专利名称：一种生物样品空间搭载装置的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种生物样品空间搭载装置的设计方法，属于空间生物医学研究领域。
背景技术：
空间搭载的主要内容是利用航天器的工艺余量及它在太空中处于微重力、交变磁场、强辐射等其他空间独有的特殊环境，开发其应用资源，造福人类。随着我国返回式科学试验卫星、飞船技术的不断发展，利用返回式卫星、飞船搭载试验的活动也逐渐成熟。生物航天搭载是太空搭载的重要组成部分。通过空间搭载，可以利用空间环境实验平台，研究空间环境对微生物、细胞或组织等生物样品的影响，对于提高航天员空间环境的适应性与工作效率、保障航天员的健康提供重要的实验依据；有助于明确空间环境对生命活动的影响及机制，并找到有效的对抗措施，同时有可能解决地面研究难以解决的一些医学瓶颈问题，深化人类对疾病发病机制的认识；有助于开拓提高生物制剂产量和活性新途径，对空间生物制药有着重要理论探索和实际意义，服务于人类健康。而设计出方便实用的搭载装置，可以解决搭载过程中的实际问题，有利于搭载的顺利实施。
发明内容
本发明的技术解决问题是在搭载空间和重量受限的情况下可以搭载十余种生物样品。本发明的技术解决方案一种生物样品空间搭载装置的设计方法，包括以下步骤
①根据生物样品搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸、轴向长度；密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度；②根据搭载生物样品的数量，确定米子管的独立分区数量；③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度
以及壁厚。所述的步骤中米子管以及密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。本发明的特点是本设计方法新颖独特，设计出的装置小巧灵活、方便实用，能够满足空间搭载多种生物样品且要严格控制搭载总重量的需要。
图1为搭载装置不意图；图2为米子管结构尺寸示意图；图3为搭载装置设计方法流程具体实施例方式如图1所示，为本发明所要设计的搭载装置示意图，它由一个米子管和两个密封盖组成，图中最两端的为密封盖，中间的为米子管，两者之间的部分为硅橡胶垫，所述的米子管为一圆柱形管，管体呈圆柱状，在端面结构上设计为米字形，可分为8 12个独立空间，本实施例采用设计了 8个独立均匀空间的细胞搭载装置，用于装载半固体、液体或干粉状微生物或细胞样品等生物样品。米子管在实际应用时两端加工成螺纹，用于和密封盖连接；密封盖在米字管的两端，为带有内螺纹的圆柱形盖。所述的密封盖通过硅橡胶垫以及螺纹与米子管相连并固定，密封盖拧到米子管两端能完全密封内部样本，既不会出现样品泄漏，也不会发生样品间污染。图2为米子管需要设计的尺寸图，为了简化，米子管两端的螺纹没有画出。从图中可以看出，在米子管的设计中，主要涉及以下尺寸米子管的外径、轴向长度、米子管的分区数量、米子管中独立分区的厚度以及壁厚。另外，对于生物样品搭载装置所用的密封盖，设计尺寸还包括密封盖的外径以及轴向长度尺寸。如图3所示，为本设计方法流程图，包括以下步骤①根据生物样品搭载的总体要求(主要是体积限制)，一般要求生物搭载装置的外径不大于25mm，轴向长度不大于40mm，因此本设计方法中确定米子管的外径尺寸和轴向长度分别为米子管轴向长L = 30mm，直径为Dl = 15mm，考虑密封盖的密封效果后，设计每个密封盖的轴向长度为4. 5mm，外径为20. 9mm,同时设计密封盖与米子管固定所采用的硅橡胶垫为0. 5mm厚。②根据搭载生物样品的数量，确定米子管的独立分区数量；本实施例要求搭载金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等共8种，因此设计米子管均分隔成8份，共8个相互独立并且均匀的样本区。 ③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度b以及壁厚。本实施例根据航天医学工程研究所依据《航天员系统载人运输飞船、目标飞行器舱载产品环境试验技术条件》，确定米子管独立分区每一段的厚度为b = 1_，壁厚为D1-D2 = 1mm。所述的步骤中米子管和密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。根据本方法设计出的装置小巧灵活、方便实用，能够满足空间搭载多种生物样品且要严格控制搭载总重量的需要。该装置经鉴定级振动试验、鉴定级冲击试验和快速减压试验等飞船搭载所需环境试验，均符合空间搭载标准。
权利要求
1.一种生物样品空间搭载装置的设计方法，其特征在于包括以下步骤 ①根据生物样品搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸、轴向长度；密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度； ②根据搭载生物样品的数量，确定米子管的独立分区数量； ③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度以及壁厚。
2.根据权利要求1所述的微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，其特征在于所述的步骤中米子管和密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。
全文摘要
本发明涉及一种生物样品空间搭载装置的设计方法，根据生物样品搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸和轴向长度、密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度；根据搭载生物样品的数量，确定米子管的独立分区数量；根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度以及壁厚。本设计方法新颖独特，设计出的装置小巧灵活、方便实用，能够满足飞船搭载多种生物样品且要严格控制搭载总重量的需要。
文档编号C12M1/24GK103060184SQ20121037975
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者刘长庭, 方向群, 王俊峰, 李莹辉, 李天志, 郭英华, 常德, 苏龙翔, 潭映军, 袁明 申请人:中国人民解放军总医院