本實(shí)用新型屬于生物培養(yǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種生物培養(yǎng)裝置。

背景技術(shù)：

水蚤、水螅、渦蟲等生物在科研和實(shí)際生產(chǎn)方面有著重要的研究實(shí)用價(jià)值，毒理學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科中經(jīng)?？梢砸姷竭@類生物的身影。另外，水蚤、水螅、渦蟲等生物也是一種優(yōu)良的魚類飼料。

目前在這些生物的培養(yǎng)過程中，主要由科研人員進(jìn)行PH值、水溫等的參數(shù)監(jiān)控，以及換水和投食等任務(wù)，導(dǎo)致科研人員的工作量較大，人為主觀因素較多，不利于科學(xué)培養(yǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種生物培養(yǎng)裝置，技術(shù)方案如下。

一種生物培養(yǎng)裝置，包括：凹底培養(yǎng)盒和自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)；

其中，凹底培養(yǎng)盒上下開口，凹底培養(yǎng)盒的內(nèi)壁靠下的位置形成凹底，凹底與凹底培養(yǎng)盒內(nèi)壁密封連接；

自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)包括頂蓋、支撐部和底座，頂蓋通過支撐部與底座連接，頂蓋和底座之間的距離大于凹底培養(yǎng)盒的高度；

自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)還包括：控制系統(tǒng)、震蕩搖床、溫度調(diào)節(jié)裝置、PH值調(diào)整裝置、投食裝置和更換培養(yǎng)基的裝置；震蕩搖床、溫度調(diào)節(jié)裝置、PH值調(diào)整裝置、投食裝置和更換培養(yǎng)基的裝置在控制系統(tǒng)的控制下工作；凹底培養(yǎng)盒能夠放置在震蕩搖床上。

進(jìn)一步地，所述生物培養(yǎng)裝置包括水位探頭，水位探頭設(shè)置在頂蓋的下表面。

進(jìn)一步地，所述震蕩搖床設(shè)置在底座上，包括側(cè)壁和底壁，底壁上表面上凸形成有固定結(jié)構(gòu)，固定結(jié)構(gòu)與側(cè)壁之間形成容置槽，容置槽的尺寸與凹底培養(yǎng)盒的圓柱筒下部的尺寸相匹配；該固定結(jié)構(gòu)的上表面具有與凹底培養(yǎng)盒的凹底相匹配的形狀。

進(jìn)一步地，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括溫度探頭、加熱裝置和冷卻裝置。

進(jìn)一步地，所述冷卻裝置包括冷卻液出口、冷卻液入口和冷卻金屬板，冷卻金屬板縱向設(shè)置在震蕩搖床側(cè)壁上表面上，并且圍繞凹底培養(yǎng)盒設(shè)置，冷卻液從冷卻液入口進(jìn)入冷卻金屬板內(nèi)部，并從冷卻液出口流出。

進(jìn)一步地，所述加熱裝置包括加熱金屬板，加熱金屬板設(shè)置在震蕩搖床圓柱形固定結(jié)構(gòu)的上表面上。

進(jìn)一步地，所述PH值調(diào)整裝置包括PH值探頭、PH值酸性調(diào)整液入口、PH值堿性調(diào)整液入口、PH值酸性調(diào)整液儲(chǔ)液盒和PH值堿性調(diào)整液儲(chǔ)液盒，PH值探頭、PH值酸性調(diào)整液入口和PH值堿性調(diào)整液入口均設(shè)置在頂蓋的下表面，PH值堿性調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的堿性調(diào)整液通過第一防腐蝕管道與堿性調(diào)整液入口連通，PH值酸性調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的酸性調(diào)整液通過第二防腐蝕管道與酸性調(diào)整液入口連通。

進(jìn)一步地，所述投食裝置包括投食口和儲(chǔ)食盒，投食口設(shè)置在頂蓋的下表面，儲(chǔ)食盒通過第三輸送管道與投食口連通。

進(jìn)一步地，更換培養(yǎng)基的裝置包括燈、液體抽取軟管、液體抽取軟管接頭、培養(yǎng)基入口和培養(yǎng)基供應(yīng)設(shè)備，燈設(shè)置在頂蓋的下表面，培養(yǎng)基入口通過第一輸送管道與培養(yǎng)基供應(yīng)設(shè)備連通；液體抽取軟管一端密封安設(shè)于液體抽取軟管接頭處，液體抽取軟管另一端靠近底座，液體抽取軟管接頭為中空結(jié)構(gòu)，通過第二輸送管道與廢棄液回收裝置連通。

進(jìn)一步地，凹底培養(yǎng)盒為上下開口的圓柱筒，凹底為倒圓錐形凹底，倒圓錐形凹底的底部尖端不凸出于凹底培養(yǎng)盒下部圓柱筒的底端。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型提出的生物培養(yǎng)裝置采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了PH值、水溫、水質(zhì)的自動(dòng)化監(jiān)控和管理，并且體積小巧輕便，經(jīng)濟(jì)成本小。再者，本實(shí)用新型提出的生物培養(yǎng)裝置可根據(jù)培養(yǎng)對(duì)象將水溫和PH值維持在一定范圍內(nèi)，控制水蚤研究中的無關(guān)變量，降低科研人員工作量，較好完成實(shí)驗(yàn)室條件下的高要求養(yǎng)殖和實(shí)驗(yàn)任務(wù)。另外，本實(shí)用新型提出的生物培養(yǎng)裝置也可用于水蚤等生物的養(yǎng)殖階段，自動(dòng)純化生物，自動(dòng)完成換水和投食等繁雜的任務(wù)，較好完成水蚤等生物的保種傳代與飼養(yǎng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的生物培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的生物培養(yǎng)裝置包括的圓柱形頂蓋的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，本實(shí)用新型并不局限于附圖和以下實(shí)施例。

本實(shí)用新型實(shí)施例提出的生物培養(yǎng)裝置，如圖1和圖2所示，包括：凹底培養(yǎng)盒2和自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1。

其中，凹底培養(yǎng)盒2為上下開口的圓柱筒，凹底培養(yǎng)盒的內(nèi)壁靠下的位置形成倒圓錐形凹底203，凹底203與凹底培養(yǎng)盒2內(nèi)壁密封連接，從而在凹底203和凹底培養(yǎng)盒2內(nèi)壁之間形成可以容納培養(yǎng)基的容器空間。凹底培養(yǎng)盒2被凹底分隔而成的上部圓柱筒201和下部圓柱筒202沿徑向的壁厚可以相同或不同。凹底培養(yǎng)盒2的材質(zhì)優(yōu)選耐熱無毒塑料。倒圓錐形凹底203的底部尖端不凸出于凹底培養(yǎng)盒下部圓柱筒202的底端。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，本實(shí)用新型實(shí)施例提到的圓柱形也可以用其他形狀替代，例如正多邊形等。

自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1包括圓柱形頂蓋101、支撐板102和底座103，圓柱形頂蓋101通過支撐板102與底座103連接，圖1中支撐板102將圓柱形頂蓋101和底座103之間的空間分隔成左側(cè)空間和右側(cè)空間(這里的左右根據(jù)圖1所示的左右來定義)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉支撐板102也可以位于圓柱形頂蓋101和底座103一側(cè)，從而在圓柱形頂蓋101和底座103之間形成一個(gè)空間。圓柱形頂蓋101和底座103之間的距離大于凹底培養(yǎng)盒2的高度，以便凹底培養(yǎng)盒2能夠放置在圓柱形頂蓋101和底座103之間。需要說明的是，上述對(duì)自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1結(jié)構(gòu)的劃分僅是為了描述方便，并不表示圓柱形頂蓋101、支撐板102和底座103只能為分體結(jié)構(gòu)，圓柱形頂蓋101、支撐板102和底座103也可以根據(jù)工藝條件和實(shí)際需求設(shè)計(jì)成一體成型結(jié)構(gòu)。

自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1還包括：控制系統(tǒng)(未圖示)、控制探頭105、測(cè)量探頭104、液體抽取軟管106、震蕩搖床107、加熱金屬板108、冷卻裝置109、PH值調(diào)整液儲(chǔ)液盒110、儲(chǔ)食盒(未圖示)和燈111。

其中，控制探頭105和測(cè)量探頭104均設(shè)置在圓柱形頂蓋101朝向右側(cè)空間的下表面，控制探頭105中設(shè)置有培養(yǎng)基入口1051、PH值調(diào)整液入口和投食口1054，PH值調(diào)整液入口包括NaHCO₃調(diào)整液入口1052和NaCl調(diào)整液入口1053；測(cè)量探頭104中設(shè)置有溫度探頭1043、PH值探頭1042和水位探頭1041。

培養(yǎng)基入口1051通過第一輸送管道與培養(yǎng)基供應(yīng)設(shè)備連通。

液體抽取軟管106一端密封安設(shè)于液體抽取軟管接頭112處，液體抽取軟管106另一端靠近底座103，優(yōu)選地，液體抽取軟管106的另一端應(yīng)盡量靠近底座103，以便在凹底培養(yǎng)盒2放置在震蕩搖床107上、液體抽取軟管106放入凹底培養(yǎng)盒2中時(shí)，液體抽取軟管106的另一端能盡量靠近凹底培養(yǎng)盒2的凹底203的底部；液體抽取軟管接頭112位于圓柱形頂蓋101朝向右側(cè)空間的下表面。液體抽取軟管接頭112為中空結(jié)構(gòu)，通過第二輸送管道與廢棄液回收裝置連通。

燈111設(shè)置在圓柱形頂蓋101朝向右側(cè)空間的下表面，為凹底培養(yǎng)盒2中的生物提供光照。例如，可以利用生物的趨光性，將生物吸引到培養(yǎng)基液面附近，從而能進(jìn)行培養(yǎng)基更換等操作。

震蕩搖床107設(shè)置在底座103上。震蕩搖床107包括側(cè)壁1071和底壁(未圖示)，底壁上表面上凸形成有圓柱形固定結(jié)構(gòu)1073，圓柱形固定結(jié)構(gòu)1073與側(cè)壁1071之間形成環(huán)形槽1072，環(huán)形槽1072的尺寸與凹底培養(yǎng)盒2的下部圓柱筒202的底部尺寸相匹配，以便凹底培養(yǎng)盒2放置在震蕩搖床107上時(shí)凹底培養(yǎng)盒2的下部圓柱筒202能夠較牢固地放置在環(huán)形槽1072中；該圓柱形固定結(jié)構(gòu)1073的上表面具有與凹底培養(yǎng)盒2的凹底203相匹配的形狀。當(dāng)凹底培養(yǎng)盒2放置在震蕩搖床107上時(shí)，凹底培養(yǎng)盒2下部圓柱筒202能夠牢固地放置在環(huán)形槽1072中，凹底培養(yǎng)盒2的圓錐形凹底203抵接在圓柱形固定結(jié)構(gòu)1073的上表面上，該固定結(jié)構(gòu)1073能夠進(jìn)一步固定該凹底培養(yǎng)盒2。

加熱金屬板108設(shè)置在震蕩搖床107圓柱形固定結(jié)構(gòu)1073的上表面上。

冷卻裝置109包括冷卻液出口1092、冷卻液入口1093和冷卻金屬板1091。冷卻金屬板1091縱向設(shè)置在側(cè)壁1071上表面，圖1中示出了冷卻金屬板1091設(shè)置在靠近支撐板102的一側(cè)，優(yōu)選地，當(dāng)凹底培養(yǎng)盒2放置在震蕩搖床107上時(shí)，冷卻金屬板1091能盡量緊貼在凹底培養(yǎng)盒2的側(cè)壁上，以提高冷卻效果。冷卻金屬板1091內(nèi)部形成冷卻通道或內(nèi)部設(shè)置冷卻管，并通過冷卻液入口1093和冷卻液出口1092與外界冷卻液供應(yīng)設(shè)備連通，從而形成冷卻液循環(huán)通道。所述冷卻液優(yōu)選為水。

為進(jìn)一步提高冷卻效果，冷卻金屬板1091優(yōu)選為與凹底培養(yǎng)盒2的外形相匹配的形狀，如果凹底培養(yǎng)盒2為圓柱形，則冷卻金屬板1091優(yōu)選為與凹底培養(yǎng)盒2同圓心的圓弧形。

PH值調(diào)整液儲(chǔ)液盒110固定放置在底座103朝向左側(cè)空間的上表面，PH值調(diào)整液儲(chǔ)液盒110包括NaHCO₃調(diào)整液儲(chǔ)液盒和NaCl調(diào)整液儲(chǔ)液盒，NaHCO₃調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的NaHCO₃調(diào)整液通過第一防腐蝕管道與NaHCO₃調(diào)整液入口連通，NaCl調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的NaCl調(diào)整液通過第二防腐蝕管道與NaCl調(diào)整液入口連通。

PH值調(diào)整液儲(chǔ)液盒110還包括加液口，以便在需要時(shí)通過加液口加入相應(yīng)的PH值調(diào)整液。

儲(chǔ)食盒固定放置在底座103朝向左側(cè)空間的上表面，通過第三輸送管道與投食口1054連通。儲(chǔ)食盒包括加食口，以便在需要時(shí)通過加食口加入食物。

凹底培養(yǎng)盒2放置在自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1的底座103上時(shí)，液體抽取軟管106伸入凹底培養(yǎng)盒2靠近凹底203底部的位置，控制探頭105伸入凹底培養(yǎng)盒2，但不接觸凹底培養(yǎng)盒2中盛放的培養(yǎng)基；測(cè)量探頭104伸入凹底培養(yǎng)盒2，并能夠接觸凹底培養(yǎng)盒2中盛放的培養(yǎng)基。

控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、控制面板和觸摸屏?？刂泼姘逦挥趫A柱形頂蓋上表面，控制面板可以包括觸摸屏，以便于用戶操作。

控制系統(tǒng)以單片機(jī)為主體，用單片機(jī)寄存相應(yīng)的數(shù)據(jù)、公式以及判斷的應(yīng)用程序。由于單片機(jī)的輸出口有限，需要在輸出口加譯碼器進(jìn)行解碼調(diào)節(jié)。

功能一：設(shè)定溫度、更換培養(yǎng)基的時(shí)間、投食時(shí)間、PH值等

用戶可以通過觸摸板設(shè)置培養(yǎng)基溫度、更換培養(yǎng)基的時(shí)間或周期、投食時(shí)間或投食周期、PH值等，并將設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到單片機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)。

觸摸板上還設(shè)置有復(fù)位鍵，如果程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以通過復(fù)位鍵使程序恢復(fù)到原來最原始的狀態(tài)。

功能二：溫度控制

用戶自行設(shè)定培養(yǎng)基的溫度區(qū)間(包括高溫閾值和低溫閾值)，并且該裝置可以提供24小時(shí)溫度監(jiān)控。當(dāng)測(cè)量的溫度值大于設(shè)定的高溫閾值時(shí)，打開冷卻液入口1093開關(guān)，使冷卻液進(jìn)入冷卻金屬板1091內(nèi)部，通過位于底座103的壓力泵加壓，使冷卻液從冷卻液出口1092流出，直到測(cè)量的溫度值小于設(shè)定的高溫閾值時(shí)停止冷卻液循環(huán)。當(dāng)測(cè)量的溫度值小于設(shè)定的低溫閾值時(shí)，加熱金屬板108的加熱開關(guān)打開，直到測(cè)量的溫度值大于等于設(shè)定的低溫閾值時(shí)停止加熱。

功能三：投食時(shí)間控制

用戶設(shè)定投食周期或投食時(shí)間，裝置按照用戶設(shè)定的投食周期或投食時(shí)間通過投食口1054進(jìn)行食物投喂。投喂時(shí)間可以由用戶設(shè)定。

功能四：PH值控制

針對(duì)每個(gè)PH值調(diào)試液儲(chǔ)液盒110，都有一個(gè)可以控制并維持輸出流量的泵，將泵聯(lián)入單片機(jī)，單片機(jī)給泵設(shè)定一個(gè)額定的流量值。PH值探頭1042將探測(cè)到的PH值信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后輸入給單片機(jī)，與單片機(jī)中用戶設(shè)定的PH值進(jìn)行比較，由于培養(yǎng)液的體積恒定，PH值調(diào)試液儲(chǔ)液盒110的底面積恒定，用戶定義的PH值與實(shí)際測(cè)量PH值的差值可以換算出所需加入的體積，由于流量一定，控制泵的開斷時(shí)間即可控制PH值到設(shè)定的PH值。當(dāng)PH值小于設(shè)定值時(shí)，打開NaHCO₃調(diào)試液儲(chǔ)液盒的氣泵開關(guān)，由公式計(jì)算出所需開通時(shí)間，輸入定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器到0時(shí)關(guān)閉氣泵開關(guān)。當(dāng)PH值小于設(shè)定值時(shí)，打開NaCl調(diào)試液儲(chǔ)液盒的氣泵開關(guān)，由公式計(jì)算出所需開通時(shí)間，輸入定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器到0時(shí)關(guān)閉氣泵開關(guān)。

功能五：換水控制

到晚上或者黑暗環(huán)境下，裝置的燈111亮起，由于例如水蚤具有趨光性的特點(diǎn)，水蚤會(huì)浮在培養(yǎng)基液面，打開抽水泵，通過直插入培養(yǎng)液底部的液體抽取軟管106抽取底部的雜物，當(dāng)液面低于一定高度時(shí)停止抽取，打開加入培養(yǎng)液的開關(guān)，當(dāng)投入式水位探頭1041給單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，停止加培養(yǎng)基，這樣可以使培養(yǎng)基的液面位于容許刻度處。

本實(shí)用新型實(shí)施例提出的生物培養(yǎng)裝置不僅適用于水蚤的培養(yǎng)或養(yǎng)殖，也可用于其它類似生物的培養(yǎng)或養(yǎng)殖，如水螅、渦蟲等等。

本實(shí)用新型實(shí)施例提出的生物培養(yǎng)裝置的工作流程如下(以水蚤的培養(yǎng)為例)：

在凹底培養(yǎng)盒2中加入培養(yǎng)基至容許刻度線處，并將凹底培養(yǎng)盒2放進(jìn)自動(dòng)化培養(yǎng)機(jī)1的震蕩搖床107上，將液體抽取軟管106放入凹底培養(yǎng)盒2中，通過控制面板啟動(dòng)裝置。

其中在凹底培養(yǎng)盒2中加入培養(yǎng)基的過程也可以自動(dòng)完成，利用培養(yǎng)基入口1051向凹底培養(yǎng)盒2加入培養(yǎng)基，并通過水位探頭1041來探測(cè)加入的培養(yǎng)基的液面高度，從而將培養(yǎng)基的液面高度控制在凹底培養(yǎng)盒2中的容許刻度線處。

測(cè)量探頭104中的溫度探頭1043感知凹底培養(yǎng)盒2中培養(yǎng)基的溫度，當(dāng)培養(yǎng)基的溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，冷卻液入口1093打開，冷卻液進(jìn)入冷卻金屬板1091，通過冷卻金屬板1091降溫；當(dāng)培養(yǎng)基的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，加熱金屬板108被加熱，從而對(duì)放置在加熱金屬板108上的凹底培養(yǎng)盒2中的培養(yǎng)基進(jìn)行加熱升溫。

測(cè)量探頭104中的PH值探頭1042感知培養(yǎng)基的PH值，當(dāng)培養(yǎng)基的PH值高于預(yù)定PH值時(shí)，打開NaCl調(diào)整液入口或者打開NaCl調(diào)整液儲(chǔ)液盒的出口，從而使得NaCl調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的NaCl調(diào)整液能夠通過NaCl調(diào)整液入口注入到凹底培養(yǎng)盒2中；當(dāng)培養(yǎng)基的PH值低于預(yù)定PH時(shí)，打開NaHCO₃調(diào)整液入口或者打開NaHCO₃調(diào)整液儲(chǔ)液盒的出口，從而使得NaHCO₃調(diào)整液儲(chǔ)液盒中的NaHCO₃調(diào)整液能夠通過NaHCO₃調(diào)整液入口注入到凹底培養(yǎng)盒2中。

當(dāng)PH值調(diào)整液注入后，震蕩搖床107開始工作，使培養(yǎng)基與PH值調(diào)整液迅速混勻。

用戶也可以通過控制面板設(shè)置培養(yǎng)基更換周期，設(shè)置好培養(yǎng)基更換周期后，裝置在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行培養(yǎng)基更換。更換時(shí)，凹底培養(yǎng)盒2上方的燈111打開，利用水蚤的趨光性，將水蚤大量聚集于培養(yǎng)基液面；其他雜質(zhì)和已經(jīng)死亡的水蚤沉積在盒底。此時(shí)液體抽取軟管106開始抽取一定量的舊培養(yǎng)基(連同污物一起抽出)，然后控制探頭105中的培養(yǎng)基入口1051開始注入新的培養(yǎng)基，直到液面高度被測(cè)量探頭104中的水位探頭1041感知，停止注入培養(yǎng)基，燈111關(guān)閉，完成自動(dòng)更換培養(yǎng)基任務(wù)。

用戶也可以通過控制面板設(shè)置投食周期，在用戶設(shè)定投食周期后，裝置通過控制探頭105中的投食口1054自動(dòng)投食。

以上，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但是，本實(shí)用新型不限定于上述實(shí)施方式。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。