專利名稱：自動化菌落揀選裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及科學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，是微生物菌落(克隆)挑選設(shè)備，具體地說，是一種自動化菌落揀選裝置，可廣泛應(yīng)用于與生命科學(xué)和生物技術(shù)有關(guān)的生物、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、 能源、化工、紡織、采礦、煉油以及環(huán)境保護(hù)、土壤修復(fù)等諸多領(lǐng)域中涉及微生物分離、篩選、 保藏、轉(zhuǎn)移的工作。
背景技術(shù)：
挑選和保藏微生物菌落是微生物科研、教學(xué)和生產(chǎn)中非?；A(chǔ)而且必需的工作， 長期以來它一直是通過手工進(jìn)行的。手工揀選菌落，一次挑選的菌落數(shù)量有限，而且人為因素較多，缺乏統(tǒng)一客觀的挑選標(biāo)準(zhǔn)，因此勞動強(qiáng)度大但效率低。自從基因組科學(xué)誕生以來， 因?yàn)橐淮涡砸暨x的菌落成千上萬株，單靠傳統(tǒng)的手工方式很難完成，因此，誕生了自動化挑取菌落的儀器和設(shè)備。這些儀器和設(shè)備可完成菌落的自動識別、自動挑取和挑取針頭的自動清洗等動作。目前的自動化菌落挑取設(shè)備主要有兩類一類是轉(zhuǎn)盤式拾取裝置(詳見日本專利 JP61274675A)，它雖然實(shí)現(xiàn)了自動化操作，但是挑取效率仍然沒有明顯提高。另一類是陣列式拾取裝置，它在自動化操作的基礎(chǔ)上大大提高了挑取速度，是未來發(fā)展的趨勢，但是，其拾取針的運(yùn)動采用的是氣動方式驅(qū)動，這就需要另外配備氣源和氣體凈化裝置，增加了成本與設(shè)備維護(hù)檢修的難度；此外，氣動方式下針頭的伸出和收回運(yùn)動慣性大，在挑取過程中易造成交叉污染。此外，現(xiàn)有自動化菌落挑取設(shè)備在針頭清洗滅菌方面需要用水洗槽位、酒精槽位、 加熱槽位和冷卻槽位進(jìn)行清洗滅菌，其不足是①這四個槽位布局在主要操作臺面上，不僅占用較大的空間，而且容易造成主要操作空間污染；②由于水槽中的水為死水，每個實(shí)驗(yàn)批次更換一次，因此，水槽中易積累微生物，增加了污染機(jī)會和滅菌的難度；③酒精槽中的酒精同樣為不流動狀態(tài)，每個實(shí)驗(yàn)批次更換一次，易在酒精槽中積累微生物，增加了污染幾率。現(xiàn)有自動化菌落挑取設(shè)備一般都具備自動識別菌落、自動挑選菌落、自動清洗針頭等功能，但是，卻很少同時兼具諸如自動化供料和收料功能、圖像信息采集與處理功能、 自動化清洗功能、自動化揀選功能、振蕩功能、百級凈化功能等其他的功能，這樣，現(xiàn)有的自動化菌落挑取設(shè)備在使用上會受到相應(yīng)的限制。就現(xiàn)有自動化菌落拾取裝備針頭的清洗滅菌來說，目前主要采用的方式有①采用XYZ動力把將固定有針的針板依靠動力依次浸入水洗槽位、酒精槽位、加熱槽位、冷卻槽位進(jìn)行清洗滅菌；②對矩陣排布的針頭進(jìn)行清洗它主要是利用裝有針頭的針板保持不動，將清洗位利用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)置成能夠移動的兩個位置，烘干滅菌位置直接位于針板的正下方，當(dāng)針頭需要清洗時，清洗位通過絲桿螺母把清洗位輸送到裝有針的針板正下方，同時利用斜塊和軸承使得清洗位高度上升，使針頭插入清洗位內(nèi)，從而進(jìn)行清洗，清洗完畢，按相反的動作，清洗位離開裝有針的針板正下方，此時烘干滅菌裝置工作。本裝置進(jìn)行針板更換需要設(shè)置兩套清洗滅菌裝置(見美國專利US 2004/0096984 Al)。因此，現(xiàn)有自動化菌落挑取設(shè)備從結(jié)構(gòu)到針頭的清洗滅菌來說還是有進(jìn)一步改善的空間的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于完善現(xiàn)有自動化菌落挑取設(shè)備，提供一種可實(shí)現(xiàn)高通量單克隆挑選的自動化裝置，它具有自動化供料和收料功能，具有圖像信息采集與處理功能，能自動化清洗滅菌，自動化揀選和振蕩，具有百級凈化功能和防污染的保護(hù)功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種自動化菌落揀選裝置，含有主工作臺和控制臺，所述的主工作臺由支撐架部分和工作臺部分構(gòu)成，支撐架部分的頂部或者說工作臺部分的底部是為工作平臺，在工作平臺上設(shè)有上部外罩，在上部外罩的前面設(shè)有上部旋轉(zhuǎn)門；在主工作臺的一側(cè)設(shè)有由支撐臺箱體、控制箱、顯示屏和輸入系統(tǒng)構(gòu)成的控制臺，在工作臺部分的上部外罩上設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)； 其特征是
在所述支撐架部分的箱體內(nèi)設(shè)有平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)和清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)設(shè)置在箱體內(nèi)的前面(相對操作者而言)，清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在箱體內(nèi)的后面(相對操作者而言)；
所述平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)通過其下固定板和支撐板固定在支撐架部分的底架上，在支撐板的上端設(shè)有上固定板，在下固定板和上固定板的向心面分別設(shè)置下導(dǎo)向板和上導(dǎo)向板，在下導(dǎo)向板和上導(dǎo)向板之間設(shè)置供料和收料兩個平皿料盒，在平皿料盒后端位置的下固定板和上固定板之間，通過支撐板設(shè)置由絲杠、螺母、線性軸承、導(dǎo)向桿、聯(lián)軸器和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)(兩個動力機(jī)構(gòu)分別為兩個平皿料盒提供動力)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板、抬高桿和平皿托板構(gòu)成，平皿托板伸至平皿料盒的下端；
所述孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)通過其下固定板和支撐板固定在支撐架部分的底架上，在支撐板的上端設(shè)有上固定板，在下固定板和上固定板向心面上分別設(shè)置下導(dǎo)向板和上導(dǎo)向板，在下導(dǎo)向板和上導(dǎo)向板之間設(shè)置供料和收料兩個孔板料盒，在孔板料盒后端位置的下固定板和上固定板之間，通過支撐板設(shè)置由絲杠、螺母、線性軸承、導(dǎo)向桿、聯(lián)軸器、 步進(jìn)電機(jī)和連接底板構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板、抬高桿和孔板托板構(gòu)成， 孔板托板伸至孔板料盒的下端；
所述的清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過底板固定在支撐架部分的底架上；在底板上設(shè)置四根導(dǎo)向軸，四根導(dǎo)向軸的頂端連接著頂板，在頂板上設(shè)置兩塊連接板，在一塊連接板上設(shè)置清洗槽，在另一塊連接板上設(shè)置滅菌槽；在底板上四根導(dǎo)向軸的中間設(shè)置聯(lián)軸器，在聯(lián)軸器內(nèi)設(shè)置一根絲杠，絲杠的下端連接直流電機(jī)，絲杠的上端通過螺母連接著板，板上裝有連接板，連接板與電機(jī)固定板相連；電機(jī)固定板上通過四個線性軸承裝有步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)盤通過鍵與步進(jìn)電機(jī)連接，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)有兩個擱針板位；在聯(lián)軸器的旁邊安裝有傳感器支架，在傳感器支架上設(shè)有若干對射傳感器；
在所述工作平臺上設(shè)置震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)，在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置兩個孔板料盒開口，在孔板料盒開口的旁邊配置孔板蓋放置處；在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的另一側(cè)設(shè)置兩個平皿料盒開口，在平皿料盒開口的旁邊配置培養(yǎng)皿蓋放置處；在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的后面設(shè)置兩個清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開口 ；在工作平臺的后面設(shè)置三軸動力臂，在三軸動力臂上連接拾取頭；
所述震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)包括震蕩器部分和孔板保護(hù)罩，震蕩器部分設(shè)置在孔板保護(hù)罩下的工作平臺上，它包括震蕩器、絲桿螺母、直線滑塊連接板、固定板、聯(lián)軸器和電機(jī)，孔板保護(hù)罩的運(yùn)動是通過絲桿螺母、直線滑塊連接板、固定板、聯(lián)軸器和電機(jī)來完成的；
所述的平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)包含第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸和平皿保護(hù)罩，所述的第一驅(qū)動軸包括第一電機(jī)、第一聯(lián)軸器、第一螺母、第一絲杠、第一直線滑塊和與第一螺母相連的第一連接件，所述的第二驅(qū)動軸包括第二電機(jī)、第二聯(lián)軸器、第二導(dǎo)向桿、第二絲杠、第二直線滑塊、第二螺母和第二連接件；第一驅(qū)動軸設(shè)置在上，平皿護(hù)罩與第一螺母相連并固定在第一直線滑塊上；第二驅(qū)動軸設(shè)置在下，第一驅(qū)動軸通過第二連接件與第二驅(qū)動軸產(chǎn)生聯(lián)動，在平皿保護(hù)罩的頂上設(shè)有一個內(nèi)徑略大于拾取針端外徑的圓孔；
所述的三軸動力臂含有X軸機(jī)械臂、Y軸機(jī)械臂、Z軸機(jī)械臂，通過X軸機(jī)械臂兩端的支撐座設(shè)置在工作平臺的后面；Y軸機(jī)械臂的一端通過連接件連接在X軸機(jī)械臂上方的一端，Y軸機(jī)械臂的另一端通過連接件連接豎向設(shè)置的Z軸機(jī)械臂，在Z軸機(jī)械臂的下端設(shè)有拾取頭；
所述的拾取頭含有針板、骨架、三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)、夾爪和相機(jī)；所述的骨架為一個框架結(jié)構(gòu)，其一側(cè)通過連接板與Z軸機(jī)械臂連接，在骨架的中間設(shè)置三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，在骨架外側(cè)的一面(與Z軸機(jī)械臂連接的相向面)設(shè)置相機(jī)，另一面設(shè)置夾爪，在骨架的下面設(shè)置針板；
所述拾取頭的三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)包含由第三電機(jī)、第三聯(lián)軸器、第三滾珠絲杠、第三直線滑塊構(gòu)成的第一軸，主要由第四電機(jī)、第四聯(lián)軸器、第四滾珠絲杠構(gòu)成的第二軸和含有下壓小電機(jī)的下壓桿(第三軸)；所述第一軸通過連接桿連接在拾取頭的骨架上，第一軸再通過第三連接件連接第二軸，第二軸又通過第四連接件連接下壓桿，構(gòu)成三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)；
所述夾爪含有導(dǎo)向桿、電動夾爪、前臂、連接板和夾緊臂，通過連接塊連接在拾取頭骨架的外端，在所述連接塊上設(shè)有前臂，前臂上設(shè)有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿的頂端安裝有步進(jìn)電機(jī)， 步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器連接滾珠絲桿，滾珠絲桿通過連接板和螺母與電動夾爪連接，在前臂的前端設(shè)有夾緊臂；所述連接板在與螺母固接的同時又與直線滑塊相連，使步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)能帶動整個電動夾爪上下運(yùn)動；
所述的針板包括上針板、下針板和拾取針，所述上針板的兩側(cè)設(shè)有連接槽，上針板和下針板將拾取針嵌置在針板的中間，針板通過連接槽安裝在拾取頭的骨架下面。
所述通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在上部外罩的頂端，所述通風(fēng)系統(tǒng)的出風(fēng)口設(shè)置在上部外罩的后背。 在所述的進(jìn)風(fēng)口上覆蓋有除菌濾材，在所述的出風(fēng)口上安裝有濾網(wǎng)。所述平皿料盒內(nèi)能夠疊放2 20個培養(yǎng)皿，在所述平皿料盒的前面設(shè)有卡手。所述孔板料盒內(nèi)能夠疊放2 20塊孔板，在孔板料盒的前面設(shè)有卡手。在清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的每個擱針板位內(nèi)設(shè)有3-6個擱針板限位槽。
在所述的傳感器支架上設(shè)有3-6個對射傳感器。所述針板的上針板的兩側(cè)設(shè)有4個“L”型連接槽。本發(fā)明自動化菌落揀選裝置的積極效果是
(1)具有百級凈化和防污染保護(hù)、自動化供料和收料、圖像信息采集與處理的功能，能自動化揀選菌落和振蕩拾取頭，能自動化進(jìn)行拾取針的清洗和滅菌，而且，各個模塊在機(jī)械結(jié)構(gòu)上是相互獨(dú)立的，通過軟件的控制使各模塊的運(yùn)動協(xié)調(diào)合拍；
(2)可實(shí)現(xiàn)高通量單克隆菌落挑選的自動化菌落揀選，能滿足大型實(shí)驗(yàn)室和工作站一天之內(nèi)要處理上萬個到數(shù)十萬個克隆樣品的工作需要；
(3)可廣泛應(yīng)用于與生命科學(xué)和生物技術(shù)有關(guān)的生物、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、能源、化工、紡織、采礦、煉油以及環(huán)境保護(hù)、土壤修復(fù)等諸多領(lǐng)域中涉及微生物分離、篩選、保藏和轉(zhuǎn)移的工作。


圖1為本發(fā)明自動化菌落揀選裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明自動化菌落揀選裝置的背面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明自動化菌落揀選裝置去除外罩和控制部分的結(jié)構(gòu)示意4為平皿自動化供料和收料機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為孔板自動化供料和收料機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖7為平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖8為拾取頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為拾取頭針板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為拾取頭三軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖11為拾取頭夾爪的結(jié)構(gòu)示意圖12為清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在整機(jī)中的位置示意圖； 圖13為清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14為拾取頭在三軸動力臂上的位置示意圖。圖中的標(biāo)號分別為
101、主工作臺；102、支撐架部分；103、工作臺部分；104、上部外罩，
105、上部旋轉(zhuǎn)門；106、控制臺； 201、進(jìn)風(fēng)口 ； 202、出風(fēng)口 ；
3、平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)； 303、卡手； 304、平皿料盒 307、絲杠；308、螺母； 311、聯(lián)軸器； 312、步進(jìn)電機(jī) 315、抬高桿； 316、平皿托板
4、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)； 403、卡手； 404、孔板料盒 407、絲杠； 408、螺母；
107、工作平臺；
301、下固定板 305、上固定板 309、線性軸承 313、連接底板 317、支撐板；
401下固定板、 405、上固定板； 409、線性軸承；
302、下導(dǎo)向板； 306、上導(dǎo)向板； 310、導(dǎo)向桿； 314、連接板；
402、下導(dǎo)向板； 406、上導(dǎo)向板； 410、導(dǎo)向桿；411、聯(lián)軸器； 412、步進(jìn)電機(jī)；413、連接底板；414、連接板； 415、抬高桿； 416、孔板托板；417、支撐板；
5、震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)；502、震蕩器；503、孔板保護(hù)罩；504、絲桿； 505、直線滑塊連接板；506、固定板；507、聯(lián)軸器； 508、電機(jī)；
6、平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)；601、第一電機(jī)；602、第一聯(lián)軸器； 603、第一螺母；604、第一絲杠；605、第一直線滑塊；606、平皿保護(hù)罩； 607、圓孔；608、第二電機(jī)；609、第二聯(lián)軸器；610、第二導(dǎo)向桿；
611、第二絲杠；612、第二直線滑塊；613、第二連接件；614、第二螺母；
7、拾取頭；710、針板；711、上針板；711a、第一“L”型槽； 711b、第二 “L”型槽;711c、第三“L”型槽;711d、第四“L”型槽;
712、下針板；713、拾取針；720、骨架；730、三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)；
731、第三電機(jī)； 732、第三聯(lián)軸器；733、第三滾珠絲桿；
734、第三直線滑塊；735、第三連接件；736、第四電機(jī)；
737、第四滾珠絲杠；738、第四連接件；739、下壓桿；
740、夾爪；741、導(dǎo)向桿；742、步進(jìn)電機(jī)；743、電動夾爪；
744、前臂；745、聯(lián)軸器；746、滾珠絲杠；747、夾緊臂；
748、連接板；749、螺母； 750、相機(jī)；
8、清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；801、直流電機(jī)；802、底板；803、聯(lián)軸器； 804、絲杠；805、螺母； 806、板； 807、連接板；
808、導(dǎo)向軸；809、頂板； 810、連接板；811、清洗槽； 812、第一擱針板位；813、第二擱針板位；814、轉(zhuǎn)盤；815、滅菌槽； 816、電機(jī)固定板； 817、步進(jìn)電機(jī)；818、第一對射傳感器；
819、第二對射傳感器；820、第三對射傳感器；821、傳感器支架；
9、三軸動力臂；901、X軸機(jī)械臂；902、Y軸機(jī)械臂；903、Ζ軸機(jī)械臂；
10、孔板料盒開口；11、孔板蓋放置處；12、清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開口 ； 13、平皿料盒開口 ； 14、培養(yǎng)皿蓋放置處。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明自動化菌落揀選裝置的具體實(shí)施方式
，但是應(yīng)該指出， 本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。(參見圖1)一種自動化菌落揀選裝置，含有主工作臺101和控制臺106，所述的主工作臺101由支撐架部分102和工作臺部分103構(gòu)成。為方便主工作臺101的移動，在主工作臺101的下面安裝6件可調(diào)節(jié)高度帶剎車的滾輪。支撐架部分102的頂部或者說工作臺部分103的底部可做成工作平臺107。為保證工作平臺107的無菌化操作，應(yīng)在工作平臺107上設(shè)置密封的上部外罩104，再在上部外罩104的前面設(shè)置一個可旋轉(zhuǎn)開關(guān)的上部旋轉(zhuǎn)門105。上部旋轉(zhuǎn)門105也應(yīng)該做成密封性能很好的門。可將通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在工作臺部分103的上部外罩104上在上部外罩104的頂端設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口 201，在上部外罩104的后背設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的出風(fēng)口 202 (參見附圖2)。為實(shí)現(xiàn)對空氣的凈化，應(yīng)在進(jìn)風(fēng)口 201覆蓋上除菌濾菌的材料，如百級凈化的過濾材質(zhì)，在出風(fēng)口 202上安裝濾網(wǎng)，既可防止微生物排到操作空間以外，又能達(dá)到增加工作腔內(nèi)正壓的目的。為生產(chǎn)、操作和維修的方便，可將控制臺106與主工作臺101分開設(shè)置，既有聯(lián)系又相對獨(dú)立。控制臺106可由支撐臺箱體、控制箱、顯示屏和輸入系統(tǒng)等需要的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，設(shè)置在主工作臺101的一側(cè)。參見圖3 “自動化菌落揀選裝置去除外罩和控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖”和圖12 “清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在整機(jī)中的位置示意圖”?？蓪⒅渭懿糠?02做成框架結(jié)構(gòu)再覆合貼板的箱體結(jié)構(gòu)，前面可設(shè)置門(這些可采用貫常做法，這里不再贅述)。在支撐架部分 102的箱體內(nèi)要安裝平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)3、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)4和清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8。為此，可將平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)3、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)4設(shè)置在箱體內(nèi)的前面(相對操作者而言)，將清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8設(shè)置在箱體內(nèi)的后面(相對操作者而言)(參見圖12 “清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在整機(jī)中的位置示意圖”)。參見圖4“平皿自動化供料和收料機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖”。將平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)3通過其下固定板301和支撐板317固定在支撐架部分102的底架上，可設(shè)置在支撐架部分102箱體內(nèi)的右邊。在支撐板317的上端設(shè)置上固定板305，在下固定板301和上固定板305的向心面分別設(shè)置下導(dǎo)向板302和上導(dǎo)向板306，在下導(dǎo)向板302和上導(dǎo)向板306之間設(shè)置供料和收料的兩個平皿料盒304。平皿料盒304內(nèi)能夠疊放2 20個培養(yǎng)皿，在平皿料盒304外面的前方設(shè)置一個卡手303，可將平皿料盒304鎖定在固定板內(nèi)。在平皿料盒 304后端位置的下固定板301和上固定板305之間，通過支撐板317設(shè)置由絲杠307、螺母 308、線性軸承309、導(dǎo)向桿310、聯(lián)軸器311和步進(jìn)電機(jī)312構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)(兩套動力機(jī)構(gòu)分別為兩套平皿料盒304提供動力)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板314、抬高桿315和平皿托板 316構(gòu)成，將平皿托板316伸至平皿料盒304的下端。動力機(jī)構(gòu)的啟動可帶動平皿料盒304 內(nèi)的培養(yǎng)皿上升或下降，其工作方式為由步進(jìn)電機(jī)312提供動力，聯(lián)軸器311傳遞扭矩，使絲桿307做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，絲桿307與螺母308形成螺母副，使得與螺母308連接的連接板314 獲得旋轉(zhuǎn)動力，導(dǎo)向桿310和線性軸承309限制其旋轉(zhuǎn)方向的自由度，這樣，連接板314通過步進(jìn)電機(jī)312的正向轉(zhuǎn)動獲得上下運(yùn)動的動力。此外，抬高桿315與連接板314固定，平皿托板316固定在抬高桿315上方，由于平皿料盒304前后面設(shè)有兩個槽口，它們既可方便培養(yǎng)皿的放入和取出，又可在平皿料盒304放入后擱在平皿托板316的位置上面，從而使平皿托板316可以托起平皿料盒304進(jìn)行上下的運(yùn)動。平皿料盒304有2個，一個供料，一個收料，它們的機(jī)械結(jié)構(gòu)完全一樣。平皿料盒304為獨(dú)立的模塊，可以移取，移出時先旋轉(zhuǎn)卡手303，握著平皿料盒304的把手按水平方向根據(jù)下導(dǎo)向板302和上導(dǎo)向板306方向使力。 裝入平皿料盒304的動作則正好相反。參見圖5“孔板自動化供料和收料機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖”。將孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)4通過其下固定板401和支撐板417固定在支撐架部分102的底架上，可設(shè)置在支撐架部分102箱體內(nèi)的左邊。在支撐板417的上端設(shè)置上固定板405，在下固定板401和上固定板 405的向心面分別設(shè)置下導(dǎo)向板402和上導(dǎo)向板406，在下導(dǎo)向板402和上導(dǎo)向板406之間設(shè)置供料和收料的兩個孔板料盒404，孔板料盒404內(nèi)能夠疊放2 10個孔板，在孔板料盒 404外面的前端可設(shè)置一個卡手403，可將孔板料盒404鎖定在固定板內(nèi)。在孔板料盒404 后端位置的下固定板401和上固定板405之間，通過支撐板417設(shè)置由絲杠407、螺母408、 線性軸承409、導(dǎo)向桿410、聯(lián)軸器411、步進(jìn)電機(jī)412和連接底板413構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)(兩套動力機(jī)構(gòu)分別為兩套孔板料盒404提供動力)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板414、抬高桿415和孔板托板416構(gòu)成，將孔板托板416伸至孔板料盒404的下端。動力機(jī)構(gòu)的啟動可帶動孔板料盒404內(nèi)的孔板上升或下降，其工作方式為由步進(jìn)電機(jī)412提供動力，聯(lián)軸器411傳遞扭矩，使絲桿407做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，絲桿407與螺母408形成螺母副，使得與螺母408連接的連接板414獲得旋轉(zhuǎn)動力，導(dǎo)向桿410和線性軸承409限制其旋轉(zhuǎn)方向的自由度，這樣，連接板414通過步進(jìn)電機(jī)412的正向轉(zhuǎn)動獲得上下運(yùn)動的動力。抬高桿415與連接板414固定，孔板托板416固定在抬高桿415上方，由于孔板料盒404前后面設(shè)有兩個槽口，它們既可方便孔板的放入和取出，又可在孔板料盒404放入后擱在孔板托板416的位置上面，從而使孔板托板416可以托起孔板料盒404進(jìn)行上下的運(yùn)動?？装辶虾?04有2個，一個供料， 一個收料，它們的機(jī)械結(jié)構(gòu)完全一樣。孔板料盒404為獨(dú)立的模塊，可以移取，移出時先旋轉(zhuǎn)卡手403，握著孔板料盒404的把手按水平方向下導(dǎo)向板402和上導(dǎo)向板406方向使力。 裝入孔板料盒404的動作則正好相反。參見圖12 “清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在整機(jī)中的位置示意圖”和圖13 “清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖”。將清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8通過底板802固定在支撐架部分102的底架上，在底板802上設(shè)置四根導(dǎo)向軸808，在四根導(dǎo)向軸808的頂端連接一塊頂板809，在頂板809上設(shè)置兩塊連接板，在一塊連接板上設(shè)置清洗槽811，在另一塊連接板上設(shè)置滅菌槽815。在底板802上四根導(dǎo)向軸808的中間位置設(shè)置聯(lián)軸器803， 在聯(lián)軸器803內(nèi)設(shè)置一根絲杠804 (為穿過底板802的設(shè)置)，絲杠804的下端連接一只直流電機(jī)801，絲杠804的上端通過螺母805連接板806，板806上再連接安裝連接板807，將連接板807再與電機(jī)固定板816相連，電機(jī)固定板816上通過四個線性軸承設(shè)置步進(jìn)電機(jī) 817，轉(zhuǎn)盤814通過鍵與步進(jìn)電機(jī)817連接，在轉(zhuǎn)盤814上設(shè)置兩個擱針板位，為第一擱針板位812、第二擱針板位813，每個擱針板位內(nèi)設(shè)有4個擱針板限位槽。在聯(lián)軸器803的旁邊安裝有傳感器支架821，在傳感器支架821上分高度或水平度設(shè)置3個對射傳感器。清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8的工作過程為由直流電機(jī)801提供動力，聯(lián)軸器803將扭矩傳遞給絲杠804，絲桿804與螺母805構(gòu)成絲杠螺母副，再通過與螺母805連接的板806、與板806 連接的連接板807將動力傳遞給電機(jī)固定板816，因此，板806與連接板807能上下運(yùn)動，設(shè)置在電機(jī)固定板816上的轉(zhuǎn)盤814及擱針板位能旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，裝置在擱針板位內(nèi)的孔板就能在清洗槽811內(nèi)清洗，然后再在滅菌槽815內(nèi)滅菌。參見圖1 “自動化菌落揀選裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖”和圖3 “自動化菌落揀選裝置去除外罩和控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖”。在工作平臺107的正中間位置設(shè)置震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6，在震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6的右側(cè)設(shè)置兩個孔板料盒開口 10，為平皿料盒304的上端開口，一個供料、一個收料?？稍诳装辶虾虚_口 10的旁邊配置一個孔板蓋放置處11。在震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6的左側(cè)設(shè)置兩個平皿料盒開口 13為孔板料盒404的上端開口，一個供料、一個收料，可在平皿料盒開口 13的旁邊配置培養(yǎng)皿蓋放置處14。在在震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6的后面 (以操作者的位置而言)設(shè)置兩個清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開口 12，為第一擱針板位812 和第二擱針板位813的上端開口。在工作平臺107的后面(以操作者的位置而言)設(shè)置三軸動力臂9 (見圖14)并在三軸動力臂9上連接拾取頭7。
參見圖6 “震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的示意圖”。所述的震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5包括震蕩器部分和孔板保護(hù)罩503，震蕩器部分包括震蕩器502、絲桿螺母504、直線滑塊連接板505、固定板506、聯(lián)軸器507和電機(jī)508，將它們都設(shè)置在孔板保護(hù)罩503下的工作平臺107上?？装灞Ｗo(hù)罩503的運(yùn)動是通過絲桿螺母504、直線滑塊連接板505、固定板506、聯(lián)軸器507和電機(jī)508來完成的。震動器及其孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)5的工作模式為 由電機(jī)508提供動力，聯(lián)軸器507傳遞扭矩給絲桿504，直線滑塊連接板505與絲桿504固定，同時也與滑塊相連，使得與孔板保護(hù)罩503連接的固定板506能來回直線運(yùn)動，因此孔板保護(hù)罩503能起到保護(hù)振蕩器502的作用。孔板保護(hù)罩503只有在放取孔板以及拾取頭 7轉(zhuǎn)移菌落時才會打開，其他時間都處于關(guān)閉狀態(tài)，其與震動器震蕩和針板710的轉(zhuǎn)移是聯(lián)動的。參見圖7“平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)的示意圖”。平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6包含第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸和平皿保護(hù)罩606。第一驅(qū)動軸包括第一電機(jī)601、第一聯(lián)軸器602、第一螺母603、第一絲杠604、第一直線滑塊605和第一連接件615，第二驅(qū)動軸包括第二電機(jī)608、第二聯(lián)軸器609、第二導(dǎo)向桿610、第二絲杠611、第二直線滑塊612、第二螺母614和第二連接件613。將第一驅(qū)動軸設(shè)置在第二驅(qū)動軸的上面，將平皿護(hù)罩606與第一驅(qū)動軸的第一螺母603相連并固定在第一驅(qū)動軸的第一直線滑塊605上。將第二驅(qū)動軸設(shè)置在第一驅(qū)動軸的下面，將第一驅(qū)動軸通過第二連接件613與第二驅(qū)動軸連接，可使它們產(chǎn)生聯(lián)動。兩套驅(qū)動軸通過第二驅(qū)動軸的第二直線滑塊固定板固定在工作臺面107上方。在平皿保護(hù)罩606的頂上設(shè)置一個內(nèi)徑略大于拾取針端713外徑的圓孔607。平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)6的工作模式為第二驅(qū)動軸由第二電機(jī)608提供動力，第二聯(lián)軸器 609通過第二導(dǎo)向桿610傳遞扭矩給第二絲杠611，第二絲杠611與第二螺母614構(gòu)成絲杠螺副，第二連接件613與第二螺母固定的同時也與直線滑塊612相連，使得第二連接件613 能在第二絲杠611上做直線運(yùn)動，同時，第一驅(qū)動軸與第二連接件固定連接，第一驅(qū)動軸能與第二連接件613同方向運(yùn)動；第一驅(qū)動軸由第一電機(jī)601提供動力，第一聯(lián)軸器通過第一導(dǎo)向桿603傳遞扭矩給第一絲杠604，第一絲杠604與第一螺母603構(gòu)成螺母副，由于平皿護(hù)罩606與第一螺母603相連并固定在第一直線滑塊605上，因此平皿護(hù)罩606上的圓孔 607能做兩軸的坐標(biāo)聯(lián)動。當(dāng)在平皿成像位完成圖像信息采集后，平皿保護(hù)罩606就移動到培養(yǎng)皿上方罩住培養(yǎng)皿，平皿保護(hù)罩606上的圓孔607對準(zhǔn)待挑取的第一個菌落，拾取頭7 上的拾取針713通過圓孔607對菌落進(jìn)行挑取，當(dāng)?shù)谝粋€菌落挑取完成后，平皿保護(hù)罩606 能根據(jù)控制系統(tǒng)的指令移動位置，其上的圓孔607始終對著要依次挑取的菌落，拾取頭7上的拾取針713依次伸出進(jìn)行挑取，即，平皿保護(hù)罩606的移動、拾取針713的出針與待挑取菌落的順序是由控制系統(tǒng)控制，聯(lián)動進(jìn)行的)。參見圖14 “拾取頭在三軸動力臂上的位置示意圖”。三軸動力臂9含有X軸機(jī)械臂901、Y軸機(jī)械臂902、Z軸機(jī)械臂903，通過X軸機(jī)械臂901兩端的支撐座設(shè)置在工作平臺107的后面；Y軸機(jī)械臂902的一端通過連接件連接在X軸機(jī)械臂901上方的一端，Y 軸機(jī)械臂902的另一端通過連接件連接豎向設(shè)置的Z軸機(jī)械臂903，在Z軸機(jī)械臂903的下端設(shè)有拾取頭7。參見圖8“拾取頭的結(jié)構(gòu)示意圖”。所述的拾取頭7含有針板710、骨架 720、三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)730、夾爪740和相機(jī)750 ；所述的骨架720為一個框架結(jié)構(gòu)，其一側(cè)通過連接板與Z軸機(jī)械臂903連接，在骨架720的中間設(shè)置三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)730，在骨架720外側(cè)的一面(與Z軸機(jī)械臂903連接的相向面)設(shè)置相機(jī)750 (可采用本行業(yè)通常使用的機(jī)型)， 在骨架720外側(cè)的另一面設(shè)置夾爪740，在骨架720的下面設(shè)置針板710。參見圖10 “拾取頭三軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)的示意圖”。所述拾取頭7的三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)730 包含由第三電機(jī)731、第三聯(lián)軸器732、第三滾珠絲杠733、第三直線滑塊734構(gòu)成的第一軸， 主要由第四電機(jī)736、第四聯(lián)軸器737、第四滾珠絲杠738構(gòu)成的第二軸和含有下壓小電機(jī)的下壓桿739 (第三軸);所述第一軸通過連接桿連接在拾取頭7的骨架720上(見圖8)，第一軸再通過第三連接件735連接第二軸，第二軸又通過第四連接件738連接下壓桿739，構(gòu)成三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)730。拾取頭7三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)730的工作步驟為由第三電機(jī)731提供動力，第三聯(lián)軸器732傳遞扭矩給第三滾珠絲桿733并通過第三直線滑塊734帶動第二軸軸線運(yùn)動；由第四電機(jī)736提供動力，第四聯(lián)軸器737傳遞扭矩給第四滾珠絲桿738并通過第四連接件738帶動下壓桿739軸線運(yùn)動；下壓桿739通過其上設(shè)置的下壓小電機(jī)提供動力， 實(shí)行三軸的聯(lián)動。參見圖11“拾取頭夾爪的結(jié)構(gòu)示意圖”。所述拾取頭7的夾爪740含有導(dǎo)向桿741、 電動夾爪743、前臂744、連接板748和夾緊臂747，通過連接塊連接在拾取頭7骨架720的外端，在所述連接塊上設(shè)有前臂744，前臂744上設(shè)有導(dǎo)向桿741，導(dǎo)向桿741的頂端安裝有步進(jìn)電機(jī)742，步進(jìn)電機(jī)742通過聯(lián)軸器745連接滾珠絲桿746，滾珠絲桿746通過連接板 748和螺母749與電動夾爪743連接，在前臂744的前端設(shè)有夾緊臂747 ；所述連接板748 在與螺母749固接的同時又與直線滑塊相連，使步進(jìn)電機(jī)742的正反轉(zhuǎn)能帶動整個電動夾爪743上下運(yùn)動。參見圖9 “拾取頭針板的結(jié)構(gòu)示意圖”，所述拾取頭7的針板710包括上針板711、 下針板712和拾取針713，在上針板711的兩側(cè)設(shè)置連接槽，可設(shè)置“L”型連接槽，在上針板 711的兩側(cè)各設(shè)置2個“L”型連接槽，為第一 “L”型槽711a、第二 “L”型槽711b、第三“L” 型槽711c和第四“L”型槽711d。用上針板711和下針板712將拾取針713嵌置在針板710 的中間，將針板710通過“L”型連接槽安裝在拾取頭7的骨架720下面。本發(fā)明自動化菌落揀選裝置的工作過程為 (1)準(zhǔn)備工作
檢查裝置水箱和酒精容器中的液位，液體裝量應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求； 開啟裝置的電源，設(shè)備開始自檢，主要是檢查設(shè)備本身機(jī)械運(yùn)動部件和控制部分；自檢通過后，操作者可在對應(yīng)的平皿料盒304和孔板料盒404中裝入已培養(yǎng)菌落的培養(yǎng)皿和對應(yīng)的孔板，然后將兩個平皿料盒304和兩個孔板料盒404放入它們的準(zhǔn)確位置。(2)針板類型和拾取針板/頭高度的確定
根據(jù)被揀選的菌落特性和微孔板格式選擇對應(yīng)的拾取針并裝配到拾取頭上，選擇與待挑取菌落同一批制備的平皿，放置在成像位，根據(jù)要求調(diào)試拾取頭/針高度和運(yùn)動行程并存入控制系統(tǒng)；
手動脫針板處于拆針板位，調(diào)試用的針板進(jìn)入清洗狀態(tài)。(3)凈化操作
開啟紫外線燈和通風(fēng)系統(tǒng)，對裝置工作平臺107上面的空間和清洗滅菌位進(jìn)行凈化處理。(4)拾取操作拾取頭利用夾爪將拆裝針板的臺面上門打開，通過頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將拆裝針板定位架升出臺面，裝上已滅菌的針板，將拆裝針板定位架降到臺面之下，利用拾取頭關(guān)上移動門；
與此同時，微孔板通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)運(yùn)動到臺面上方，拾取頭及其上的夾爪運(yùn)動到微孔板正上方，通過夾爪把微孔板的蓋子放置在微孔板蓋位，執(zhí)行同樣動作把移走蓋子的微孔板移動并放置在震蕩器上，然后執(zhí)行類似的動作，將平皿蓋和平皿分別放置在放平皿蓋的位置和成像位置。這時，拾取頭上的照相機(jī)運(yùn)動到成像位正上方的合適距離對培養(yǎng)皿進(jìn)行拍照(成像)，通過采集的成像信息鎖定待選的目標(biāo)菌落。接著，拾取頭針頭對目標(biāo)菌落進(jìn)行依次拾取，當(dāng)針頭拾取完畢后，拾取頭針板運(yùn)動到震蕩臺正上方并向下運(yùn)動到合適的位置，觸發(fā)啟動保護(hù)板滑開，針頭往下運(yùn)動，達(dá)到預(yù)定位置后，啟動震蕩器，使目標(biāo)菌落能充分轉(zhuǎn)移到微孔板液體內(nèi)。針板抬起到預(yù)設(shè)高度后，振蕩器停止工作，這時，可利用夾爪將已經(jīng)轉(zhuǎn)移菌落的微孔板搬運(yùn)到工作平臺107出孔板位，同時，將進(jìn)微孔板位的孔板蓋蓋在已經(jīng)轉(zhuǎn)移菌落的孔板上。同樣，將已被挑選過菌落的培養(yǎng)皿搬運(yùn)到培養(yǎng)皿的出皿機(jī)構(gòu)，這樣就完成了一輪的培養(yǎng)皿菌落揀選的過程，此時，拾取頭夾爪推開清洗位和滅菌位的移門，頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動作使拆裝針板固定架運(yùn)動到工作平臺107上方，拾取頭將針板拆卸于拆針板位，完成拆卸后再到裝針板位置裝上已經(jīng)滅好菌的針板，被拆下的針板在頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用下再次降回到工作平臺107臺面之下進(jìn)行清洗滅菌工作，當(dāng)針板徹底落在工作臺面下方，利用拾取頭上的夾爪將拆裝針板位處的移門全部關(guān)上，進(jìn)行下一個菌落挑選循環(huán)。依次循環(huán)。最后一輪對培養(yǎng)皿中目標(biāo)菌落的挑選完成之后，第一次的微孔板蓋和平皿蓋蓋到孔板和平皿上，隨后進(jìn)行(舊)針板拆除和新針板的安裝。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種自動化菌落揀選裝置，含有主工作臺(101)和控制臺(106)，所述的主工作臺 (101)由支撐架部分(102)和工作臺部分(103)構(gòu)成，支撐架部分(102)的頂部或者說工作臺部分(103)的底部是為工作平臺(107)，在工作平臺(107)上設(shè)有上部外罩(104)，在上部外罩(104)的前面設(shè)有上部旋轉(zhuǎn)門(105)；在主工作臺(101)的一側(cè)設(shè)有由支撐臺箱體、控制箱、顯示屏和輸入系統(tǒng)構(gòu)成的控制臺(106)，在工作臺部分(103)的上部外罩(104)上設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)；其特征在于在所述支撐架部分(102)的箱體內(nèi)設(shè)有平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(3)、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(4)和清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(8)，平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(3)、 孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(4)設(shè)置在箱體內(nèi)的前面，清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(8)設(shè)置在箱體內(nèi)的后面；所述平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(3)通過其下固定板(301)和支撐板(317)固定在支撐架部分(102)的底架上，在支撐板(317)的上端設(shè)有上固定板(305)，在下固定板(301)和上固定板(305)的向心面分別設(shè)置下導(dǎo)向板(302)和上導(dǎo)向板(306)，在下導(dǎo)向板(302)和上導(dǎo)向板(306)之間設(shè)置供料和收料兩個平皿料盒(304)，在平皿料盒(304)后端位置的下固定板(301)和上固定板(305)之間，通過支撐板(317)設(shè)置由絲杠(307)、螺母(308)、線性軸承(309 )、導(dǎo)向桿(310 )、聯(lián)軸器(311)和步進(jìn)電機(jī)(312 )構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板(314)、抬高桿(315)和平皿托板(316)構(gòu)成，平皿托板(316)伸至平皿料盒 (304)的下端;所述孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)(4)通過其下固定板(401)和支撐板(417)固定在支撐架部分(102)的底架上，在支撐板(417)的上端設(shè)有上固定板(405)，在下固定板(401)和上固定板(405)向心面上分別設(shè)置下導(dǎo)向板(402)和上導(dǎo)向板(406)，在下導(dǎo)向板(402)和上導(dǎo)向板(406)之間設(shè)置供料和收料兩個孔板料盒(404)，在孔板料盒(404)后端位置的下固定板(401)和上固定板(405)之間，通過支撐板(417)設(shè)置由絲杠(407)、螺母(408)、線性軸承(409)、導(dǎo)向桿(410)、聯(lián)軸器(411)、步進(jìn)電機(jī)(412)和連接底板(413)構(gòu)成的動力機(jī)構(gòu)，動力機(jī)構(gòu)的下部由連接板(414)、抬高桿(415)和孔板托板(416)構(gòu)成，孔板托板(416) 伸至孔板料盒(404)的下端；所述的清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(8)通過底板(802)固定在支撐架部分(102)的底架上；在底板(802)上設(shè)置四根導(dǎo)向軸(808)，四根導(dǎo)向軸(808)的頂端連接著頂板(809)， 在頂板(809)上設(shè)置兩塊連接板，在一塊連接板上設(shè)置清洗槽(811)，在另一塊連接板上設(shè)置滅菌槽(815);在底板(802)上四根導(dǎo)向軸(808)的中間設(shè)置聯(lián)軸器(803)，在聯(lián)軸器 (803)內(nèi)設(shè)置一根絲杠(804)，絲杠(804)的下端連接直流電機(jī)(801 )，絲杠(804)的上端通過螺母(805)連接著板(806)，板(806)上裝有連接板(807)，連接板(807)與電機(jī)固定板 (816)相連；電機(jī)固定板(816)上通過四個線性軸承裝有步進(jìn)電機(jī)(817)，轉(zhuǎn)盤(814)通過鍵與步進(jìn)電機(jī)(817)連接，在轉(zhuǎn)盤(814)上設(shè)有兩個擱針板位；在聯(lián)軸器(803)的旁邊安裝有傳感器支架(821)，在傳感器支架(821)上設(shè)有若干對射傳感器；在所述工作平臺(107)上設(shè)置震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(5)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(6)，在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(5)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(6)的一側(cè)設(shè)置兩個孔板料盒開口(10)，在孔板料盒開口(10)的旁邊配置孔板蓋放置處(11)；在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(5)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(6)的另一側(cè)設(shè)置兩個平皿料盒開口(13)，在平皿料盒開口(13)的旁邊配置培養(yǎng)皿蓋放置處(14)；在震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(5)和平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(6)的后面設(shè)置兩個清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開口(12)；在工作平臺(107)的后面設(shè)置三軸動力臂(9)，在三軸動力臂(9)上連接拾取頭 (7)；所述震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(5)包括震蕩器部分和孔板保護(hù)罩(503)，震蕩器部分設(shè)置在孔板保護(hù)罩(503)下的工作平臺(107)上，它包括震蕩器(502)、絲桿螺母(504)、直線滑塊連接板(505 )、固定板(506 )、聯(lián)軸器(507 )和電機(jī)(508 )，孔板保護(hù)罩(503 )的運(yùn)動是通過絲桿螺母(504)、直線滑塊連接板(505)、固定板(506)、聯(lián)軸器(507)和電機(jī)(508)來完成的；所述的平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)(6)包含第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸和平皿保護(hù)罩 (606)，所述的第一驅(qū)動軸包括第一電機(jī)(601)、第一聯(lián)軸器(602)、第一螺母(603)、第一絲杠(604)、第一直線滑塊(605)和與第一螺母相連的第一連接件，所述的第二驅(qū)動軸包括第二電機(jī)(608)、第二聯(lián)軸器(609)、第二導(dǎo)向桿(610)、第二絲杠(611)、第二直線滑塊(612)、 第二螺母(614)和第二連接件(613)；第一驅(qū)動軸設(shè)置在上，平皿護(hù)罩(606)與第一螺母 (603)相連并固定在第一直線滑塊(605)上；第二驅(qū)動軸設(shè)置在下，第一驅(qū)動軸通過第二連接件(613)與第二驅(qū)動軸產(chǎn)生聯(lián)動，在平皿保護(hù)罩(606)的頂上設(shè)有一個內(nèi)徑略大于拾取針端(713)外徑的圓孔(607)；所述的三軸動力臂(9)含有X軸機(jī)械臂(901)、Y軸機(jī)械臂(902)、Z軸機(jī)械臂(903)，通過X軸機(jī)械臂(901)兩端的支撐座設(shè)置在工作平臺(107)的后面；Y軸機(jī)械臂(902)的一端通過連接件連接在X軸機(jī)械臂(901)上方的一端，Y軸機(jī)械臂(902)的另一端通過連接件連接豎向設(shè)置的Z軸機(jī)械臂(903)，在Z軸機(jī)械臂(903)的下端設(shè)有拾取頭(7)；所述的拾取頭(7)含有針板(710)、骨架(720)、三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)(730)、夾爪(740)和相機(jī) (750 )；所述的骨架(720 )為一個框架結(jié)構(gòu)，其一側(cè)通過連接板與Z軸機(jī)械臂(903 )連接，在骨架(720 )的中間設(shè)置三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)(730 )，在骨架(720 )外側(cè)的一面設(shè)置相機(jī)(750 )，另一面設(shè)置夾爪(740)，在骨架(720)的下面設(shè)置針板(710)；所述拾取頭(7)的三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)(730)包含由第三電機(jī)(731)、第三聯(lián)軸器(732)、第三滾珠絲杠(733)、第三直線滑塊(734)構(gòu)成的第一軸，主要由第四電機(jī)(736)、第四聯(lián)軸器 (737)、第四滾珠絲杠(738)構(gòu)成的第二軸和含有下壓小電機(jī)的下壓桿(739);所述第一軸通過連接桿連接在拾取頭(7)的骨架(720)上，第一軸再通過第三連接件(735)連接第二軸， 第二軸又通過第四連接件(738 )連接下壓桿(739 )，構(gòu)成三軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)(730 )；所述夾爪(740)含有導(dǎo)向桿(741)、電動夾爪(743、前臂(744)、連接板(748)和夾緊臂 (747)，通過連接塊連接在拾取頭(7)骨架(720)的外端，在所述連接塊上設(shè)有前臂(744)， 前臂(744)上設(shè)有導(dǎo)向桿(741)，導(dǎo)向桿(741)的頂端安裝有步進(jìn)電機(jī)(742)，步進(jìn)電機(jī) (742)通過聯(lián)軸器(745)連接滾珠絲桿(746)，滾珠絲桿(746)通過連接板(748)和螺母 (749 )與電動夾爪(743 )連接，在前臂(744 )的前端設(shè)有夾緊臂(747 )；所述連接板(748 )在與螺母(749)固接的同時又與直線滑塊相連，使步進(jìn)電機(jī)(742)的正反轉(zhuǎn)能帶動整個電動夾爪(743)上下運(yùn)動；所述的針板(710)包括上針板(711)、下針板(712)和拾取針(713)，所述上針板(711) 的兩側(cè)設(shè)有連接槽，上針板(711)和下針板(712)將拾取針(713)嵌置在針板(710)的中間，針板(710)通過連接槽安裝在拾取頭(7)的骨架(720)下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，所述通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口 (201)設(shè)置在上部外罩(104)的頂端，所述通風(fēng)系統(tǒng)的出風(fēng)口(202)設(shè)置在上部外罩(104) 的后背。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，在所述的進(jìn)風(fēng)口(201)上覆蓋有除菌濾材，在所述的出風(fēng)口(202)上安裝有濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，所述平皿料盒(304)內(nèi)能夠疊放2 20個培養(yǎng)皿，在所述平皿料盒(304)的前面設(shè)有卡手(303)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，所述孔板料盒(404)內(nèi)能夠疊放2 20塊孔板，在孔板料盒(404)的前面設(shè)有卡手(403)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，在清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(8)的每個擱針板位內(nèi)設(shè)有3-6個擱針板限位槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，在所述的傳感器支架 (821)上設(shè)有3-6個對射傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化菌落揀選裝置，其特征在于，所述針板(710)的上針板 (711)的兩側(cè)設(shè)有4個“ L”型連接槽。
全文摘要
本發(fā)明自動化菌落揀選裝置，含有由支撐架部分和工作臺部分構(gòu)成的主工作臺和控制臺，在支撐架部分設(shè)有平皿自動化供料和收料結(jié)構(gòu)、孔板自動化供料和收料結(jié)構(gòu)以及清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；在工作臺部分包括工作平臺及設(shè)置在工作平臺上的震動器及孔板保護(hù)罩結(jié)構(gòu)、平皿成像位及平皿保護(hù)罩結(jié)構(gòu)、兩個孔板料盒開口、平皿料盒開口和清洗滅菌位的頂升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開口以及連接有拾取頭的三軸動力臂，工作平臺上設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)；本發(fā)明具有百級凈化和防污染保護(hù)、自動化供料和收料、圖像信息采集與處理的功能，能自動化揀選菌落和振蕩拾取頭，自動化進(jìn)行拾取針的清洗和滅菌，實(shí)現(xiàn)高通量單克隆/菌落的自動化揀選，能滿足大型實(shí)驗(yàn)室或工作站的工作需要。
文檔編號C12M1/26GK102321529SQ20111026545
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者朱玉萍, 林光飛, 汪建波, 蔣永新, 郝玉有 申請人:上海炎景生物工程有限公司