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原文传递自动分装培养液的设备及方法

专利名称：	自动分装培养液的设备及方法
摘要：	一种自动分装培养液的设备及方法包括机架、培养皿盖抓放系统、培养液灌装系统、培养皿传送系统和控制系统。培养皿盖抓放系统包括横轴、减速轮、凸轮一、机械手臂一、弹簧组件一、顶杆一和驱动装置。培养液灌装系统包括横轴、减速轮、凸轮二、机械手臂二、弹簧组件二、顶杆二、活塞式灌装机、培养液罐、灌注管和驱动装置。培养皿传送系统包括传送带、支撑架、培养皿定位装置、培养皿卡位装置。控制系统包括控制柜、机械手爪传感器、灌装传感器、定位与卡位传感器和传送带传感器。本发明分装置任务由设备自动完成，可设定分装培养液的容积，便于分装不同直径的培养皿，一个人操作，每分钟可分装10‑20个培养皿，减轻了人工劳动强度，提高了工作效率。
专利类型：	发明专利
申请人：	山西省农业科学院蔬菜研究所
发明人：	王秀英;李改珍;赵美华;兰创业;齐仙惠;廉慧草;赵军良;巫东堂
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T05:00:00+0805
申请号：	CN202010014993.3
公开号：	CN111099048A
代理机构：	晋中市思锐知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	赵晓云
分类号：	B65B3/04;B65B43/54;B;B65;B65B;B65B3;B65B43;B65B3/04;B65B43/54
申请人地址：	030031 山西省太原市龙城大街79号
主权项：	1.一种自动分装培养液的设备,其特征在于，包括机架、培养皿盖抓放系统、培养液灌装系统、培养皿传送系统和控制系统；所述的机架的左右侧设有横档；所述的培养皿盖抓放系统包括横轴、减速轮、凸轮一、机械手臂一、弹簧组件一、顶杆一、驱动装置；横轴设置在机架中下部的横档中心处，减速轮和凸轮一固定在横轴上，机械手臂一设置在机架中上部的横档处，机械手臂一的末端在横档中心点的前侧、通过固定件一与横档铰接，机械手臂一的前端为弯折臂，弯折臂向后侧倾斜，弯折臂的末端达机架前后的中心处，弹簧组件一设置在机械手臂一垂直顶部的机架上，顶杆一的顶端连接弹簧组件一底部，顶杆一的中部与机械手臂一铰接，顶杆一的底端向后弯折与凸轮一的顶端滑动连接，机械手臂一的水平臂上设有电磁组件，机械手臂一前端弯折臂的末端连接机械手爪；驱动装置设在减速轮的下方，通过链条连接减速轮，带动减速轮、横轴、凸轮一顺时针转动；当凸轮一的凸点运行到正下方时，机械手臂一末端连接机械手爪的下端正好在传送带上定位板处的培养皿的周边；所述的培养液灌装系统包括横轴、减速轮、凸轮二、机械手臂二、弹簧组件二、顶杆二、活塞式灌装机、培养液罐、灌注管和驱动装置；凸轮二固定在横轴上凸轮一的右侧，凸轮二的直径比凸轮一的直径小5-10mm，凸轮二在横轴上安装的角度以顺时针计较凸轮一延后180度，机械手臂二设置在机架中上部的横档处，机械手臂二的末端在横档中心点的后侧、通过固定件二与横档铰接，机械手臂二的前端固定连接灌注管的中上部，灌注管的末端向前倾斜，弹簧组件二设置在机械手臂二垂直顶部的机架上，顶杆二的顶端连接弹簧组件二底部，顶杆二的中部与机械手臂二铰接，顶杆二的底端向前弯折与凸轮二的顶端滑动连接，培养液罐出口与活塞式灌装机的进液口经管道连接，活塞式灌装机的出液口经软管与灌注管的后端连接，当凸轮二的凸点运行到正下方时，机械手臂二前端固定连接灌注管的末端正好在培养皿后上方，灌注管出口对着传送带上定位板处的培养皿内；所述的培养皿传送系统包括传送带、支撑架、培养皿定位装置、培养皿卡位装置；传送带纵向设置在机架的右侧，从前向后移动，传送带下方设有支撑架，传送带和支撑架上设有培养皿定位装置和培养皿卡位装置；所述的控制系统包括控制柜、机械手爪传感器、灌装传感器、定位与卡位传感器和传送带传感器，控制柜经电缆连接本设备所有的电器件，并预设了本设备的所有控制软件程序及开关，四种传感器均设置在机架右侧中下部的横档上，凸轮一凸点最低点的平行处设有机械手爪传感器和定位与卡位传感器，凸轮一凸点最低点向上120度平行处设有传送带传感器，凸轮二凸点处于最高点顺时针向下120度的平行处设有灌装传感器。 2.根据权利要求1的所述的自动分装培养液的设备,其特征在于，所述的机械手臂一从电磁组件至弯折臂末端为空心管，电磁组件内设有电磁线圈、衔铁，在机械手臂一弯折臂的末端设有弹簧组件三，机械手臂一的空心管内设有钢丝，钢丝的一端连接衔铁，另一端穿过弹簧组件三与三个均匀分布的弧形爪的机械手爪顶端铰接，机械手臂一弯折臂的下部与均匀分布的三个弓形件的一端固定，弓形件的另一端与机械手爪的三个弧形爪的上中部铰接，每个弧形爪内设有软质手爪套。 3.根据权利要求1的所述的自动分装培养液的设备,其特征在于，所述的培养皿定位装置包括传送带两侧对称的两件培养皿定位板和传送带下方固定在支撑架上的收放装置一；所述的培养皿定位板由上定位板、下定位板、定位板连杆和定位板活动杆构成，上定位板为斜面板，下定位板为直板，定位板连杆的顶端垂直向内延伸一段后连接上定位板的后端，定位板连杆的底端连接下定位板的中心，两支定位板活动杆分别固定在下定位板两端的底部，上定位板对称设在传送带的上方，构成培养皿定位“八字形”挡板，下定位板设在传送带的下方、支撑板的上方，定位板连杆在传送带的一侧，在支撑架上与定位板活动杆对应处设有定位杆活动槽；所述的收放装置一由定位轮装置、定位板弹簧、电机及减速器构成，所述的定位轮装置包括定位椭圆轮、定位椭圆轮轴、从动轮一和从动轮二，所述的定位椭圆轮设在传送带下方、支撑架上方、对称的下定位板中间，定位椭圆轮轴向下穿过支撑架并与支撑架活动固定，定位板弹簧对称连接在两件下定位板的两端，电机及减速器固定在支撑架的下方，主动轮经链条与从动轮一连接。 4.根据权利要求1的所述的自动分装培养液的设备,其特征在于，所述的培养皿卡位装置包括传送带两侧对称的两件培养皿卡位板和传送带下方固定在支撑架上的收放装置二，设在培养皿定位装置的前侧，所述的培养皿卡位板由上卡位板、下卡位板、卡位板连杆和卡位板活动杆构成，上卡位板为圆弧形板，下卡位板为直板，卡位板连杆的顶端垂直向内延伸一段后连接上卡位板的中心，卡位板连杆的底端连接下卡位板的中心，两支卡位板活动杆分别固定在下卡位板两端的底部，上卡位板对称设在传送带的上方，构成培养皿卡位“双弧形”卡板，下卡位板设在传送带的下方、支撑板的上方，卡位板连杆在传送带的一侧，在支撑架上与卡位板活动杆对应处设有卡位杆活动槽；所述的收放装置二由卡位轮装置、卡位板弹簧、电机及减速器构成；所述的卡位轮装置包括卡位椭圆轮、卡位椭圆轮轴、从动轮三，所述的卡位椭圆轮设在传送带下方、支撑架上方、对称的下卡位板中间，卡位椭圆轮轴向下穿过支撑架并与支撑架活动固定，卡位板弹簧对称连接在两件下卡位板的两端，主动轮通过链条经从动轮一、从动轮二与从动轮三连接。 5.权利要求1所述的自动分装培养液的设备分装培养液的方法，包括如下步骤：（1）操作前准备设定横轴的转速为20-30r/min，电机及减速器的转速为10-15r/min，按设计灌装量调节好柱塞容积，将灭菌后培养液灌入培养液罐中，根据分装培养皿直径，更换对应的定位椭圆轮和卡位椭圆轮，调节传送带的行进速度为0.67-1.00秒行进待分装培养皿直径的1.05-1.1倍距离，将空培养皿放到培养皿卡位板前的传送带上；（2）确定操作始点与终点开启驱动装置，以凸轮一的凸点朝下、顶杆一到底点、机械手爪移动到传送带定位板的培养皿盖的外围为起点，以凸轮一的凸点转动两周720度时为终点；（3）培养皿传送系统的运行轨迹当横轴顺时针转动，凸轮一的凸点朝下时，培养皿传送系统处于定位和卡位状态，定位与卡位传感器检测到凸轮一的凸点，反馈信号至控制柜，在设定控制电路的作用下，开启电机及减速器，电机及减速器以横轴 1/2的速度转动，定位板和卡位板开始向外侧张开，当横轴转动120度、定位椭圆轮和卡位椭圆轮转动60度时，上定位板和上卡位的开口已经大于分装培养皿直径，此时，传送带传感器检测到凸轮一的凸点，反馈信号至控制柜，在设定控制电路的作用下，传送带电器驱动，横轴转到240度、定位椭圆轮和卡位椭圆轮转到120度时传送带电器停止，传送带上的培养皿向后移动了培养皿直径1.05-1.1倍的距离，原在卡位板处的培养皿被移动到定位板位，原卡位板后的第一个培养皿移动到卡位板位，此时定位板和卡位板在定位板弹簧和卡位板弹簧的作用下向内侧收缩，当横轴转动360度、定位椭圆轮和卡位椭圆轮转动至180度时，定位板和卡位板完全回位，将传送带传送距离稍远的培养皿由定位板和卡位板卡位到准确位置，电机及减速器停，事先设定控制电路，下一次定位与卡位传感器和传送带传感器检测到凸轮一的凸点时，培养皿传送系统的电器不启动，横轴转动720度完成一个运行周期；（4）培养皿盖抓放系统运行轨迹凸轮一的凸点朝下时，机械手爪传感器检测到凸轮一的凸点，反馈信号至控制柜，在事先设定控制电路的作用下，电磁组件内的电磁线圈断电，机械手爪在定位板处处于松开状态；当横轴转动360度时，机械手爪传感器再次检测到凸轮一再次朝下的凸点，反馈信号至控制柜，在预设的控制电路作用下，电磁组件内的电磁线圈通电，衔铁被吸附，由衔铁牵引钢丝另一端的机械手爪收缩，弹簧组件三被压缩，机械手爪抓住培养皿盖；横轴继续转动，顶杆一在凸轮一作用下向上升起，弹簧组件一被压缩，机械手臂一末端的机械手爪掀开了培养皿；横轴转动540度时，凸轮一的凸点、抓培养皿盖的机械手爪均达到最高点，随着横轴的继续转动凸轮一的凸点及机械手爪开始往下运行，横轴转动720度、凸点再次朝下时，机械手爪抓的培养皿盖回到培养皿上，此时，机械手爪传感器再次检测到凸轮一的凸点，在设定控制电路的作用下，电磁组件内的电磁线圈断电，衔铁在弹簧组件的作用下回归原位，在弹簧组件、弓形固定件和钢丝的共同作用下，机械手爪将抓紧的培养皿盖松开，横轴转动720度完成一个运行周期；（5）培养液灌装系统运行轨迹由于凸轮二在横轴上安装的角度以顺时针计较凸轮一延后180度，驱动装置启动后，当横轴、凸轮一的从凸点朝下0度开始转动时，凸轮二的凸点从最高点向下转动，培养液灌装系统的注入培养皿电路处于关闭状态，注入活塞腔体的电路处于运行状态；当横轴转动120度时，灌装传感器检测到凸轮二的凸点，反馈信号至控制柜，在设定控制电路的作用下，活塞式灌装机的注入活塞腔体的电器关闭；当横轴转动至480度时，灌装传感器再次检测到凸轮二的凸点，此时机械手爪再次到达次高点，机械手臂二前端固定连接的灌注管再次到达次低点，反馈信号至控制柜，在设定控制电路的作用下，活塞式灌装机开始打开出料阀，活塞杆前推，将活塞腔体内的培养液经灌注管在0.33秒内注入培养皿；此时横轴继续转动到达600度，横轴转动了120弧度，机械手爪经过次高点、最高点再至另一个次高点，灌注管从次低点、最低点再到另一个次低点，完成了注入培养液操作，横轴继续转动时，凸轮二从次低点到最高点、再到次低点，活塞式灌装机完成将培养液从培养液罐抽至活塞腔体内和关闭进料阀的作业，横轴转动720度完成一个运行周期。
所属类别：	发明专利