1-3，本实施案例中，定量盘架2设置A、B、C、D四组，每组定量盘架上设有若干层状叠放定量盘21的放置结构。该放置结构可以是层状设置于定量盘架2上的放置定量盘21的放置卡槽，也可以参考现有其他技术结构，具体以可定位放置定量盘21为准。

参见附图，本实施案例中，定量盘21以97孔定量盘为例，四组定量盘架每组可均匀放置25个定量盘。

所述的定量盘架2位于外侧设有定量盘21限位杆22，限位杆22用于防护定量盘架2上的定量盘21，防止定量盘从定量盘架2上掉落。

还包括垃圾投放口，垃圾投放口用于投放垃圾，定量盘检测完毕后，机械手3可将培养后的废弃的定量盘从垃圾投放口投放出去，投放口外可连接垃圾袋，操作人员只需定期将装满废弃定量盘的垃圾袋封闭，取出，处理即可，大大减少人员接触，保护环境。为了便于垃圾投放，所述的垃圾投放口设置于机械手3运动的行程轨迹上。

还包括扫描器8，扫描器8可用于扫取所检测每个定量盘21的信息，将每个定量盘信息扫描并记录传输系统，方便系统记录检测结果并保存。所述的扫描器8设置于升降导向结构5的升降滑块上，可随机械手3一起升降，便于扫描识别机械手3所夹取的定量盘21。扫描器8可用于扫描识别条形码、二维码或RFID标签等标识。

为了便于实现智能化，还包括检测定量盘架2定量盘21的第一检测传感器组件，或/和还包括检测定量盘架2进入与机械手3配合位置的第二检测传感器组件；第二检测传感器组件包括第二传感器24。

所述的第一检测传感器组件包括与定量盘架2上层叠的放置结构逐层一一对应的第一传感器23，第一传感器23安装于纵向导轨51上，用于检测进入与机械手3配合位置的定量盘架2上的每层的定量盘，以便于成为机械手3夹取相应层上定量盘21的依据。本实施案例中，第一传感器23设置有25个，与定量盘架上层叠放置的定量盘一一对应。

所述的转盘1为环状的转盘，所述的运动机构设置于环状转盘1内的中心孔内。

拍摄盒体41可优选设置为暗箱盒体。以便于拍摄相机42能快速准确的拍摄。拍摄盒体41内设有紫外灯。

一种安装有上述任意一方案或任意方案组合所述的定量盘培养夹取检测装置10的智能培养计数系统，包括箱体9、用于控制技术系统运行的控制系统、设置于箱体9上的箱门91、设置于箱体9内的上述定量盘培养夹取检测装置10，所述的箱体9内设有可温控的加热装置。箱体9可设置为立方柜体结构，箱体9外立面适当处可设置系统控制触摸屏95，箱体底部四角可安装万向轮，便于室内移动。箱体9可通过加热装置设定所需要温度，可用于培养。

所述的箱体9内位于垃圾投放口的出口设有垃圾箱92，垃圾箱92设置于转盘的中心孔内；所述的箱体9上设有散热装置93；所述的箱体9内设有电气控制装置94,电气控制装置94用于控制协调系统各功能结构协调运行；所述的箱门91设有加热保温装置。

所述的电气控制装置94设置于箱体9一侧，定量盘培养夹取检测装置10设置于箱体9另一侧，所述的散热装置93上方设有散热风扇，所述的散热装置93设置于电气控制装置94的下方；所述的箱体9上设有触摸控制屏；所述的垃圾箱92设置于箱体9下侧。

还包括交互与处理单元,交互与处理单元可以是独立的电脑，也可以是集成在仪器上的带操作系统的触摸屏。该处理单元跟系统的连接，可以是通过通信线的方式连接，也可以wifi、蓝牙等无线方式连接。系统亦配有专用的app客户端，通过网络将检测报告传输到检验员手机客户端上。同时检验员亦可通过手机，实时观察培养箱系统内部培养情况。

技术系统使用时，由操作者将已封装好的一个或多个97孔定量盘21，放入定量盘架2上，系统会通过第一、二传感器，自动识别定量盘21的位于放置架及放置卡槽的位置，操作者关好培养箱的箱门91后，根据需要设定好培养温度，系统开始培养计时。当定量盘培养时间到了以后，第三驱动器11驱动转盘1旋转，将放置有定量盘21的定量盘架2旋转至可与机械手3配合位置，运动机构通过升降导向结构5横向导向结构6及驱动机械手行走至可从定量盘架21上夹取定量盘21的适当位置，从定量盘架21上夹取定量盘21并移出。而后移送行走至拍摄机构4的拍摄盒体41上方，将所夹取的定量盘21放置于拍摄盒体41上方的放置口，移送运动的同时通过扫描器8完成二维码扫描，并将该定量盘的信息保存到系统中。打开紫外灯，激发出定量盘对应孔处的荧光，然后利用拍摄相机42对定量盘进行拍照，并且把照片保存到系统中。拍好照片后，关闭紫外灯。机械手将拍好照片的定量盘，带到垃圾投放口，可从垃圾投放口将该定量盘送出培养箱；可进一步投放至垃圾箱。从而完成一个定量盘的拍照，进而可根据需要，系统控制机械手夹取下一个定量盘，逐一重复上述拍照识别步骤，完成定量盘的检测。

根据系统中的图片分析算法，自动计算出每个定量盘的菌落总数。最后整合定量盘的所有检测信息，保存到数据库中，以待后续查询。

整个培养、识别、拍照、垃圾投送、计算每个定量盘的菌落总数、整合定量盘的检测信息均有系统完成，完全不需要人工干预。

Claims (12)

1.一种定量盘培养夹取检测装置，包括放置定量盘的定量盘架、夹放定量盘的机械手、拍摄机构，所述的拍摄机构包括放置定量盘的拍摄盒体及设置于拍摄合体内的拍摄相机，其特征在于：还包括 转盘机构，所述的转盘机构包括可转动安装于机体上的转盘、驱动转盘旋转的第三驱动器； 运动机构，控制机械手夹取定量盘架上的定量盘并输送至拍摄盒体相应处，所述的运动机构包括升降导向结构及横向导向结构，所述的升降导向结构包括纵向导轨、驱动机械手纵向滑移的第一驱动器；所述的横向导向结构包括可滑动安装于纵向导轨上的横向导轨、驱动机械手横向滑移的第二驱动器，所述的机械手可滑动的安装于横向导轨上： 机架，用于定位、安装各部件； 所述的定量盘架设有至少两组、至少两组定量盘架均布于转盘的盘面上，每组定量盘架上设有层叠放置定量盘的至少一个放置结构。

2.如权利要求1所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：所述的定量盘架位于外侧设有定量盘限位杆。

3.如权利要求1所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：还包括垃圾投放口；所述的垃圾投放口设置于机械手运动的行程轨迹上。

4.如权利要求1所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：还包括扫描器。

5.如权利要求4所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：所述的扫描器设置于升降导向结构的升降滑块上。

6.如权利要求1所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：还包括检测定量盘架个定量盘的第一检测传感器组件，或/和还包括检测定量盘架进入与机械手配合位置的第二检测传感器组件。

7.如权利要求6所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：所述的第一检测传感器组件包括与定量盘架上层叠的放置结构逐层一一对应的第一传感器。

8.如权利要求1所述的定量盘培养夹取检测装置，其特征在于：所述的转盘为环状的转盘，所述的运动机构设置于环状转盘内的中心孔内。

9.一种安装有如权利要求1-8任意一项所述的定量盘培养夹取检测装置的智能培养计数系统，其特征在于：包括箱体、控制系统、设置于箱体上的箱门、设置于箱体内的定量盘培养夹取检测装置，所述的箱体内设有可温控的加热装置。

10.如权利要求9所述的智能培养计数系统，其特征在于：所述的箱体内位于垃圾投放口的出口设有垃圾箱；所述的箱体上设有散热装置；所述的箱体内设有电气控制装置；所述的箱门设有加热保温装置。

11.如权利要求10所述的智能培养计数系统，其特征在于：所述的电气控制装置设置于箱体一侧，定量盘培养夹取检测装置设置于箱体另一侧，所述的散热装置上方设有散热风扇，所述的散热装置设置于电气控制装置的下方；所述的箱体上设有触摸控制屏；所述的垃圾箱设置于箱体下侧。

12.如权利要求9所述的智能培养计数系统，其特征在于：还包括交互与处理单元。