CN212464454U - 用于将垫料分配在饲养笼内的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于将垫料分配在饲养笼内的设备，饲养笼用于在药物临床前研究中心中使用，其特征在于，设备包括：装载料斗，其位于设备的上部并且能够容纳要被供应至饲养笼的垫料；支撑平面，其能够支撑饲养笼并且定位在装载料斗的下方；位于装载料斗下方的致动器件，其能够升高或降低装载料斗和支撑平面；配量口，其位于装载料斗的下部并且能够将给定量的垫料从装载料斗进给至饲养笼中；分配系统，其能够通过配量口将垫料分配至饲养笼中；控制系统，其能够确定垫料的给定量以及控制致动器件；用于支撑设备的基座。本实用新型的设备能够准确地处理任何种类的垫料、允许抽吸灰尘、无需使用压缩空气、避免在轻质物料中形成桥状部等。

Description

用于将垫料分配在饲养笼内的设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于将垫料分配在饲养笼内的设备，饲养笼用于在药物临床前研究中心中使用。

背景技术

在药物临床前研究领域中、特别地在饲养实验动物的动物饲养中心及其清洗区域的领域中，已知的是需要使用用于自动分配垫料的系统，从而确保笼中的垫料的量是已知的并且可重复的。

特别地，存在被定义为“独立”系统的系统，其中操作员可以通过简单地将笼放置至桌上而用已知量的垫料填充笼。

这种系统可以与用于笼处理的机器人系统联合使用。

参考图1，以下将示意性地描述已知类型的垫料分配设备的示例，以便突出其需要被解决的问题。

所述垫料分配设备包括以下主要部件。

-装载站1：位于机器的下部，料斗容许手动地装载垫料，垫料于是储存在料斗中。

-运输系统2：它可以通过使用不同的技术(例如，真空操作式系统、螺旋输送器、缆绳和机械输送机)实施，并且使垫料从装载站 1移动至通常位于上部的分配站3。

-分配站3：位于机器的上部，它从运输系统2接收垫料并且将垫料(通常通过重力)供应至分配系统4。分配站3包括装载口，出于方便性，装载口通常为两个，从而可以同时对两个笼工作。

-分配系统4：它允许配量被排放至下面的笼(未示出)中的垫料。它可以通过使用不同的技术(例如重力操作式闸阀、螺旋输送器、机械系统)实施。

-抽吸系统5：它位于笼的区域内，以抽吸在装载和分配阶段期间产生的垫料的灰尘部分，以便将操作员所吸入的灰尘降至最小。

本领域中已知的设备所采用的各种解决方案遭受了很长一段时间以来已知且尚未被解决的许多问题：

-高度和处理。这种类型的设备的高度通常超过2m，因为：需要提供具有一定容量的装载料斗(以确保一次手动装载与下一次手动装载之间的良好工作裕度)；必须遵守人体工程学规则(装载平面不高于一米)；必须在留出足够的间隙来定位笼的同时在装载站上方处理垫料，并且料斗的角度必须避免物料停滞。作为可以根据需要在不同房间中使用的可动单元，高度限制了例如通过门的移动，并且还需要特别小心以避免危险的跌倒。

-构造复杂性。之间具有运输系统的上下装载站的存在意味着必须使用复杂的系统来确保系统的正确操作。必须在所有条件下并且对于大量的垫料类型(其通常具有不同的行为和特征)确保运输。本领域中已知的螺旋输送器型系统昂贵、复杂且嘈杂(并且机械系统也是如此)；同样为已知类型的真空操作式系统需要密封的料斗来产生真空，料斗的结构必须能够承受真空。基于螺旋输送器、闸或其它机械系统的配量系统必须试图在对于不同垫料类型的配量精度与构造复杂性/成本之间进行斡旋：这通常会导致某些垫料类型的折衷，这些垫料类型不能被以良好的可重复性配量或者需要升级至更复杂的系统。

-人体工程学：分配平面是固定的，并且可能根据构造限制而位于较差的人体工程学高度处，特别是对于某些操作员而言。由于填充操作是重复的操作，这会导致疲倦。

-机载压缩空气系统的必要性：上述系统中的许多都需要使用压缩空气，例如用于驱动控制阀、或用于产生真空、或用于特定的吹动目的。压缩空气并不总是与可动的机器和客户场所处可用的器械很好地组合。

-在所装载的垫料内部产生“桥状部”，从而导致遗漏的分配。某些垫料非常轻，并且尽管料斗具有设计角度，但是在负载内仍然可能形成“孔”：这种空的区域将不容许垫料朝配量点流动，从而导致配量过程受阻。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提出一种用于将垫料分配在用于在药物临床前研究中心中使用的饲养笼内的设备，所述设备旨在克服上述缺点。

本实用新型涉及一种独立的分配系统，该系统：

使用单个料斗，所述料斗可以移动并且定位在下部位置中以装载垫料从而使得操作员可以容易地为料斗装载特定的垫料、或者定位在上部分配位置中以使分配点移动至笼支撑平面上方以填充笼。支撑平面布置在适当的高度处。在料斗向上运动时，在下部位置中被压靠在分配口上(以使系统更紧凑并且尽可能低地移动料斗)的装载平面通过滑动引导件远离分配口移动，以便清出合适的空间来放置笼，笼通常具有标准的尺寸；

使用能够准确地处理任何种类的垫料的简化螺旋输送器式分配系统；

通过使用单个进气系统而允许在分配和装载期间抽吸灰尘；

优选地不需要使用压缩空气；

允许将支撑平面调节至人体工程学位置以装载笼；

容许同时处理多种非预混合的垫料；

采用创新的桥状部破碎机系统，以避免在轻质物料中形成桥状部。

本实用新型的目的适用于独立的分配系统，并且特别是关于分配和桥状部破碎机部分还适用于自动且机器人辅助的系统。

本实用新型涉及一种用于将垫料分配在饲养笼内的设备，饲养笼用于在药物临床前研究中心中使用，所述设备包括：

-装载料斗，其位于设备的上部并且能够容纳要被供应至饲养笼的垫料；

-至少一个支撑平面，其能够支撑一个或多个饲养笼并且定位在装载料斗下方；

-位于装载料斗下方的致动器件，其能够升高或降低所述装载料斗和所述至少一个支撑平面；

-一个或多个配量口，其位于装载料斗的下部并且能够将给定量的垫料从装载料斗进给至饲养笼中；

-分配系统，其能够通过所述一个或多个配量口将垫料分配至饲养笼中；

-控制系统，其能够确定垫料的所述量以及控制所述致动器件；

-用于支撑设备的基座。

根据一个优选方面，设备包括一个或多个存在传感器，存在传感器定位在所述支撑平面附近、并且能够检测所述支撑平面上的一个或多个饲养笼的存在、并且能够在所述存在传感器感测到所述一个或多个饲养笼已经正确地定位在所述配量口下方时将同意信号发送至所述控制系统，以进行所述垫料的分配。

根据一个优选方面，设备包括用于存在于所述配量口的区域中和/ 或装载料斗的上部区域中的空气的进气和过滤系统。

根据一个优选方面，所述进气和过滤系统包括：

-抽吸风扇；

-位于配量口与所述抽吸风扇之间的至少一个进气通道；

-位于装载料斗的所述上部区域中的一个或多个进气口；

-用于过滤由抽吸风扇吸入的空气的系统。

根据一个优选方面，设备包括位于所述抽吸风扇与所述进气和过滤系统之间的气室。

根据一个优选方面，所述分配系统位于所述装载料斗的下部并且对于每个配量口包括：

-螺旋输送器，其能够接收所述垫料并且能够旋转，并且包括：

-旋转轴；

-围绕所述旋转轴缠绕的螺旋形刷，

-分配管，其能够从螺旋输送器接收垫料并且将垫料进给至相应的分配口。

根据一个优选方面，设备包括盖，其用于关闭和打开装载料斗、定位在装载料斗的顶部部分上。

根据一个优选方面，设备包括位于所述装载料斗内部的至少一个桥状部破碎机装置，所述桥状部破碎机装置包括：

-能够旋转的轴；

-固定至所述轴的一个或多个柔性元件；

-轴旋转控制器件，其能够在装载料斗内部存在垫料时确定所述旋转。

根据一个优选方面，所述支撑平面相对于装载料斗定位在可变的高度处，并且所述控制系统还能够控制所述可变的高度以允许对一个或多个饲养笼进行装载。

本实用新型的一个特定目的是提供一种如在权利要求中具体地阐述的用于将垫料分配在用于在药物临床前研究中心中使用的饲养笼内的设备，权利要求是本说明书的组成部分。

附图说明

通过以下对本实用新型的优选实施例(及其变型)的详细描述以及附图，本实用新型的其他目的和优点将变得显而易见，附图仅仅被以非限制性示例的方式提供，其中：

图1示出了如上所述的用于分配垫料的现有技术的设备。

图2至8示出了本实用新型的用于分配垫料的设备的各种全视立体图或局部剖视图；

图9和10示出了完整的设备及其一部分，其中笼定位在支撑平面上。

在各图中，相同的附图标记和字母表示相同的零件或构件。

具体实施方式

参考图2-8，设备的主要部件如下。

-装载料斗，所述装载料斗位于设备的上部并且适于容纳要被供应至饲养笼的垫料。

-位于装载料斗下方的致动器件12，致动器件12适于竖直地升高或降低设备的某些部件。

在实施例的一些非限制性示例中，致动器件可以是线性电动致动器、或者油动力系统、或者由一个或多个齿轮马达驱动的皮带、链条、缆绳、齿条。也可以使用气动系统作为致动器件，从而在本领域技术人员的掌握范围内采取措施来确保设备的适当运动性。在特定示例中，参考附图，在设备的侧部处存在四个线性电动致动器，这四个线性电动致动器被一致地操作。

-定位在装载料斗的顶部部分上的、用于关闭和打开装载料斗11 的盖13。所述盖有利地设计成在打开时产生稳定的支撑，以便于放置要被倾倒至装载料斗中的垫料袋。在非限制性示例中，盖13采用书本式打开系统，并且在打开时处于水平位置(图3)。当然，可以采用其它方法来确保对垫料袋的适当支撑。而且，盖被方便地设计成封闭进气狭槽14，如将在后面描述的。优选地，插入合适的安全传感器15 来检测所述盖何时被适当地关闭。

-支撑平面16，一个或多个要被填充垫料的饲养笼45定位在支撑平面16上；支撑平面以可控制的可变高度位于装载料斗下方，如将在下文中描述的。

-一个或多个存在传感器17，其定位在支撑平面附近，并且适于检测支撑平面上的一个或多个饲养笼的存在，并且适于在它们检测到饲养笼已经被正确地定位在配量口18下方时容许将垫料从装载料斗配量至饲养笼。在一个示例中，传感器位于支撑平面的后侧，以便能够检测饲养笼附近。

-配量口18，其位于装载料斗11的下部，用于从料斗配量一定量的被倾倒至饲养笼中的垫料。在非限制性示例中，存在两个配量口，但是配量口的数量可以不同，只要对于每个要被填充的饲养笼存在至少一个配量口即可，使得要被排放至每个饲养笼中的垫料的量彼此独立。

-分配系统，所述分配系统适于通过配量口18将垫料分配至饲养笼中，并且在非限制性示例中包括：由例如电动齿轮马达19的马达驱动的螺旋输送器22；螺旋输送器包括旋转轴20，螺旋形刷21围绕旋转轴20缠绕，刷21优选由刚毛制成，但是刷可以由被固定至旋转轴 20的表面上的任何非刚性材料制成。

从料斗掉落的物料通过该分配系统朝管23移动，管23朝构成所述管23的端部的配量口18引导物料。每个配量口都具有专用的分配系统，即每个要被填充的饲养笼具有一个配量口。

-进气和过滤系统，其在非限制性示例中包括抽吸风扇24，抽吸风扇24通过合适的气室25经过适于捕获进入空气的灰尘部分的过滤器(例如精细过滤器26和预过滤器27)吸入空气。过滤后的空气在机器的后部处排出。在一个示例中，气室25被成形为输送器或扩散器，从而在风扇与过滤器之间形成封闭的空隙。

这种过滤器容纳在合适的箱28中并且(借助抽吸风扇24所产生的真空)从以下区域接收要被过滤的空气：

a)配量口18附近的区域，其中合适的进气狭槽29通过合适的通道30连接至过滤器箱；

b)位于料斗的后部上方的区域，其中合适的狭槽31直接地连接至过滤器箱28。在正常的分配过程期间，这种狭槽31由盖13适当地封闭；实际上，在该阶段中所述盖必须被关闭。否则，传感器15将不容许配量：如果盖未被关闭，则螺旋输送器将由于安全原因(操作员可能无意地将他/她的手放在螺旋输送器中)而不会被打开以进行配量操作。以这种方式，所有空气被通过配量系统附近的狭槽29抽吸，从而确保在产生最多灰尘的地方获得最大的抽吸。

在料斗装载操作期间，打开盖13以敞开所述狭槽31，从而容许在该区域中产生最大的抽吸(箱直接连通，并且因此狭槽31是用于空气流动的优先路径)。在该阶段期间，该区域是产生灰尘的区域。通过PLC 32，可以在两个阶段中设定不同的风扇速度，以优化抽吸功率和噪音。

-用于支撑设备的各构件的基座33，基座33可能配备有用于使设备移动的脚轮34。

装载料斗11安装在致动器件12上。所述致动器件连接至控制单元(未示出，安装在电控制柜35中)，控制单元容许致动器件的同步运行。在所述致动器件处于闲置位置(最低地伸长)时，料斗的上部处于人体工程学高度，其中可以通过仅仅打开盖13而将垫料装载至料斗的内部隔室中。

一旦料斗已经被装载并且盖已经被关闭，则PLC 32上的释放型控制器36的致动允许升高线性致动器(PLC 32方便地包括用于控制下降的另一释放型控制器37)。在向上运动期间，滑动系统(在本文中描述的非限制性示例中通过线性引导件38实施)容许笼支撑平面16(最初压靠在机器底部上)相对于料斗滑动，直至在料斗下方产生足够的空间来将饲养笼定位在该平面与配量口18之间。在达到所需的距离时，机械止动件39防止装载平面更进一步地滑动；因此，装载平面将开始与料斗的其余部分一起上升：此时，仍然借助释放型控制器 36，操作员将能够将所述平面定位在所需且最符合人体工程学的高度处。

图9和10示出了完整的设备及其一部分，其中笼定位于支撑平面上。

在已经将笼适当地定位在支撑平面上之后，可以打开分配系统：当在装载区域中存在笼时，特特的传感器17检测到笼的存在并且启动系统中所设定的一定量的垫料的配量：这种配量通过由马达驱动的配备有刷的螺旋输送器实现：螺旋输送器产生“扇区”，该扇区被填充从装载料斗11掉落的物料，通过轴20的旋转使扇区前进。螺旋输送器的每一次旋转对应于已知配量体积的垫料(取决于刷的节距和直径)；因此，可以通过调节系统的旋转时间来设定要被配量的量。通过适当地选择螺旋输送器的直径和进给速度，饲养笼一被定位在配量口18 下方并被存在传感器17检测到就快速地实现所需的配量。在控制PLC 32中，可以设定不同的配量值，然后操作员可以根据所需的配方选择配量值。螺旋输送器的构造使得可以在螺旋输送器不转动时将物料保持在料斗内部，从而充当塞子。

配备有刷的螺旋输送器系统确保显著的生产节省，因为系统既不需要联接精度也不需要滚动轴承。另外，由于使用刚毛(或非刚性的元件)，因此在系统阻塞或过载的情况下，刚毛(或非刚性的元件)的易弯曲性是有用的，因为它们将使垫料流动而不堵塞或阻塞系统。在提供这些优势的同时，配量将由于螺旋输送器而仍然是准确的。

如已经描述的，在连续分配期间，抽吸风扇24通过通道30从配量口18附近的区域中的狭槽吸入空气：这种空气通过过滤器26和27 过滤并且在后部区域中排出。

在料斗移动至下部装载位置并且盖13被打开时，连接至进气通道的后狭槽31将打开，以使得在装载垫料袋时也可以吸入灰尘。

整个系统基于电动构件，并且因此不需要使用压缩空气。

如所描述的，由于存在提升致动器，因此可以通过仅仅作用于提升按钮而针对每个操作员和每个处理阶段将支撑平面调节至最符合人体工程学的高度。

料斗的几何形状可以使得包括分隔各个分配口的隔片40：在附图中所示的非限制性示例中，存在两个装载口并且料斗在中间被分开：这使得可以为通向两个单独的螺旋输送器的两个半部装载不同的垫料，以及方便地为两种垫料不同地调节分配时间。在螺旋输送器近侧的区域中，安装水平传感器41，当料斗的各个部分几乎为空的时，水平传感器41会警告操作员。

另外，有利地，料斗的下部可以具有朝分配系统倾斜的壁46，以方便朝这种系统输送要被分配的垫料。

由于要被处理的物料的本质，因此物料至螺旋输送器中或者更一般地至配量点(无论其实施方式可能如何)上的掉落是至关重要的方面。这些物料中的一些具有低密度和高内部摩擦系数：这导致这样的情况，其中：尽管朝掉落点的竖直布置并且使用尽可能倾斜的平面以避免产生将压紧物料的侧向推力，但是在掉落的物料内形成“孔”(技术术语为“桥状部”)。这种桥状部将不容许剩余的物料掉落至螺旋输送器中，因此即使料斗可能看起来是满的并且水平仪可能没有显示中断，也阻止了配量。

为了解决这个额外的问题，可以应用下面描述的系统(图8)。

对于每个配量口，在料斗内布置至少一个桥状部破碎机装置，其包括：位于料斗内部的合适位置处的另外的轴42，轴42例如根据料斗和螺旋输送器的尺寸在距分配螺旋输送器一定距离处位于分配螺旋输送器上方。在例如借助另外的齿轮马达43适当地旋转时，所述轴使固定至轴自身的柔性元件44旋转，柔性元件44例如具有扁平或圆形的形状。以适当的间隙和长度定位的这些元件的旋转运动使物料连续地移动并且“破坏”可能已经形成的任何桥状部，从而填充孔并且促进物料朝配量区域流出。可以选择旋转速度以在不影响配量的情况下获得这种结果。而且，柔性元件44的长度被限定成在料斗的某些区域上实现滑动作用：由于该原因，柔性元件必须是柔性的并且必须由与料斗的钢产生低摩擦的材料制成。

同样，在这种情况下，系统非常简单并且经济，并且(柔性)元件的本性避免了在控制齿轮马达43上产生应力，从而防止了系统的堵塞。

在不脱离本实用新型的保护范围的情况下，实施例的上述示例可以发生变化，包含本领域技术人员已知的所有等同设计。

可以将各种优选实施例中所示的元件和特征组合在一起，而不脱离本实用新型的保护范围。

根据以上描述，本领域技术人员将能够在不引入任何进一步的构造细节的情况下产生本实用新型的目的。

Claims (9)

1.一种用于将垫料分配在饲养笼内的设备，饲养笼用于在药物临床前研究中心中使用，其特征在于，所述设备包括：

-装载料斗(11)，其位于所述设备的上部并且能够容纳要被供应至饲养笼的垫料；

-至少一个支撑平面(16)，其能够支撑一个或多个饲养笼并且定位在装载料斗的下方；

-位于装载料斗下方的致动器件(12)，其能够升高或降低所述装载料斗和所述至少一个支撑平面(16)；

-一个或多个配量口(18)，其位于所述装载料斗(11)的下部并且能够将给定量的垫料从装载料斗进给至饲养笼中；

-分配系统，其能够通过所述一个或多个配量口(18)将垫料分配至饲养笼中；

-控制系统(32)，其能够确定垫料的所述给定量以及控制所述致动器件(12)；

-用于支撑所述设备的基座(33)。

2.根据权利要求1所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述设备包括一个或多个存在传感器(17)，存在传感器定位在所述支撑平面(16)附近、并且能够检测所述支撑平面上的一个或多个饲养笼的存在、并且能够在所述存在传感器感测到所述一个或多个饲养笼已经正确地定位在所述配量口(18)下方时将同意信号发送至所述控制系统(32)，以进行所述垫料的分配。

3.根据权利要求1所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述设备包括用于存在于所述配量口(18)的区域中和/或装载料斗的上部区域中的空气的进气和过滤系统。

4.根据权利要求3所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述进气和过滤系统包括：

-抽吸风扇(24)；

-位于配量口(18)与所述抽吸风扇之间的至少一个进气通道；

-位于装载料斗的所述上部区域中的一个或多个进气口(31)；

-用于过滤由抽吸风扇吸入的空气的系统。

5.根据权利要求4所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述设备包括位于所述抽吸风扇与所述进气和过滤系统之间的气室(25)。

6.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述分配系统位于所述装载料斗的下部并且对于每个配量口包括：

-螺旋输送器(22)，其能够接收所述垫料并且能够旋转，并且包括：

-旋转轴(20)；

-围绕所述旋转轴缠绕的螺旋形刷(21)，

-分配管(23)，其能够从螺旋输送器接收垫料并且将垫料进给至相应的配量口。

7.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述设备包括盖(13)，其用于关闭和打开装载料斗(11)、定位在装载料斗的顶部部分上。

8.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述设备包括位于所述装载料斗内部的至少一个桥状部破碎机装置，所述桥状部破碎机装置包括：

-能够旋转的轴(42)；

-固定至所述轴的一个或多个柔性元件(44)；

-轴旋转控制器件，其能够在装载料斗内部存在垫料时确定所述旋转。

9.根据权利要求1所述的用于将垫料分配在饲养笼内的设备，其特征在于，所述支撑平面(16)相对于装载料斗定位在可变的高度处，并且所述控制系统(32)还能够控制所述可变的高度以允许对一个或多个饲养笼进行装载。

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