一种竖直置培养皿多光谱光照培养架的制作方法

本实用新型涉及植物学相关研究技术领域，具体的说是涉及一种竖直置培养皿多光谱光照培养架。

背景技术：

室内植物培养通常涉及到温度、光照等条件的控制，由于一些硬件的限制，在实验过程中往往难以达到实验的预期及设计要求。在市场提供的众多植物培养架中，还没有一种能够适用于竖直培养皿并且尽可能使植物根系过长垂直生长的装置。目前，在实验室中，大多数都是临时准备一些尽可能竖直培养皿的简易装置，这些装置结构粗糙、稳定性差，并且实验室空间利用有限，难以适合大规模的植物培养，影响实验的准确性和稳定性，延误实验周期。

通常现有技术中的室内植物培养架大多数适用于培养瓶和盆栽实验，并且光照设计单一，需要更换光源(CN 204119934 U)，这种类型的培养架适合于粗放的实验。此外，现有技术中已有的实验室培养皿放置装置主要涉及细菌等微生和动物细胞的培养。例如已授权的一种细胞培养皿架(CN 206768141 U)，其主要是用于平面放置培养皿的细胞培养，该装置不能用于植物直立式培养皿的放置，且培养架空间有限，难以适用于大数量的植物培养。对于植物生理学和分子生物方面的研究，植物材料培养所需的样品较多，需要室内培养空间大，实验要求精准，其中实验条件的均一性、稳定性和可重复性是必须条件，而且在实验过程中要观察一定时期内的生长表型，如根的生长变化，同时，又要在无菌环境生长，便于后续的分子实验和生理测定。

现有技术中市面上的培养架通常难以满足于室内植物培养的要求，自制简易的培养架设计粗放，稳定性和均一性差，空间利用率低，不便于移动和大批量的精准实验。在有限的实验室空间中，尽可能稳定、均一、有效的放置培养皿及多光谱选择是植物学实验中常遇到的问题。因此，如果能够设计出一种尽可能使实验条件均一、简易、有效、稳定的适用于现代实验室植物培养的光照培养架，对于有效节省实验室空间、时间和人力、展现良好的实验效果非常有必要，其还能够便于室内的清洁卫生。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术存在的不足，提供一种操作灵活、实用简易、装置稳定、光温均一、光谱选择多样、省时省力省空间的竖直置培养皿多光谱光照培养架，该培养架主要应用于室内条件下的植物材料生长发育等实验。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种竖直置培养皿多光谱光照培养架，包括主架、顶板、光照系统、培养平台和固皿器；主架是由横板、三角条、培养平台底框和金属卡扣组成；顶板是由PVC空心板和反光膜组成；光照系统是由可控编程控制器、模拟自然光灯管、全光谱灯管、三基色灯管和固灯架组成；培养平台是由隔热板、反光膜、打孔固定板、固定螺栓和孔套组成；固皿器是由弹片框、夹扣和正八棱体立杆组成；

主架由横板和三角条由螺栓固定，横板和三角条均由钢材料冲压而成，在横板和三角条上开设有均匀分布有矩形孔，金属卡扣将培养平台底框固定在与横板水平的位置处；矩形孔便于培养平台底框和金属卡扣的固定；光照系统包含3支模拟自然光灯管、2支全光谱灯管和2支三基色灯管，模拟自然光灯管、全光谱灯管和三基色灯管分别由白色、绿色、红色三个灯管开关控制，可控编程控制器接入正、负两项交流电并与灯管开关相连接，三种颜色的灯管安装在固灯架上，固灯架安装在与培养平台底框水平的横板上。这种安装便于散热，光照系统由可控编程控制器编辑设置光照时段，白、绿、红三个开关分别选择段模拟自然光灯、全光谱灯、三基色灯开关。

打孔固定板的上方和下方都是贴有橘纹反光膜的隔热板，上方隔热板比下方隔热板厚，在打孔固定板的正上面打孔，孔是正八棱体，背面按孔的间隔距离留空，用于减轻重量，上方隔热板和打孔固定板需认定方向安装，使对应的正八棱体孔一一对应，孔套插入后将各层固定在一起，增加孔体对弹片框的支撑固定作用。孔套有不同颜色，不同颜色代表不同类型或规格的固皿器和培养皿。

橘纹反光膜贴在上方隔热板的上方，橘纹反光膜贴在下方隔热板的下方，打孔固定板和下方隔热板用螺栓固定在培养平台底框上。

固皿器的弹片框底面与正八棱体立杆的正八角形面连接固定，弹片框两侧弹片上端和底部正中固定有PVC夹扣，打孔固定板的打孔面两对角线水平或垂直于固定板边线，正八棱体立杆正八角形对角线水平或垂直于弹片底面边线。

顶板是由塑料材质制成的空心板，在顶板下方贴有橘纹金属反光膜，顶板安装到主架顶部。

孔套从第一层隔热板对应孔插入到第二层打孔固定板底部，在使用时，将一侧弹片向弹性方向拨开，对准两侧和弹片框底部对应夹扣位置直立式放入培养皿，松开弹性卡扣，使竖直培养皿两侧和底部卡入夹扣中即可，孔体和弹片框立杆都是正八棱体，弹片框能够45度旋转。

固皿器中的弹片框是金属材质，夹扣分别安装在弹片框两侧的顶部和底部的正中位置，便于固定不同类型的培养皿，正八棱体立杆与弹片框底部的正中位置固定。

弹片框为U型结构的弹片框，弹片框由弹性不锈钢材质制成。

夹扣是由PVC透光材质制成的透光夹扣，夹扣整体呈“八”字型。

横板、三角条、培养平台底框底选择耐腐蚀的不锈钢材质或优质钢板喷塑材料，卡扣为不锈钢板材质；隔热板可选择阻燃性和隔热性好的高密度海绵、PE材料或其他材料；反光膜可选择反光性好的锡箔纸或反光铝箔等；三种灯管根据需要选择不同光强，固灯架采用铝合金材料，连接电源线有PVC线槽。根据空间规则固定，可控编程控制器选用至少15组以上开关时段，要选择功率匹配的电源线，交流电为220V/50Hz。螺栓用不锈钢材质，不宜过长，平整光滑为宜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在总结传统培养皿架和具体实验要求的基础上，针对实验室常用的培养皿设计出了一种操作灵活、实用简易、装置稳定、光温均一、光谱选择多样、省时省力省空间的竖直置培养皿多光谱光照培养架，其能够为预期的实验效果提供良好的条件。其具有较好的稳定性和均一性、操作简便、成本低廉、空间利用率高、可适合水平和竖直放置以及竖直与平面45度角转动、多光谱灯光照选择等优点。

本实用新型具有设计结构简单、实用性强、操作简单、稳定性好等优点，光照选择能够同时满足多光谱植物的光照需求，植物受外界光照温度等条件的影响均一，具有培养皿放置稳固、便于移动、简易方便等优点。固皿器可以将植物培养皿按需求以45度角度等竖直转动，最大可能的避免光照的不均。该装置使培养皿放置整齐，间距均一，便于实验材料之间的观察比较，合理的排列方式节省时间、空间和人力。在不需要竖直置培养皿时，将固皿器从培养平台上拔出，即可作为平置式培养皿材料的培养，有效的利用了空间，节省了另行购置其他类似培养架的资金，有助于植物学、植物生理学及转基因工程的实验操控和预期效果实现。本实用新型中的竖直置培养皿多光谱光照培养架便于观察植物的生长发育过程，便于实验操作，省时省力省空间。

附图说明

图1为本实用新型多光谱光照培养架的效果图；

图2为本实用新型多光谱光照培养架的主架组合状态结构图；

图3为本实用新型多光谱光照培养架的主架分解状态结构图；

图4为本实用新型多光谱光照培养架的顶板结构示意图；

图5为本实用新型多光谱光照培养架的灯管排列结构示意图；

图6为本实用新型多光谱光照培养架的培养平台结构示意图；

图7为本实用新型多光谱光照培养架的培养平台截面结构示意图；

图8为本实用新型多光谱光照培养架的培养平台固皿器结构示意图；

图9为本实用新型多光谱光照培养架的固皿器结构示意图；

图中：1-横板；2-三角条；3-培养平台底框；4-螺栓孔；5-金属卡扣；6-PVC空心板；7-反光膜；8-主架；9-顶板；10-光照系统；11-上方隔热板；12-打孔固定板；13-下方隔热板；14-正八棱体孔；15-培养平台；16-固皿器；17-孔套；18-弹片框；19-夹扣；20-正八棱柱立杆；21-固定点；22-控编程控制器；I-模拟自然光灯管；II-三基色灯管；III-全光谱灯管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细描述。

如图1至图9所示，一种竖直置培养皿多光谱光照培养架，包括主架8、顶板9、光照系统10、培养平台15和固皿器16；主架8是由横板1、三角条2、培养平台15底框3和金属卡扣5组成；顶板9是由PVC空心板6和反光膜7组成；光照系统10是由可控编程控制器22、模拟自然光灯管I、全光谱灯管III、三基色灯管II和固灯架组成；培养平台15是由隔热板、反光膜7、打孔固定板12、固定螺栓和孔套17组成；固皿器16是由弹片框18、夹扣19和正八棱体立杆组成；

主架8由横板1和三角条2由螺栓固定，横板1和三角条2均由钢材料冲压而成，在横板1和三角条2上开设有均匀分布有矩形孔，金属卡扣5将培养平台15底框3固定在与横板1水平的位置处；矩形孔便于培养平台15底框3和金属卡扣5的固定；光照系统10包含3支模拟自然光灯管I、2支全光谱灯管III和2支三基色灯管II，模拟自然光灯管I、全光谱灯管III和三基色灯管II分别由白色、绿色、红色三个灯管开关控制，可控编程控制器22接入正、负两项交流电并与灯管开关相连接，三种颜色的灯管安装在固灯架上，固灯架安装在与培养平台15底框3水平的横板1上。这种安装便于散热，光照系统10由可控编程控制器22编辑设置光照时段，白、绿、红三个开关分别选择段模拟自然光灯、全光谱灯、三基色灯开关。

打孔固定板12的上方和下方都是贴有橘纹反光膜7的隔热板，上方隔热板11比下方隔热板13厚，在打孔固定板12的正上面打孔，孔是正八棱体，背面按孔的间隔距离留空，用于减轻重量，上方隔热板11和打孔固定板12需认定方向安装，使对应的正八棱体孔14一一对应，孔套17插入后将各层固定在一起，增加孔体对弹片框18的支撑固定作用。孔套17有不同颜色，不同颜色代表不同类型或规格的固皿器16和培养皿。

橘纹反光膜7贴在上方隔热板11的上方，橘纹反光膜7贴在下方隔热板13的下方，打孔固定板12和下方隔热板13用螺栓固定在培养平台15底框3上。固皿器16的弹片框18底面与正八棱体立杆的正八角形面连接固定，弹片框18两侧弹片上端和底部正中固定有PVC夹扣19，打孔固定板12的打孔面两对角线水平或垂直于固定板边线，正八棱体立杆正八角形对角线水平或垂直于弹片底面边线。

顶板9是由塑料材质制成的空心板，在顶板9下方贴有橘纹金属反光膜7，顶板9安装到主架8顶部。孔套17从第一层隔热板对应孔插入到第二层打孔固定板12底部，在使用时，将一侧弹片向弹性方向拨开，对准两侧和弹片框18底部对应夹扣19位置直立式放入培养皿，松开弹性卡扣，使竖直培养皿两侧和底部卡入夹扣19中即可，孔体和弹片框18立杆都是正八棱体，弹片框18能够45度旋转。

固皿器16中的弹片框18是金属材质，夹扣19分别安装在弹片框18两侧的顶部固定点21和底部的正中位置固定点21，便于固定不同类型的培养皿，正八棱体立杆与弹片框18底部的正中位置固定。弹片框18为U型结构的弹片框18，弹片框18由弹性不锈钢材质制成。夹扣19是由PVC透光材质制成的透光夹扣19，夹扣19整体呈“八”字型。

本实用新型竖直置培养皿多光谱光照培养架的组装与操作步骤为：

(1)将不锈钢板压冲后喷塑，制成横板1、三角条2、培养平台15底框3和金属卡扣5，横板1、三角条2有规则均匀的矩形孔，培养平台15底框3横梁开有螺栓孔4。

(2)主架8组装：将横板1和三角条2按实际需要设计位置转孔并用螺栓固定，将金属卡扣5扣入三角条2规则等距的矩形孔中，四个金属卡扣5均在同一水平面，将培养平台15底框3放在这一卡扣水平面上，主架8完成。

(3)将固灯板在断电状态下接电源线，接好电源线的固灯板用两端预留的卡头固定在横板1规则等距的矩形孔中，灯管的排列按灯管排列样式中的3支模拟自然灯光灯管、2支三基色灯光灯管和2支全光谱灯管III排列，模拟自然灯光灯管与三基色灯光灯管、全光谱灯管III距离较远，三基色灯光灯管和全光谱灯管III距离较近。两类型灯管之间的距离相等，所有灯管水平平行。可编程控制器与三个红、绿、白开关连接，三个开关与灯管连接，交流电为220V/50Hz。

(4)将PVC空心板6下方贴有橘纹反光膜7的顶板9放置在主架8顶部培养平台15底框3中。

(5)培养平台15的安装：首先在培养平台15底框3中按入下表面贴有橘纹反光膜7的隔热板；然后放入打孔固定板12，用螺栓在固定螺栓孔4处与培养平台15底框3固定；最后将上表面贴有橘纹反光膜7和打有正八棱体孔14的隔热板按定向切角位置，一一对应打孔固定板12的正八棱体孔14粘贴在一起。

(6)将不同颜色的PVC孔套17按照设计的所代表的类型，对应固皿器16规格插入固定在相应的正八棱体孔14中。例如可以用蓝色孔套17代表100mm×100mm的规格方形皿，橘红色孔套17代表120mm×120mm的规格方形皿，绿色孔套17代表150mm直径的圆形皿。

(7)根据不同培养皿的规格，选择不同规格的固皿器16插入由不同颜色孔套17标示的相适合的正八棱体孔14中，固皿器16的正八棱柱立杆20插入可旋转选择固皿器16立面的朝向。

(8)组装完成，实验操作时，将固皿器16弹片框18一侧弹片和夹扣19向弹性方向拨开，对准两个对应夹扣19位置竖直置入培养皿，培养皿下方底部归入弹片框18底部正中夹扣19中，松开弹性卡扣，使竖直培养皿两侧卡入夹扣19中即可。

根据培养皿的类型和规格设计培养平台15规格和正八棱体孔14排列组合，在一个培养平台15上可以设计多种类型和规格的固皿器16，固皿器16的夹扣19开口宽度根据培养皿的厚度设计。打孔固定板12是PVC等塑料材质时，正面是正八棱体孔14，孔体不能穿通，预留7mm厚度；同样，在打孔固定板12背面，根据正八棱体孔14之间的距离适当设计空心格，即去掉部分多余的实体材料，减轻重量，但不能穿通，预留7mm厚度。例如打孔固定板12是32mm厚，正八棱体孔14开孔深度为25mm，背面空心格深度为25mm。这样比较牢固，打孔固定板12为铝合金或其他金属材质时可以用镂空的方式制成网格状，正八棱体孔14在网格交汇圆柱中，这样的材质更加结实牢固。但是，金属导热性比较强，光照所产生的温度容易在隔层之间传递，影响实验效果。当然，也可以用隔热性强的高分子材料将孔固定板制成网格形式，更加理想。通常为了更好的光照效果，减小弹片框18对光的遮挡，尽可能用窄的弹片，夹扣19高度即夹扣19到弹片框18底部的距离，夹扣19高度为方形皿边长的0.4倍或皿直径的0.5倍即可，并排相邻两夹扣19之间的距离为20mm。

最后应当说明的是，本实用新型中应用了具体例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，同时对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。