RU177327U1

RU177327U1 - Vibration-resistant container for transferring biological and medical objects

Info

Publication number: RU177327U1
Application number: RU2017130434U
Authority: RU
Inventors: Екатерина Сергеевна Пчелинцева; Вячеслав Викторович Светухин; Алексей Сергеевич Нестеров; Наталья Иосифовна Потатуркина-Нестерова; Борис Борисович Костишко; Ирина Борисовна Костишко; Сергей Геннадьевич Новиков
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Полезная модель относится к области демпфирования механических колебаний. Вибрационностойкий контейнер для транспортировки биологических и медицинских образцов оснащен ручкой для переноса, соединенной с корпусом, ко дну которого через демпфирующую подложку крепится система стабилизации платформы с образцами. Система стабилизации включает в себя: первый электрический двигатель; первый рычаг, соединенный с первым двигателем, один конец которого, свободно поворачивается на 360°, а другой конец соединен с вращающейся частью второго электрического двигателя; второй рычаг, один конец которого соединен с вращающейся частью второго двигателя, c возможностью вращения на 270°, относительно первого рычага; третий двигатель, соединенный со вторым концом второго рычага и оснащенный платформой для крепления образцов, способной поворачиваться на ±60°; блок управления, содержащий датчики для измерения углового перемещения по каждой оси, микроконтроллер, дисплей и источник автономного питания. На платформе для крепления образцов находится столик с нишами, внутрь которых помещают чашки Петри с образцами, расположенными таким образом, чтобы при наличии чашек столик находился в равновесии. Технический результат заключается в повышение защищенности объектов от влияния окружающей среды. 3 ил.The utility model relates to the field of damping of mechanical vibrations. The vibration-resistant container for transporting biological and medical samples is equipped with a transfer handle connected to the body, to the bottom of which a platform stabilization system with samples is attached through a damping substrate. The stabilization system includes: a first electric motor; a first lever connected to the first motor, one end of which is freely rotated 360 °, and the other end is connected to the rotating part of the second electric motor; a second lever, one end of which is connected to the rotating part of the second engine, with the possibility of rotation by 270 °, relative to the first lever; a third engine connected to the second end of the second lever and equipped with a platform for attaching samples, capable of turning ± 60 °; a control unit containing sensors for measuring angular displacement along each axis, a microcontroller, a display, and an autonomous power source. On the platform for attaching the samples there is a table with niches, inside which Petri dishes are placed with samples arranged in such a way that, in the presence of cups, the table is in balance. The technical result is to increase the protection of objects from environmental influences. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области демпфирования механических колебаний, в частности для переноса биологических и медицинский объектов в жидкости для исследования на атомно-силовом микроскопе.The utility model relates to the field of damping of mechanical vibrations, in particular for the transfer of biological and medical objects in liquids for investigation using an atomic force microscope.

Специфика создания вибрационностойкого контейнера заключается в следующем: в последние годы атомно-силовая микроскопия (АСМ) стала одним из наиболее перспективных направлений в исследованиях, проводимых на молекулярном и атомарном уровне, позволяющая проводить визуализацию с высоким разрешением и оценку локальных механических свойств. С помощью методов АСМ были замечены тенденция изменения характеристик клеточных мембран от видов и степени различных заболеваний, что возможно в будущем послужит развитию для новой системы диагностики пациентов. Важной особенностью является исследования витальных образцов, что дает возможность получать достоверные результаты без артефактов. Таким образом, исследования клеточных мембран в буферных растворах приводят к проблеме переноса чашек Петри с буферным раствором и объектом из-за плохой адгезии последних, так как в процессе транспортировки происходит отслоение объектов исследованиях от дна чашки, что приводит к невозможности сканирования на микроскопе.The specifics of creating a vibration-resistant container is as follows: in recent years, atomic force microscopy (AFM) has become one of the most promising areas in research carried out at the molecular and atomic level, allowing high-resolution visualization and assessment of local mechanical properties. Using AFM methods, a trend was observed in the characteristics of cell membranes depending on the types and degree of various diseases, which may in the future serve the development of a new patient diagnostic system. An important feature is the study of vital samples, which makes it possible to obtain reliable results without artifacts. Thus, studies of cell membranes in buffer solutions lead to the problem of transferring Petri dishes with a buffer solution and an object due to poor adhesion of the latter, since during transportation, the objects of research are detached from the bottom of the plate, which makes scanning impossible with a microscope.

Для защиты от внешних колебаний применяются пассивные или активные виброизолирующие системы. Известна пассивная система (Пат. RU №2222730 С1, дата публикации 27.01.2004 г.), способная автоматически отстраиваться от резонансных режимов колебаний путем перестройки своей упругой системы за счет наличия в конструкции релейных магнитных элементов.To protect against external vibrations, passive or active vibration isolating systems are used. Known passive system (Pat. RU No. 2222730 C1, publication date January 27, 2004), capable of automatically detuning from resonant modes of oscillation by rebuilding its elastic system due to the presence in the design of relay magnetic elements.

Основным недостатком данной системы является нецелесообразность ее применения к объектам малой массы, вследствие низкой чувствительности к изменению положения объекта относительно уровня первоначального равновесия до транспортировки, а также ее инертностью.The main disadvantage of this system is the inappropriateness of its application to objects of small mass, due to the low sensitivity to a change in the position of the object relative to the level of the initial equilibrium before transportation, as well as its inertness.

Среди активным систем стабилизации известно устройство (Пат. US 9458963 B1, дата публикации 31.03.2016 г.), включающее в себя платформу, три двигателя для панорамирования, вращения, наклона, и контрольный блок управления. Данное устройство позволяет сохранять равновесие платформы по трем осям (x, y, z) при этом реагирует на изменения и возвращает в положение равновесия быстрее, чем пассивная система. Данная система является наиболее близкой к предлагаемому техническому решению.Among active stabilization systems, a device is known (US Pat. US 9458963 B1, publication date 03/31/2016), which includes a platform, three motors for panning, rotation, tilt, and a control unit. This device allows you to maintain the balance of the platform along three axes (x, y, z) while reacting to changes and returning to the equilibrium position faster than a passive system. This system is the closest to the proposed technical solution.

Недостатком этого устройства является невозможность закрепить на платформе несколько исследуемых образцов и поместить всю систему в защитный кожух от пыли, влаги и ветра.The disadvantage of this device is the inability to fix several test samples on the platform and place the entire system in a protective casing from dust, moisture and wind.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение защищенности объектов исследования от влияния окружающей среды при транспортировке, и совершенствование конструкции активной стабилизации для специфики патента.The objective of the proposed utility model is to increase the security of research objects from environmental influences during transportation, and to improve the design of active stabilization for the specifics of the patent.

Технический результат - повышение уровня защиты от влияния окружающей среды и усовершенствованная конструкция трех осевой стабилизации.The technical result is an increase in the level of protection against environmental influences and an improved design of three axial stabilization.

Указанный технический результат может быть достигнут следующим образом: образцы, требующие бережной транспортировки, помещаются на специальную платформу внутрь контейнера, оснащенного ручкой для переноса; трех осевой системой стабилизации, позволяющая удерживать в положении равновесия образцы относительно осей x, y и z; автономным источником питания для системы стабилизации. Платформа для крепления образцов включает в себя круглый бокс, содержащий демпфирующую жидкость и столик с нишами, расположенными по кругу, в которые помещаются чашки Петри (фиг. 1). Ниши расположены таким образом, чтобы при наличии чашек столик находился в равновесии. Также столик оснащен амортизирующим шнуром, чтобы погасить колебания при столкновении с бортиками бокса. Далее платформа закрепляется на трех осевой системе стабилизации, включающей в себя три компенсирующих двигателя и контроллер, реагирующий на отклонение платформы от положения равновесия и подающий сигнал двигателям на возврат положения, а также автономный источник питания (фиг. 2).The specified technical result can be achieved as follows: samples requiring careful transportation are placed on a special platform inside the container equipped with a handle for transfer; three axial stabilization system, which allows holding samples in equilibrium relative to the x, y and z axes; Autonomous power supply for the stabilization system. The platform for attaching the samples includes a round box containing damping fluid and a table with niches arranged in a circle in which Petri dishes are placed (Fig. 1). Niches are positioned so that when there are cups, the table is in balance. The table is also equipped with a shock-absorbing cord to dampen vibrations in a collision with the sides of the box. Next, the platform is fixed on a three-axis stabilization system, which includes three compensating motors and a controller that responds to the platform deviating from the equilibrium position and sends a signal to the motors to return the position, as well as an autonomous power source (Fig. 2).

Описание полезной моделиUtility Model Description

На фиг. 1 изображен круглый бокс 1, заполненный демпфирующей жидкостью, на поверхности которой находится столик 2 с нишами 3, внутрь которых помещают чашки Петри с образцами. На фиг. 1 изображен пример для пяти чашек Петри. По борту столика размещен амортизирующий шнур 4, гасящий столкновение столика со стенками бокса. Сам бокс оснащен выступом 5 с резиновым бортом, предназначенным для крепления на платформу системы стабилизации (фиг. 2).In FIG. 1 shows a round box 1 filled with a damping fluid, on the surface of which there is a table 2 with niches 3, inside which Petri dishes with samples are placed. In FIG. 1 shows an example for five Petri dishes. On the side of the table there is a shock-absorbing cord 4, suppressing the collision of the table with the walls of the box. The box itself is equipped with a protrusion 5 with a rubber side, designed to be mounted on the platform of the stabilization system (Fig. 2).

На фиг. 2 изображена система трех осевой стабилизации контейнера с биологическими и медицинскими образцами. Система стабилизации включает в себя демпфирующую подложку, три электрических двигателя, три дугообразных рычага и блок управления. Первый электрический двигатель 6, компенсирует поворот платформы относительно оси z. Первый рычаг 7, один конец которого соединен с первым двигателем, свободно поворачивается на 360°, относительно оси z. Другой конец первого рычага соединен с вращающейся частью второго электрического двигателя 8. Один конец второго рычага 9 соединен с вращающейся частью второго двигателя, таким образом, что он может вращаться на 270°, относительно первого рычага вокруг оси y. Третий двигатель 10, соединенный со вторым концом второго рычага, оснащен платформой 11 для крепления бокса с образцами, способной поворачиваеться на ±60° относительно оси x. Блок управления 12, содержит датчики для измерения углового перемещения по каждой оси и микроконтроллер, соединенный с первым, вторым и третьим двигателями. Система стабилизации с закрепленными образцами помещается в корпус 13, защищающий транспортируемые образцы от влияния окружающей среды. Корпус имеет ручку для переноса 14, дверцу 15 для размещения образцов, автономный источник питания системы стабилизации 16, дисплей 17, показывающий уровень заряда источника питания и кнопку включения системы стабилизации 18 (фиг. 3).In FIG. 2 shows a system of three axial stabilization of a container with biological and medical samples. The stabilization system includes a damping substrate, three electric motors, three arcuate levers and a control unit. The first electric motor 6 compensates for the rotation of the platform about the z axis. The first lever 7, one end of which is connected to the first engine, freely rotates 360 °, relative to the z axis. The other end of the first lever is connected to the rotating part of the second electric motor 8. One end of the second lever 9 is connected to the rotating part of the second motor, so that it can rotate 270 ° relative to the first lever around the y axis. The third engine 10, connected to the second end of the second lever, is equipped with a platform 11 for attaching the box with the samples, which can rotate ± 60 ° relative to the x axis. The control unit 12 contains sensors for measuring angular displacement along each axis and a microcontroller connected to the first, second and third engines. The stabilization system with fixed samples is placed in the housing 13, which protects the transported samples from environmental influences. The case has a transfer handle 14, a door 15 for placing samples, an autonomous power source for the stabilization system 16, a display 17 showing the charge level of the power source and a power button for the stabilization system 18 (Fig. 3).

Таким образом, прежде чем поместить на столик чашки Петри с образцами необходимо включить систему стабилизации, убедиться, что заряда источника питания хватит на осуществление транспортировки, если нет, то произвести замену источника питания, затем через встроенную дверцу поместить образцы на столик и закрыть дверцу. Контейнер с медицинскими и биологическими образцами готов к перемещению. Во время транспортировки платформа, на которой находятся образцы, отклоняется от положения равновесия, но благодаря работе контроллера двигатели системы стабилизации возвращают ее в первоначальное положение.Thus, before placing the Petri dishes on the table with the samples, it is necessary to turn on the stabilization system, make sure that the charge of the power source is enough for transportation, if not, replace the power source, then place the samples on the table through the built-in door and close the door. The container with medical and biological samples is ready to move. During transportation, the platform on which the samples are located deviates from the equilibrium position, but thanks to the controller, the stabilization system motors return it to its original position.

При реализации полезной модели будет создан переносной вибрационностойкий контейнер для биологических и медицинских объектов исследований, требующих бережной транспортировки.When implementing the utility model, a portable vibration-resistant container for biological and medical research objects requiring careful transportation will be created.

Claims

The vibration-resistant container for the gentle transportation of biological and medical objects is equipped for transportation with a handle connected to the housing, to the bottom of which a platform stabilization system with samples is attached through a damping substrate, characterized in that the platform stabilization system includes a first electric motor that compensates for the platform rotation about the z axis, the first lever, one end freely rotating 360 ° about the z axis, is connected to the first engine, and the other end of the first lever It is connected to the rotating part of the second electric motor, the second lever, one end of which is connected to the rotating part of the second motor so that it can rotate 270 ° relative to the first lever around the y axis, the third motor connected to the second end of the second lever is equipped with a platform for fastening the samples, which can rotate ± 60 ° relative to the x axis, on which there is a table with niches, inside which Petri dishes are placed with samples located so that in the presence of cups the table is located I was in balance; a control unit comprising sensors for measuring angular displacement on each axis; a microcontroller connected to the first, second and third engines; a display and an autonomous power source located at the bottom of the container body.