实验教学用试管处理装置的制作方法

本实用新型涉及教学设备技术领域，更具体地，涉及一种实验教学用试管处理装置。

背景技术：

随着新高考政策的逐步落实，传统的行政班“大一统”教学制度已无法满足教学需求，走班制将成为学校组织方式的必然选择。走班制是指学科教室和教师固定，学生根据自己的能力水平和兴趣愿望选择自身发展的层次班级上课，不同层次的班级，其教学内容和程度要求不同，作业和考试的难度也不同的教学方法。而教师的教学形式通常分为讲座式教学和实验式教学，前者侧重于学生的理论知识培养，后者则注重科学实践，发展学生的兴趣爱好，开阔学生的思维，因而备受学生青睐。

现有技术的走班制教学方案中，教学资源大多是基于传统的行政班教学制度分配的，对于采用讲座式的教学方式基本无影响，但对于实验式教学方式影响较大，以能容纳30人的学科教室为例，该学科教室由某教师对学生进行授课，若选修某教师的学生人数超过30人，则某教师需要分多个课时对所有选修的学生进行授课，由于实验教学过程中，试管是最为常用的实验教学资源之一，其使用量较大，上一课时学生所用的试管需要统一收集，然后再为下一课时的学生发放新一批试管，使得实验式教学方式的教学成本居高不下；若对收集到的试管进行清洗，又相当耗费人力，并且难以确保每个试管都能彻底清洗干净。

因此，如何提供一种操作便捷、能够对试管进行有效清洁的试管处理装置，以适应走班制教学制度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种实验教学用试管处理装置，以提高试管的清洗效率，适应走班制教学制度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种实验教学用试管处理装置，包括中空的清洗台、试管放置机构和清洗机构；清洗台的底部设置有支脚，清洗台的顶部设置有排液槽和两个立柱，试管放置机构设置于立柱之间；试管放置机构包括箱体和限位机构，箱体的顶部和限位机构连接，限位机构通过滑槽和立柱滑动连接，箱体的底部具有开口，箱体内设置有用于放置试管的试管架；清洗机构包括底座和多个中空的刷头，刷头和试管相对设置，刷头的侧面设置有带轮和若干分流孔，带轮和底座活动连接，且带轮通过驱动机构驱动，带轮和底座均设置于清洗台内，刷头的底部连接有第一管道，底座的底部设置有储液腔，储液腔的顶部通过连接管和排液槽连通，储液腔的底部连接有第二管道。

进一步的，限位机构包括套管和连接轴，套管套设于连接轴上，且套管的底部和箱体的顶部固定连接，连接轴的两端分别设置有滑块，滑块设置于滑槽上。

进一步的，限位机构还包括至少一个定位销，定位销用于将套管限位于连接轴上。

进一步的，试管架包括多个第一开口和多个第二开口，第一开口的内壁设置有用于夹持试管的弹性垫，第二开口用于穿过刷头。

进一步的，刷头的侧面还设置有若干刷毛，刷毛和分流孔间隔排布。

进一步的，沿刷头的顶部至底部的方向上，若干分流孔的密度逐渐减小。

进一步的，驱动机构包括传动带和伺服电机，传动带依次套设于伺服电机的输出轴以及带轮上，伺服电机设置于清洗台内。

进一步的，第一管道的其中一端连接有至少一个支管道，支管道上设置有第一阀门。

进一步的，支管道为两个，且其中一个支管道用于为第一管道输送清洗液，另一个支管道用于为第一管道输送空气。

进一步的，第二管道上设置有第二阀门。

与现有技术相比，本实用新型提供的实验教学用试管处理装置，至少实现了如下的有益效果：

1、操作方便，能对试管进行有效清洁，试管放置机构中设有限位机构，限位机构通过滑槽和立柱滑动连接，可以使试管架在滑槽中上下移动，能够适应不同身高的学生，教师和学生可以根据自己的操作习惯调节高度，满足学生的个性化需求；

2、教师授课完成后学生可以自行将试管放置处理装置中进行清洗和风干操作，学校无需另外安排员工对试管进行统一收集处理，一方面能够有效适应走班制教学制度中复杂和频繁的学生组织关系变动情况，另一方面有利于制定更加合理的教学方案，降低教学成本；

3、学生可以通过处理装置学习如何针对试管内的残留液进行相应的化学性、物理性清洗等，进一步提高学生的独立思考能力和实验动手能力；

4、清洗后的试管可以采用通入空气的方式及时风干，确保下一课时的学生使用，防止对授课进度造成影响，有利于提高教学质量，并且降低试管用量，节省教学资源。

当然，实施本实用新型的任一产品必不特定需要同时达到以上的所有技术效果。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置中试管架的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置中刷头的放大结构示意图；

图4是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置的一种使用状态图；

图5是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置的另一种使用状态图；

图6是本实用新型提供的实验教学用试管处理装置的又一种使用状态图。

其中：1、清洗台，10、支脚，11、试管放置机构，12、清洗机构，2、立柱，20、滑槽，21、滑块，3、限位机构，30、连接轴，31、套管，32、定位销，4、箱体，40、试管架，41、第一开口，42、弹性垫，43、第二开口，5、试管，6、底座，60、第一管道，61、支管道，62、第一阀门，63、传动带，64、伺服电机，65、驱动机构，7、刷头，70、带轮，71、刷毛，72、分流孔，8、储液腔，80、第二管道，81、第二阀门，82、连接管，9、排液槽。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参考图1-图5所示，本实用新型提供了一种实验教学用试管处理装置，包括中空的清洗台1、试管放置机构11和清洗机构12；

清洗台1的底部设置有支脚10，清洗台1的顶部设置有排液槽9和两个立柱2，试管放置机构11设置于立柱2之间；

试管放置机构11包括箱体4和限位机构3，箱体4的顶部和限位机构3连接，限位机构3通过滑槽20和立柱2滑动连接，箱体4的底部具有开口，箱体4内设置有用于放置试管5的试管架40；

清洗机构12包括底座6和多个中空的刷头7，刷头7和试管5相对设置，刷头7的侧面设置有带轮70和若干分流孔72，带轮70和底座6活动连接，且带轮70通过驱动机构65驱动，带轮70和底座6均设置于清洗台1内，刷头7的底部连接有第一管道60，底座6的底部设置有储液腔8，储液腔8的顶部通过连接管82和排液槽9连通，储液腔8的底部连接有第二管道80。

在具体的操作中，待清洗的试管5可以直接放置于试管架40上，此时本实施例的实验教学用试管处理装置可以如图4所示状态，图4中，试管架40位于箱体4内，限位机构3通过滑槽20和立柱2滑动连接，限位机构3可在滑槽20内上下滑动，从而带动箱体4上下移动。可以理解的是，箱体4主要用于放置试管架40，为试管5提供容置空间，为了便于观察，箱体4可以采用透明防腐蚀的材质制成，比如玻璃、塑料等等，本实施例对此并不作具体限制。

图4中，限位机构3位于立柱2上靠近刷头7的一侧，箱体4的开口朝向背离刷头7的方向，试管5全部放置完成后，可以将箱体4向上提拉，也即使整个试管放置机构11朝向远离刷头7的方向移动，到达合适位置后，调节限位机构3，使整个试管放置机构11翻转，确保箱体开口正对刷头7，且试管5与刷头7一一对应，此时本实施例的实验教学用试管处理装置可以如图1所示状态。

图1中，限位机构3位于立柱2上远离刷头7的一侧，箱体4的开口朝向靠近刷头7的方向，试管5的管口向下且位于刷头7的正上方。调整试管5的位置后，将限位机构3沿滑槽20缓慢向下滑动，使箱体4缓慢下移，使得刷头7能够插入试管5内，此时本实施例的实验教学用试管处理装置可以如图5所示状态。

图5中，刷头7位于试管5内部，其底部连接有第一管道60，刷头7的侧面设置有带轮70和若干分流孔72，分流孔72的具体结构及分布方式可以参考图3所示。用于清洗试管5的清洗液可以通过第一管道60流入刷头7，继而在分流孔72的作用下喷洒至试管5的内壁，对试管5进行清洗，分流孔72的形状可以根据实际需要进行设置，图3中仅以分流孔72为圆形为例进行了示意，可选的，分流孔72的形状还可以为正方形、三角性、梯形等等；并且，分流孔72的数量及其分布方式也可以根据实际需要进行设置，本实施例对此均不作具体限制。

需要说明的是，在通入清洗液之前，应确保待清洗的试管5套在与之对应的一个刷头7上，且箱体4的底部应尽量与清洗台1的顶部贴合，排液槽9也应尽量位于箱体4所在区域的内部，防止清洗过程中产生的有害气体对学生身体造成伤害。

带轮70通过驱动机构65驱动，且可以通过轴承等部与底座6活动连接，此时带轮70可以相对于底座6转动，将带轮70与刷头7固定连接后，带轮70可以带动刷头7转动，使分流孔72均匀地将清洗液喷洒在试管5的内壁上，将试管5清洗地更加干净，同时也有利于节省清洗液的用量。

本实施例中，底座6的底部设置有储液腔8，储液腔8的顶部通过连接管82和排液槽9连通，从分流孔72中喷洒出的清洗液清洗完试管5后成为废液，废液首先汇入排液槽9中，然后通过连接管82存储在储液腔8内。储液腔8的底部连接有第二管道80，废液可以通过第二管道80排出，进行回收利用，减少实验过程中试剂的用量，以提高实验教学资源的有效利用率；或者，也直接排至实验教学专用的废液管内。

需要说明的是，清洗液的种类可以根据试管5中残留液的种类进行选择，比如试管5中残留液呈酸性则可以采用碱性清洗液，再比如试管5中残留液呈碱性则可以采用酸性清洗液，又比如试管5中残留液呈中性则可以直接采用纯水作为清洗液，但本实施例对此并不作具体限制。

可选的，请参考图1所示，限位机构3包括套管31和连接轴30，套管3套设于连接轴30上，且套管31的底部和箱体4的顶部固定连接，连接轴31的两端分别设置有滑块21，滑块21设置于滑槽20上。

本实施例中，连接轴30两端与滑块21固定连接，具体的，连接轴30两端可以采用螺纹连接、焊接等方式与滑块21固定连接，滑块21可以沿滑槽20上下滑动，从而带动限位机构3上下移动。当然，在其他可选的实施例中，连接轴30和滑块21可以采用同种材料一体成型制作，以降低装置的生产成本。由于连接轴30需要承受箱体4和试管5的重量，因此可以采用质量轻、强度高且化学稳定性较好的材料制作，如塑料合金等。

为了便于灵活的调节试管5的位置，在连接轴30上设置了套管3，套管3套设于连接轴30上，其底部和箱体4的顶部固定连接。一方面，套管3可以使箱体4能够绕连接轴30转动；另一方面，套管3可以使箱体4沿连接轴30左右滑动，在实验教学中，学生可以根据自身的操作习惯灵活调节箱体4的位置，有利于提高学生的动手能力。

可选的，请参考图1所示，限位机构3还包括至少一个定位销32，定位销32用于将套管31限位于连接轴30上。

本实施例中，通过在套管31的侧壁设置定位销32可以限定套管31和连接轴30之间的位置关系，定位销32的限位方式可以有多种，比如定位销32贯穿套管31的侧壁后采用螺纹连接的方式将套管31固定在连接轴30上，此时若需要调节箱体4的位置，则可以旋松或取下定位销32，将箱体4绕连接轴30转动或者沿连接轴30移动至适宜位置后，再旋紧定位销32即可。在将箱体4沿连接轴30移动时，需要将箱体4移动至刷头7的上方，防止移动过程中试管5和刷头7之间的相互影响。

定位销32的数量可以根据实际所需的固定强度设置，可以理解的是，为了提高套管31和连接轴30牢固性，定位销32的数量可以是两个甚至两个以上，图1中仅以设置两个定位销32为例进行了示意，但本实施例对此不作具体限制。

可选的，请参考图2和图6所示，试管架40包括多个第一开口41和多个第二开口43，第一开口41的内壁设置有用于夹持试管5的弹性垫42，第二开口43用于穿过刷头7。

本实施例中，试管5位于第一开口41中，由于弹性垫42的存在，使得试管5能够较好地夹持于第一开口41内，弹性垫42可以采用具有一定柔韧性和弹性的材料制成，比如橡胶等等；而第二开口43主要用于穿过刷头7，也即为刷头7提供可以贯穿试管架40的空间，提高箱体4的空间利用率，试管架40上的第一开口41和第二开口43可以如图2所示交替排列，也可以为其他排列方式，本实施例对此并不作具体限制。

当试管5初次使用时，由于试管5本身是洁净的，故只需将试管5如图6所示状态放置于箱体4内即可；当试管5需要进行清洗操作时，可以将清洗后的试管5同样如图6所示状态放置于箱体4内晾干水分，或者也可以将清洗后的试管5如图5所示状态进行风干后再如图6所示状态放置于箱体4内，以便下一课时的学生继续使用。

此外，在图6中，将刷头7置于箱体4中，可以对刷头7起到良好的保护作用，避免实验试剂飞溅到刷头7上造成腐蚀或污染，还可以防止外界的粉尘等杂质污染刷头7，从而能够进一步提高清洗的安全性。

可以理解的是，第一开口41和第二开口42的形状均可以根据实际情况设置，图2中仅以第一开口41和第二开口43均为圆形为例进行了示意，可选的，第一开口41和第二开口43的形状还可以为菱形、三角形等等；并且，第二开口43的大小可根据需要设置，只要确保刷头能穿过即可，本实施例对此均不作具体限制。

可选的，请参考图3所示，刷头7的侧面还设置有若干刷毛71，刷毛71和分流孔72间隔排布。可选的，沿刷头7的顶部至底部的方向上，若干分流孔72的密度逐渐减小。

本实施例中，刷头7顶部的分流孔72设置较为密集，刷头7底部的分流孔72设置较为稀疏，由于清洗液从分流孔72中喷出，沿试管5的内壁流下，分流孔72的位置越高，清洁液流过的面积越大，清洗范围越大，因此，刷头7顶部的分流孔72数量多于底部的分流孔72数量有利于提高清洗效率，提高清洗液的利用率，减少资料浪费。

为了防止被实验所用的试剂腐蚀，刷毛71可以由耐腐蚀材料制成，并且为了更易于干燥，刷毛71可以由吸水性较差的材料制成。刷毛71能够在刷头7转动时刷洗试管5的内壁，以有效去除试管5内壁上的附着物，减少残留，使清洗更加彻底，能够有效提高装置的清洗效率。

可选的，请参考图1所示，驱动机构65包括传动带63和伺服电机64，传动带63依次套设于伺服电机64的输出轴以及带轮70上，伺服电机64设置于清洗台1内。也即伺服电机64可以通过传动带63驱动带轮70转动，从而使刷头7可以随着带轮70一同转动，以提高清洗效率。伺服电机64可以通过脉冲信号控制其输出轴的转动方式，比如正向脉冲信号控制输出轴正转、反向脉冲信号控制输出轴反转时，伺服电机64的输出轴可以通过传动带63驱动带轮70正反转，以进一步提高装置的清洗效率。

可选的，请参考图1所示，第一管道60的其中一端连接有至少一个支管道61，支管道61上设置有第一阀门62，从而可以通过第一阀门62直接控制支管道61是否输送清洗液或空气，有利于降低清洗操作的难度，实现对支管道61的灵活控制。

本实施例中，支管道61的数量可以根据实际需要设置：

比如当支管道61为一个时，可先输送清洗液；将试管5清洗完成以后，再输入空气用于风干试管5和刷头7；

比如当支管道61为两个时，其中一个支管道61可以用于为第一管道60输送清洗液，另一个支管道61可以用于为第一管道60输送空气；

比如当支管道61为三个时，每个支管道61可以分别用于输送不同种类的清洗液和/或空气，比如试管残留液呈酸性时，先用一个支管道61输送碱性清洗液与之中和，再用另一个支管道61输送中性清洗液，当试管5清洗完成以后，再通过剩下的一个支管道61输送空气，空气从分流孔72进入试管5内对试管5和刷头7进行风干。

可选的，请参考图1所示，第二管道80上设置有第二阀门81。清洗后的液体从排液槽9流入储液腔8内，设置第二阀门81可以便于控制排污，可以在整个清洗过程结束后开启第二阀门81进行排污，也可一边清洗一边排污。

通过以上各个实施例可知，本实用新型提供的实验教学用试管处理装置，至少实现了如下的有益效果：

1、操作方便，能对试管进行有效清洁，试管放置机构中设有限位机构，限位机构通过滑槽和立柱滑动连接，可以使试管架在滑槽中上下移动，能够适应不同身高的学生，教师和学生可以根据自己的操作习惯调节高度，满足学生的个性化需求；

2、教师授课完成后学生可以自行将试管放置处理装置中进行清洗和风干操作，学校无需另外安排员工对试管进行统一收集处理，一方面能够有效适应走班制教学制度中复杂和频繁的学生组织关系变动情况，另一方面有利于制定更加合理的教学方案，降低教学成本；

3、学生可以通过处理装置学习如何针对试管内的残留液进行相应的化学性、物理性清洗等，进一步提高学生的独立思考能力和实验动手能力；

4、清洗后的试管可以采用通入空气的方式及时风干，确保下一课时的学生使用，防止对授课进度造成影响，有利于提高教学质量，并且降低试管用量，节省教学资源。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。