一种基于直线电机和减速器的生物摇床

1.本实用新型涉及生物医疗技术领域，尤其涉及一种基于直线电机和减速器的生物摇床。


背景技术：

2.生物医学实验中经常需要进行细胞传代培养，这其中的一个重要步骤是细胞铺板，作用是使得细胞分散且分布均匀。目前，细胞铺板操作多是由人手手工完成，操作中需要每转动一定角度作若干次水平往复的摇动，对于不同的实际情况摇动的幅度也有所不同。操作者通过反复练习虽然可提高细胞铺板的效果，但也无法保证每一次铺板都能使得细胞分布均匀。
3.摇床作为科研中最常用的工具之一，其主要作用就是用于混匀试剂、溶液，或进行洗涤等。如能用摇床代替手工铺板，同时把转动角度和摇动幅度、频率规范化，有望大大提高细胞铺板的可重复性，达到提高铺板效果和节省实验时间的目的。然而，市场上常见的摇床的运动方式为旋转和跷跷板摇摆，并不适合用作细胞铺板。
4.现有技术中存在着可以应用于细胞铺板的作水平往复运动的摇床，但是，它们的运动幅度是固定的，无法根据使用者的需求作调整；水平运动的方向是单一的，无法变换角度。而对不同细胞，进行细胞铺板操作时的摇动幅度、频率等是不同的，为了达到更好的效果，操作时往往需要变换晃动角度。因此，现有的摇床设备存在着只适用于单一情况下的细胞铺板需求，对混匀细胞的效果不理想的缺点。
5.如上述所提到的摇床，大多数存在着运动方式不适用于细胞铺板的缺点，虽然存在着可以用于细胞铺板的摇床，但是由于运动幅度、运动角度无法调整，存在着应用局限性大和应用效果不理想的缺点。


技术实现要素：

6.有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提出了一种往复运动的幅度、周期可调，水平运动的方向能够自由变换的基于直线电机和减速器的生物摇床。
7.具体地，所述生物摇床，包括机壳、动力结构、控制电路和运动平台，所述动力结构和所述控制电路位于所述机壳内部，所述运动平台位于所述机壳上方，所述机壳的上面板设置有开孔，所述动力结构连接所述运动平台，所述动力结构包括往复运动结构，所述往复运动结构包括直线电机、直线电机驱动器和往复结构转接件，所述直线电机驱动器连接所述直线电机，所述直线电机连接所述往复结构转接件，所述往复结构转接件连接所述运动平台，所述控制电路包括幅度控制单元，所述幅度控制单元连接所述直线电机驱动器。所述幅度控制单元具体包括速度控制单元和第一时长控制单元，通过综合控制所述直线电机的运行速度和单次运动的时长来实现调整往复运动的周期和幅度。
8.在一些实施例中，所述开孔的尺寸大于所述动力结构连接部分的尺寸，小于所述运动平台的尺寸。进一步，所述开孔上可以包裹防水圈，密封所述动力结构与所述运动平台
连接处形成的空隙，保护位于所述机壳内部的设备，防止所述动力结构的设备和所述控制电路受损。
9.优选地，所述动力结构还包括旋转运动结构，所述旋转运动结构包括旋转电机和旋转电机驱动器，所述旋转电机驱动器连接所述旋转电机，所述旋转电机连接所述运动平台，所述旋转电机连接所述往复结构转接件，所述控制电路还包括角度控制单元，所述角度控制单元连接所述旋转电机驱动器。所述角度控制单元通过控制所述旋转电机的运行实现调整运动平台旋转角度的变换，所述运动平台可以旋转至一定角度后保持在该角度作往复运动，而后继续旋转，满足部分情况下对于细胞铺板需要变换晃动角度的需求。
10.进一步，所述旋转运动结构还包括减速器，所述减速器设置在所述旋转电机和所述运动平台之间，所述减速器连接所述旋转电机，所述运动平台连接所述减速器。合适的所述减速器匹配合适的所述旋转电机，能够控制运动平台角度的缓慢变化，同时还可以做到变换过程平稳。例如，所述减速器为rv减速器。设置定位销连接所述旋转电机与所述减速器，使得所述旋转电机和所述减速器的连接位置精确且保持稳定。
11.在一些实施例中，所述减速器还可以为谐波减速器等。
12.在一些实施例中，所述旋转运动结构还包括旋转结构转接件，所述旋转结构转接件设置在所述旋转电机上方，所述往复结构转接件设置在所述旋转电机与所述旋转结构转接件之间。所述控制电路还包括电源控制单元和第二时长控制单元，控制所述生物摇床的电源开关和整体的运动时长或者往复运动的次数，所述机壳上还设置有控制旋钮和按键，所述控制电路连接控制旋钮和按键以便使用过程中的调节操作。
13.具体地，所述运动平台包括托盘转换板、托盘和锁紧结构，所述托盘设置在所述托盘转换板上方，所述锁紧结构包括锁紧片和锁紧片固定件，所述锁紧片与所述锁紧片固定件可拆卸地连接所述托盘和所述托盘转换板，可随时更换。
14.优选地，所述托盘上设置有放置槽，所述放置槽的尺寸与所述托盘承载的物体底部尺寸相吻合。进一步，所述放置槽位于所述托盘的中心位置。根据使用时的具体需要，可以更换设置有相对应的所述放置槽的所述托盘，所述放置槽的设计使得所述托盘所负载的物体稳定放置在所述托盘的中心位置，不会受运动平台的往复运动、旋转运动影响而产生位移。
15.进一步，所述托盘上设置有刻度盘，在所述托盘外围、所述机壳上，设置有角度指示箭头，用于显示当前角度，便于使用者准确了解运动平台的角度变换情况。
16.在一些实施例中，所述机壳上方设置有透明保护罩，所述运动平台和托盘承载的物体置于所述透明保护罩内。当所述运动平台和所负载的物体置于所述透明保护罩内时，所述透明保护罩能够保护负载物，使之不受外界因素干扰。
17.综上所述，本实用新型提出的基于直线电机和减速器的生物摇床，能够实现往复运动的幅度、周期可调，以及水平运动的方向自由变换。动力结构分为往复运动结构和旋转运动结构分别连接幅度控制单元和角度控制单元，调节往复运动的幅度和周期以及自由调整运动平台的旋转角度，能够适应不同情况下的需求。托盘的可拆卸连接以及在不同托盘的中心位置设计了不同形状、尺寸放置槽，放置槽的尺寸与负载物的尺寸相吻合，使得负载物稳定放置，在运动过程中不产生位移。可拆卸地组装在机壳上的透明保护罩能够防止直接碰撞负载物，保护负载物不受外界因素干扰。
附图说明
18.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型生物摇床的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型生物摇床的机壳上面板结构示意图；
21.图3为本实用新型生物摇床的动力结构和运动平台之间的结构示意图；
22.图4为本实用新型生物摇床的运动平台结构示意图。
23.附图标记：
[0024]1‑
机壳；11
‑
防水圈；12
‑
组装槽；13
‑
透明保护罩；21
‑
直线电机；22
‑
直线电机驱动器；23
‑
往复结构转接件；31
‑
旋转电机；32
‑
旋转电机驱动器；33
‑
旋转结构转接件；34
‑
减速器；314
‑
定位销；41
‑
托盘转换板；42
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托盘；43
‑
锁紧片；44
‑
锁紧片固定件；45
‑
角度指示箭头；421
‑
放置槽；422
‑
刻度盘。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]
本实施例提供了一种基于直线电机和减速器的生物摇床，包括动力结构、控制电路、机壳1和运动平台。参见说明书附图1，动力结构和控制电路设置在机壳1内部，运动平台设置在机壳1上方，机壳1的上面板设置有开孔(参见图2)，动力结构连接运动平台。具体地，动力结构穿过开孔和运动平台连接，或者，运动平台的连接部分穿过开孔和动力结构连接。优选地，开孔的尺寸大于连接部分的尺寸，小于运动平台的尺寸。进一步，开孔上可以包裹防水圈11，密封动力结构与运动平台连接处形成的空隙，保护位于机壳1内部的设备，防止动力结构的设备和控制电路受损。机壳1之上设置有组装槽12用于放置透明保护罩13，透明保护罩13可拆卸地组装在机壳1上，因而当运动平台和所负载的物体置于透明保护罩13内时，透明保护罩13能够保护负载物，使之不受外界因素干扰。例如，运用生物摇床进行细胞铺板，运动平台上放置12孔板，透明保护罩13的设置能够防止直接碰撞到12孔板使其翻倒等，还能够避免在生物摇床运动过程中外界的杂质掉入影响细胞铺板。
[0027]
参见说明书附图3，动力结构包括往复运动结构，往复运动结构包括直线电机21、直线电机驱动器22和往复结构转接件23，直线电机驱动器22连接直线电机21，直线电机21连接往复结构转接件23，往复结构转接件23连接运动平台，控制电路包括幅度控制单元。直线电机驱动器22驱动直线电机21作直线往复运动，从而直线电机21能够驱动往复结构转接件23和承载其上方的运动平台作直线往复运动。幅度控制单元具体包括速度控制单元和第一时长控制单元，通过综合控制直线电机21的运行速度和单次运动的时长来实现调整往复运动的周期和幅度。
[0028]
优选地，动力结构还包括旋转运动结构，旋转运动结构包括旋转电机31和旋转电
机驱动器32，旋转电机31连接运动平台，控制电路还包括角度控制单元。旋转电机驱动器32驱动旋转电机31运动，旋转电机31带动运动平台旋转实现在水平方向上的角度转换。角度控制单元通过控制旋转电机31的运行实现调整运动平台旋转角度的变换，运动平台可以旋转至一定角度后保持在该角度作往复运动，而后继续旋转，满足部分情况下对于细胞铺板需要变换晃动角度的需求。
[0029]
进一步，旋转运动结构还包括减速器34，旋转电机31上方连接减速器34，减速旋转电机31的运动，减速器34连接运动平台。具体地，减速器34为rv减速器。合适的减速器34匹配合适的旋转电机31，能够控制运动平台角度的缓慢变化，同时还可以做到变换过程平稳。旋转电机31和减速器34之间通过定位销314连接，定位销314使得旋转电机31和减速器34的连接位置精确且保持稳定。
[0030]
在一些实施例中，减速器34为谐波减速器等。
[0031]
在一些实施例中，旋转运动结构还包括旋转结构转接件33，旋转结构转接件33设置在旋转电机31上方，旋转电机31和旋转结构转接件33之间设有往复结构转接件23。控制电路还包括电源控制单元和第二时长控制单元，控制生物摇床的电源开关和整体的运动时长，机壳1上还设置有控制旋钮和按键，控制电路连接控制旋钮和按键以便使用过程中的调节操作。
[0032]
参见说明书附图4，运动平台包括托盘转换板41、托盘42和锁紧结构，锁紧结构包括锁紧片43和锁紧片固定件44，托盘42设置在托盘转换板41上方，通过锁紧片43和锁紧片固定件44可拆卸地连接，可随时更换。托盘42下端连接机壳1内部的动力结构，动力结构带动托盘42运动。托盘42上设置有放置槽421，放置槽421为矩形。托盘42上设有刻度盘422，在托盘42外围、机壳1上，设置有角度指示箭头45，用于显示当前角度，便于使用者准确了解运动平台的角度变换情况。
[0033]
可选地，不同托盘42的放置槽421形状、尺寸不同，根据使用时的具体需要，可以更换设置有相对应的放置槽421的托盘42。优选地，放置槽421设置在托盘42的中心位置，使得托盘42所负载的物体稳定放置在托盘42的中心位置，不会受运动平台的往复运动、旋转运动影响而产生位移。
[0034]
在一些实施例中，生物摇床用于细胞铺板，托盘负载12孔板，放置槽421为与12孔板的底部尺寸相吻合的矩形。
[0035]
在一些实施例中，生物摇床用于混匀溶液，托盘负载烧杯，放置槽421为与烧杯底部直径相同的圆形。
[0036]
综上所述，本实用新型提出了一种往复运动的幅度、周期可调，水平运动的方向能够变换的基于直线电机和减速器的生物摇床，包括动力结构、控制电路和运动平台。动力结构包括往复运动结构和旋转运动结构，控制电路中的幅度控制单元和角度控制单元与往复运动结构和旋转运动结构分别连接，能够调节往复运动的幅度和周期以及自由调整运动平台的旋转角度，使得生物摇床能够适应不同情况下的需求。运动平台上的托盘可拆卸地连接，便于更换，不同托盘的中心位置设计了不同形状、尺寸放置槽，放置槽的尺寸与负载物的尺寸相吻合，使得负载物稳定放置，在运动过程中不产生位移。可拆卸地组装在机壳上的透明保护罩能够防止直接碰撞负载物，保护负载物不受外界因素干扰。
[0037]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，除了以上实
施例以外，还可以具有不同的变形例，以上实施例的技术特征可以相互组合，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。