CN113549531A - 一种微生物培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微生物培养装置，包括座体、设置在座体上的机体以及设置在座体与机体之间可升降的载物结构，座体上设有控制机构，机体包括搅拌机构以及传动机构，搅拌机构包括搅拌器以及驱使搅拌器转动的驱动器，该搅拌器包括若干相互配合作用的搅拌组件，载物结构上设有若干载物腔，每一载物腔可对应一搅拌组件。本发明微生物培养装置通过控制机构控制搅拌组件对载物腔内的微生物搅拌培养，防止载物腔内的微生物沉淀，并使培养皿内的养分、温度均匀分布，通过调节载物结构的升降，使得载物平台的每一培养皿内的微生物单独对应一搅拌组件，搅拌组件对培养皿内的微生物独立搅拌，保证微生物培养过程无杂菌干扰，提高微生物培养的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生化培养设备的技术，尤其涉及一种微生物培养装置。
背景技术
微生物培养试验中，培养出来的细胞或其代谢产物的品质及含量是决定行业及企业的发展重要指标，因此细胞培养是生物生产中最核心、最基础的技术。微生物因其结构简单、繁殖快、易培养、易变异等优势常被作为模式生物进行研究，因而如何高效、无菌的微生物培养技术及拥有精准配套的辅助设备尤为关键。在研究领域，为提高实验效率，通常会对微生物同时在多个位点进行基因改造，并且在多种培养条件下研究其生长或者代谢状况。
当前最常用的培养方式是将细胞分别接种至不同摇菌管中置于恒温振荡培养箱进行培养，密切观察并定期取样测其相关参数，这个过程从接种至每次的取样操作非常繁琐，耗时耗力。
细胞培养板的出现在一定程度上减轻了工作量，但受其体积限制，将其置于恒温振荡培养箱中进行振荡培养，菌株易沉淀、极易发生交叉感染，目前多置于恒温培养箱中进行静态培养，但养分、温度及氧气在培养板内各区域无法实现均匀分布，极大地限制了细胞的生长效率。
发明内容
本发明提供一种微生物培养装置，以防止微生物沉淀，保证微生物培养过程无杂菌干扰，提高微生物培养的效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种微生物培养装置，包括座体、设置在座体上的机体以及设置在座体与机体之间可升降的载物结构，座体上设有控制机构，机体包括用以对载物结构所承载的微生物进行搅拌培养的搅拌机构以及驱使载物结构在座体与机体之间升降的传动机构，所述搅拌机构包括搅拌器以及驱使搅拌器转动的驱动器，该搅拌器包括若干相互配合作用的搅拌组件，所述载物结构上设有若干载物腔，每一载物腔可对应一搅拌组件，以通过控制机构控制搅拌组件对载物腔内的微生物搅拌培养。
作为进一步改进，所述载物结构包括升降平台以及设置在升降平台上的载物平台，该载物平台上均匀地设有若干所述载物腔，每一载物腔形成用以承载微生物的培养皿。
作为进一步改进，所述传动机构包括转动电机、与转动电机的转轴一端连接的转动组件，转动电机安装在机体的机壳内，转动组件包括丝杠、安装在丝杠一端的轴套以及安装在丝杠另一端的转动座，轴套安装在机壳的底部处，以供转动电机的转轴穿入，丝杠一端穿入轴套与转动电机的转轴连接，丝杠另一端穿过座体、并与转动座连接，转动座安装在座体内，所述升降平台一端对应地开设有螺孔，螺孔内设有内螺纹，以供丝杠穿过螺孔并与螺孔的内螺纹相互啮合。
作为进一步改进，所述传动机构还包括置于转动组件两侧的导向杆，每一导向杆的一端安装在机壳的底部处，导向杆的另一端安装在座体的顶壁处，所述升降平台一端还对应地开设有置于螺孔两侧的导向孔，每一导向孔内对应地穿设有导向杆，通过传动机构的转动电机带动转动组件的丝杠转动，使得升降平台沿着丝杠以及导向杆平稳地升降。
作为进一步改进，所述升降平台的台面上开设有一卡持槽，所述载物平台包括安装板以及形成在安装板上的载物板，载物平台通过安装板可拆卸地安装在升降平台台面的卡持槽内，载物板上均匀地设有若干所述载物腔。
作为进一步改进，所述座体内形成一凹腔，所述控制机构包括一主机箱以及与主机箱电性连接的转速按钮、正反转按钮、上升按钮以及下降按钮，主机箱置于座体的凹腔内，主机箱上连接有电源线，以供与电源连接，主机箱内的电路板通过若干导线对应地使控制机构的上升按钮以及下降按钮与转动电机电性连接、转速按钮以及正反转按钮与驱动器电性连接。
作为进一步改进，所述座体的凹腔内设有第一限位开关，所述机体的机壳内设有第二限位开关，第一限位开关与第二限位开关均对应控制转动电机的正反转速，以控制载物结构的上升以及下降距离。
作为进一步改进，所述座体的凹腔内设有布线块，布线块上设有布线孔，以将若干导线对应地穿过布线孔并通过布线块排布在座体的凹腔内。
作为进一步改进，所述座体包括底壁、形成在底壁四周的侧壁以及设置在侧壁上的顶壁，底壁、侧壁以及顶壁之间形成所述凹腔，所述控制机构的控制按钮均安装在座体前端的侧壁上，与安装有控制按钮相对的侧壁上开设有布线槽，以供导线穿过。
作为进一步改进，所述机体包括支撑板以及设置在支撑板上的主机，支撑板的一端与座体的侧壁连接，支撑板的另一端连接主机，支撑板内设有过线孔，以供沿布线槽穿过的导线顺着过线孔穿入支撑板内，并与连接主机中的转动电机以及驱动器电性连接。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明微生物培养装置通过搅拌器中每一搅拌组件对培养皿内微生物的搅拌培养，防止培养皿内的微生物沉淀，并使培养皿内的养分、温度均匀分布，通过调节载物结构的升降，使得载物平台的每一培养皿内的微生物单独对应一搅拌组件，搅拌组件对培养皿内的微生物独立搅拌，保证微生物培养过程无杂菌干扰，提高微生物培养的效率。
附图说明
图1为本发明微生物培养装置的结构示意图。
图2为图1的另一视角结构示意图。
图3为图1的再一视角结构示意图。
图4为本发明微生物培养装置打开底壁12的结构示意图。
图5为本发明微生物培养装置打开机壳23的结构示意图。
图6为本发明微生物培养装置打开上盒体262的结构示意图。
图7为本发明微生物培养装置中搅拌组件271的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式进行详细说明。
请参阅图1至图3所示，本发明所述的一种微生物培养装置，以实现微生物高效、快捷、无杂菌干扰培养，包括座体10、设置在座体10上的机体20以及设置在座体10与机体20之间用以承载微生物的载物结构30。
座体10上设有控制机构11，用以控制机体20以及载物结构30的运动，并控制机体20对载物结构30所承载的微生物进行搅拌，防止微生物沉淀，提高载物结构30内养分、温度等介质的均匀分布性能，座体10包括底壁12、形成在底壁12四周的侧壁13以及设置在侧壁13上的顶壁14，底壁12、侧壁13以及顶壁14之间形成一凹腔，以供安装控制机构11。
请结合参阅图4所示，控制机构11包括一主机箱110以及与主机箱110电性连接的转速按钮111、正反转按钮112、上升按钮113以及下降按钮114。主机箱110置于座体10的凹腔内、且安装在顶壁14内周面上，转速按钮111、正反转按钮112、上升按钮113以及下降按钮114安装在座体10的其中一侧壁13上且置于该侧壁13外周面处，本实施例中，每一控制按钮均安装在座体10前端的侧壁13上。主机箱110内设有电路板以及蓄电池，主机箱110上连接有电源线，以供与电源连接，电路板通过若干导线对应地与机体20电性连接，以通过对应的控制按钮控制机体20以及载物结构30的运动状态，蓄电池可在断电状态下对装置供电，以持续续航工作。与安装有控制按钮相对的侧壁13上开设有布线槽131，以供导线穿过。该实施例中，开设有布线槽131的侧壁13为座体10后端的侧壁13。
请结合参阅图4所示，座体10的凹腔内设有布线块15以及第一限位开关16，布线块15上设有布线孔151，以将若干导线对应地穿过布线孔并通过布线块15齐整地排布在座体10的凹腔内；第一限位开关16用以控制载物结构30的下降距离，防止载物结构30与座体10触碰。具体地，布线块15与限位开关16均安装在顶壁14内周面上。
请结合参阅图4至图6所示，机体20安装在座体10开设有布线槽131的侧壁13外周，机体20包括支撑板21以及设置在支撑板21上的主机22，支撑板21的一端与座体10的侧壁13连接，支撑板21的另一端连接主机22。支撑板21内设有过线孔(图未标)，以供沿布线槽131穿过的导线顺着过线孔穿入支撑板21内，并与主机22电性连接。
主机22包括机壳23、设置在机壳23内的第二限位开关29、设置在机壳23上的搅拌机构24以及传动机构25，搅拌机构24用以对载物结构30所承载的微生物进行搅拌，防止微生物沉淀，提高载物结构30内养分、温度的均匀分布性能。传动机构25用以驱使载物结构30在座体10与机体20之间上下升降。
机壳23包括底部231、形成在底部231四周的侧部232以及设置在侧部232上的顶部233，底部231、侧部232以及顶部233之间形成一容纳腔，以供安装搅拌机构24以及传动机构25，底部231开设有窗口，以供搅拌机构24穿入。
搅拌机构24包括机盒26、置于机盒26内的搅拌器27以及驱使搅拌器27转动的驱动器28。机盒26固定设置在机壳23的容纳腔内，机盒26包括下盒体261以及设置在下盒体261上的上盒体262，下盒体261的底部抵靠至机壳23底部231的窗口处。下盒体261与上盒体262之间形成一安装腔，以供安装搅拌器27，下盒体261的底部均匀地开设有若干通孔，以对应穿入搅拌器27。
请结合参阅图7所示，搅拌器27包括若干相互配合作用的搅拌组件271，每一搅拌组件271包括搅拌轴2711、形成在搅拌轴2711一端的若干搅拌片2712、设置在搅拌轴2711另一端的抵持块2713、设置在抵持块2713上的传动齿轮2714以及设置在传动齿轮2714上的驱动块2715，驱动块2715上开设有卡持孔2716，以供配合安装驱动器28。具体地，搅拌组件271为12个，且呈三行四列线性阵列在机盒26的安装腔处。
每一搅拌轴2711可转动地穿入下盒体261底部的一通孔处，置于机盒26外部的搅拌轴2711一端以搅拌轴2711轴线为中心线、环形阵列有若干搅拌片2712，置于机盒26内部的搅拌轴2711端部设有抵持块2713，使得抵持块2713抵靠至下盒体261的内周底面处，本实施例中，若干搅拌片2712为三片，且以搅拌轴2711轴线为中心线、倾斜地环形阵列在搅拌轴2711的轴面上。请结合参阅图6所示，其中每相邻的两搅拌组件271中的传动齿轮2714均相互啮合，以通过其中一搅拌组件271转动，进而带动其他搅拌组件271转动。搅拌轴2711采用氧化锆全陶瓷制成的锥式结构搅拌轴，搅拌微生物的过程中实现高精度、顺滑、耐磨、耐腐蚀的效果，且便于更换搅拌轴2711。
驱动器28为驱动电机，驱动电机通过导线与控制机构11的转速按钮111、正反转按钮112电性连接，以便于调节驱动电机的转速与转向，进而控制搅拌器27对微生物的搅拌状态，防止微生物沉淀，使得微生物培养效果达到最佳。驱动电机的转轴一端卡设在其中一搅拌组件271中驱动块2715的卡持孔2716内，通过驱动电机转动，其中一驱动块2715转动，对应在该驱动块2715下部的传动齿轮2714转动，并带动搅拌轴2711以及形成在搅拌轴2711一端的搅拌片2712转动，通过其中一传动齿轮2714转动转动，进而带动其他相互啮合的传动齿轮2714转动，以使12个搅拌组件271的搅拌轴2711以及形成在每一搅拌轴2711一端的搅拌片2712均转动，以实现对载物结构30所承载的微生物同时进行搅拌，驱动电机的转轴另一端穿过机壳23的顶部233，且穿过机壳23的顶部233的驱动电机的转轴处套设有驱动电机防护罩281，以防止驱动电机的转轴落入灰尘、并提高整体结构的美观性。
请结合参阅图5至图6所示，传动机构25安装在机壳23上，用以驱使载物结构30在座体10与机体20之间上下升降，具体地，传动机构25包括转动电机251、与转动电机251的转轴一端连接的转动组件252以及置于转动组件252两侧的导向杆253。转动电机251安装在机壳23内、且通过导线与控制机构11的上升按钮113以及下降按钮114电性连接，以便于调节转动电机251的转向，进而控制载物结构30的上升或下降。转动电机251转轴另一端穿过机壳23的顶部233，且穿过机壳23的顶部233的转动电机251转轴套设有转动电机防护罩2511，转动电机防护罩2511置于机壳23的顶部233外侧，以防止转动电机251的转轴落入灰尘、并提高整体结构的美观性。
转动组件252包括丝杠2522、安装在丝杠2522一端的轴套2521以及安装在丝杠2522另一端的转动座2523，轴套2521安装在机壳23的底部231处，以供转动电机251的转轴穿入，丝杠2522一端穿入轴套2521与转动电机251的转轴连接，丝杠2522另一端穿过座体10的顶壁14、并与转动座2523连接，转动座2523置于座体10的凹腔内、且安装在顶壁14内周面处，转动组件252的整体结构以提高其转动平稳性能，进而提高载物结构30在座体10与机体20之间上下升降的平稳性。
两条导向杆253对应地设置在转动组件252两侧，每一导向杆253的一端安装在机壳23的底部231处，导向杆253的另一端安装在座体10顶壁14处，以进一步提高载物结构30在座体10与机体20之间上下升降的平稳性。
第二限位开关29置于机壳23内、且设置在其中一侧部232周面上，用以控制载物结构30的上升距离，防止载物结构30与机体20触碰。第一限位开关16与第二限位开关29均对应控制转动电机251的正反转速，以提高使用安全性。
请再次结合参阅图5至图6所示，载物结构30可升降地设置在座体10与机体20之间，用以承载微生物，并配合搅拌器27对微生物搅拌培养。具体地，载物结构30包括升降平台31以及设置在升降平台31上的载物平台32。升降平台31一端对应地开设有螺孔以及置于螺孔两侧的导向孔，螺孔内设有内螺纹，以供丝杠2522穿过螺孔并与螺孔的内螺纹相互啮合，每一导向孔内对应地穿设有导向杆253，通过传动机构25的转动电机251带动转动组件252的丝杠2522转动，进而升降平台31沿着丝杠2522以及导向杆253平稳地升降，本实施例中，升降平台31的螺孔下周面设有端盖311、且丝杠2522穿过端盖311，以进一步地提高升降平台31的升降平稳性。
升降平台31的台面上开设有一卡持槽，以供卡持安装载物平台32，载物平台32包括安装板321以及形成在安装板321上的载物板322，载物平台32通过安装板321可拆卸地安装在升降平台31台面的卡持槽内，载物板322上均匀地设有若干载物腔3221，每一载物腔3221形成用以承载微生物的培养皿，且每一载物腔3221对应一搅拌组件271，以对载物腔3221内的微生物搅拌，防止微生物沉淀、以及防止发生交叉感染。本实施例中，载物腔3221为12个，且呈三行四列线性阵列在载物板322上。
工作时，将载物平台32通过安装板321沿升降平台31台面的卡持槽内拆卸下来，并在载物平台32的培养皿内置入微生物，再将载物平台32通过安装板321安装在升降平台31台面的卡持槽内；触压控制机构11的上升按钮113以及下降按钮114，驱使传动机构25的转动电机251转动，带动转动组件252的丝杠2522转动，进而升降平台31沿着丝杠2522以及导向杆253平稳地升降，使得搅拌组件271的搅拌轴2711以及搅拌片2712置入载物平台32中培养皿内的微生物中；触压控制机构11的转速按钮111以及正反转按钮112，以调节驱动器28的转速与转向，进而控制搅拌器27中搅拌组件271的搅拌轴2711以及形成在每一搅拌轴2711一端的搅拌片2712对培养皿内微生物的搅拌状态，防止培养皿内的微生物沉淀，使得微生物培养效果达到最佳。
综上所述，本发明微生物培养装置通过调节驱动器28的转速与转向，进而控制搅拌器27中每一搅拌组件271对培养皿内微生物的搅拌状态，防止培养皿内的微生物沉淀，并使培养皿内的养分、温度均匀分布，通过调节载物结构30的升降，使得载物平台32的每一培养皿内的微生物单独对应一搅拌组件271、搅拌组件271对培养皿内的微生物独立搅拌，保证微生物培养过程无杂菌干扰，提高微生物培养的效率，该微生物培养装置可广泛用于生化研究所、实验室等场所。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种微生物培养装置，其特征在于，包括座体(10)、设置在座体(10)上的机体(20)以及设置在座体(10)与机体(20)之间可升降的载物结构(30)，座体(10)上设有控制机构(11)，机体(20)包括用以对载物结构(30)所承载的微生物进行搅拌培养的搅拌机构(24)以及驱使载物结构(30)在座体(10)与机体(20)之间升降的传动机构(25)，所述搅拌机构(24)包括搅拌器(27)以及驱使搅拌器(27)转动的驱动器(28)，该搅拌器(27)包括若干相互配合作用的搅拌组件(271)，所述载物结构(30)上设有若干载物腔(3221)，每一载物腔(3221)可对应一搅拌组件(271)，以通过控制机构(11)控制搅拌组件(271)对载物腔(3221)内的微生物搅拌培养。
2.根据权利要求1所述的微生物培养装置，其特征在于：所述载物结构(30)包括升降平台(31)以及设置在升降平台(31)上的载物平台(32)，该载物平台(32)上均匀地设有若干所述载物腔(3221)，每一载物腔(3221)形成用以承载微生物的培养皿。
3.根据权利要求2所述的微生物培养装置，其特征在于：所述传动机构(25)包括转动电机(251)、与转动电机(251)的转轴一端连接的转动组件(252)，转动电机(251)安装在机体(20)的机壳(23)内，转动组件(252)包括丝杠(2522)、安装在丝杠(2522)一端的轴套(2521)以及安装在丝杠(2522)另一端的转动座(2523)，轴套(2521)安装在机壳(23)的底部(231)处，以供转动电机(251)的转轴穿入，丝杠(2522)一端穿入轴套(2521)与转动电机(251)的转轴连接，丝杠(2522)另一端穿过座体(10)、并与转动座(2523)连接，转动座(2523)安装在座体(10)内，所述升降平台(31)一端对应地开设有螺孔，螺孔内设有内螺纹，以供丝杠(2522)穿过螺孔并与螺孔的内螺纹相互啮合。
4.根据权利要求3所述的微生物培养装置，其特征在于：所述传动机构(25)还包括置于转动组件(252)两侧的导向杆(253)，每一导向杆(253)的一端安装在机壳(23)的底部(231)处，导向杆(253)的另一端安装在座体(10)的顶壁(14)处，所述升降平台(31)一端还对应地开设有置于螺孔两侧的导向孔，每一导向孔内对应地穿设有导向杆(253)，通过传动机构(25)的转动电机(251)带动转动组件(252)的丝杠(2522)转动，使得升降平台(31)沿着丝杠(2522)以及导向杆(253)平稳地升降。
5.根据权利要求3所述的微生物培养装置，其特征在于：所述升降平台(31)的台面上开设有一卡持槽，所述载物平台(32)包括安装板(321)以及形成在安装板(321)上的载物板(322)，载物平台(32)通过安装板(321)可拆卸地安装在升降平台(31)台面的卡持槽内，载物板(322)上均匀地设有若干所述载物腔(3221)。
6.根据权利要求3所述的微生物培养装置，其特征在于：所述座体(10)内形成一凹腔，所述控制机构(11)包括一主机箱(110)以及与主机箱(110)电性连接的转速按钮(111)、正反转按钮(112)、上升按钮(113)以及下降按钮(114)，主机箱(110)置于座体(10)的凹腔内，主机箱(110)上连接有电源线，以供与电源连接，主机箱(110)内的电路板通过若干导线对应地使控制机构(11)的上升按钮(113)以及下降按钮(114)与转动电机(251)电性连接、转速按钮(111)以及正反转按钮(112)与驱动器(28)电性连接。
7.根据权利要求6所述的微生物培养装置，其特征在于：所述座体(10)的凹腔内设有第一限位开关(16)，所述机体(20)的机壳(23)内设有第二限位开关(29)，第一限位开关(16)与第二限位开关(29)均对应控制转动电机(251)的正反转速，以控制载物结构(30)的上升以及下降距离。
8.根据权利要求6所述的微生物培养装置，其特征在于：所述座体(10)的凹腔内设有布线块(15)，布线块(15)上设有布线孔(151)，以将若干导线对应地穿过布线孔(151)并通过布线块(15)排布在座体(10)的凹腔内。
9.根据权利要求8所述的微生物培养装置，其特征在于：所述座体(10)包括底壁(12)、形成在底壁(12)四周的侧壁(13)以及设置在侧壁(13)上的顶壁(14)，底壁(12)、侧壁(13)以及顶壁(14)之间形成所述凹腔，所述控制机构(11)的控制按钮均安装在座体(10)前端的侧壁(13)上，与安装有控制按钮相对的侧壁(13)上开设有布线槽(131)，以供导线穿过。
10.根据权利要求9所述的微生物培养装置，其特征在于：所述机体(20)包括支撑板(21)以及设置在支撑板(21)上的主机(22)，支撑板(21)的一端与座体(10)的侧壁(13)连接，支撑板(21)的另一端连接主机(22)，支撑板(21)内设有过线孔，以供沿布线槽(131)穿过的导线顺着过线孔穿入支撑板(21)内，并与连接主机(22)中的转动电机(251)以及驱动器(28)电性连接。
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