一种培养板自动加样培养装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种培养板自动加样培养装置。

背景技术

培养板是用于培养微生物或细胞，以进行检测的一种多孔板，医院的检验科每天都需要用到大量的培养板进行培养盒检测，培养板的孔数有24孔、48孔、96孔、384孔等多种型号。目前使用培养板进行培养或检测，需要手动地使用移液枪往各个孔内一一地加入培养液或检测试剂，移液枪无法连续加样，得要不断地间隔进行吸液和排液的过程，加样过程很耗费时间和精力，工作效率低，部分培养物还需要加注两种甚至两种以上的试剂，给检验员带来很重的工作负担，由于需要加样的培养板很多，加样过程还容易因疲劳而出现多加样或漏加样的情况发生，影响检验结果，引发医疗事故，加样完毕后还需要手动将培养板放入到指定温度的暖箱或冰箱内进行培养，而现有的暖箱或冰箱没有定时提醒功能，检验人员容易出现忙忘了，导致培养板培养时间过长，培养物长糊的情况出现，导致无法获得准确的检验结果。因此，提供一种培养板自动加样培养装置很有必要。

发明内容

为解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种培养板自动加样培养装置，本发明所采用的技术方案是：

一种培养板自动加样培养装置，包括地柜、存板箱、控温箱、若干板屉、加样机、机械手、控制面板和控制器；

所述地柜安装于地面上，所述存板箱、控温箱、加样机、控制面板分别安装在所述地柜的上表面上，所述存板箱、控温箱、加样机沿所述地柜的长度方向排列安装；所述控制面板与控制器连接；

所述存板箱上开设有若干存放室，所述存放室的开口朝向水平垂直所述地柜的长度方向，所述存板箱上对应每一所述存放室的开口外侧均分别设置有一对应的序列号；

所述控温箱上开设有若干控温室，所述控温室的开口朝向与所述存放室的开口朝向平行，所述温控箱上对应每一所述控温室的开口外侧均分别设置有一指示灯，所述控制器控制连接所述指示灯；每一所述控温室内均分别设置有温度传感器和独立控温的换热器，所述温度传感器、换热器分别与所述控制器连接；

所述板屉包括抽屉，所述抽屉的内侧底板水平设置，所述抽屉的内侧底板上阵列安装有若干用于水平固定培养板的固定装置，每一所述固定装置对应的底板处均分别设置有代表所述固定装置编号的数字标记，所述抽屉可抽出地放置在任一所述存放室/控温室内；

所述加样机包括支架和若干储液瓶，所述支架包括竖杆和横杆，所述竖杆竖直设置，所述竖杆的底部安装在所述地柜的上表面上，所述横杆水平安装在所述竖杆的顶部，所述横杆的延伸方向与所述存放室的开口朝向平行；所述横杆远离所述竖杆的一端安装有若干电动加样针，所述横杆上对应每一所述电动加样针的侧旁均分别设置有与各电动加样针对应的编码，所述电动加样针的针口竖直向下设置，每一所述电动加样针分别与一所述储液瓶一一对应连接，所述控制器控制连接每一所述电动加样针；

所述机械手与所述板屉可拆卸固定连接，所述板屉通过所述机械手的控制在所述存放室、控温室、电动加样针的下方之间移动。

优选地，所述存放室的开口前方的地柜的上表面上安装有摄像头，所述摄像头的拍摄方向倾斜向上并朝向所述存放室的开口正前方。

优选地，所述抽屉的内侧底面覆盖有铁磁性金属，所述固定装置包括固定卡和限位卡，所述固定卡固定安装在所述抽屉的内侧底面上，所述固定卡包括两相互垂直且端部相连的固定板，所述固定板的板面与所述抽屉的内侧底面垂直；所述限位卡包括两相互垂直且端部相连的限位板，所述限位板的板面与所述抽屉的内侧底面垂直，所述限位板的底部覆盖有磁铁，所述限位卡通过所述磁铁安装在所述抽屉的内侧底面上。

优选地，所述电动加样针滑动安装在所述横杆上，滑动方向沿竖直方向；所述加样机还包括若干电动升降装置，所述电动升降装置的最大升程与最大降程之间的高度差大于或等于所述抽屉的侧板的高度，每一所述电动升降装置均分别一一对应连接一所述电动加样针，并控制对应电动加样针的升降，所述控制器控制连接所述电动升降装置；进一步地，所述电动升降装置包括螺母、电动马达和螺杆；所述螺母与所述电动加样针固定连接，所述螺母的中心线竖直设置，所述电动马达与所述横杆固定连接，所述电动马达的输出轴竖直设置，所述螺杆固定安装在所述电动马达的输出轴上，所述电动马达的输出轴与所述螺杆同轴设置，所述螺杆与所述螺母螺纹配合连接。

优选地，所述加样机还包括限位座，所述限位座固定安装在所述地柜上，所述限位座的上表面上开设有若干放置槽，每一所述所述储液瓶的底部均分别一一对应可拆卸地放置在一所述放置槽内；进一步地，每一所述放置槽的底部均分别安装有电子秤，所述电子秤与所述控制器连接。

优选地，所述抽屉的外侧表面上安装有抽板，所述抽板的板面水平设置，所述抽屉放置在所述存放室/控温室内时，所述抽板位于所述存放室/控温室对应的开口外侧，所述板屉通过所述抽板与所述机械手可拆卸固定连接；进一步地，所述机械手包括落地架、丝杆滑台、电动升降杆、电动伸缩杆和电动钳，所述落地架固定安装在所述存放室的开口前方的地面上，所述落地架为拱门状结构，所述落地架的上端安装所述丝杆滑台，所述丝杆滑台的滑动部的滑动方向平行所述地柜的长度方向；所述丝杆滑台的滑动部上固定安装所述电动升降杆的固定端，所述电动升降杆的伸长方向竖直向下，所述电动升降杆远离其固定端的一端端部固定安装所述电动伸缩杆的固定端，所述电动伸缩杆的伸长方向垂直朝向所述地柜的所在侧，所述电动伸缩杆远离其固定端对一端端部固定安装所述电动钳，所述机械手通过所述电动钳与所述板屉可拆卸固定连接；进一步地，所述落地架的高度大于两米且低于三米。

综上，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一、加样及控温培养过程在控制器的控制下由机械手、加样机、控温箱自动完成，中途过程无需检验员的干预，大大减轻了检验员的工作负担，特别是在一些较大的医疗机构内，待检样品非常多时，本发明所起到的减轻人力劳动，提高工作效率的优势是非常显著的；

二、由于采用控制器的精准控制，机械自行运转，电动加样针可以连续进行加样，从而使得加样的速度、加样的准确度均能得到很大的提高，有效减少错加、漏加、多加等情况的发生，有利于检验准确性的提高。

三、控温箱的每一控温室均采用独立控温设置，使得培养物所处环境温度能够得到很好的准确控制，也使得控温箱能够同时对多种不同温度需求的培养物的进行培养，解决了传统温箱一个温箱只能在一个温度下对培养物进行培养，不同的培养物需要多个温箱，导致占用空间多、设备投入大的问题。

四、温控箱上对应每一所述控温室的开口外侧均分别设置有一指示灯，培养板在对应的控温室内培养时长结束，控制器控制该控温室对应的指示灯亮起，以提示检验员尽快进行处理，避免样品长糊，有效减少因过度培养而影响检验结果的情况发生。

五、当试剂瓶内的试剂剩余量少于预设的警示值时，控制器控制所有的指示灯闪烁，以对使用者发出警示，督促使用者尽快加注试剂，有效减少因试剂用光而影响加样的情况发生；当对应试剂瓶内的试剂剩余量少于预设的最低值时，控制器控制机械手和加样机暂停工作，避免出现因漏加试剂而造成的检验事故。

附图说明

图1是本发明实施例的立体图示意图。

图2是本发明实施例的板屉的立体图示意图。

图3是本发明实施例的加样机的局部示意图。

图4是本发明实施例的电动升降装置的示意图。

图5是本发明实施例的机械手的局部示意图。

图6是本发明实施例的控制关系示意图。

其中：

1-地柜、

2-存板箱、21-存放室、22-序列号、

3-控温箱、31-控温室、32-指示灯、

4-板屉、41-抽屉、42-固定装置、421-固定卡、422-限位卡、43-数字标记、44-抽板、45-铁磁性金属、

5-加样机、51-支架、511-竖杆、512-横杆、52-储液瓶、53-电动加样针、54-编码、55-电动升降装置、551-螺母、552-电动马达、553-螺杆、56-限位座、

6-机械手、61-落地架、62-丝杆滑台、63-电动升降杆、64-电动伸缩杆、65-电动钳、

7-控制面板、

8-控制器、

9-摄像头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，在本发明的一种较佳实施方式中，一种培养板自动加样培养装置，包括地柜1、存板箱2、控温箱3、若干板屉4、加样机5、机械手6、控制面板7和控制器8；控制面板7优选采用触控显示屏，控制器8可以是常用的可编程逻辑控制器8。

地柜1安装于地面上，主要起支撑作用，存板箱2、控温箱3、加样机5、控制面板7分别安装在地柜1的上表面上，存板箱2、控温箱3、加样机5沿地柜1的长度方向排列安装，在本实施例中，存板箱2、控温箱3、加样机5依次沿地柜1的长度方向排列安装；控制面板7与控制器8连接。为方便在控制面板7上进行操作，优选地，控制面板7安装在存放室21的开口正前方的地柜1的上表面上，控制器8及其相关线路安装在地柜1内侧。

存板箱2上开设有若干存放室21，存放室21的开口朝向水平垂直地柜1的长度方向，存板箱2上对应每一存放室21的开口外侧均分别设置有一对应的序列号22；优选地，若干存放室21沿竖直方向依次排列设置。

控温箱3上开设有若干控温室31，控温室31的开口朝向与存放室21的开口朝向平行，优选地，若干存放室21沿竖直方向依次排列设置，温控箱上对应每一控温室31的开口外侧均分别设置有一指示灯32，指示灯32优选节能耐用的LED灯，控制器8控制连接指示灯32；每一控温室31内均分别设置有温度传感器和独立控温的换热器，温度传感器、换热器分别与控制器8连接；本实施例的换热器为半导体制冷器，半导体制冷器通过正负电极的切换，可以很容易地进行制冷或制热的切换，温度操控简单方便，而且半导体制冷器还具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻、工作可靠等优点，非常适合一一对应地独立控制每一控温室31内的温度，使控温箱3很好地满足不同类型的标本的存放和培养。

板屉4包括抽屉41，抽屉41的内侧底板水平设置，抽屉41的内侧底板上阵列安装有若干用于水平固定培养板的固定装置42，具体地，抽屉41的内侧底面覆盖有铁磁性金属45，如马氏体不锈钢，固定装置42包括固定卡421和限位卡422，固定卡421固定安装在抽屉41的内侧底面上，固定卡421包括两相互垂直且端部相连的固定板，固定板的板面与抽屉41的内侧底面垂直，即固定卡421呈“L”形结构，优选地，其中一固定板的板面平行抽屉41的长度方向，另一固定板的板面平行抽屉41的宽度方向；限位卡422包括两相互垂直且端部相连的限位板，即限位卡422呈“L”形结构，限位板的板面与抽屉41的内侧底面垂直，限位板的底部覆盖有磁铁，限位卡422通过磁铁安装在抽屉41的内侧底面上；固定装置42的使用方法是：将培养板水平放置在抽屉41内，将培养板的对角线上的一端放置在固定卡421的“L”形内侧，将限位卡422卡接到培养板的上述对角线上的另一端上，并移动限位卡422，使限位卡422和固定卡421共同将培养板固定在抽屉41的内侧底面上，使用过程简单可方便快捷；由于本发明工作过程中，板屉4无旋转运动，且无剧烈运动，培养板在随板屉4的运动过程中受到的推力很小，限位卡422与抽屉41之间因磁性吸力的作用而获得的较大静摩擦力足以限制培养板的活动。每一固定装置42对应的底板处均分别设置有代表固定装置42编号的数字标记43，为适应绝大多数人的日常使用习惯，优选地，每一抽屉41内的数字标记43均从“1”开始，数字标记43的顺序按照固定装置42的阵列呈约定俗成的“从左到右、从上到下”的方式进行排列，抽屉41可抽出地放置在任一存放室21/控温室31内；

加样机5包括支架51和若干储液瓶52，储液瓶52用于装放试剂，支架51包括竖杆511和横杆512，竖杆511竖直设置，竖杆511的底部安装在地柜1的上表面上，横杆512水平安装在竖杆511的顶部，横杆512的延伸方向与存放室21的开口朝向平行；横杆512远离竖杆511的一端安装有若干电动加样针53，该电动加样针53用于从对应的储液瓶52内抽取试剂定量加注到培养板的培养孔内，电动加样针53为现有技术，具体可参考全自动凝血分析仪中使用的电动加样针；横杆512上对应每一电动加样针53的侧旁均分别设置有与各电动加样针53对应的编码54，电动加样针53的针口竖直向下设置，每一电动加样针53分别与一储液瓶52一一对应连接，控制器8控制连接每一电动加样针53。

加样过程中，如果工作的电动加样针53和非工作的电动加样针53处于同一水平高度上，当板屉4移动时，抽屉41的侧板可能会撞击到非工作的电动加样针53，影响加样过程的进行，还会导致非工作电动加样针53的损坏，因此，优选地，电动加样针53滑动安装在横杆512上，滑动方向沿竖直方向；加样机5还包括若干电动升降装置55，电动升降装置55的最大升程与最大降程之间的高度差大于或等于抽屉41的侧板的高度，每一电动升降装置55均分别一一对应连接一电动加样针53，并控制对应电动加样针53的升降，控制器8控制连接电动升降装置55。具体地，电动升降装置55包括螺母551、电动马达552和螺杆553；螺母551与电动加样针53固定连接，螺母551的中心线竖直设置，电动马达552与横杆512固定连接，电动马达552的输出轴竖直设置，螺杆553固定安装在电动马达552的输出轴上，电动马达552的输出轴与螺杆553同轴设置，螺杆553与螺母551螺纹配合连接，控制器8控制连接电动马达552，控制器8控制电动马达552的正转和反转，即可控制电动加样针53的升降；加样过程中，电动升降装置55将非工作的电动加样针53抬升至最大升程处，并将工作的电动加样针53降至最大降程处，从而避免抽屉41的侧板与非工作的电动加样针53出现碰撞。

为使加样机5的储液瓶52能够放置得整齐稳定，优选地，加样机5还包括限位座56，限位座56固定安装在地柜1上，限位座56的上表面上开设有若干放置槽，每一储液瓶52的底部均分别一一对应可拆卸地放置在一放置槽内。

为方便观察储液瓶52内的试剂剩余量，储液瓶52可以采用透明材料制作，储液瓶52的瓶身上设置有刻度值。但考虑到部分试剂是需要进行遮光保存的，因此，在本年实施例中，储液罐采用非透明材料制作，每一放置槽的底部均分别安装有电子秤，电子秤与控制器8连接，电子秤将所测量到的对应储液瓶52的重量数据实时传递给控制器8，控制器8将该重量数值减去预设的储液瓶52的自身重量后得到的数值显示在控制面板7上，以便使用者阅知每一储液瓶52内试剂的剩余量，提醒使用者及时加注试剂；当使用者未及时加注试剂，对应试剂瓶内的试剂剩余量少于预设的警示值时，控制器8控制所有的指示灯32闪烁，以对使用者发出警示，催促使用者尽快加注试剂，以减少因试剂用光而影响加样的情况发生；当对应试剂瓶内的试剂剩余量少于预设的最低值时，控制器8控制机械手6和加样机5暂停工作，避免出现因漏加试剂而造成的检验事故，上述的警示值和最低值，通过控制面板7进行设定。

机械手6与板屉4可拆卸固定连接，板屉4通过机械手6的控制在存放室21、控温室31、电动加样针53的下方之间移动。具体地，抽屉41的外侧表面上安装有抽板44，抽板44的板面水平设置，抽屉41放置在存放室21/控温室31内时，抽板44位于存放室21/控温室31对应的开口外侧，板屉4通过抽板44与机械手6可拆卸固定连接。

现有技术中心的多种型号的工业机械手6，都能够完成在本发明中的工作任务，但现有的这些机械手6由于不是专门针对本发明进行设计的，其结构复杂，造价高昂，包含了诸多在本发明中并不需要的功能，如果直接采用现有型号的机械手6，会给本年发明带来较高的生产成本，不利于本发明的推广，因此，本实施例提供一种结构相对简单，生产成本相对较低的机械手6解决方案，具体地，机械手6包括落地架61、丝杆滑台62、电动升降杆63、电动伸缩杆64和电动钳65，落地架61固定安装在存放室21的开口前方的地面上，落地架61为拱门状结构，落地架61的上端安装丝杆滑台62，丝杆滑台62的滑动部的滑动方向平行地柜1的长度方向；丝杆滑台62的滑动部上固定安装电动升降杆63的固定端，电动升降杆63的伸长方向竖直向下，电动升降杆63远离其固定端的一端端部固定安装电动伸缩杆64的固定端，电动伸缩杆64的伸长方向垂直朝向地柜1的所在侧，电动伸缩杆64远离其固定端的一端端部固定安装电动钳65，即：丝杆滑台62控制电动钳65沿地柜1长度方向上的运动，电动升降杆63控制电动钳65沿竖直方向上的运动，电动伸缩杆64控制电动钳65沿地柜1宽度方向上的运动，机械手6通过电动钳65夹持抽板44的方式与板屉4可拆卸固定连接。

根据普通人的身高特征，为减少使用者的头部因碰撞而受到伤害的可能，同时又能满足检验室室内的使用，优选地，落地架61的高度大于两米且低于三米。进一步地，存放室21的开口前方的地柜1的上表面上安装有摄像头9，摄像头9的拍摄方向倾斜向上并朝向存放室21的开口正前方，当摄像头9捕捉到存板箱2前方有人员正在进行操作时，控制器8控制机械手6连接板屉4的部件保持在远离存板箱2前方的位置，待使用者离开后，再进行需要靠近进存板箱2的工作。

本发明的工作原理及使用方法：

出厂时，控制器8内预设各种培养板的尺寸参数及对应每种培养板的加样控制方式，后续需要增加新的培养板相关数据，可通过OTA升级或通过USB接口进行升级。

在各储液瓶52内分别装入本检验室所需要用到的检验试剂；

往板屉4内依数字标记43的顺序依次装入培养板，通过对应的固定装置42将培养板一一进行固定，再将板屉4装入空余的存放室21内；

在控制面板7上输入该板屉4内放入的培养板的数量、培养板的型号、需加注的试剂对应的编码54、放入的存放室21对应的序列号22、培养时长、培养温度；

机械手6在控制器8的控制下，从对应序列号22的存放室21内取出板屉4，将板屉4移动至电动加样针53的下方，将培养板的培养孔依次一一对准在对应编码54的电动加样针53正下方，培养孔与电动加样针53每对准一次，电动加样针53进行一次加样，直至在对应的板屉4上的所有培养板的培养孔内均已加注试剂，如果需要加注两种试剂的，在完成第一轮加样后，机械手6将培养板的培养孔依次一一对准在另一对应编码54的电动加样针53正下方，以进行二次加样；由于采用控制器8的精准控制，机械自行运转，电动加样针53可以连续进行加样，从而使得加样的速度、加样的准确度均能得到很大的提高，有效减少错加、漏加、多加等情况的发生，有利于检验准确性的提高。

加样完毕后，机械手6将板屉4放入控温室31内，控制器8控制对应的控温室31内的换热器工作，并在对应温度传感器的作用下实时监控控温室31内的温度，使该控温室31内的温度符合培养要求；

培养板在对应的控温室31内培养时长结束，控制器8控制该控温室31对应的指示灯32亮起，以提示检验员尽快进行处理，避免样品长糊。

本发明的使用简单，仅需检验员在初始时将培养板简单地装入板屉4内后装入存放室21内，在控制面板7上输入相关数据，本发明即可自动完成加注试剂和控温培养的过程，大大减轻了检验员的工作负担，特别是在一些较大的医疗机构内，待检样品非常多时，本发明所起到的减轻人力劳动，提高工作效率的优势是非常显著的。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。