多功能划线接种机构的制作方法

本实用新型属于医学检测设备技术领域，具体涉及一种多功能划线接种机构。

背景技术：

目前临床微生物检验中，从样本的采集到样本的接种都是手工完成，还没有实现全面的自动化，临床样本杯取样送到实验室后，需要人工打开样本杯盖，手工挑取样本接种到培养皿上，这一过程需要实验人员与实验样本直接接触，增加了实验人员感染的风险，另外人工操作的不规范性也影响了实验结果的准确性。

目前我国的临床微生物检验中，由于空气质量较差导致呼吸科病人众多，痰液样本成为微生物检验中占比最多的样本类型，但由于痰液样本的接种需要分区划线，对操作人员的要求较高，而目前的两种自动接种仪都不能很好的对痰液样本进行分区划线的接种，导致痰液样本培养的分离效果不好，影响后期的鉴定和药敏结果。

因此本公司在2017年申请了一种一次性多面接种装置及其接种方法的实用新型专利专利(申请号201710439081.9)，实现了对样本的全自动分区划线的接种，接种更精确，接种效率更高。但是该设备功能单一，自动化程度偏低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能划线接种机构，该接种机构同时具备在培养皿内划线接种样本和在培养皿内分区划线的功能，功能多样、结构简单。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种多功能划线接种机构，其特征在于：包括一三轴平台6，所述三轴平台6上安装有划线接种机构4；所述划线接种机构4包括固定安装在三轴平台6上的第二电机403，所述第二电机403的输出端设有接种杆夹爪机构402和划线杆406，所述接种杆夹爪机构402和划线杆406左右并排固定连接，所述接种杆夹爪机构402和划线杆406的朝向相反，并且所述接种杆夹爪机构402和划线杆406的朝向均与第二电机403输出端的朝向垂直；其中所述接种杆夹爪机构402用于在样本杯8内抓取样本接种杆9，并在培养皿7内划线接种样本；所述划线杆406端头用于安装接种头10，并通过接种头10在培养皿7内分区划线。

进一步地，所述划线接种机构4包括固定安装在三轴平台6上的固定支架401，所述第二电机403固定安装在固定支架401上，所述接种杆夹爪机构402设置在第二电机403的输出端；所述接种杆夹爪机构402侧面固定连接有安装支架407，所述安装支架407上固定安装有第三电机408，所述划线杆406连接在第三电机408的输出端。

进一步地，所述固定支架401为一对，左右对称布置，其中一个固定支架401安装第二电机403，另一个固定支架401上安装有一对对称布置的第五传感器409，用于检测接种杆夹爪机构402和划线杆406的位置；所述第五传感器409为光槽式光电传感器，所述安装支架407上靠光槽式光电传感器的一侧设有半圆形触片410，所述半圆形触片410与第二电机403输出端的同圆心，所述半圆形触片410用于触发两个光槽式光电传感器。

进一步地，所述固定支架401为一对，左右对称布置，其中一个固定支架401安装第二电机403，另一个固定支架401上安装有编码器405，所述编码器405用于监测安装支架407的旋转角度。

进一步地，所述第二电机403的输出端与所述接种杆夹爪机构402通过轴承连接，所述第二电机403的输出端上固定设有主动驱动块411，所述接种杆夹爪机构402上靠第二电机403的一侧设有两块从动驱动块412，所述主动驱动块411的端部位于两块从动驱动块412之间，所述主动驱动块411的端部与两块从动驱动块412之间均通过缓冲件连接。

进一步地，所述缓冲件为弹性件。

进一步地，所述缓冲件为磁块，所述主动驱动块411的端部和两块从动驱动块412上均设有磁块，各磁块的磁极方向布置应该保证主动驱动块411与两块从动驱动块412之间均为排斥力。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的接种机构通过接种杆夹爪机构夹持样本接种杆进行培养皿内划线接种样本，通过划线杆配合接种头进行培养皿内分区划线，两个机构对向布置，通过第二电机轮换使用。同时具备在培养皿内划线接种样本和在培养皿内分区划线的功能，功能多样、结构简单。

附图说明

图1是一种半自动接种仪的外部整体示意图。

图2是一种半自动接种仪的内部结构示意图。

图3是一种半自动接种仪的核心部件(包括培养皿供料机构、划线接种机构和接种头供料机构)局部示意图(正面立体图)。

图4是一种半自动接种仪的核心部件局部示意图(背面立体图)。

图5是培养皿供料机构的立体示意图。

图6是培养皿供料机构的俯视示意图。

图7是培养皿供料机构的正面立体示意图。

图8是培养皿供料机构的反面立体示意图。

图9是培养皿固定机构的立体示意图。

图10是培养皿固定机构的俯视示意图。

图11是样本杯固定机构的立体示意图。

图12是样本杯固定机构的侧面示意图。

图13是划线接种机构的正面立体示意图。

图14是划线接种机构的背面立体示意图。

图15是划线接种机构中接种杆夹爪机构处的局部示意图。

图16是划线接种机构中划线杆处的局部示意图。

图17是接种头供料机构的正面立体示意图。

图18是接种头供料机构中供料槽处的局部示意图。

图中：1-箱体，

2-培养皿供料机构，201-抽屉本体，202-导轨，203-第一传感器，

240-培养皿固定机构，241-托盘，242-第一电机，243-卡扣，244-第二传感器，245-透视窗口，246-第三传感器，

250-样本杯固定机构，251-托板，252-l型杠杆，253-支点固定块，254-滚轮，255-支撑滑轨，256-第四传感器，

3-废料收集盒，

4-划线接种机构，401-固定支架，402-接种杆夹爪机构，403-第二电机，404-联轴器，405-编码器，406-划线杆，407-安装支架，408-第三电机，409-第五传感器，410-半圆形触片，411-主动驱动块，412-从动驱动块，

5-接种头供料机构，501-供料机构支架，502-供料管，503-供料槽，504-废料下落口，505-挡板，506-导向槽，507-阻挡槽，508-出料口，

6-三轴平台，

7-培养皿，

8-样本杯，

9-样本接种杆，

10-接种头。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例一

多功能划线接种机构，包括一三轴平台6，所述三轴平台6上安装有划线接种机构4。

如图13、14，所述划线接种机构4包括一对固定支架401，左右对称布置在三轴平台6上，其中一个固定支架401安装第二电机403，另一个固定支架401上安装有一对对称布置的第五传感器409和一个编码器405。

如图15，所述第二电机403的输出端(所述输出端主要包括电机输出轴、联轴器404和转轴)设有接种杆夹爪机构402和划线杆406，所述接种杆夹爪机构402和划线杆406左右并排固定连接，所述接种杆夹爪机构402和划线杆406的朝向相反，并且所述接种杆夹爪机构402和划线杆406的朝向均与第二电机403输出端的朝向垂直；其中所述接种杆夹爪机构402用于在样本杯8内抓取样本接种杆9，并在培养皿7内划线接种样本；所述划线杆406端头用于安装接种头10，并通过接种头10在培养皿7内分区划线。

如图13，所述接种杆夹爪机构402设置在第二电机403的输出端；所述接种杆夹爪机构402侧面固定连接有安装支架407，所述安装支架407上固定安装有第三电机408，所述划线杆406连接在第三电机408的输出端。本实施例中的接种头10优选为专利《一种一次性多面接种装置及其接种方法》申请号2017104390819中的四面接种杆。

如图15，所述第二电机403的输出端与所述接种杆夹爪机构402通过轴承连接，所述第二电机403的输出端上固定设有主动驱动块411，所述接种杆夹爪机构402上靠第二电机403的一侧设有两块从动驱动块412，所述主动驱动块411的端部位于两块从动驱动块412之间，所述主动驱动块411的端部与两块从动驱动块412之间均通过缓冲件连接。

所述缓冲件可以为弹性件，如弹簧、碟簧、弹片、弹性橡胶等等。

所述缓冲件优选为磁块，所述主动驱动块411的端部和两块从动驱动块412上均设有磁块，各磁块的磁极方向布置应该保证主动驱动块411与两块从动驱动块412之间均为排斥力。例如：从动驱动块412上磁块a的n极朝向主动驱动块411，主动驱动块411上设有两块磁块b，两块磁块b的n极均朝外，朝向同侧的从动驱动块412，类似功能的磁极布置均可以。主动驱动块411通过排斥力驱动接种杆夹爪机构402和划线杆406旋转，在样本接种杆9或者接种头10接触培养皿7时，提供缓冲，防止硬接触；而且排斥力的驱动形式也可以防止如弹簧等弹性件的来回晃动。

如图16，所述第五传感器409为光槽式光电传感器，所述安装支架407上靠光槽式光电传感器的一侧设有半圆形触片410，所述半圆形触片410与第二电机403输出端的同圆心，所述半圆形触片410用于触发两个光槽式光电传感器。半圆形触片410的中线朝向样本接种杆9一侧，通过不同光槽式光电传感器接的型号可以判断检测接种杆夹爪机构402和划线杆406的位置，例如：当半圆形触片410触发其中一光槽式光电传感器时，则表示样本接种杆9朝向该光槽式光电传感器的一侧。

所述编码器405用于监测安装支架407的旋转角度，从而达到监测接种杆夹爪机构402和划线杆406的旋转角度的目的。用于更具编码器405反馈的旋转角度，来调整第二电机403旋转量。

多功能划线接种机构的工作原理及过程：首先，接种杆夹爪机构402在三轴平台6(三个维度移动)和第二电机403(旋转)的协同作用下抓取样本杯8中的样本接种杆9，并移动至培养皿7处，旋转培养皿7进行划线接种样本。其次，完成接种样本后，在划线杆406上插入接种头10，同样通过三轴平台6和第二电机403移动划线杆406至培养皿7处，对培养皿7进行分区划线操作。通过第三电机408的旋转，可以使接种头10的三个面分别对三个培养皿7使用。

实施例二

如图1、2、3、4，一种半自动接种仪，包括箱体1，所述箱体1内安装有培养皿供料机构2、多功能划线接种机构和接种头供料机构5，所述多功能划线接种机构参考实施例一。

如图5、6、7、8，所述培养皿供料机构2与所述箱体1呈抽屉式推拉连接结构。所述培养皿供料机构2包括抽屉本体201和导轨202，所述抽屉本体201的左右两侧均通过导轨202与所述箱体1连接，构成抽屉式推拉连接结构。推拉式抽屉结构，方便更换培养皿7和样本杯8，也可以使得整个划线接种过程都位于箱体1内密闭进行。

如图5、6，所述抽屉本体201尾部的箱体1上还设有第一传感器203，第一传感器203为光槽式光电传感器，包括触片。其中光槽式光电传感器安装在箱体1上，触片安装在抽屉本体201尾部，当抽屉本体201运动到最里面时，处于关闭状态，触片则随抽屉本体201运动，插入光槽内，用于检测抽屉本体201的位置。

如图5、6、7，所述抽屉本体201上设有三个培养皿固定机构240和一个样本杯固定机构250，呈一个矩形布置。

如图7、9、10，所述培养皿固定机构240包括托盘241和第一电机242，所述第一电机242安装在抽屉本体201上，位于抽屉本体201下面，所述第一电机242的输出端穿过抽屉本体201；所述托盘241位于抽屉本体201上面，安装在第一电机242的输出端，第一电机242用于驱动托盘241旋转。所述托盘241四周均匀设有至少三个卡扣243，用于卡住固定培养皿7。

所述培养皿固定机构240还包括第二传感器244，所述第二传感器244为光槽式光电传感器，包括触片。如图9，光槽式光电传感器安装在抽屉本体201上，所述触片安装在托盘241底部，当托盘241旋转时所述触片会经过光槽式光电传感器的光槽，用于检测托盘241的位置。

所述培养皿固定机构240还包括第三传感器246，第三传感器246为红外反射传感器，红外反射传感器安装在抽屉本体201上，位于托盘241下方；所述托盘241上正对第二传感器244处设有透视窗口245，红外反射传感器用于检测托盘241上是否有培养皿7。

如图11、12，所述样本杯固定机构250包括托板251，所述抽屉本体201上开设有孔洞，托板251安装在孔洞处。所述托板251中心设有与样本杯8中部外径相匹配的通孔，所述样本杯8的中部穿过该通孔位于所述孔洞内，样本杯8的上部搁在托板251上。

所述样本杯固定机构250还包括两个夹持固定机构，两个夹持固定机构对称布置在样本杯8的两侧，用于固定住样本杯8，便于样本接种杆9的拔出。所述夹持固定机构包括l型杠杆252、支点固定块253和支撑滑轨255；所述l型杠杆252的拐角处通过转轴与支点固定块253转动连接，所述支点固定块253固定安装在孔洞处；其中l型杠杆252的上端设有勾爪，并且位于抽屉本体201上方；l型杠杆252的下端设有滚轮254，并且位于抽屉本体201下方；所述支撑滑轨255固定安装在箱体1上，所述支撑滑轨255位于抽屉本体201在关闭状态时的滚轮254的正下方，用于顶起滚轮254；当抽屉本体201在关闭状态时滚轮254落在支撑滑轨255上，滚轮254被顶起，通过杠杆原理，l型杠杆252上端的勾爪会向内钩压住样本杯8，将其固定；当抽屉本体201在开启状态时滚轮254落在箱体1上或者悬空，滚轮254下落，其高度低于落在支撑滑轨255上时的高度，在杠杆原理的作用下，l型杠杆252上端的勾爪会向外张开，释放样本杯8。

还包括第四传感器256，所述第四传感器256为红外反射传感器，所述红外反射传感器设置在托盘241下部，用于检测有没有样本杯8。

所述样本杯8优选为本公司生产的《一种一次性微生物样本接种杯》，申请号：cn201710439061.1。

如图4、13、14、15、16，实施例一中的多功能划线接种机构包括划线接种机构4和三轴平台6，所述划线接种机构4通过三轴平台6安装在箱体1内，且位于培养皿供料机构2上方。

如图1、3、17、18，所述接种头供料机构5包括供料机构支架501、供料管502和废料收集盒3；

所述供料机构支架501中部开设有废料下落口504，所述废料收集盒3位于废料下落口504的正下方，所述废料收集盒3与箱体之间为抽屉式推拉方式连接。

所述供料机构支架501上设有两个供料槽503，两个供料槽503对称布置在废料下落口504的两侧；所述供料槽503朝向划线杆406的一侧开设有出料槽口，用于接种头10通过；所述供料管502内部用于容纳上下堆叠的接种头10，所述供料管502下端插在供料槽503内，所述供料管502下端设有一个与接种头10相匹配的出料口508，所述出料口508能且只能容纳一个接种头10通过，所述出料口508正对所述出料槽口。

所述供料机构支架501上设有挡板505，所述挡板505位于出料口508的一侧；所述挡板505上正对废料下落口504处设有阻挡槽507，所述阻挡槽507的内径大于划线杆406的外径，且小于接种头10的外径。所述挡板505上正对出料口508处设有v型的导向槽506。

一种半自动接种仪的工作原理及过程：

(1)抽出培养皿供料机构2，在抽屉本体201上安放培养皿7和样本杯8，推入培养皿供料机构2，第一传感器203确认培养皿供料机构2推入到位；在供料槽503内插入装满接种头10的供料管502。其中样本杯8在l型杠杆252和支撑滑轨255的作业下被固定。

(2)启动设备，接种杆夹爪机构402在三轴平台6和第二电机403的协同作用下抓取样本杯8中的样本接种杆9，并移动至培养皿7处，旋转培养皿进行划线接种样本。

三轴平台6和第二电机403移动划线杆406落入导向槽506，再插入出料口508，插在接种头10内，并将其带出，再对划线接种样本的培养皿进行分区划线操作。通过第三电机408的旋转，分别对三个培养皿7使用接种头10的三个面。

接种头10使用完后，三轴平台6和第二电机403将划线杆406移动至阻挡槽507，再回拉划线杆406将接种头10拉出，掉落在废料收集盒3内。

(3)抽出培养皿供料机构2将三个已经接种完成培养皿7拿出，换入新的培养皿7，重复上述操作。当供料管502内接种头10使用完是，可以换上新的供料管502。

以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。