CN220564632U - 用于波浪式生物反应器的摇摆机构及波浪式生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于波浪式生物反应器的摇摆机构及波浪式生物反应器，摇摆机构包括基座、摇摆平台、驱动装置和摇摆件，驱动装置连接于基座，摇摆平台通过摇摆件转动连接于基座，驱动装置设置为能够驱动摇摆件相对于基座转动以带动摇摆平台进行摇摆；摇摆件与基座之间设置有限位结构，限位结构用于限制摇摆平台摇摆的极限位置。采用上述技术方案，本实用新型能够可靠精准地限定摇摆机构的摇摆角度范围，由于是完全采用机械结构限位方式，没有使用任何传感器，所以结构非常可靠，且不增加成本，不影响摇摆机构的整体安装，且有效地解决了现有技术中波浪式生物反应器摇摆角度范围由于电气元件和控制程序导致故障率高的问题。

Description

用于波浪式生物反应器的摇摆机构及波浪式生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于波浪式生物反应器的摇摆机构及波浪式生物反应器，属于细胞生物反应仪器设备领域。

背景技术

波浪式生物反应器创新的采用波浪式摇动混合，避免了搅拌桨叶端和鼓泡对细胞的伤害，提供温和低剪切力高溶氧的细胞培养微环境。

在波浪式生物反应器进行细胞培养时，通过摇摆机构的在一定范围角度内的摇摆，充分混合培养袋内的培养液，充分进行气体与培养液的接触。现有波浪式生物反应器的摇摆机构的摇摆角度一般需要控制在±15°以内，采用在左右极限位置安装传感器来检测摇摆机构是否到达极限角度位置反馈给控制程序，从而控制摇摆机构的摇摆角度范围。然而传感器本身存在一定的故障率和使用寿命，且因为安装位置的原因，传感器的维护和更换非常困难；并且，控制程序在执行时，受电气控制元件的影响，也存在一定的故障风险；当摇摆角度范围超过限定范围时有可能造成设备损坏甚至可能引起严重的安全事故。

因此，需要一种新的用于波浪式生物反应器的摇摆机构及波浪式生物反应器来解决上述问题。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供一种用于波浪式生物反应器的摇摆机构，所述摇摆机构包括基座、摇摆平台、驱动装置和摇摆件，所述驱动装置连接于所述基座，所述摇摆平台通过所述摇摆件转动连接于所述基座，所述驱动装置设置为能够驱动所述摇摆件相对于所述基座转动以带动所述摇摆平台进行摇摆；

所述摇摆件与所述基座之间设置有限位结构，所述限位结构用于限制所述摇摆平台摇摆的极限位置。

优选的，所述限位结构包括至少一个限位部，所述限位部的一部分设置在所述摇摆件上，所述限位部的另一部分设置在所述基座上。

优选的，所述限位部包括形成在所述基座上的弧形结构以及连接于所述摇摆件上的限位柱，所述限位柱的一部分容置于所述弧形结构中，所述弧形结构的两端限定出所述摇摆平台的摇摆的两个极限位置。

优选的，所述限位部包括形成在所述摇摆件上的弧形结构以及连接于所述基座上的限位柱，所述限位柱的一部分容置于所述弧形结构中，所述弧形结构的两端限定出所述摇摆平台的摇摆的两个极限位置。

优选的，所述限位部的数量为两个，两个所述限位部呈上下设置。

优选的，所述驱动装置包括驱动组件和连接件，所述驱动组件连接于所述基座，所述驱动组件的输出端与所述连接件的第一端传动连接，所述连接件的第二端连接有第一轴承，所述摇摆件上形成有腰型结构，所述第一轴承设置在所述腰型结构中并能够在所述腰型结构中滑动；

所述驱动组件设置为能够驱动所述连接件的第二端相对于其第一端转动以使所述第一轴承在所述腰型结构中滑动并因此使所述摇摆件相对于所述基座转动从而带动所述摇摆平台进行摇摆。

优选的，所述腰型结构为腰型槽或腰型孔。

优选的，所述基座包括第一支撑部和第二支撑部，所述摇摆件包括第一摇摆部和第二摇摆部，所述第一摇摆部与所述第一支撑部转动连接，所述第二摇摆部与所述第二支撑部转动连接，所述驱动组件设置在所述第一支撑部和/或所述第二支撑部上，所述腰型结构形成于所述第一摇摆部或所述第二摇摆部上。

优选的，所述腰型结构形成于所述第一摇摆部上，所述连接件的第一端形成有第一连接孔位，所述驱动组件包括伺服电机和减速机，所述减速机固定于所述第一支撑部上，所述伺服电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出轴通过第一键结构与所述第一连接孔位连接。

优选的，所述连接件的第二端形成有第二连接孔位，所述第一轴承依次通过销轴和第二键结构与所述第二连接孔位连接。

优选的，所述基座还包括将所述第一支撑部和所述第二支撑部连接的横梁。

优选的，所述第一摇摆部与所述第一支撑部通过第一转轴连接，所述第一转轴与第一摇摆部之间设置有第二轴承；并且/或者

所述第二摇摆部与所述第二支撑部通过第二转轴连接，所述第二转轴与第二摇摆部之间设置有第三轴承。

根据本实用新型的另一方面，提供一种波浪式生物反应器，所述波浪式生物反应器包括上述中任一项所述的摇摆机构。

本实用新型提供的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，整个机械限位方式可靠稳定，当摇摆角度范围超过设计范围，限位结构会限制继续摆动，从而保证了用于波浪式生物反应器的摇摆机构只能安全稳定地在设计角度范围内运动，有效地解决了现有技术中波浪式生物反应器摇摆角度范围由于电气元件和控制程序导致故障率高的问题。

附图说明

通过以下详细的描述并结合附图将更充分地理解本实用新型，其中相似的元件以相似的方式编号，其中：

图1是本实用新型的波浪式生物反应器实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型的波浪式生物反应器实施例的爆炸示意图；

图3是本实用新型的波浪式生物反应器的摇摆机构实施例的结构示意图一；

图4是本实用新型的波浪式生物反应器的摇摆机构实施例的结构示意图二；

图5是图4的局部放大图；

图6a、6b和6c是分别对应于第一轴承与腰型结构的三种状态的位置图。

附图标记列表：

1、底座部件；

2、摇摆机构；

21、基座；211、第一支撑部；212、第二支撑部；213、横梁；

22、摇摆平台；

23、驱动组件；231、伺服电机；232、减速机；

24、连接件；24a、连接件的第一端；24b、连接件的第二端；

25、摇摆件；251、第一摇摆部；252、第二摇摆部；25a、腰型结构；

26、第一轴承；

271、第一转轴；272、第二转轴；

28、弧形结构；

29、限位柱。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施方式，而不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“中”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，而并非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。以及，术语“第一”、“第二”、“第三”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。因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，在一个例子中，可以是固定连接，或者是可拆卸地连接，或一体地连接；可以是直接相连，或者是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。

如图1和2所示，本实用新型的波浪式生物反应器包括底座部件1和摇摆机构2，摇摆机构2包括基座21、摇摆平台22、驱动装置和摇摆件25，驱动装置连接于基座21，摇摆平台22通过摇摆件25转动连接于基座21，驱动装置设置为能够驱动摇摆件25相对于基座21转动以带动摇摆平台22进行摇摆。其中，驱动装置还可以采用曲柄摇杆式驱动摇摆平台22摇摆，还可以采用偏心轮式驱动摇摆平台22摇摆，又或者齿轮啮合或者齿轮齿条啮合式驱动摇摆平台22摇摆，又或者采用电磁振荡式驱动摇摆平台22摇摆，本领域技术人员可以对此进行灵活地设置。

优选地，如图1至5、6a、6b、6c所示，驱动装置包括驱动组件23和连接件24，驱动组件23连接于基座21，摇摆平台22通过摇摆件25转动连接于基座21，驱动组件23的输出端与连接件24的第一端24a传动连接，连接件24的第二端24b连接有第一轴承26，摇摆件25上形成有腰型结构25a，第一轴承26设置在腰型结构25a中并能够在腰型结构25a中滑动；驱动组件23设置为能够驱动连接件24的第二端24b相对于其第一端24a转动以使第一轴承26在腰型结构25a中滑动并因此使摇摆件25相对于基座21转动从而带动摇摆平台22进行摇摆。其中，腰型结构25a可以为腰型槽，例如在基座21朝向连接件24的一侧向内凹陷形成有腰型槽，第一轴承26设置在该腰型槽中并能够在腰型槽中滑动，当然，腰型结构25a还可以为腰型孔，第一轴承26设置在腰型孔中，在腰型孔背离连接件24的一侧还可以设置防止第一轴承26脱出腰型孔的防脱结构，例如堵塞等。本实用新型通过第一轴承26与腰型结构25a的高精度配合，即第一轴承26的外圈可以紧贴腰型结构25a的内壁，降低了摇摆机构2中传动的间隙，相比于现有技术中采用偏心结构或者齿轮结构的方式，能够提高传动的稳定性，且摇摆机构2摇摆时声音会非常小，不需要添加大量的润滑剂，且摇摆间隙也极小，提高摇摆的精度，还能够提高摇摆机构2的使用寿命。

优选地，参见图3和4，基座21包括第一支撑部211和第二支撑部212，摇摆件25包括第一摇摆部251和第二摇摆部252，第一摇摆部251与第一支撑部211转动连接，第二摇摆部252与第二支撑部212转动连接，驱动组件23设置在第一支撑部211和/或第二支撑部212上，腰型结构25a形成于第一摇摆部251或第二摇摆部252上。其中，驱动组件23可以仅设置在第一支撑部211上，也可以仅设置在第二支撑部212上，又或者同时设置在第一支撑部211和第二支撑部212上，并且基座21还可以包括连接于第一支撑部211和第二支撑部212之间的横梁213，从而提高基座21整体的稳定性。

在某些实施方式中，驱动组件23包括伺服电机231和减速机232，减速机232固定于第一支撑部211上，伺服电机231的输出端与减速机232的输入端连接，以腰型结构25a形成于第一摇摆部251上为例，连接件24的第一端24a形成有第一连接孔位，连接件24的第二端24b形成有第二连接孔位，减速机232的输出轴通过第一键结构与第一连接孔位连接，第一轴承26依次通过销轴和第二键结构与第二连接孔位连接。减速机232能够将伺服电机231的输出转速降低，从而保证摇摆平台22能够相对低速摇摆，实现培养袋中培养液的充分混合。减速机232能够带动连接件24的第二端24b转动，从而实现连接件24的第二端24b相对于其自身的第一端24a转动，即绕减速机232的输出轴的轴线转动，由于第一轴承26与腰型结构25a滑动配合，从而第一轴承26能够实现带动第一摇摆部251的摇摆，进而实现摇摆平台22的摇摆。

在上述中，第一键结构为平键或花键，即通过第一键结构能够实现减速机232的输出轴带动连接件24转动，同样地，第二键结构为平键或花键，即通过第二键结构能够实现连接件24带动第一轴承26相对于减速机232的输出轴的轴线转动。

在一个例子中，参见图3和4，第一摇摆部251与第一支撑部211通过第一转轴271连接，第一转轴271与第一摇摆部251之间设置有第二轴承，当然，作为替代性地，还可以在第一支撑部211与第一转轴271之间设置第二轴承，在实际应用中，可以通过堵头螺丝紧固第一转轴271和第一支撑部211；类似地，第二摇摆部252与第二支撑部212通过第二转轴272连接，第二转轴272与第二摇摆部252之间设置有第三轴承，当然，作为替代性地，还可以在第二支撑部212与第二转轴272之间设置第三轴承，在实际应用中，可以通过堵头螺丝紧固第二转轴272和第二支撑部212。

在本实用新型的摇摆机构中，摇摆件25与基座21之间设置有限位结构，限位结构用于限制摇摆平台22摇摆的极限位置，通过这样的设置，可以省略现有技术中来检测摇摆机构2极限位置的传感器，即采用机械式限位来限制摇摆平台22的极限位置，避免传感器检测失效而导致无法检测到摇摆平台22的极限位置，且避免出现摇摆平台22摇摆超出设定范围而出现过冲的问题。

优选地，限位结构包括至少一个限位部，限位部的一部分设置在摇摆件25上，限位部的另一部分设置在基座21上，即，限位部的数量可以为一个，也可以为多个，例如图4和5所示的结构中，限位部的数量为两个，两个限位部呈上下设置，当然，限位部的数量还可以为三个及以上的数量，本实用新型对此不构成限制。

进一步优选地，参见图5，限位部包括形成在基座21上的弧形结构28以及连接于摇摆件25上的限位柱29，限位柱29的一部分容置于弧形结构28中，弧形结构28的两端限定出摇摆平台22的摇摆的两个极限位置，其中，弧形结构28可以为弧形槽，或者为弧形孔，本领域技术人员可以对此进行灵活地设置，如图5所示的结构中，弧形结构28形成于第二支撑部212上，弧形结构28的两端即限定了摇摆平台22摇摆的两个极限位置，弧形结构28的圆心位于第二转轴272的轴线上，从而保证在第二摇摆部252摇摆时限位柱29与弧形结构28的内壁不会发生干涉。经过实用新型人反复的实验、分析和对比发现，限位部的数量为两个且两个限位部上下布置，使得两个弧形结构28上下布置，两个限位柱29也上下布置，从而能够提高限位的稳定性，且保证限位精度以及避免装配变得复杂。在上述中，限位柱29可以采用限位螺丝。当然，作为替代性地，还可以是限位部包括形成在摇摆件25上的弧形结构28以及连接于基座21上的限位柱29，限位柱29的一部分容置于弧形结构28中，弧形结构28的两端限定出摇摆平台22的摇摆的两个极限位置。

示例地，下面结合附图6a、6b和6c说明第一轴承26与腰型结构25a的几种位置状态，如图6a所示，当第一轴承26位于腰型结构25a的下部时，摇摆平台22处于水平位置，如图6b所示，当第一轴承26位于腰型结构25a的上部且连接件24沿图4方位的前方偏转时，摇摆平台22向后方倾斜，如图6c所示，当第一轴承26位于腰型结构25a的上部且连接件24沿图4方位的后方偏转时，摇摆平台22向前方倾斜。需要说明的是，腰型结构25a的长度可以正好对应于第一轴承26的滑动行程，当然，腰型结构25a的长度还可以长于第一轴承26的滑动行程，本领域技术人员可以对此进行灵活地设置。通过腰型结构25a能够精准地控制第一轴承26的运动轨迹，因此能够实现摇摆平台22稳定、安全、大角度、高精度的往复摇摆，有效地解决现有技术中波浪式生物反应器摇摆限位安全系数低、摇摆间隙大以及摇摆精度低的问题。

可选地，摇摆平台22可以包括安装板和托盘，安装板与摇摆件25连接，托盘设置在安装板的上表面，托盘用于承载以及固定培养袋。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型的实施方式并不限于上述实施例所述，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以在形式和细节上对本实用新型做出各种改变和改进，而这些均被认为落入了本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括基座、摇摆平台、驱动装置和摇摆件，所述驱动装置连接于所述基座，所述摇摆平台通过所述摇摆件转动连接于所述基座，所述驱动装置设置为能够驱动所述摇摆件相对于所述基座转动以带动所述摇摆平台进行摇摆；

所述摇摆件与所述基座之间设置有限位结构，所述限位结构用于限制所述摇摆平台摇摆的极限位置。

2.根据权利要求1所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述限位结构包括至少一个限位部，所述限位部的一部分设置在所述摇摆件上，所述限位部的另一部分设置在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述限位部包括形成在所述基座上的弧形结构以及连接于所述摇摆件上的限位柱，所述限位柱的一部分容置于所述弧形结构中，所述弧形结构的两端限定出所述摇摆平台的摇摆的两个极限位置。

4.根据权利要求2所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述限位部包括形成在所述摇摆件上的弧形结构以及连接于所述基座上的限位柱，所述限位柱的一部分容置于所述弧形结构中，所述弧形结构的两端限定出所述摇摆平台的摇摆的两个极限位置。

5.根据权利要求2所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述限位部的数量为两个，两个所述限位部呈上下设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述驱动装置包括驱动组件和连接件，所述驱动组件连接于所述基座，所述驱动组件的输出端与所述连接件的第一端传动连接，所述连接件的第二端连接有第一轴承，所述摇摆件上形成有腰型结构，所述第一轴承设置在所述腰型结构中并能够在所述腰型结构中滑动；

所述驱动组件设置为能够驱动所述连接件的第二端相对于其第一端转动以使所述第一轴承在所述腰型结构中滑动并因此使所述摇摆件相对于所述基座转动从而带动所述摇摆平台进行摇摆。

7.根据权利要求6所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述腰型结构为腰型槽或腰型孔。

8.根据权利要求6所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述基座包括第一支撑部和第二支撑部，所述摇摆件包括第一摇摆部和第二摇摆部，所述第一摇摆部与所述第一支撑部转动连接，所述第二摇摆部与所述第二支撑部转动连接，所述驱动组件设置在所述第一支撑部和/或所述第二支撑部上，所述腰型结构形成于所述第一摇摆部或所述第二摇摆部上。

9.根据权利要求8所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述腰型结构形成于所述第一摇摆部上，所述连接件的第一端形成有第一连接孔位，所述驱动组件包括伺服电机和减速机，所述减速机固定于所述第一支撑部上，所述伺服电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出轴通过第一键结构与所述第一连接孔位连接。

10.根据权利要求9所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述连接件的第二端形成有第二连接孔位，所述第一轴承依次通过销轴和第二键结构与所述第二连接孔位连接。

11.根据权利要求8所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述基座还包括将所述第一支撑部和所述第二支撑部连接的横梁。

12.根据权利要求8所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构，其特征在于，所述第一摇摆部与所述第一支撑部通过第一转轴连接，所述第一转轴与第一摇摆部之间设置有第二轴承；并且/或者

所述第二摇摆部与所述第二支撑部通过第二转轴连接，所述第二转轴与第二摇摆部之间设置有第三轴承。

13.一种波浪式生物反应器，其特征在于，所述波浪式生物反应器包括根据权利要求1至12中任一项所述的用于波浪式生物反应器的摇摆机构。