【技术实现步骤摘要】
自动化细胞培养设备
本专利技术涉及细胞培养设备
，尤其涉及一种自动化细胞培养设备。
技术介绍
生物工程的日益发展给细胞培养带来了更高标准的要求，满足细胞的高一致性、大批量培养已经成为现实所需。传统的细胞培养装置的设计功能单一，仅限于为细胞提供所需的环境，操作人员人工操作细胞培养装置进行流程化培养时，需要用到不同的设备，这些设备之间不仅因分散设置占用大量空间，而且需要较高的人工参与度，实践中因操作人员经验、手法和习惯的不同极易导致试验结果产生很大差异，严重影响细胞培养质量和培养效率；并且，传统的细胞培养装置自动化程度极低，对流程的操作会耗费操作人员大量时间和心血，无法满足更高效率的培养需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术存在的缺陷，提出一种自动化细胞培养设备，包括支撑框架、在三维空间中移动的机械臂、功能组件、空气过滤装置和电控系统，空气过滤装置设在支撑框架的上部，机械臂设在支撑框架中，电控系统包括带有电源的总控制器，总控制器与机械臂电连接，机械臂上设有操作组件，在机械臂的带动下，操作组件对功能组件进行细胞培养过程的连通，功能组件包括离心机，支撑框架的其中一侧设有进料口；支撑框架上设有第一支撑部，功能组件设在第一支撑部上；机械臂上设有连接部，连接部上设有第一执行端、第二执行端和第三执行端，第一执行端上设有移液装置，第三执行端上设有夹瓶装置；功能组件还包括培养瓶用摇摆装置、显微观察装置、冷藏装置和称重装置。本装置设置机械臂控制操作组件，并配合各个功能组件进行细胞培养流程的...
【技术保护点】
1.自动化细胞培养设备，包括支撑框架、在三维空间中移动的机械臂、功能组件、空气过滤装置和电控系统，所述空气过滤装置设在支撑框架的上部，所述机械臂设在支撑框架中，所述电控系统包括带有电源的总控制器，所述总控制器与机械臂电连接，所述机械臂上设有操作组件，在所述机械臂的带动下，所述操作组件对功能组件进行细胞培养过程的连通，所述功能组件包括离心机，其特征在于，所述支撑框架的其中一侧设有进料口；/n所述支撑框架上设有第一支撑部，所述功能组件设在第一支撑部上；/n所述机械臂上设有连接部，所述连接部上设有第一执行端、第二执行端和第三执行端，所述第一执行端上设有移液装置，所述第二执行端上设有瓶盖旋拧机构，所述第三执行端上设有夹瓶装置；/n所述功能组件包括培养瓶用摇摆装置、显微观察装置、冷藏装置和称重装置。/n
【技术特征摘要】
1.自动化细胞培养设备，包括支撑框架、在三维空间中移动的机械臂、功能组件、空气过滤装置和电控系统，所述空气过滤装置设在支撑框架的上部，所述机械臂设在支撑框架中，所述电控系统包括带有电源的总控制器，所述总控制器与机械臂电连接，所述机械臂上设有操作组件，在所述机械臂的带动下，所述操作组件对功能组件进行细胞培养过程的连通，所述功能组件包括离心机，其特征在于，所述支撑框架的其中一侧设有进料口；
所述支撑框架上设有第一支撑部，所述功能组件设在第一支撑部上；
所述机械臂上设有连接部，所述连接部上设有第一执行端、第二执行端和第三执行端，所述第一执行端上设有移液装置，所述第二执行端上设有瓶盖旋拧机构，所述第三执行端上设有夹瓶装置；
所述功能组件包括培养瓶用摇摆装置、显微观察装置、冷藏装置和称重装置。
2.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述移液装置包括第一支撑板、第一回转气缸、注射装置，所述第一支撑板设在第一执行端上，所述第一回转气缸的底部设在第一支撑板上，所述第一回转气缸上设有第一回转筒，所述第一回转筒与第一回转气缸转动连接，所述注射装置设在第一回转筒上，所述注射装置包括注射泵和设在注射泵下部的针管，所述注射泵与第一回转筒相连接，所述注射泵与总控制器电连接。
3.如权利要求所述1的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述夹瓶装置包括第三支撑板、夹瓶气缸、至少一对夹臂，所述第三支撑板设在第三执行端上，所述夹瓶气缸设在第三支撑板上，所述夹臂设在夹瓶气缸下部，通过夹瓶气缸使夹臂夹紧或张开，所述夹臂的下部设有第一夹板，所述第一夹板外表面设有横纵交织分布的凹槽。
4.如权利要求3所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述第三执行端上还设有第四Z轴直线模组，所述第四Z轴直线模组包括第四Z轴滑轨、第四Z轴电机、第四Z轴丝杆以及第四Z轴滑块，所述第四Z轴电机与总控制器电连接，所述第四Z轴滑轨后端侧面与第三执行端相连接，所述第四Z轴丝杆设在第四Z轴滑轨上，所述第四Z轴滑块上设有第四Z轴丝杆螺母，所述第四Z轴滑块通过第四Z轴丝杆螺母与第四Z轴丝杆配合，实现所述第四Z轴滑块在第四Z轴滑轨上相对于第四Z轴丝杆移动，所述第四Z轴电机设在第四Z轴滑轨的一端，所述第四Z轴电机的动力输出端与第四Z轴丝杆的一端配合，用以为第四Z轴丝杆提供动力，所述第四Z轴滑块上设有第二摄像装置，所述第二摄像装置包括第二相机支架、第二微型相机，所述第二相机支架设在第四Z轴滑块上，所述第二微型相机设在第二相机支架内，所述第二微型相机与总控制器电连接。
5.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述培养瓶用摇摆装置包括第一控制器箱，所述第一控制器箱上设有第一上箱盖，所述第一上箱盖上设有摇摆组件，所述摇摆组件包括第一支座、前后摇摆台和左右摇摆台，所述第一支座设在第一上箱盖上，所述第一支座包括一对支腿，所述前后摇摆台设在两个支腿之间，前后摇摆台的侧壁上设有传动部，所述左右摇摆台设在前后摇摆台的上部，所述第一控制器箱中设有驱动组件，所述驱动组件包括第一电机，所述第一电机与传动部配合，实现带动前后摇摆台转动。
6.如权利要求5所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述一对支腿竖向设在第一上箱盖上，两个支腿分别为左支腿、右支腿，所述前后摇摆台的侧壁包括第一左侧壁、第一右侧壁，所述左支腿的上部设有贯穿的第一转轴孔，所述传动部为第一转轴，所述第一转轴一端设在第一左侧壁上，另一端穿设过第一转轴孔后探伸在左支腿的外侧，所述第一右侧壁上设有连接轴，所述第一右侧壁通过连接轴与右支腿转动连接，所述驱动组件还包括第一控制器、电机驱动器，所述第一控制器与电机驱动器电连接，所述电机驱动器与第一电机电连接，所述第一控制器箱内还设有第一气动电磁阀，所述第一气动电磁阀与第一控制器电连接，所述第一控制器与总控制器电连接，所述第一控制器为PLC。
7.如权利要求6所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述前后摇摆台的上部设有上端板，所述上端板上设有第一贯穿孔，所述前后摇摆台内设有第二电机，所述第二电机与电机驱动器电连接，第二电机的动力输出端穿设过第一贯穿孔后，与所述前后摇摆台连接，所述第一电机设在第一控制器箱内，所述第一电机的动力输出端与第一转轴另一端相对应设置，所述第一上箱盖上设有与第一电机的动力输出端和第一转轴另一端均相对应的皮带贯穿孔，所述第一电机的动力输出端设有皮带，所述皮带穿设过皮带贯穿孔，所述第一电机的动力输出端通过皮带与第一转轴另一端动力连接，所述右支腿的上部设有贯穿的第二转轴孔，所述连接轴设在第二转轴孔内，所述第一右侧壁上与第二转轴孔相对应的位置设有第一轴承，所述连接轴一端与第二转轴孔配合，另一端套嵌在第一轴承的内圈中，所述左右摇摆台包括第一顶板、第一底板，所述左右摇摆台内设有第一夹紧气缸，所述第一夹紧气缸通过第一气动电磁阀与气源连接，所述第一夹紧气缸上设有至少一对第一夹爪，通过第一夹紧气缸实现第一夹爪夹紧或张开，所述第一顶板的左右两侧分别设有与两个第一夹爪的运动轨迹相配合的第一贯穿长槽，所述第一夹爪穿设过第一贯穿长槽，在所述上端板上位于第一贯穿孔的一侧设有限位杆，所述第一底板上设有弧形限位槽，所述弧形限位槽的形状与左右摇摆台相对于前后摇摆台转动时限位杆在左右摇摆台上的运动轨迹相配合，所述限位杆嵌置在弧形限位槽中，所述第一顶板上端面的后侧还设有挡板，所述挡板的中部位置设有容置槽，所述容置槽内设有第一光电传感器，所述第一光电传感器与第一控制器电连接。
8.如权利要求6所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述第一上箱盖上还设有翻转组件，所述翻转组件包括第二回转气缸、翻转台，所述第二回转气缸设在第一上箱盖上，所述第二回转气缸上设有第二回转筒，所述第二回转筒相对于第二回转气缸转动，所述翻转台包括盒体、第二夹紧气缸，所述第二夹紧气缸上设有至少一对第二夹爪，通过第二夹紧气缸实现第二夹爪夹紧或张开，所述第二夹紧气缸设在盒体内，所述盒体的上部设有上盒盖，所述盒体的后部和前部分别设有后盒壁和前盒壁，所述第一控制器箱内还设有第二气动电磁阀、第三气动电磁阀，所述第二气动电磁阀、第三气动电磁阀均分别与第一控制器电连接，所述第二回转筒的端部与后盒壁相连接，所述上盒盖上的左右两侧分别设有与两个第二夹爪的运动轨迹相配合的第二贯穿长槽，所述第二夹爪穿设过第二贯穿长槽，所述第二夹紧气缸通过第二气动电磁阀与气源连接，所述第二回转气缸通过第三气动电磁阀与气源连接。
9.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述冷藏装置包括：
第二控制器箱，包括第二上箱盖、下箱盖，所述第二控制器箱内设有接有电源的第二控制器，所述第二控制器与总控制器电连接；
冷藏箱，设在所述第二控制器箱的上部，所述冷藏箱包括上盖和第二底板、前侧壁和后侧壁以及第二左侧壁和第二右侧壁，所述冷藏箱内设有内胆，所述内胆的上部开口，所述上盖的下端面设有与所述内胆的上部开口轮廓相配合的保温物质凸起，以实现当内胆处于冷藏或保温状态时保温物质凸起的周侧边缘与内胆的上部开口边缘接触密封；
制冷组件，包括半导体制冷片、水管、水箱、水泵、散热排和水冷头，所述半导体制冷片设在内胆的底部，所述半导体制冷片与第二控制器电连接，所述半导体制冷片包括热端面和冷端面，其中，所述冷端面与内胆相连接，所述热端面与水冷头相连接，所述水箱设在第二控制器箱内，所述水泵设在水箱中，所述水箱内设有制冷液，所述水泵与第二控制器电连接，所述散热排设在第二控制器箱下部，所述水泵通过水管与散热排连接，所述散热排通过水管与水冷头连接，所述水冷头通过水管与水箱连接。
10.如权利要求9所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述第二上箱盖上设有第一贯穿开口，所述第二控制器箱内还设有举升组件，所述举升组件包括第四气动电磁阀、第一伸出气缸，所述第一伸出气缸竖向设置在第二控制器箱内，所述第一伸出气缸包括第一伸出气缸本体和设在第一伸出气缸本体中用于实现伸缩动作的活塞杆，所述第四气动电磁阀与第二控制器电连接，所述伸出气缸本体通过第四气动电磁阀与气源相连接，所述第一伸出气缸本体与下箱盖相连接，活塞杆与第二底板的下端面连接，当所述第一伸出气缸处于伸长状态时，所述活塞杆穿设过第一贯穿开口后将冷藏箱顶起，所述上盖、第二底板、前侧壁、后侧壁、第二左侧壁和第二右侧壁的内侧面上均设有隔热棉，所述内胆与第二底板之间还设有内胆支架，用以将内胆支撑在第二底板上，所述内胆中还设有第一托架，所述第一托架上设有第一放置槽。
11.如权利要求10所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述前侧壁的内侧面上设有第三电机、连接座、第二转轴和扇形齿轮，所述第三电机与第二控制器电连接，在前侧壁的上端与电机的动力输出端相对应的位置开设有第三槽口，所述连接座包括分别设在第三槽口两侧的两个L形板，每个L形板均包括相互垂直的长板面和短板面，两个L形板的长板面均与前侧壁的内侧面相连接，两个L形板的短板面相向布置，所述两个L形板的短板面上分别设有第二贯穿孔，所述扇形齿轮上设有轴向的第三转轴孔，所述第二转轴穿设过第二贯穿孔和第三转轴孔，使扇形齿轮转动连接在连接座上，所述扇形轮齿包括上径向端面、下径向端面和弧形端面，所述第三电机的动力输出端与弧形端面上的啮合齿配合，实现带动扇形齿轮转动，所述上径向端面与上盖的底面前端位置连接，当上盖处于盖合状态时，弧形端面的上弧端与第三电机的动力输出端配合，当上盖处于完全打开状态时，弧形端面的下弧端与第三电机的动力输出端配合，所述第一贯穿开口的轮廓尺寸小于第二底板的尺寸。
12.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述显微观察装置包括基座、载物台、拍照显微镜，所述基座设在第一支撑部上，所述基座的一侧设有导轨，另一侧设有无杆气缸，所述无杆气缸上设有气缸滑块，所述载物台的下部一侧设有第一滑块，所述载物台通过第一滑块与导轨配合，所述载物台的下部另一侧与气缸滑块连接，所述拍照显微镜设在基座上且位于载物台的一侧，所述拍照显微镜与总控制器电连接。
13.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述瓶盖旋拧机构包括第二支撑板、气动旋转接头、中空管、连接盘、气管、夹爪气缸和至少一对第三夹爪，所述第二支撑板设在第二执行端上，所述气动旋转接头包括气动旋转接头本体和旋转头，所述气动旋转接头本体设在第二支撑板上，所述旋转头与气动旋转接头本体相连接，实现在气动旋转接头本体上转动，所述中空管一端与旋转头连接，另一端与连接盘连接，所述连接盘的中部设有供气管穿过的槽孔，所述中空管与槽孔的内壁面连接，所述连接盘的下部与夹爪气缸连接，所述第三夹爪设在夹爪气缸下部，通过夹爪气缸使第三夹爪夹紧或张开，所述气管一端连接气动旋转接头，另一端穿设过中空管、槽孔后连接至夹爪气缸。
14.如权利要求13所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述瓶盖旋拧机构还包括中空旋转平台，所述中空旋转平台设在第二支撑板上，且，所述中空旋转平台位于气动旋转接头下部，所述中空旋转平台上设有可供外接设备连接的联接盘，所述联接盘的中部设有中空走线孔，所述连接盘设在联接盘的中空走线孔内，且，所述连接盘的外环壁面与中空走线孔的内壁面连接，所述第三夹爪包括连接臂和设在连接臂下部的弧形夹持板，所述连接臂上部与夹爪气缸相连接，所述弧形夹持板与连接臂相连接部位设有容置凹槽，所述弧形夹持板下部设有由多个算盘珠状凸起组合形成的凸起部，沿着所述凸起部中部至凸起部端部方向排列分布的算盘珠状凸起的直径逐渐增大，所述弧形夹持板上还开设有竖向的第三贯穿长槽，所述第二支撑板的一侧还设有第一摄像装置，所述第一摄像装置包括第一相机支架、第一微型相机，所述第一相机支架与第二支撑板相连接，所述第一微型相机设在第一相机支架内。
15.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述功能组件还包括培养皿传送培养装置，所述培养皿传送培养装置包括适用于培养皿的培养容器、传送组件，所述传送组件设在所述适用于培养皿的培养容器一侧；
所述适用于培养皿的培养容器，包括第一底座、第五电机、托盘和盖体，所述第五电机设在第一底座上，所述第五电机与总控制器电连接，所述第一底座包括第三底板，所述第五电机的动力输出端与托盘的底部连接，所述盖体盖合在托盘上，所述盖体上设有第二贯穿开口，所述盖体上还设有用于盖合第二贯穿开口的盖板。
16.如权利要求15所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述第一底座还包括支撑台，所述支撑台设在第三底板上，所述支撑台的内部设有容置腔室，所述支撑台的上部设有上台板，所述上台板上设有供第五电机的动力输出端穿过的通孔，所述第五电机设在容置腔室中，所述支撑台上设有电加热丝，所述托盘内设有多个培养皿放置槽；
在所述托盘的下部与通孔相对应的位置设有圆台座，所述圆台座上设有第一环状槽，所述第一环状槽与圆台座的外边缘之间形成第一环状侧板；所述上台板上还设有环状固定座，所述环状固定座设在通孔的周侧边缘位置，所述环状固定座内部设有空腔，所述环状固定座上设有与第一环状侧板位置相对应的第二环状槽，所述第二环状槽与环状固定座的内环边缘之间形成第二环状侧板，所述第一环状侧板伸置在第二环状槽中，所述第二环状侧板伸置在第一环状槽中，所述第五电机的动力输出端与圆台座的中部相连接；
所述支撑台的外侧面形成有密封台阶，所述盖体的下部设有与密封台阶相配合的侧壁板，当所述盖体盖合在支撑台上时，所述侧壁板与密封台阶接触密封；
在所述盖体上位于第二贯穿开口一侧的位置设有第二放置槽，在所述第三底板上与第五电机相对应的位置设有第三贯穿开口；
所述传输组件包括承托板、第四支撑板、第三回转气缸、翻转板和承接台，所述第四支撑板立置在承托板的一侧，所述第三回转气缸设在第四支撑板的侧面上，所述翻转板设在第三回转气缸上，所述承接台设在承托板上；
所述翻转板包括第二支座和托台，所述托台设在第二支座上，所述第三回转气缸上设有转盘，所述转盘的端部与第二支座的一侧相连接，所述承接台设在翻转后的托台向下所朝向的位置，所述第三底板的侧面上还设有凸起板，所述承托板设在凸起板上；
所述托台的左右两侧均开设有第一槽口，所述承接台的左右两侧以及前后两侧均开设有第二槽口。
17.如权利要求1所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述称重装置包括：固定座，所述固定座上设有试剂管称重组件，直口瓶称重组件和歪口瓶称重组件。
18.如权利要求17所述的自动化细胞培养设备，其特征在于，所述试剂管称重组件包括第二底座、第一称重传感器以及圆筒，所述第二底座设在固定座上，所述第一称重传感器设在第二底座上，所述圆筒设在第一称重传感器上；
所述直口瓶称重组件包括第三底座、第二称重传感器以及方形筒，所述第三底座设在固定座上，所述第二称重传感器设在第三底座上，所述方形筒设在第二称重传感器上；
所述歪口瓶称重组件，包括第四底座、第三称重传感器以及异形容置盒，所述第四底座设在固定座上，所述第三称重传感器设在第四底座上，所述异形容置盒设在第三称重传感器上；
所述第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器均分别与总控制器电连接；
所述异形容置盒包括第四底板、相垂直布置且形状和尺寸均相同的A端板和B端板，所述A端板与B端板均倾斜度布置，所述A端板的一端与B端板的一端相交，所述A端板与B端板相交的棱边与第四底板的中部相连接，所述A端板的另一端设有竖向布置的A侧板，所述A端板连接在A侧板右端面的中部，所述B端板的另一端设有竖向布置的B侧板，所述B端板连接在B侧板左端面的中部，所述A侧板的下端与第四底板的左端相连接，所述B侧板的下端与第四底板的右端相连接；所述A端板和B端板的前端面上还设有前侧板，所述前侧板的下部与A端板和B端板相连接形成第一锥状凸起，前侧板上部的左侧与A侧板的前端面相连接，前侧板上部的右侧与B侧板的前端面相连接；所述A端板和B端板的后端面上还设有后侧板，所述后侧板的下部与A端板和B端板相连接形成第二锥状凸起，后侧板上部的左侧与A侧板的后端面相连接，后侧板上部的右侧与B侧板的后端面相连接；所述前侧板与后侧板的形状尺寸均相同，所述A端板、B端板、A侧板的上部、B侧板的上部、前侧板以及后侧板共同形成异形容置空腔；
所述第四底板设在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王泽南，陈晓光，李士行，邢志青，赵同宾，
申请(专利权)人：济南创泽生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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