CN210974702U - 全自动细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及全自动细胞培养装置，包括隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，转移机构、观察机构、旋转移动机构以及培养支架连接于隔离仓体内，隔离仓体上设有开口，培养箱插设在开口内，培养支架置于旋转移动机构上。本实用新型通过设置隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，由转移机构、培养支架、旋转移动机构配合实现培养瓶进入培养箱进行细胞培养，由培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构实现培养瓶从培养箱移动至显微镜下进行细胞生长环境的观察，从而实现全自动进行细胞培养和观察，无需人工操作，降低污染风险，且提高效率和降低了成本。

Description

全自动细胞培养装置

技术领域

本实用新型涉及细胞培养装置，更具体地说是指全自动细胞培养装置。

背景技术

干细胞为贴壁细胞，培养的时候贴附在培养皿表面，可以持续增殖，直到增殖到细胞铺满整个培养皿表面，这时可以从培养皿中剥离出来干细胞。剥离下来的干细胞经过离心机分离等工艺流程得出来比较干净的细胞，可以进行下一代的培养。在干细胞培养期间需要定时从培养箱中把培养皿取出来，通过显微镜观察细胞生长状态，来判断细胞收获时间及判定该批次细胞的培养质量。

目前的细胞培养过程均为人工操作，把培养液以及细胞灌入培养瓶后，将培养瓶放置到培养箱内进行培养，当培养完毕后，由操作人员将培养瓶拿出并放置在显微镜下观察，记录完毕观察结果后，由操作人员将培养瓶放置在另一个仓体内进行下一操作，整个过程均为人工操作，存在效率低下、成本低且易受污染的问题，进而导致细胞培养失败的情况发生。

因此，有必要设计一种新的装置，实现全自动进行细胞培养和观察，无需人工操作，降低污染风险，且提高效率和降低了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供全自动细胞培养装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：全自动细胞培养装置，包括隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，所述转移机构、观察机构、旋转移动机构以及培养支架连接于所述隔离仓体内，所述隔离仓体上设有开口，所述培养箱插设在开口内，所述培养支架置于所述旋转移动机构上；当需要进行细胞培养时，所述转移机构将从外界输入到隔离仓体内培养瓶吸取并移动至培养支架上进行暂存，由所述旋转移动机构将培养支架进行旋转并移动至所述培养箱内进行培养，当细胞培养完毕后，所述旋转移动机构将培养支架移动至指定位置，由转移机构吸取并移动培养支架上的培养瓶至观察机构，由观察机构进行培养瓶的移动和培养瓶内细胞的观察。

其进一步技术方案为：所述转移机构包括吸盘组件以及多向移动组件；所述多向移动组件包括第一旋转组件、Z轴直线模组、第二X轴直线模组以及第二 Y轴直线模组，所述Z轴直线模组连接于所述隔离仓体内，所述第二X轴直线模组连接于所述Z轴直线模组上，所述第二Y轴直线模组连接于所述第二X轴直线模组上；所述第一旋转组件与所述第二Y轴直线模组连接，所述吸盘组件与所述第一旋转组件连接。

其进一步技术方案为：所述吸盘组件包括吸盘安装板以及若干个吸盘，若干个所述吸盘分别连接于所述吸盘安装板上，所述吸盘安装板连接于所述第一旋转组件上。

其进一步技术方案为：所述培养支架上设有若干个间隔布置的立杆，且若干个所述立杆围合形成有若干个供培养瓶放置在内的堆叠空间。

其进一步技术方案为：所述旋转移动机构包括横向移动组件、第二旋转组件、培养支架转移组件以及用于固定所述培养支架的固定组件，所述横向移动组件连接于所述隔离仓体内，所述第二旋转组件连接于所述横向移动组件上，所述培养支架转移组件连接于所述第二旋转组件上，所述固定组件连接于所述培养支架转移组件上。

其进一步技术方案为：所述固定组件包括插销以及第一动力源，所述第一动力源通过第一安装板连接于所述转移组件上；所述第一动力源与所述插销连接，当所述固定组件固定所述培养支架时，所述插销与所述培养支架连接。

其进一步技术方案为：所述培养支架转移组件包括推拉结构以及若干个滚动结构；所述推拉结构置与所述滚动结构平行布置，且所述推拉结构以及所述滚动结构分别连接于所述第二旋转组件上，所述第一安装板连接于所述推拉结构上，所述培养支架与所述滚动结构抵接。

其进一步技术方案为：所述观察机构包括显微镜组件以及培养瓶移动组件，所述培养瓶移动组件包括移动结构以及承载结构，所述承载结构连接于所述移动结构上，所述移动结构连接于所述隔离仓体内，所述显微镜组件连接于隔离仓体内。

其进一步技术方案为：所述承载结构包括承载架以及立架，所述承载架上设有用于放置培养瓶的限位通槽，所述承载架与所述立架连接，所述立架连接于所述移动结构上。

其进一步技术方案为：所述立架的上端朝外连接有连接片，所述连接片与所述承载架连接。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过设置隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，由转移机构、培养支架、旋转移动机构配合实现培养瓶进入培养箱进行细胞培养，由培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构实现培养瓶从培养箱移动至显微镜下进行细胞生长环境的观察，从而实现全自动进行细胞培养和观察，无需人工操作，降低污染风险，且提高效率和降低了成本。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的全自动细胞培养装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例提供的转移机构的立体结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的转移机构的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的培养支架的立体结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例提供的旋转移动机构的立体结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例提供的旋转移动机构的爆炸结构示意图；

图7为本实用新型具体实施例提供的观察机构的立体结构示意图；

图8为本实用新型具体实施例提供的观察机构的爆炸结构示意图；

图9为本实用新型具体实施例提供的培养箱的立体结构示意图；

图10为本实用新型具体实施例提供的培养箱的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～10所示的具体实施例，本实施例提供的全自动细胞培养装置，可以运用在细胞培养过程中，实现全自动的细胞培养。

请参阅图1，上述的全自动细胞培养装置，包括隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，转移机构、观察机构、旋转移动机构以及培养支架310连接于隔离仓体内，隔离仓体上设有开口，培养箱插设在开口内，培养支架310置于旋转移动机构上；当需要进行细胞培养时，转移机构将从外界输入到隔离仓体内培养瓶60吸取并移动至培养支架310上进行暂存，由旋转移动机构将培养支架310进行旋转并移动至培养箱内进行培养，当细胞培养完毕后，旋转移动机构将培养支架310移动至指定位置，由转移机构吸取并移动培养支架310上的培养瓶60至观察机构，由观察机构进行培养瓶60的移动和培养瓶60内细胞的观察。

将外界输入的培养瓶60进行批量暂存于培养支架310上，并借助旋转移动机构将培养支架310上的所有培养瓶60移送入培养箱内进行培养，培养完毕后，由旋转移动机构以及转移机构将培养瓶60移动至观察机构上，进行细胞观察，以完成整个细胞培养的过程，高效且成本低。

在一实施例中，请参阅图2与图3，上述的转移机构包括吸盘组件以及多向移动组件，上述的多向移动组件包括第一旋转组件、Z轴直线模组110、第二X 轴直线模组120以及第二Y轴直线模组130，Z轴直线模组110连接于隔离仓体上，第二X轴直线模组120连接于Z轴直线模组110上，第二Y轴直线模组130连接于第二X轴直线模组120上；第一旋转组件与第二Y轴直线模组130连接，吸盘组件与第一旋转组件连接。

具体地，由于从相邻仓传送过来的培养瓶60处于竖立状态，若直接将培养瓶60吸取过来后，直接进行堆叠，则一个堆叠结构仅能堆叠较少的培养瓶60，进而导致占据空间较大而降低培养效率；而上述的转移机构中，设置第一旋转组件将吸盘组件吸取的培养瓶60进行旋转至水平状态后，再进行堆叠，则一个堆叠组件可以放置更多的培养瓶60，从而一次可以向培养瓶60输入更多培养瓶 60，进行更多细胞培养，以提高细胞培养和制备的效率。

另外，Z轴直线模组110、第二X轴直线模组120以及第二Y轴直线模组130的配合，可以实现培养瓶在XYZ三个方向进行移动，且第一旋转组件的设置，可以对于一些需要旋转的培养瓶进行旋转，以便于对培养瓶内的细胞进行观察。

在一实施例中，请参阅图2与图3，上述的吸盘组件包括吸盘安装板150以及若干个吸盘，若干个吸盘分别连接于吸盘安装板150上，吸盘安装板150连接于第一旋转组件上。

一个吸盘安装板150上设有若干吸盘，便可进行若干培养瓶60的吸取，一次可以吸取多个培养瓶60，以提高培养瓶60转移的效率。

该吸盘安装板150上设有若干个通孔，用于吸盘的安装。吸盘负压吸取培养瓶60后，当移动至指定位置，吸盘消除负压，将培养瓶60放置到培养瓶支架上。

在一实施例中，请参阅图3，上述的第一旋转组件包括摆动气缸140，摆动气缸140与吸盘安装板150连接，且摆动气缸140通过第一安装座连接于第二Y轴直线模组130上。旋转结构可以带动吸盘安装板150旋转，以使得培养瓶60可以从竖立状态切换为水平状态，以便于更好地进行堆叠，实用性强。

在一实施例中，请参阅图3，上述的第一安装座连包括第一侧板142以及第二侧板141，第一侧板142连接于第二侧板141的下方，摆动气缸140连接于第一侧板142上，第二侧板141与第二Y轴直线模组130连接。

为了使得整个机构的结构更加紧凑，将摆动气缸140置于第二Y轴直线模组 130的下方，也便于吸取培养瓶60，使得培养瓶60旋转时具有较好的旋转空间，更便于旋转。

在一实施例中，请参阅图3，上述的Z轴直线模组110通过第二安装座111连接于隔离仓体内。

上述的Z轴直线模组110为电动伺服模组，且该Z轴直线模组110上设有Z轴滑块，上述的第二安装座111通过螺栓等紧固件安装在隔离仓体上。

在一实施例中，请参阅图3，第二X轴直线模组120通过第三安装座121连接于Z轴直线模组110上。

在本实施例中，上述的第二X轴直线模组120为电动伺服模组，该第三安装座121通过螺栓等紧固件连接在Z轴滑块上，该第二X轴直线模组120上设有第二X轴滑块。

在一实施例中，请参阅图3，第二Y轴直线模组130通过第四安装座连接于第二X轴直线模组120上。

在本实施例中，上述的第二Y轴直线模组130为电动伺服模组，该第四安装座通过螺栓等紧固件连接在第二X轴滑块上。

具体地，上述的第四安装座包括第一连接板132以及第二连接板131，该第一连接板132连接于第二X轴滑块上，第二连接板131连接于第一连接板132上，第二连接板131上设有第一通槽，该第二Y轴直线模组130上的电机嵌入在第一通槽内，且第二Y轴直线模组130与第二连接板131连接。

借助第二X轴直线模组120、第二Y轴直线模组130、Z轴直线模组110可以将吸盘组件移动至指定位置，以便于将培养瓶60转移至堆叠组件上。而第一旋转组件时为了使得吸盘组件以及培养瓶60旋转至培养瓶60处于水平状态，以满足显微镜对培养瓶60内细胞的观察需求，也可以满足培养支架上的堆叠需求。

在一实施例中，请参阅图4，上述的培养支架310上设有若干个间隔布置的立杆311，且若干个立杆311围合形成有若干个供培养瓶60放置在内的堆叠空间。

在本实施例中，堆叠空间的形状与培养瓶60的外形相吻合，以实现对培养瓶60的限位和定位作用。

在一实施例中，培养支架310上设有若干个安装孔，立杆311的下端插设在安装孔内。

在一实施例中，请参阅图4，上述的立杆311的上端设有圆锥段312。圆锥段 312避免培养瓶60在落入该堆叠空间内时发生干扰的问题，圆锥段312可以起到对培养瓶60堆叠时的导向作用。

在细胞制备过程中，因培养瓶60形状不规则而且一次需要拾取多个进行堆垛，上述的安装孔的个数为48个，由机床上一次加工完成，这些安装孔的布置依据培养瓶60的形状而定，定位较为精准，便于插装立杆311，一个堆叠空间由六个立杆311围合形成，立杆311上端设有圆锥段312，可以避免对吸盘结构吸取四个培养瓶60的过程产生干涉影响，且该圆锥段312可以在吸盘消除负压，培养瓶60朝下放入该堆叠空间时，起到导向作用，由于立杆311的长度偏长，在培养瓶60向下放入过程中，有柔性避让导向的作用，该机构便于清洁。

转移机构与培养支架的配合过程中，吸盘组件一次可以吸取多个培养瓶60，并由第一旋转组件带动吸盘组件和培养瓶60旋转，以使得培养瓶60旋转至水平状态，便于堆叠组件可以堆叠多个培养瓶60，堆叠组件上形成有多个堆叠空间，可实现多个培养瓶60水平堆叠，实现结构简单，成本低，且可以将培养瓶60进行占据较小空间地堆叠，便于后续可向培养箱输入更多培养瓶60，提高细胞培养效率。

在一实施例中，请参阅图5与图6，上述的旋转移动机构包括横向移动组件、第二旋转组件、培养支架转移组件以及用于固定培养支架310的固定组件，横向移动组件连接于隔离仓体内，第二旋转组件连接于横向移动组件上，培养支架转移组件连接于第二旋转组件上，固定组件连接于培养支架转移组件上；当需要进行置于培养支架310上的培养瓶60的旋转转移时，培养支架310置于培养支架转移组件上，且通过固定组件固定培养支架310，第二旋转组件带动培养支架转移组件旋转，横向移动组件工作以带动第二旋转组件和培养支架转移组件移动至培养箱门口，培养支架转移组件驱动培养支架310进入培养箱内，固定组件松开对培养支架310的固定。

利用第二旋转组件将培养支架310进行旋转，以便于培养支架310进入到培养箱内，利用横向移动组件将整个培养支架310移动至培养箱门口，由培养支架转移组件将培养支架310转移至培养箱内，整个转移过程固定组件始终固定培养支架310，避免培养支架310发生位移进而导致转移失败的问题发生，当转移完毕后，固定组件松开对培养支架310的固定，培养支架转移组件、横向移动组件以及第二旋转组件依次恢复至初始位置；当然，需要在培养箱内设置直线模组以及对应的转移导轨，培养支架转移组件与转移导轨对接后，将培养支架310推向转移导轨，转移导轨便可在直线模组的驱动下带动培养支架310移动至指定位置进行培养，也可便于培养支架转移组件、横向移动组件以及第二旋转组件的归位。

本机构还可以从培养箱内将培养后的培养瓶60以及培养支架310转移至培养箱外的某一位置，具体操作流程与上述的操作流程相反，此处不再赘述。

上述机构实现结构简单，成本低，且可以自动将培养瓶60批量旋转后转移至培养箱内进行培养，以提高细胞培养效率。

在一实施例中，请参阅图5与图6，上述的固定组件包括插销451以及第一动力源450，第一动力源450通过第一安装板452连接于培养支架转移组件上；第一动力源450与插销451连接，当固定组件固定培养支架310时，插销451与培养支架310连接。

具体地，培养支架310下方设有第一插孔，当固定组件固定培养支架310时，插销451插设在第一插孔内。

借助插销451插入第一插孔的方式，将固定组件与培养支架310固定，防止培养支架310在转移过程中出现移动而导致转移失败的问题发生，可提高整个转移过程的成功率，进而提高整个细胞培养的效率。

在本实施例中，上述的第一动力源450为气缸，当然，于其他实施例中，上述的动力源还可以为直线模组等动力源。

在一实施例中，请参阅图6，上述的培养支架转移组件包括推拉结构以及若干个滚动结构；推拉结构置与滚动结构平行布置，且推拉结构以及滚动结构分别连接于第二旋转组件上，第一安装板452连接于推拉结构上，培养支架310与滚动结构抵接。

滚动结构对培养支架310转移过程起到导向作用，借助滚动结构与培养箱内的转移导轨对接，再由推拉结构推动培养支架310朝靠近培养箱内部的方向移动，培养支架310可以从滚动结构过渡到转移导轨上，提高整个转移过程的成功率。

在一实施例中，请参阅图6，上述的滚动结构包括导轨推拉直线模组430以及导轨431，导轨431连接于导轨推拉直线模组430上，导轨推拉直线模组430连接于第二旋转组件上，培养支架310的下方设有若干个滑轮(图中未示出)，滑轮与导轨431滑动连接。

培养支架310的下方设置滑轮，可以使得培养支架310在导轨431上滑动，既能起到导向作用，还不会对转移过程造成影响。

在本实施例中，滚动结构的个数为两个，推拉结构置于两个滚动结构之间。两个滚动结构间隔布置，可以使得培养支架310与整个培养支架转移组件至少具有三个接触点，可以更加平稳地进行转移。

在本实施例中，导轨推拉直线模组430上设有导轨推拉滑块432，该导轨431 与导轨推拉滑块432连接，且上述的导轨推拉直线模组430为电动伺服模组。

在一实施例中，请参阅图6，上述的推拉结构包括推拉直线模组440，第一安装板452连接于推拉直线模组440上。

在本实施例中，推拉直线模组440上设有推拉滑块441，该第一安装板452与推拉滑块441连接，且上述的推拉直线模组440为电动伺服模组。借助推拉直线模组440推动培养支架310移动，结构简单且成本低。

在一实施例中，请参阅图6，上述的第二旋转组件包括旋转平台421以及旋转动力源420，旋转动力源420与旋转平台421连接，滚动结构以及推拉组件连接于旋转平台421上，旋转动力源420通过第五安装座422连接于横向移动组件上。

具体地，上述的导轨推拉直线模组430以及推拉直线模组440连接于旋转平台421上。

上述的第二旋转组件将培养支架310旋转90°后，横向移动组件带动第二旋转组件移动，使得培养支架310置于培养箱的门口，滚动结构工作，使得导轨431 与培养箱内的转移导轨对接，由推拉组件带动培养支架310移动，使得培养支架 310过渡至转移导轨上，固定组件的插销451在第一动力源450的作用下松开对培养支架310的固定，此时，转移导轨便可将培养支架310转移至培养箱内指定的位置进行培养，整体结构简单，采用的结构大多为直线模组，成本低，且自动转移培养瓶60，可提高整个细胞培养效率。

在本实施例中，上述的旋转动力源420为电机，当然，于其他实施例，上述的旋转动力源420还可以为马达等动力源。

在一实施例中，上述的横向移动组件包括直线移动模组410，第五安装座422 连接于直线移动模组410上，直线移动模组410通过模组安装架连接于隔离仓体内。

在本实施例中，直线移动模组410的个数为两个，以使得整个第二旋转组件和培养支架310在移动过程中能更加平稳。

在本实施例中，上述的直线移动模组410上设有直线移动滑块411，上述的第五安装座422连接于直线移动滑块411上，上述的直线移动模组410为电动伺服模组。

上述的旋转移动机构，通过第二旋转组件将培养支架310旋转一定角度后，由横向移动组件将培养支架310移动至培养箱门口，由滚动结构将培养支架转移组件与培养箱对接，推拉结构将培养支架310推拉至培养箱内，整个转移过程采用固定组件对培养支架310进行固定，转移完毕后，固定组件松开对培养支架310 的固定，从而完成培养瓶60的自动转移，采用伺服模组完成转移操作，整个机构实现结构简单，成本低，且可以自动将培养瓶60批量旋转后转移至培养箱内进行培养，以提高细胞培养效率。

在一实施例中，请参阅图7与图8，上述的观察机构包括显微镜组件以及培养瓶移动组件，培养瓶移动组件包括移动结构以及承载结构，承载结构连接于移动结构上，移动结构连接于隔离仓体上，显微镜组件连接于隔离仓体上。

当需要进行观察细胞培养结果时，吸盘组件吸取培养瓶60后，多向移动组件工作以将吸盘组件和培养瓶60移动，使得培养瓶60移动至承载结构上，吸盘组件松开对培养瓶60的吸合，承载结构在移动结构的驱动下移动，以使得显微镜组件对培养瓶内的细胞进行全面观察。

吸盘组件以及多向移动组件配合，可实现拿取培养瓶且将培养瓶移动至显微镜所在的位置，以便于进行细胞的检测和观察，自动转移培养瓶以达到自动转移细胞的目的，提高整个观察效率。

培养瓶60放置在承载结构上，由移动结构来回移动，以使得培养瓶60处于不同的位置，进而显微镜组件可以获取到培养瓶60内的所有细胞图像，以实现全面观察。

在一实施例中，请参阅图7与图8，上述的承载结构包括承载架250以及立架，承载架250上设有限位通槽，培养瓶60置于限位通槽内，承载架250与立架连接，立架连接于移动结构上。

限位通槽可以对培养瓶60的放置起到定位和限位的作用。承载架250可以恰好设置于显微镜210上，以便于观察细胞。

上述的限位通槽的一侧壁上设有一倾斜面，培养瓶60的瓶口与倾斜面抵接，起到放置培养瓶60的定位作用。

在一实施例中，请参阅图8，上述的立架的上端朝外连接有连接片244，连接片244与承载架250连接。

另外，立架的下端设有第三连接板241，该第三连接板241连接于移动结构上，具体地，可采用螺栓等紧固件将第三连接板241与移动结构连接。

在一实施例中，上述的立架包括竖直杆242以及水平杆243，水平杆243连接于竖直杆242的上端，且连接片244连接在水平杆243的外端，第三连接板241连接在竖直杆242的下端，设置水平杆243和竖直杆242所形成7字型结构的立架，可以使得培养瓶60在移动过程中，不会与显微镜组件碰撞，可以提高整个细胞观察过程中的成功率。

在一实施例中，请参阅图8，上述的移动结构包括Y轴移动结构以及X轴移动结构，Y轴移动结构连接于隔离仓体上，X轴移动结构连接于Y轴移动结构上；立架连接于X轴移动结构上。

利用X轴移动结构和Y轴移动结构实现对培养瓶60的自动移动，以便于在显微镜210下可以观察到培养瓶60内所有细胞的培养情况，以便于全面检测培养瓶 60内细胞的生长情况，且整个移动过程在一个密封空间内执行，不会与人接触，进而降低污染风险。

在一实施例中，请参阅图8，上述的X轴移动结构包括第一X轴直线模组230，第一X轴直线模组230通过第二安装板231连接于Y轴移动结构上，立架连接于第一X轴直线模组230上。

在本实施例中，上述的第一X轴直线模组230上设有第一X轴滑块，该第三连接板241连接于第一X轴滑块上，通过第一X轴滑块在第一X轴直线模组230的驱动下进行X轴方向的移动，实现培养瓶60的X轴方向移动。

在一实施例中，请参阅图8，上述的第二安装板231的一侧设有竖直朝上的挡片232。该挡片232可以使得第一X轴直线模组230在移动过程中，不会直接碰撞到Y轴移动结构的边缘。

在一实施例中，请参阅图8，上述的Y轴移动结构包括第一Y轴直线模组220，第一Y轴直线模组220连接于隔离仓体上，第二安装板231与第一Y轴直线模组 220连接。

在本实施例中，上述的第一Y轴直线模组220上设有第一Y轴滑块，该第二安装板231连接于第一Y轴滑块上，通过第一Y轴滑块在第一Y轴直线模组220的驱动下进行Y轴方向的移动，实现培养瓶60的Y轴方向移动，配合第一X轴直线模组230便可实现培养瓶60在Y轴以及X轴方向上的移动。

在本实施例中，上述的第一X轴直线模组230为电动伺服模组，第一Y轴直线模组220为电动伺服模组。

在一实施例中，请参阅图8，上述的显微镜组件包括显微镜210以及控制器 211，显微镜210通过显微镜安装架212连接于隔离仓体上，显微镜安装架212的下端设有第二通槽，Y轴移动结构的一端置于第二通槽内。设置第二通槽，可以使得培养瓶60在第一Y轴直线模组220以及第一X轴直线模组230的驱动下移动至显微镜210上。另外，上述的显微镜安装架212的一端设有一缺口，以便于第一Y轴直线模组220以及第一X轴直线模组230的工作，第一Y轴直线模组220以及第一X轴直线模组230的组合运动可以将培养瓶60移动至某一范围内的任意一点，便于显微镜210多点观察成像。

显微镜210可以对培养瓶60进行拍照，并将拍摄所得的培养瓶60内的细胞图像数据发送至控制器211，以进行观察并计算培养结果，完成整个细胞培养结果的自动观察结果。

由于培养瓶60内的干细胞为无色透明物体，需要通过倒置布置的显微镜 210，才能放大足以观察其生长形态。

在一实施例中，第一X轴直线模组230可以采用丝杆通过连轴器连接伺服马达的方式驱动X轴滑块滑动，X轴滑块上固定有第一Y轴直线模组220，第一Y轴直线模组220也是用丝杆通过连轴器连接伺服马达的方式驱动Y轴滑块滑动；结合第一X轴直线模组230以及第一Y轴直线模组220便可实现对培养瓶60在XY轴移动范围内的平面上移动。承载架250为中空设计，方便于在显微镜210下成像。

在本实施例中，还可以采用嵌入式控制器211通过通信方式接收控制第一X 轴直线模组230以及第一Y轴直线模组220运动，触发显微镜210上的摄像机拍照，把照片及检测结果上传到控制器211。

在本实施例中，上述的显微镜安装架212上连接有摄像机以及照明灯。

上述的观察组件，通过设置承载结构，用于承载培养瓶60，由移动结构带动培养瓶60在X轴方向和Y轴方向上移动，且将显微镜210倒置，便可对培养瓶 60内的细胞进行全面观察，实现自动移动培养瓶60，提高观察效率，以便于全面检测培养瓶60内细胞的生长情况，且整个移动过程不与人接触，进而降低污染风险。

显微镜组件对培养瓶60内的细胞进行全面观察时，获取培养瓶60的图像；对培养瓶60的图像进行二值化处理；提取细胞的背景图像；对二值化处理后的图像进内的无细胞区域进行涂黑处理，以得到处理后的图像；对处理后的图像进行粒子分析，以得到每个粒子占处理后的图像面积的百分比；根据每个粒子占处理后的图像面积的百分比计算融合度；发送融合度以及处理后的图像。

在干细胞观察开始的时候，把培养瓶60放到检测机构的托盘上，工作模式有两种，一种为远程触发检测，控制器211可以通过通信发送命令，用来启动检测工作；另一种为定时触发检测，可以在控制器211上设置自动检测一次歌间隔时间，定时时间到了后可以自动触发检测开始工作。

第一X轴直线模组230以及第一Y轴直线模组220工作，并驱动承载组件带动培养瓶60在XY平面上移动，调节第一X轴直线模组230以及第一Y轴直线模组220 的伺服马达的刚性及启动和停止的加减速时间，可以达到第一X轴直线模组230 以及第一Y轴直线模组220移动时候动作比较柔和，最大程度减少培养瓶60的震动。摄像机和照明灯在固定的位置，本身不会产生抖动。当第一X轴直线模组230 以及第一Y轴直线模组220移动到拍照位，延迟一定的时间，确保培养瓶60及培养液静止的状态，先打开照明灯，然后摄像机拍摄一张图片。摄像机拍完后，第一X轴直线模组230以及第一Y轴直线模组220可以立刻移动到下一工作位；当摄像机采集完培养瓶60内的细胞图片后，图片送到控制器211，图片先经过通过对Red、Green、Blue三个参数的设置恰当的阈值，对图像的红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个颜色阈值调整后，可以使有深黄色背景的细胞的红色保留，绿色和蓝色过滤掉，同时背景色不变，从而对彩色图像进行二值化处理，对含有细胞背景区域的Red颜色放到最大，达到把细胞的背景提起出来；然后对没有细胞的图像区域进行涂黑，再对涂黑的图像进行粒子分析，得出每个粒子占总图像面积的百分比，并求和得出融合度。

以40倍的物镜放大培养瓶60后，用摄像机拍摄出来的原始图片，背景光源为卤素灯。无细胞的区域为黄色，干细胞中心为深黄色，周围无色。对没有无细胞区域颜色的背景完全涂黑处理，使有细胞和无细胞区域有着明显的差别，如图5所示，对处理出来的没有细胞的二值图像进行粒子检测，得出粒子总个数和每个粒子占图像的面积百分比；对所有粒子的占图像的面积百分比求和，可以得出细胞占图像区域培养皿表面的百分比，也就是融合度，因为拍照的区域只是一个培养瓶60其中的一小块区域，所以要对一个培养瓶60采集多个图像，通过对所有图像处理的结果进行统计，求平均值，才是最真实的融合的值。

通由吸盘组件吸取培养瓶60后，由多向移动组件带动吸盘组件以及培养瓶 60移动，以使得培养瓶移动至承载架250的上方，承载架250在培养瓶移动组件的带动下，移动至显微镜210所在位置，进行培养瓶60内部细胞生长情况的观察，实现自动移动培养瓶60至显微镜210所在位置，且可自动变动培养瓶60的位置，以达到全面观察细胞的生长情况，提高观察效率，整个移动和观察过程不与人接触，进而降低污染风险，且成本低。

在一实施例中，请参阅图9与图10，上述的培养箱，包括底座530、培养箱本体510以及密封组件，培养箱本体510连接于底座530上，密封组件包括充气密封圈520，充气密封圈520置于培养箱本体510的外周；当需要更换培养箱时，对充气密封圈520进行泄气，以使得培养箱本体510与隔离仓体脱离。

利用充气密封圈520的充气和泄气，实现培养箱本体510与隔离仓体之间的紧密抵接和脱离，当不需要更换培养箱时，隔离仓体上设有一开口，培养箱本体510插设在该开口内，且充气密封圈520置于开口壁与培养箱本体510之间，对充气密封圈520进行充气，使得充气密封圈520将培养箱本体510与隔离仓体之间的间隙密封，可以保证隔离仓体与培养箱之间的密闭环境；当需要更换培养箱时，对充气密封圈520进行泄气操作，便可使得培养箱本体510与隔离仓体脱离，从而快速更换培养箱。实现可快速且方便更换培养箱，且与其他隔离仓体之间连接的密闭程度高，可保证细胞培养环境的密闭程度。

在一实施例中，请参阅图10，上述的密封组件还包括密封条522，密封条522 与培养箱本体510连接，充气密封圈520置于密封条522的外周。

由于培养箱本体510的外周四个端角均为90°，因此，需要采用密封条522 进行密封，以提高培养箱本体510与隔离仓体围合形成的环境的密封性。

在本实施例中，密封条522为硅胶密封条522。采用硅胶密封条522对培养箱本体510的外周进行密封，以提高培养箱本体510与隔离仓体围合形成的环境的密封性。

当然，于其他实施例，上述的密封条522还可以为橡胶密封条522等，并不局限于上述的硅胶密封条522。

在一实施例中，请参阅图10，上述的密封组件还包括与隔离仓体抵接的密封过渡板521，充气密封圈520连接于密封过渡板521的外周，密封过渡板521的内侧设有沟槽，密封条522置于沟槽内。

设置密封过渡板521可以对密封条522进行挤压和固定，由于密封过渡板521 的外圈有大圆角，因此，采用充气密封圈520还可以对密封过渡板521的大圆角进行密封，进而提高培养箱本体510与隔离仓体围合形成的环境的密封性。当培养箱本体510与隔离仓体配合时，充气密封圈520、密封过渡板521以及硅胶密封条522置于培养箱本体510以及隔离仓体的开口的内壁之间。

在一实施例中，请参阅图10，上述的密封过渡板521内设有第三通槽，培养箱本体510连接于第三通槽内。

在一实施例中，请参阅图10，培养箱本体510与底座530之间连接有密封垫片540。密封垫片540可以对培养箱本体510的下方进行密封，以提高培养箱本体 510与隔离仓体围合形成的环境的密封性。

在本实施例中，上述的密封垫片540为硅胶垫片。当然，于其他实施例中，上述的密封垫片540还可以为橡胶垫片等，并不局限于上述的硅胶垫片。

在一实施例中，请参阅图10，上述的培养箱本体510的下方设有若干个插柱 511，底座530的上方设有连接架531，连接架531上设有若干个第二插孔533，插柱511插设在第二插孔533内。插柱511和第二插孔533的配合可以实现培养箱本体510与底座530的连接和定位，另外，上述的密封垫片540置于所述培养箱本体 510与连接架531之间，以密封培养箱本体510的底部。

在一实施例中，上述的连接架531与密封条522抵接。具体的，连接架531的一端朝外延伸至底座530外，以形成延伸段，该密封条522置于延伸段外，且密封条522与延伸段抵接，进而将培养箱本体510与隔离仓体抵接的所有面均密封，从而提高培养箱本体510与隔离仓体围合形成的环境的密封性。

另外，该延伸段朝靠近隔离仓体的方向布置。

在一实施例中，请参阅图10，上述的底座530的下方设有车轮532。便于移动培养箱本体510。

上述的培养箱通过在培养箱本体510的外周设置密封条522、密封过渡板521 以及充气密封圈520，以使得培养箱本体510与隔离仓体抵接的地方能更好地被密封，且需要更换培养箱本体510时，对充气密封圈520进行泄气操作，便可将培养箱本体510与隔离仓体脱离，实现可快速更换，且与其他隔离仓体之间连接的密闭程度高，提高培养箱本体510与隔离仓体围合形成的空间的密闭程度，可保证细胞培养环境的密闭程度。

上述的全自动细胞培养装置，通过设置隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，由转移机构、培养支架、旋转移动机构配合实现培养瓶进入培养箱进行细胞培养，由培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构实现培养瓶从培养箱移动至显微镜210下进行细胞生长环境的观察，从而实现全自动进行细胞培养和观察，无需人工操作，降低污染风险，且提高效率和降低了成本。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.全自动细胞培养装置，其特征在于，包括隔离仓体、培养箱、转移机构、培养支架、旋转移动机构以及观察机构，所述转移机构、观察机构、旋转移动机构以及培养支架连接于所述隔离仓体内，所述隔离仓体上设有开口，所述培养箱插设在开口内，所述培养支架置于所述旋转移动机构上；当需要进行细胞培养时，所述转移机构将从外界输入到隔离仓体内培养瓶吸取并移动至培养支架上进行暂存，由所述旋转移动机构将培养支架进行旋转并移动至所述培养箱内进行培养，当细胞培养完毕后，所述旋转移动机构将培养支架移动至指定位置，由转移机构吸取并移动培养支架上的培养瓶至观察机构，由观察机构进行培养瓶的移动和培养瓶内细胞的观察。

2.根据权利要求1所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述转移机构包括吸盘组件以及多向移动组件；所述多向移动组件包括第一旋转组件、Z轴直线模组、第二X轴直线模组以及第二Y轴直线模组，所述Z轴直线模组连接于所述隔离仓体内，所述第二X轴直线模组连接于所述Z轴直线模组上，所述第二Y轴直线模组连接于所述第二X轴直线模组上；所述第一旋转组件与所述第二Y轴直线模组连接，所述吸盘组件与所述第一旋转组件连接。

3.根据权利要求2所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述吸盘组件包括吸盘安装板以及若干个吸盘，若干个所述吸盘分别连接于所述吸盘安装板上，所述吸盘安装板连接于所述第一旋转组件上。

4.根据权利要求1所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述培养支架上设有若干个间隔布置的立杆，且若干个所述立杆围合形成有若干个供培养瓶放置在内的堆叠空间。

5.根据权利要求4所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述旋转移动机构包括横向移动组件、第二旋转组件、培养支架转移组件以及用于固定所述培养支架的固定组件，所述横向移动组件连接于所述隔离仓体内，所述第二旋转组件连接于所述横向移动组件上，所述培养支架转移组件连接于所述第二旋转组件上，所述固定组件连接于所述培养支架转移组件上。

6.根据权利要求5所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述固定组件包括插销以及第一动力源，所述第一动力源通过第一安装板连接于所述转移组件上；所述第一动力源与所述插销连接，当所述固定组件固定所述培养支架时，所述插销与所述培养支架连接。

7.根据权利要求6所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述培养支架转移组件包括推拉结构以及若干个滚动结构；所述推拉结构置与所述滚动结构平行布置，且所述推拉结构以及所述滚动结构分别连接于所述第二旋转组件上，所述第一安装板连接于所述推拉结构上，所述培养支架与所述滚动结构抵接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述观察机构包括显微镜组件以及培养瓶移动组件，所述培养瓶移动组件包括移动结构以及承载结构，所述承载结构连接于所述移动结构上，所述移动结构连接于所述隔离仓体内，所述显微镜组件连接于隔离仓体内。

9.根据权利要求8所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述承载结构包括承载架以及立架，所述承载架上设有用于放置培养瓶的限位通槽，所述承载架与所述立架连接，所述立架连接于所述移动结构上。

10.根据权利要求9所述的全自动细胞培养装置，其特征在于，所述立架的上端朝外连接有连接片，所述连接片与所述承载架连接。

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