一种应用于生物安全柜的检测装置的制作方法

本实用新型涉及生物安全柜，具体涉及一种应用于生物安全柜的检测装置。

背景技术：

生物安全柜广泛应用在医疗卫生、疾病预防与控制、食品卫生、生物制药，环境监测以及各类生物实验室等领域，是保障生物安全和环境安全的重要基础，医疗卫生、生物制药、疾病预防与控制都是关乎国计民生、社会稳定以及支撑经济社会可持续发展的决定因素，任何一个方面出现问题，都会殃及到广大人民群众的切身利益，而生物安全柜又是医疗卫生、生物制药、疾病预防与控制行业不可或缺的提供各类试验环境的必备设备。

国内外对生物安全柜标准研究程度不一，在各个性能指标的检测问题上出现了很大的分歧。早在30年前，生物安全柜性能检测已在国外开展，目前欧盟的EN12469-2000或美国的NSF49标准已成为世界范围内重要的生物安全柜参数测评标准。我国在多起病毒感染事件后，对生物安全的重视程度逐渐加强。

2004 年颁布的《GB19489-2004实验室生物安全通用要求》规定设备维护人员需严格参照测试流程定期对生物安全柜进行检验。2005 年3 月，国家建设部颁布了建筑工业行业标准《JG170-2005》，明确了生物安全柜出厂（型式）检验的具体内容。同年7月，国家颁布了《YY0569-2005生物安全柜》，对生物安全柜性能参数检测的方法做了更详细地说明。

目前，很多国内的用于检测生物安全柜的检测手段均采用手动检测，检测设备也参差不齐，计量技术机构拥有生物安全柜检测能力的比较少，检测手段和技术都偏弱。而且生物安全柜所涉及的理化实验中，很多具有较高的传染性如霍乱、结核病、高致病性流感、艾滋病等，如果检测人员直接在柜内检测，容易被未处理完全的病毒或细菌感染，危险性较高，现亟待一种自动的生物安全柜检测方式，从而避免与柜体的直接接触，也保护了检测人员。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供了一种应用于生物安全柜的检测装置。其避免了检测人员直接在柜内检测而易被病毒和细菌感染的危险，采用自动检测方式，不仅保护了检测人员，同时操作简便、检测结果准确。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，其包括主控单元、传感器组及可控臂；其特征在于：所述可控臂是由底座搭载五自由度机械臂及控制装置组成；所述机械臂安装在底座上，该机械臂包括腰部、大臂、小臂和腕部，所述腰部与大臂之间由腰关节连接，大臂和小臂之间由肘关节连接，小臂和腕部之间由腕关节连接，所述腕部上固定连接有一用于夹持传感器的夹持部。

所述控制装置包括舵机单元和用于控制舵机单元的控制单元；该舵机单元包括腰关节舵机、肘关节舵机、腕关节舵机、夹持部舵机及底座旋转舵机；腰关节舵机安装于大臂根部，肘关节舵机安装于小臂根部，腕关节舵机安装于腕部根部，夹持部舵机安装于夹持部的下部、腕部顶部，底座旋转舵机固定安装于底座；所述控制单元安装于底座一侧，该控制单元分别与腰关节舵机、肘关节舵机、腕关节舵机、夹持部舵机及底座旋转舵机相连。

所述传感器组包括风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器和尘埃粒子计数器，传感器组中的各传感器在使用时分别与夹持部可拆卸式连接；所述夹持部每次可夹取传感器组中的任意一个传感器且该传感器与夹持部可拆卸式活动连接。

所述主控单元分别与风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器、尘埃粒子计数器及控制单元相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述传感器组及可控臂采用蓄电池供电。

作为本实用新型的一种优选方案，所述夹持部由底板、安装套筒及固定销组成；所述底板与安装套筒固定连接，固定销与安装套筒螺纹连接，传感器组中的传感器通过固定销与安装套筒可拆卸式连接。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述主控单元采用PC机，该PC机分别与风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器及尘埃粒子计数器以串口通讯方式相连接。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述控制单元采用控制板卡，该控制板卡与PC机通过USB线连接。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型采用五自由度机械手，分别带动风速、照度、振动、尘埃粒子、噪声等传感器，按PC机的程序控制，进入生物安全柜内部，进行相应的位置移动和数据采集，并将各个传感器采集到的数据再传回PC机中，形成数据表格，并生成记录。避免了人手臂与柜体内病毒和细菌的接触，有效保护了检测人员的安全，且操作简便，对生物安全柜各项技术指标的检测结果准确。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型机械臂结构示意图。

图2是本实用新型控制原理框图。

图3是本实用新型夹持部局部剖视图。

图中，1为夹持部、2为腕部、3为小臂、4为大臂、5为腰部、6为固定销、7为腕关节、8为肘关节、9为腰关节、10为底座、11为底板、12为安装套筒、13为传感器。

具体实施方式

本实用新型包括主控单元、传感器13组及可控臂；其特征在于：所述可控臂是由底座10搭载五自由度机械臂及控制装置组成；所述机械臂安装在底座10上，该机械臂包括腰部5、大臂4、小臂3和腕部2，腰部5与大臂4之间由腰关节9连接，大臂4和小臂3之间由肘关节8连接，小臂3和腕部2之间由腕关节7连接，所述腕部2固定连接有一用于夹持传感器13的夹持部1。

所述控制装置包括舵机单元和用于控制舵机单元的控制单元；该舵机单元包括控制腰关节9的腰关节舵机、控制肘关节8的肘关节舵机、控制腕关节7的腕关节舵机、控制夹持部1沿轴向旋转的夹持部舵机及控制底座10旋转的底座旋转舵机；腰关节舵机安装于大臂4根部，肘关节舵机安装于小臂3根部，腕关节舵机安装于腕部2根部，夹持部舵机安装于夹持部1的下部、腕部2顶部，底座旋转舵机安装于底座10；所述控制单元安装于底座10一侧，该控制单元分别与腰关节9舵机、肘关节8舵机、腕关节7舵机、夹持部1舵机及底座10旋转舵机相连。所述底部旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转，所述夹持部旋转能够带动之上所有部分绕其中心旋转，进而，夹持部1所夹持的传感器13可以调整角度，适于检测任何角落。

所述传感器组包括风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器和尘埃粒子计数器，所述夹持部1每次可夹取传感器组中的一个传感器13且该传感器13与夹持部1可拆卸式活动连接。传感器组中的传感器安装于夹持部采用人工操作，使其与夹持部夹紧固定或拆卸。

所述主控单元分别与风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器及尘埃粒子计数器相连，主控单元与控制单元相连。所述尘埃粒子计数器采用手持式尘埃粒子计数器，具体可采用Chinaway手持式三通道尘埃粒子计数器CW-HPC300A。

本实用新型所述传感器组及可控臂采用蓄电池供电。

本实用新型所述夹持部1由底板11、安装套筒12及固定销6组成；所述底板11与安装套筒12固定连接，固定销6与安装套筒12螺纹式活动连接，各传感器13通过固定销6与安装套筒12可拆卸式连接。

本实用新型所述控制单元采用控制板卡，所述主控单元采用PC机，该PC机分别与风速传感器、振动传感器、噪声传感器、照度传感器及尘埃粒子计数器以串口通讯方式相连接，PC机与控制板卡通过USB相连。

本实用新型所述控制板卡采用运动控制板卡SR-16CON，采用PWM波控制舵机。

生物安全柜是为人员、环境和实验样品提供第一道物理隔离的防护设备。其中，生物安全柜的检测包括以下几项：采用风速传感器来实现水平或垂直气流平均风速检测（此项检测是表征其防护性能优劣的核心参数，下降气流平均风速需达到0.25m/s～0.5m/s）；采用尘埃粒子计数器进行工作区洁净度检测，保证工作空间内的洁净度优于5级；采用噪声传感器进行噪声检测；采用照度传感器进行柜体内部光照度检测，保证工作空间内光照合适；采用振动传感器13来检测振动振幅值。

PC机与机械臂的控制方式：PC机与机械臂的控制板卡通过usb数据线连接控制，控制板卡支持PC机的图形化编程和调试，可方便对每个舵机进行编程，配置过流保护，防止舵机负载变化导致电流变化烧坏板卡。还支持电脑免驱动，不需要安装任何驱动就可以实现对控制板卡的操作。板卡内有16M的内存空间，可存储机械臂运行的大量动作组，用于控制机械臂按预定程序运行。

PC机可以通过软件编程，按检测要求控制机械臂，携带所对应的传感器13在生物安全柜内检测。PC机通过usb数据线将指令传递到机械臂的硬件部分，由执行器控制机械手臂按程序要求移动。所携带的传感器通过数据接口将所采集到的数据直接传至PC机，PC机采集并记录数据，并生成相应的数据表格。

由于传感器13类型不同，传感器组在机械臂上的夹持采用人工方式，每次可夹持一种传感器13，在夹持时，先旋松固定销6，将传感器13置于安装套筒12内后，在旋紧固定销6使传感器13紧固于安装套筒12内，完成夹持；夹持完毕后，机械臂带动传感器13进入生物安全柜内部进行检测和数据采集。传感器13的移动完全由预定的程序控制，运行期间不需要人为干预，所有数据采集完毕后，机械臂归位，更换下一个传感器13。避免了人手臂与柜体内病毒和细菌的接触，有效保护了检测人员的安全，并能达到生物安全柜各项技术指标要求的检测。