本实用新型涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种全自动智能细胞培养装置。
背景技术：
在细胞生物学研究领域和生命科学研究领域中，细胞培养是最基本的环节。细胞培养是把细胞在人工环境下，利用营养物质等，将其繁育增值，并用于“各种目的”的培养过程。
现有技术细胞培养需要分两个环境，一个是处于低温的培养液存放环境，一个是处于适宜温度的细胞培养环境，现有技术两者都是分开设置的，当需要进行培养液更换时，需要操作人员手动从其中一个培养环境中取出存放培养液的培养液瓶，从另一个培养环境中取出细胞培养瓶，然后再工人通过工具进行培养液的更换，最后再分别将培养液瓶以及细胞培养瓶放回到各自的培养环境中，这样的操作方式具有以下缺点：
一、采用手动操作，难以精确控制培养液的用量；
二、手动操作需要将细胞培养瓶从培养环境中取出操作，可能会影响细胞的生长，对实验的准确性产生一定影响；
三、采用手动操作，所以培养液更换效率较低，并且容易出错；
四、采用手动操作，不能任意选定更换培养液的时间，需要有操作员时才可以进行更换。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种换液方便、快捷、精确且对细胞生长没有影响的全自动智能细胞培养装置。
本实用新型所采用的技术方案是：一种全自动智能细胞培养装置，其特征在于：它包括控制器、至少设有储藏腔、培养腔、操作腔以及观测腔四个腔室的主体、设置在储藏腔内用于调节储藏腔环境状态的第一调节机构、设置在培养腔内用于调节培养腔环境状态的第二调节机构、设置在操作腔内用于调节操作腔环境状态的第三调节机构、设置在观测腔内用于调节观测腔环境状态的第四调节机构、设置在培养腔内用于放置细胞培养瓶的培养架、设置在培养腔与观测腔之间的第一控制门、设置在观测腔与操作腔之间的第二控制门、设置在培养腔内用于取放细胞培养瓶并且带动细胞培养瓶移动到观测腔进行观察的第一移液机构、设置在操作腔内用于抓取第一移液机构送过来的细胞培养瓶并控制培养瓶进行动作的第二移液机构、设置在操作腔内的用于收集从细胞培养瓶中倒出的废液的废液收集机构、设置在操作腔内用于开关细胞培养瓶瓶盖的开关瓶机构、设置在操作腔内用于给细胞培养瓶加液的加液机构以及设置在储藏腔内用于储存培养基的培养基储藏容器，所述加液机构与培养基储藏容器通过导管连通，且所述第一控制门、第二控制门、第一移液机构、第二移液机构、废液收集机构、开关瓶机构、加液机构、第一调节机构、第二调节机构、第三调节机构以及第四调节机构均与控制器电连接。
所述第一移液机构包括设置在培养腔内的第一轨道、设置在观测腔内且与第一轨道连接的第二轨道、滑动连接在第一轨道和第二轨道上的第一滑座以及设置在第一滑座上用于抓放细胞培养瓶的第一机械手，所述第一滑座以及第一机械手均与控制器电连接；所述第二移液机构包括设置在操作腔内且与第二轨道连接的第三轨道、滑动连接在第三轨道上的第二滑座以及设置在第二滑座上用于抓放细胞培养瓶且用于带动细胞培养瓶执行动作的第二机械手，所述第二滑座以及第二机械手均与控制器电连接。
所述细胞培养瓶上设有供抓取的固定夹块，所述第一机械手以及第二机械手均与固定块相配。
所述观测腔内设有供细胞培养瓶放置的透明放置台以及设置在透明放置台下用于观测细胞培养瓶内细胞生长情况的观测成像机构，所述观测成像机构与控制器电连接。
所述储藏腔分为三个腔室，且三个腔室内分别设有培养基储藏容器、缓冲液储藏容器以及消化液储藏容器，所述培养基储藏容器、缓冲液储藏容器以及消化液储藏容器均通过导管与加液机构连通，且加液机构上分别设有供培养基、缓冲液以及消化液流出的加液口。
所述加液机构上设有用于预热培养基的培养基预热机构，且所述培养基预热机构与控制器电连接。
所述操作腔内还设有供细胞培养瓶中途放置的第一放置架、用于储存空的细胞培养瓶的第二放置架、用于开关空的细胞培养瓶瓶盖的瓶盖开关机构、用于放置废弃瓶的废瓶放置架、用于放置吸管的吸管放置盒以及用于收集用过的吸管的吸管收集盒，且所述第二机械手上还设有与吸管配合用于吹吸吸管的吹吸机构，且所述吹吸机构与控制器电连接。
所述第一调节机构包括第一温度调节机构、第一湿度调节机构、第一温度传感器以及第一湿度传感器，所述第二调节装置包括第二温度调节机构、第二湿度调节机构、二氧化碳浓度调节机构、第二温度传感器、第二湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器，所述第三调节机构包括第三温度调节机构、第三湿度调节机构、第三温度传感器以及第三湿度传感器，所述第四调节机构包括第四温度调节机构、第四湿度调节机构、第四温度传感器以及第四湿度传感器，所述第一温度调节机构、第一湿度调节机构、第一温度传感器、第一湿度传感器、第二温度调节机构、第二湿度调节机构、二氧化碳浓度调节机构、第二温度传感器、第二湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、第三温度调节机构、第三湿度调节机构、第三温度传感器、第三湿度传感器、第四温度调节机构、第四湿度调节机构、第四温度传感器以及第四湿度传感器均与控制器电连接。
采用以上机构与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过控制器控制机械手完成换液操作，这样就不需要手动操作，能精确控制培养液的用量；而且不需要将细胞培养瓶从培养环境中取出再换液，所以细胞的生长不会受到太大影响，试验准确性较高；而且采用控制器控制进行换液，错误率较低；并且只要设定好并且放置足够的培养基即可实现全自动换液，不需要操作员实时在场，而且设置了观测腔在换液前后进行观测，这样能保证试验的准确性更高。
采用轨道、滑座以及机械手的组合来实现换液，这样结构比较简单，而且换液比较方便。
并且将大部分换液操作均设置在操作腔内，这样不会影响在培养腔内培养的细胞培养瓶，使得试验准确性更好。
在细胞培养瓶上设置固定块，能使机械手更好的抓取细胞培养瓶。
并且在储藏腔内还设置了缓冲液与消化液，并且在操作腔内还设置第一放置架、第二放置架、瓶盖开关机构、废瓶放置架、吸管放置盒以及吸管收集盒，并且在第二机械手上设置了吹吸机构，这样使得装置本身具有消化传代功能，使得整体功能更加多样化。
在加液机构上设置了预热机构，这样培养基加入细胞培养瓶内之前可以先进行预热，使得试验更加准确。
设置采用这些模块的第一调节机构、第二调节机构、第三调节机构以及第四调节机构，能更好的保持与调节培养腔、观测腔、操作腔以及储藏腔的环境。
附图说明
图1为本实用新型全自动智能细胞培养装置的结构示意图。
如图所示：1、储藏腔；2、培养腔；3、操作腔；4、观测腔；5、主体；6、培养架；7、第一控制门；8、第二控制门；9、废液收集机构；10、开关瓶机构；11、加液机构；12、第一轨道；13、第二轨道；14、第一滑座；15、第一机械手；16、第三轨道；17、第二滑座；18、第二机械手；19、透明放置台；20、观测成像机构；21、第一放置架；22、第二放置架。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述，但是本实用新型不仅限于以下具体实施方式。
一种全自动智能细胞培养装置，它包括控制器、至少设有储藏腔1、培养腔2、操作腔3以及观测腔4四个腔室的主体5、设置在储藏腔1内用于调节储藏腔环境状态的第一调节机构、设置在培养腔2内用于调节培养腔环境状态的第二调节机构、设置在操作腔3内用于调节操作腔环境状态的第三调节机构、设置在观测腔4内用于调节观测腔环境状态的第四调节机构、设置在培养腔2内用于放置细胞培养瓶的培养架6、设置在培养腔2与观测腔4之间的第一控制门7、设置在观测腔4与操作腔3之间的第二控制门8、设置在培养腔2内用于取放细胞培养瓶并且带动细胞培养瓶移动到观测腔进行观察的第一移液机构、设置在操作腔3内用于抓取第一移液机构送过来的细胞培养瓶并控制培养瓶进行动作的第二移液机构、设置在操作腔3内的用于收集从细胞培养瓶中倒出的废液的废液收集机构9、设置在操作腔3内用于开关细胞培养瓶瓶盖的开关瓶机构10、设置在操作腔3内用于给细胞培养瓶加液的加液机构11以及设置在储藏腔1内用于储存培养基的培养基储藏容器，所述加液机构11与培养基储藏容器通过导管连通，且所述第一控制门7、第二控制门8、第一移液机构、第二移液机构、废液收集机构9、开关瓶机构10、加液机构11、第一调节机构、第二调节机构、第三调节机构以及第四调节机构均与控制器电连接。废液收集机构9可以是一个容器，开关瓶机构10包括一个夹头以及用于带动夹头松紧的第一动力机构以及用于带动夹头旋转的第二动力机构，加液机构可以采用一个泵，开启后将通过导管将储藏容器内的液体吸上来然后从加液口流出。且所述储藏腔1、培养腔2、操作腔3以及观测腔4四个腔室均设有消毒机构，这样在试验开始前，即将装有细胞以及培养基的细胞培养瓶放入到培养腔之前需要开启四个消毒机构进行全面消毒，在试验后，即将主体内所有细胞培养瓶以及废液等杂物取出后，也需要开启四个消毒机构进行全面消毒。
所述第一移液机构包括设置在培养腔2内的第一轨道12、设置在观测腔4内且与第一轨道12连接的第二轨道13、滑动连接在第一轨道12和第二轨道13上的第一滑座14以及设置在第一滑座14上用于抓放细胞培养瓶的第一机械手15，所述第一滑座14以及第一机械手15均与控制器电连接；所述第二移液机构包括设置在操作腔3内且与第二轨道13连接的第三轨道16、滑动连接在第三轨道16上的第二滑座17以及设置在第二滑座17上用于抓放细胞培养瓶且用于带动细胞培养瓶执行动作的第二机械手18，所述第二滑座17以及第二机械手18均与控制器电连接。附图中的轨道并没有表示完整。
所述细胞培养瓶上设有供抓取的固定夹块，所述第一机械手15以及第二机械手18均与固定块相配。
所述观测腔4内设有供细胞培养瓶放置的透明放置台19以及设置在透明放置台19下用于观测细胞培养瓶内细胞生长情况的观测成像机构20，所述观测成像机构20与控制器电连接。
所述储藏腔1分为三个腔室，且三个腔室内分别设有培养基储藏容器、缓冲液储藏容器以及消化液储藏容器，所述培养基储藏容器、缓冲液储藏容器以及消化液储藏容器均通过导管与加液机构11连通，且加液机构11上分别设有供培养基、缓冲液以及消化液流出的加液口。
所述加液机构11上设有用于预热培养基的培养基预热机构，且所述培养基预热机构与控制器电连接。加液机构11中设有一个用于容置培养基的容置腔，预热机构设置在容置腔内。
所述操作腔3内还设有供细胞培养瓶中途放置的第一放置架21、用于储存空的细胞培养瓶的第二放置架22、用于开关空的细胞培养瓶瓶盖的瓶盖开关机构、用于放置废弃瓶的废瓶放置架、用于放置吸管的吸管放置盒以及用于收集用过的吸管的吸管收集盒，且所述第二机械手18上还设有与吸管配合用于吹吸吸管的吹吸机构，且所述吹吸机构与控制器电连接。这些机构均是为了实现消化传代而增加的，如果只是实现换液，则不需要这些机构，所以在附图中并没有表示出来。且瓶盖开关机构与开关瓶机构10可以做在一起，废瓶放置架与废液收集机构9可以做在一起。
所述第一调节机构包括第一温度调节机构、第一湿度调节机构、第一温度传感器以及第一湿度传感器，所述第二调节装置包括第二温度调节机构、第二湿度调节机构、二氧化碳浓度调节机构、第二温度传感器、第二湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器，所述第三调节机构包括第三温度调节机构、第三湿度调节机构、第三温度传感器以及第三湿度传感器，所述第四调节机构包括第四温度调节机构、第四湿度调节机构、第四温度传感器以及第四湿度传感器，所述第一温度调节机构、第一湿度调节机构、第一温度传感器、第一湿度传感器、第二温度调节机构、第二湿度调节机构、二氧化碳浓度调节机构、第二温度传感器、第二湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、第三温度调节机构、第三湿度调节机构、第三温度传感器、第三湿度传感器、第四温度调节机构、第四湿度调节机构、第四温度传感器以及第四湿度传感器均与控制器电连接。
一种全自动智能细胞培养装置的控制方法，它包括换液方法以及消化传代方法，所述换液方法包括以下步骤：
（1）、控制器控制第一机械手抓取细胞培养瓶，接着控制第一控制门打开，然后控制第一滑座滑动带动第一机械手伸入到观测腔内，之后将细胞培养瓶放置到透明放置台上观测，同时关闭第一控制门；
（2）、控制器控制第一机械手抓取放置在透明放置台上的细胞培养瓶，接着控制第二控制门打开，然后控制第一滑座移动带动第一机械手进入操作腔；
（3）、控制器控制第二滑座移动带动第二机械手移动到第一机械手处，接着控制第二机械手抓取第一机械手上的细胞培养瓶，同时控制第一机械手松开细胞培养瓶，同时控制第二控制门关闭；
（4）、控制器控制第二滑座移动将带有细胞培养瓶的第二机械手移动到开关瓶机构处，接着控制开关瓶机构拧下细胞培养瓶的瓶盖；
（5）、控制器控制第二滑座移动将带有细胞培养瓶的第二机械手移动到废液收集机构处，然后控制第二机械手转动进而将细胞培养瓶中的废液倒入废液收集机构；
（6）、控制器控制第二滑座移动将带有细胞培养瓶的第二机械手移动到加液机构处，同时控制培养基预热机构将加液机构内的培养基预热，然后控制加液机构给细胞培养瓶内加入从培养基储藏容器中抽取出来的培养基；
（7）、控制器控制第二滑座移动将带有细胞培养瓶的第二机械手移动到开关瓶机构处，然后控制开关瓶机构将瓶盖重新拧回细胞培养瓶上；
（8）、控制器控制第二滑座移动将带有细胞培养瓶的第二机械手移动到第一机械手处，接着控制第一机械手抓取细胞培养瓶，同时控制第二机械手松开细胞培养瓶；
（9）、控制器控制第二控制门打开，接着控制第一滑座带动第一机械手进入观测腔，然后控制第一机械手将细胞培养瓶放置到透明放置台上观测，同时关闭第二控制门；
（10）、控制器控制第一控制门打开，接着控制第一机械手抓取放置在透明放置台上的细胞培养瓶，然后控制第一滑座移动带动第一机械手进入培养腔，之后控制第一机械手将细胞培养瓶放置到原先取出的培养架上，同时关闭第一控制门。
所述消化传代方法包括以下步骤：
A、控制器控制第一机械手抓取细胞培养瓶，接着控制第一机械手进入观测腔观测，然后控制第一机械手进入操作腔，之后控制第二机械手从第一机械手处抓取细胞培养瓶；
B、控制器控制第二机械手移动到开关瓶机构处打开瓶盖，接着移动到废液收集机构处倒出废液，然后移动到加液机构加入缓冲液，之后移动到开关瓶机构处关上瓶盖；
C、控制器控制第二机械手摇晃细胞培养瓶，使缓冲液与细胞培养瓶内的细胞充分接触；
D、控制器控制第二机械手移动到开关瓶机构处打开瓶盖，接着移动到废液收集机构处倒出废液，然后移动到加液机构加入消化液；
E、控制器控制第二机械手将细胞培养瓶放置到第一放置架处，接着控制第二机械手从吸管放置盒内抓取吸管，然后将吸管伸入到放置在第一放置架处的细胞培养瓶内通过吹吸机构进行吹打；
F、控制器控制第二机械手将吸管放入吸管收集盒内，接着控制第二机械手将从第一放置架上抓取细胞培养瓶，然后移动到开关瓶机构处关上瓶盖，之后第一机械手从第二机械手处抓取细胞培养瓶，并且将细胞培养瓶送入观测腔内观测，直到观测到细胞培养瓶内消化完毕，再进入下一步；
G控制器控制第一机械手抓取细胞培养瓶进入操作腔，接着控制第二机械手抓取细胞培养瓶，移动到开关瓶机构处打开瓶盖，之后移动到加液机构处加入已经预热过的培养基终止消化；
H、控制器控制第二机械手移动到加液机构处加入预热过的培养基，然后将加入了培养基的细胞培养瓶放置到第一放置架上；
I、控制器控制第二机械手抓取放置在第二放置架上的空的细胞培养瓶，接着移动到瓶盖开关机构处打开瓶盖，然后移动到第二放置架处将空的细胞培养瓶放置在第二放置架上；
J、控制器控制第二机械手抓取放置在吸管放置盒内的吸管，接着将吸管伸入装有培养基与细胞的细胞培养瓶，然后控制吹吸机构吸取一部分细胞以及培养基，之后将吸取到的细胞以及培养基通过吸管放入放置在第二放置架上的空的细胞培养瓶内；
L、控制器控制第二机械手抓取放置在第二放置架上的培养瓶，接着移动到瓶盖开关机构关上瓶盖，然后第一机械手抓取这个细胞培养瓶，移动到观测腔内观察，之后送入培养腔内的培养架上；
L、依次循环步骤I到步骤L，直到原先的细胞培养瓶中的细胞以及培养基均已经被分配到了空的细胞培养瓶内后，并且新加入细胞以及培养基的细胞培养瓶均已经被放置到了培养腔内的培养架后，控制第二机械手将已经取完细胞以及培养基的细胞培养瓶放置到废瓶放置架，然后结束操作。
上述步骤只是将一个细胞培养瓶中的细胞消化传代到了多个培养瓶，如果需要将所有原先的培养架上的细胞培养瓶内均消化传代，则需要循环步骤A到步骤M，直到所有的细胞培养瓶均消化传代完毕。
且上述步骤中第一机械手移动到具体位置是通过第一滑座在第一轨道以及第二轨道上滑动实现的，并且第一机械手从培养腔到观测腔是需要先打开第一控制门的，从观测腔到操作腔是需要先打开第二控制门的，第二机械手移动到具体位置是通过第二滑座在第三轨道上滑动实现的，并且第一机械手能进行抓放操作以及有限范围的移动，这样使得第一机械手结构可以比较简单，第二机械手不但能实现抓放操作以及有限范围的移动，而且还能实现倒转以及摇晃操作。