本實(shí)用新型涉及細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步地涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置。

背景技術(shù)：

隨著生物醫(yī)藥、細(xì)胞治療等行業(yè)的大力發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)工藝的要求越來(lái)越高，細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)是一種小型的動(dòng)態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)儀器，可以用于貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞的動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，通過(guò)轉(zhuǎn)速、時(shí)間等條件的控制，可以培養(yǎng)得到大量的細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子、抗體物質(zhì)等產(chǎn)物。

在生物醫(yī)藥行業(yè)中，細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)一般用于蛋白、抗體等藥物研發(fā)的小試階段，在細(xì)胞治療行業(yè)中，細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)可以直接用于研發(fā)到生產(chǎn)的各個(gè)階段。免疫細(xì)胞治療及干細(xì)胞治療等方式都具有個(gè)體化治療的特點(diǎn)，個(gè)體化治療意味著其研發(fā)和生產(chǎn)都是在0～10L之間的小體積過(guò)程，完全可以通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)進(jìn)行培養(yǎng)。

細(xì)胞培養(yǎng)瓶是生物細(xì)胞培養(yǎng)中常用的一種器皿，將細(xì)胞及培養(yǎng)液放置在瓶中。目前的細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)存在一些顯著的缺點(diǎn)，例如轉(zhuǎn)軸之間的間距無(wú)法調(diào)節(jié)，特定型號(hào)的轉(zhuǎn)瓶機(jī)僅能針對(duì)特定尺寸的培養(yǎng)瓶進(jìn)行操作，應(yīng)用范圍受到了極大的限制。

因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何設(shè)計(jì)一種能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸間距的轉(zhuǎn)瓶機(jī)，是目的需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置，能夠根據(jù)培養(yǎng)瓶的直徑改變轉(zhuǎn)軸之間的間距，適應(yīng)尺寸各異的培養(yǎng)瓶，具體方案如下：

一種細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置，包括：

支撐框，包括多根相互固定構(gòu)成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)框架的支撐桿；

轉(zhuǎn)軸，兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在滑座上，所述滑座分別滑動(dòng)設(shè)置于所述支撐框兩根平行設(shè)置的滑軌上；

間距調(diào)節(jié)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述支撐框的支撐桿上，所述間距調(diào)節(jié)裝置通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)所述滑座平移；

控制器，設(shè)置于所述支撐框上，控制所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

可選地，所述間距調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)桿和調(diào)節(jié)架，所述調(diào)節(jié)桿與所述轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述調(diào)節(jié)桿的兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于調(diào)節(jié)架上。

可選地，所述調(diào)節(jié)桿上同軸設(shè)置齒輪，所述傳動(dòng)裝置為與所述齒輪嚙合傳動(dòng)的齒條。

可選地，所述支撐框上設(shè)置三根所述轉(zhuǎn)軸，兩側(cè)的所述轉(zhuǎn)軸由所述滑座上設(shè)置的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中間的所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于固定座上。

可選地，所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)芯為金屬柱體，外層包裹塑料層。

可選地，所述滑座上設(shè)置用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的角度傳感器，所述控制器根據(jù)所述角度傳感器的信號(hào)閉環(huán)控制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。

可選地，所述支撐框的頂部與底部分別設(shè)置能夠相互卡接的拼裝接口，所述拼裝接口包含用于傳遞信號(hào)的電氣接口。

可選地，還包括包裹于所述滑座滑動(dòng)軌道上的保護(hù)殼，所述保護(hù)殼的上表面設(shè)置刻度線。

可選地，所述支撐框與所述轉(zhuǎn)軸平行的側(cè)面上設(shè)置側(cè)板，所述側(cè)板上設(shè)置用于手握的提手。

本實(shí)用新型提供了一種細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置，包括支撐框、轉(zhuǎn)軸、間距調(diào)節(jié)裝置、控制器等結(jié)構(gòu)，其中支撐框包括多根支撐桿，支撐桿之間相互固定連接，構(gòu)成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的框架，作為整個(gè)裝置的支撐結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸的兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在滑座上，能夠在滑座上轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端的滑座分別滑動(dòng)設(shè)置于支撐框兩根相對(duì)平行設(shè)置的滑軌上，滑座能夠沿著滑軌運(yùn)動(dòng)，也即沿著支撐桿的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)；間距調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于支撐框的支撐桿上，間距調(diào)節(jié)裝置通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)滑座平移，通過(guò)傳動(dòng)裝置將間距調(diào)節(jié)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為滑座的平移運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)間距調(diào)節(jié)裝置可以改變兩根轉(zhuǎn)軸的間距，根據(jù)不同直徑的培養(yǎng)瓶設(shè)定兩個(gè)轉(zhuǎn)軸之間的間距，間距調(diào)節(jié)完成后，由設(shè)置于支撐框上的控制器控制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸進(jìn)一步帶動(dòng)培養(yǎng)瓶旋轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型所提供的細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置一種軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置的俯視圖；

圖3為支撐框的軸測(cè)圖；

圖4為設(shè)置保護(hù)殼裝置軸測(cè)圖；

圖5為多層疊加的支撐框軸測(cè)圖。

其中包括：

支撐框1、滑座2、固定座3、轉(zhuǎn)軸4、間距調(diào)節(jié)裝置5、調(diào)節(jié)桿51、調(diào)節(jié)架52、控制器6、拼裝接口7、保護(hù)殼8、側(cè)板9。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的核心在于提供一種細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置，能夠根據(jù)培養(yǎng)瓶的直徑改變轉(zhuǎn)軸之間的間距，適應(yīng)尺寸各異的培養(yǎng)瓶。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方式，對(duì)本申請(qǐng)的細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置進(jìn)行詳細(xì)的介紹說(shuō)明。

如圖1所示，為本實(shí)用新型所提供的細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置一種具體結(jié)構(gòu)的軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖；圖2為細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶裝置的俯視圖，圖3為支撐框1的軸測(cè)圖。該裝置包括支撐框1、轉(zhuǎn)軸4、間距調(diào)節(jié)裝置5和控制器6等結(jié)構(gòu)，支撐框1包括多根支撐桿，支撐桿相互固定構(gòu)成長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)框架；當(dāng)然，只要能夠起到支撐的作用均可，都包含在本申請(qǐng)所要保護(hù)的范圍之內(nèi)，還可以設(shè)置為由板狀結(jié)構(gòu)相互固定形成的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)軸4的兩端分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在滑座2上，滑座2分別滑動(dòng)設(shè)置于支撐框1兩根相對(duì)平行設(shè)置的滑軌上，兩根滑軌設(shè)置在支撐框1兩側(cè)的支撐桿之內(nèi)，與外側(cè)的支撐桿保持平行；轉(zhuǎn)軸4通過(guò)滑座2間接地設(shè)置在支撐框1上，轉(zhuǎn)軸4可以沿自身長(zhǎng)度的垂直方向沿支撐桿滑動(dòng)，在支撐桿上設(shè)置有限位滑座2的軌道，滑座2沿軌道方向作往復(fù)平移運(yùn)動(dòng)。一般地，滑座2設(shè)置在支撐框1底部的水平支撐桿上，放置在培養(yǎng)瓶處于支撐桿所圍成的內(nèi)部空間中。

間距調(diào)節(jié)裝置5轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于支撐框1的支撐桿上，間距調(diào)節(jié)裝置5通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)滑座2平移，在需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸4的位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)間距調(diào)節(jié)裝置5，通過(guò)傳動(dòng)裝置將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛?的平移運(yùn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)軸4的位置被確定后，通過(guò)控制器6控制轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器6設(shè)置于支撐框1上，與轉(zhuǎn)軸4的驅(qū)動(dòng)裝置信號(hào)連接，使轉(zhuǎn)軸4作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

控制器6是嵌入式電子裝置，包含相應(yīng)的電路和軟件程度，采用微處理DSP以及相應(yīng)的電路實(shí)現(xiàn)，將外部直流24V供電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部所需的電源，完成接收命令和發(fā)送數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

本裝置可以改變轉(zhuǎn)軸4的位置，使兩個(gè)轉(zhuǎn)軸4之間的距離與所要旋轉(zhuǎn)的培養(yǎng)瓶尺寸相互匹配，增加了轉(zhuǎn)瓶機(jī)適配的培養(yǎng)瓶直徑范圍，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在上述方案的基礎(chǔ)上，間距調(diào)節(jié)裝置5包括調(diào)節(jié)桿51和調(diào)節(jié)架52，調(diào)節(jié)架52固定在支撐框1上，調(diào)節(jié)桿51轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在調(diào)節(jié)架52上，且調(diào)節(jié)桿51與轉(zhuǎn)軸4平行設(shè)置，一個(gè)調(diào)節(jié)桿51兩端分別各設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)架52。調(diào)節(jié)架52一般設(shè)置在支撐桿的端部，轉(zhuǎn)軸4靠近支撐桿4的中間位置，在轉(zhuǎn)軸4與調(diào)節(jié)桿51之間設(shè)置了傳動(dòng)裝置，當(dāng)調(diào)節(jié)桿51轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4所在的滑座2平移，從而改變滑座2的位置。

上述的方案僅作為間距調(diào)節(jié)裝置5的一種具體實(shí)施方式，將調(diào)節(jié)桿51與轉(zhuǎn)軸4平行設(shè)置，只要是能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸4間距的方案均可，例如：傳動(dòng)裝置設(shè)置為齒條，滑座2與齒條保持同步運(yùn)動(dòng)，間距調(diào)節(jié)裝置5包括螺桿，螺桿的軸向與轉(zhuǎn)軸4的軸向垂直，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿使齒條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使滑座2平移。又如：傳動(dòng)裝置設(shè)置為絲杠，絲杠上套裝螺母，滑座2設(shè)置在螺母上，轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠來(lái)調(diào)節(jié)滑座2所在的位置。

上述所列舉的方案均通過(guò)間距調(diào)節(jié)裝置5調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸4的間距，實(shí)現(xiàn)了線性調(diào)節(jié)，同時(shí)還可起到鎖定的效果，使轉(zhuǎn)軸4保持在特定的位置不動(dòng)，若滑座2由人工推動(dòng)在軌道上調(diào)節(jié)位置的方式也是可以的，但需要增加相應(yīng)的鎖止機(jī)構(gòu)，例如插銷等，此方式所能調(diào)節(jié)的范圍是間斷的，非線性的。

對(duì)于調(diào)節(jié)桿51平行于轉(zhuǎn)軸4的結(jié)構(gòu)，在調(diào)節(jié)桿51上同軸設(shè)置齒輪，傳動(dòng)裝置為與齒輪嚙合傳動(dòng)的齒條，調(diào)節(jié)桿51旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)齒輪一同旋轉(zhuǎn)，齒輪與齒條相互嚙合，使齒條發(fā)生平移，滑座2設(shè)置在齒條上，與齒條之間同步移動(dòng)。當(dāng)然，本申請(qǐng)并不僅限于此方式，例如在調(diào)節(jié)桿51上同軸設(shè)置皮帶輪，皮帶輪上套裝皮帶，由調(diào)節(jié)桿51轉(zhuǎn)動(dòng)使皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使皮帶作平移，滑座2設(shè)置在皮帶上，與皮帶保持同步平移。

具體地，在一個(gè)支撐框1上設(shè)置三根轉(zhuǎn)軸4，三根轉(zhuǎn)軸4呈平行關(guān)系，兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸4由滑座2上設(shè)置的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中間的轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于固定座3上，減速電機(jī)作為整個(gè)轉(zhuǎn)瓶機(jī)的動(dòng)力部件，采用直流無(wú)刷蝸輪蝸桿減速電機(jī)，內(nèi)含直流無(wú)刷電機(jī)和蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，供電電壓為12V，減速比為1:150，額定轉(zhuǎn)矩為15kg.cm，額定轉(zhuǎn)速為26rpm，即為1560rph，滿足大范圍的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)要求。若有放置更多培養(yǎng)瓶的需求，還可設(shè)置多根轉(zhuǎn)軸4，N根轉(zhuǎn)軸能夠放置N-1個(gè)培養(yǎng)瓶。

兩側(cè)的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸4作為主動(dòng)軸，中間的轉(zhuǎn)軸4作為從動(dòng)軸；兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸4的兩端均固定在滑座2上，因此可以相對(duì)平移，中間的轉(zhuǎn)軸4所在的固定座3不同平移運(yùn)動(dòng)，僅通過(guò)調(diào)節(jié)兩側(cè)的轉(zhuǎn)軸4改變與中間轉(zhuǎn)軸4的間距，三根轉(zhuǎn)軸4之間可以放置兩個(gè)培養(yǎng)瓶，中間轉(zhuǎn)軸4通過(guò)與培養(yǎng)瓶之間的摩擦力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)軸4的內(nèi)芯為金屬柱體，例如不銹加工成型，最大直徑為8mm，外層包裹塑料層，塑料層為圓柱套筒，內(nèi)徑為8.2mm，外徑為12mm。塑料外層可以增加與培養(yǎng)瓶之間的摩擦，避免出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，同時(shí)具有一定的緩沖作用，對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)瓶起到減震和緩沖作用。

在上述任一技術(shù)方案及其相互組合的基礎(chǔ)上，滑座2上設(shè)置用于檢測(cè)轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)速的角度傳感器21，控制器6根據(jù)角度傳感器21的信號(hào)控制轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)速，形成控制回路，形成閉環(huán)控制，控制器6作為信息處理、控制中心，具備讀取和處理角度傳感器21的數(shù)據(jù)、控制減速電機(jī)及接收上位主機(jī)命令等功能。上位主機(jī)是指命令發(fā)布和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)或其他電氣裝置。

角度傳感器21采用線性度為0.1％的電位器，電阻值2KΩ，可360°/s連續(xù)旋轉(zhuǎn)，平滑性±0.1％。角度傳感器21是一種測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)角度的傳感器，也可以通過(guò)計(jì)算處理間接測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

為了達(dá)到規(guī)?；僮?，在支撐框1的頂部與底部分別設(shè)置能夠相互卡接的拼裝接口7，如圖5所示，為層層疊加的支撐框1的軸測(cè)圖。在支撐框1的頂部與底部分別設(shè)置了四個(gè)拼裝接口7，上方拼裝接口7下凹，下方的拼裝接口向下凸出，通過(guò)拼裝接口7可以層層疊加多個(gè)支撐框1，形成一套轉(zhuǎn)瓶系統(tǒng)。拼裝接口7包含用于傳遞信號(hào)的電氣接口，可以只在最下方的一個(gè)支撐框1中設(shè)置控制器6，上層的轉(zhuǎn)軸均由一個(gè)控制器6控制轉(zhuǎn)速，節(jié)約成本。

為了滿足多層支撐框1之間電氣接口的快速連接，電氣接口采用單一電連接器(即對(duì)外電氣接口)，每層支撐框1具備兩個(gè)對(duì)外電氣接口，兩個(gè)電氣接口的信號(hào)定義完全一致，其中一個(gè)對(duì)外電氣接口與下層的細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)連接，另一個(gè)對(duì)外電氣接口與下層的支撐框1連接。對(duì)外電氣接口中的信號(hào)主要RS485總線和24V直流電源，僅需四根信號(hào)線，便于選用簡(jiǎn)易的電連接器。其中采用RS485總線，每層細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶機(jī)的控制器6均通過(guò)一個(gè)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)(兩根信號(hào)線)，即可與上位主機(jī)通訊。

為了對(duì)滑座2等移動(dòng)部件起到保護(hù)作用，如圖4所示，為設(shè)置保護(hù)殼8后軸測(cè)圖，還設(shè)置有包裹于滑座2滑動(dòng)軌道上的保護(hù)殼8，保護(hù)殼8內(nèi)部中空，滑座2和間距調(diào)節(jié)裝置5均位于保護(hù)殼8之內(nèi)。為了便于準(zhǔn)確測(cè)量轉(zhuǎn)軸4之間的距離，在保護(hù)殼8的上表面設(shè)置刻度線。

為了能夠方便搬動(dòng)支撐框1，支撐框1與轉(zhuǎn)軸4平行的側(cè)面上設(shè)置側(cè)板9，側(cè)板9上設(shè)置用于手握的提手，在搬運(yùn)過(guò)程中不會(huì)觸及內(nèi)部的部件。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。