摇匀装置及埃姆斯试验仪的制作方法

本实用新型涉及埃姆斯试验技术领域，尤其涉及一种摇匀装置及具有该摇匀装置的埃姆斯试验仪。

背景技术：

B.N.Ames等经十余年努力，于1975年建立并不断发展完善的沙门氏菌回复突变试验(亦称Ames试验、埃姆斯试验)已被世界各国广为采用。该法比较快速、简便、敏感、经济，且适用于测试混合物，反映多种污染物的综合效应。可以用Ames试验检测食品添加剂、化妆品等的致突变性，由此推测其致癌性；用Ames试验检测水源水和饮用水的致突变性，探索较现行方法更加卫生安全的消毒措施；或检测城市污水和工业废水的致突变性，结合化学分析，追踪污染源，为研究防治对策提供依据；检测土壤、污泥、工业废渣堆肥、废物灰烬的致突变性，以防止维系生命的土壤受致突变物污染后，通过农作物危害人类；检测气态污染物的致突变性，防止污染物经由大气，通过呼吸对人体发生潜在危害；用Ames试验研究化合物结构与致变性的关系，为合成对环境无潜在危害的新化合物提供理论依据；检测农药在微生物降解前后的致突变性，了解农药在施用后代谢过程中对人类有无隐患；还有用Ames试验筛选抗突变物，研究开发新的抗癌药等等。现有的埃姆斯试验都是实验人员采用滴管向培养皿内添加试剂，自动化程度低，人工成本高，虽然能够保证一定的实验精度，但也会由于人的失误而导致实验结果偏差巨大。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在提供一种摇匀装置，其能够将带动培养皿进行晃动，以使培养皿内的多种物质混合均匀，为实现全自动的埃姆斯试验仪提供支持。

为此，本实用新型提供了一种用于埃姆斯试验仪的摇匀装置，包括：

底座；

主动轮，可转动地安装于所述底座；

从动轮，可转动地安装于所述底座；和

摇匀架，在其两个部位处分别可转动地安装于所述主动轮和所述从动轮；

所述底座、所述主动轮、所述从动轮和所述摇匀架共同构成曲柄摇杆机构或平行四边形机构，以在所述主动轮转动时使所述摇匀架至少带动直接或间接地放置于其上的培养皿运动，从而使所述培养皿内的多种物质混合均匀。

进一步地，所述摇匀架包括基板，所述基板在其下表面的两个部位处分别可转动地安装于所述主动轮和所述从动轮。

进一步地，所述基板在其下表面的两个部位处开设有转孔；

所述摇匀装置还包括两个滚轮，分别安装于所述主动轮和所述从动轮的上表面，且分别位于两个所述转孔内。

进一步地，所述摇匀装置还包括升降装置和载物盘，所述升降装置安装于所述摇匀架；

所述载物盘用于放置所述培养皿，且安装于所述升降装置，以在所述升降装置的带动下进行升降运动。

进一步地，所述摇匀架还包括侧板，其上端设置于所述基板的一个侧面上，且所述升降装置安装于所述侧板。

进一步地，所述载物盘为吸盘。

进一步地，所述摇匀装置还包括：位置检测装置，配置成检测所述摇匀架是否处于或回到初始位置。

进一步地，所述位置检测装置包括安装于所述基板的边缘处的信号片和安装于所述底座上的传感器。

进一步地，所述底座、所述主动轮、所述从动轮和所述摇匀架共同构成平行四边形机构；且所述摇匀装置还包括：

第一定向杆，其固定于所述基板，且平行于由所述主动轮指向所述从动轮的方向；

第二定向杆，与所述第一定向杆垂直设置，且其一端可滑动地安装于所述第一定向杆，另一端可滑动地安装于所述底座。

本实用新型还提供了一种埃姆斯试验仪，其包括上述任一种摇匀装置，所述摇匀装置配置成在培养皿的皿盘内添加混合液后，带动所述皿盘运动，从而使所述皿盘内的混合液混合均匀。

本实用新型的摇匀装置及埃姆斯实验仪中因为主动轮、从动轮、摇匀架和底座组成平行四边形机构或曲柄摇杆机构，可对培养皿中的多种物质进行快速均匀地混合。进一步地，摇匀架通过基板安装于两个滚轮上，两个滚轮分别安装于主动轮和从动轮，以及定向杆的设置，可使培养皿只进行晃动，在上下方向上的波动很小，可保证摇匀装置的运动平稳性和优异的摇匀效果。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为根据本实用新型一个实施例的摇匀装置的示意性结构图；

图2为根据本实用新型一个实施例的摇匀装置的示意性局部结构爆炸图；

图3为根据本实用新型一个实施例的埃姆斯试验仪的示意性结构图；

图4为根据本实用新型一个实施例的埃姆斯试验仪的示意性局部结构图；

图5为根据本实用新型一个实施例的埃姆斯试验仪中培养皿存储分拣装置的示意性结构图；

图6为根据本实用新型一个实施例的埃姆斯试验仪的示意性局部结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。在本实用新型实施例中需要注意的是，一些管路在图示中仅仅被示出部分管段，一些管路在图中未被示出。

图1为根据本实用新型一个实施例的摇匀装置500的示意性结构图，如图1所示并参考图2，本实用新型实施例提供了一种用于埃姆斯试验仪的摇匀装置500。该摇匀装置500包括底座510、主动轮520、从动轮530和摇匀架540。主动轮520和从动轮530均可转动地安装于底座510。摇匀架540在其两个部位处分别可转动地安装于主动轮520和从动轮530。特别地，在该实施例中，底座510、主动轮520、从动轮530和摇匀架540共同构成曲柄摇杆机构或平行四边形机构，以在主动轮520转动时使摇匀架540至少带动直接或间接地放置于其上的培养皿运动，从而使培养皿内的多种物质混合均匀。

在本实用新型的一些实施例中，摇匀架540包括基板541，基板541在其下表面的两个部位处分别可转动地安装于主动轮520和从动轮530。例如，基板541在其下表面的两个部位处开设有转孔；摇匀装置500还包括两个滚轮580，分别安装于主动轮520和从动轮530的上表面，且分别位于两个转孔内。

在本实用新型的一些实施例中，摇匀装置500还包括升降装置550和载物盘560。升降装置550安装于摇匀架540。载物盘560用于放置培养皿，且安装于升降装置550，以在升降装置550的带动下进行升降运动。摇匀架540还包括侧板542，其上端设置于基板541的一个侧面上，且升降装置550安装于侧板542。载物盘560优选为吸盘。升降装置550至少可使培养皿的皿盘脱离安装培养皿的皿盘台阶孔，以防止在转动地过程中，台阶孔阻碍皿盘的运动。在本实用新型的一些替代性实施例中，培养皿的皿盘可被其它装置转移动载物盘560上，因此在这些实施例中，摇匀装置500可不具有升降装置550，载物盘560直接安装于摇匀架540。

在本实用新型的一些实施例中，为了能够更好且更准确地使载物盘560去预定的位置携载培养皿的皿盘，摇匀装置500还包括位置检测装置570，配置成检测摇匀架540是否处于或回到初始位置。例如，位置检测装置570包括安装于基板541的边缘处的信号片和安装于底座510上的传感器。

为了进一步提高稳定性，底座510、主动轮520、从动轮530和摇匀架540优选共同构成平行四边形机构。且摇匀装置500还包括第一定向杆591和第二定向杆592。第一定向杆591沿水平方向延伸，且固定于基板541，而且平行于由主动轮520指向从动轮530的方向。第二定向杆592沿水平方向延伸，且与第一定向杆591垂直设置，而且其一端可滑动地安装于第一定向杆591，另一端可滑动地安装于底座510。

图3为根据本实用新型一个实施例的埃姆斯试验仪的示意性结构图，如图3所示，并参考图4至图6，本实用新型实施例还提供了一种埃姆斯试验仪，其可包括基座100、培养皿存储分拣装置200、开合盖工位装置300和加样系统400以及上述任一实施例中的摇匀装置500，可使埃姆斯试验实现了自动化，在降低了人工成本的基础上，提高了实验效率和实验精度。

培养皿存储分拣装置200可配置成将其内存放的未添加混合液的培养皿一个一个地取出，待每个培养皿内添加混合液后，将该培养皿存放其内。

开合盖工位装置300可配置成利用培养皿存储分拣装置200带动培养皿的移动使培养皿的皿盘和皿盖脱离，且可将培养皿的皿盘运送到各个预定的工位处。例如，开合盖工位装置300可在皿盘皿盖开合工位接收培养皿，然后将皿盘运送到混合液添加工位，还需将培养皿的皿盘运送返回至皿盘皿盖开合工位等。

加样系统400可配置成将多种溶液和一种试样混合，且将混合后形成的混合液输送至处于混合液添加工位的皿盘内。

所述摇匀装置500配置成在培养皿的皿盘内添加混合液后，带动所述皿盘运动，从而使所述皿盘内的混合液混合均匀。

在本实用新型的一些实施例中，该培养皿存储分拣装置200可包括底板210、培养皿架220和升降机构230。

底板210可为一圆形板且安装于基座100上，其上开设有通孔211，通孔211的大小可略大于或大于培养皿的直径，以允许培养皿通过。

培养皿架220可转动地安装于底板210。培养皿架220可具有多个沿底板210的周向方向排列的容纳腔，每个容纳腔沿竖直方向延伸，且每个容纳腔在转动到通孔211的上方时与通孔211同轴。每个容纳腔内可放置一摞培养皿。

升降机构230可具有设置于通孔211下方的托载部231，且升降机构230配置成：

先使托载部231向上移动至通孔211内，以使转动到与通孔211同轴的、容纳有至少一个培养皿的容纳腔内的培养皿位于托载部231上，后使托载部231向下移动，且使该容纳腔内的、最下方的培养皿的上表面移动到与底板210的上表面平齐、或低于底板210的上表面的位置，以使该容纳腔内的、最下方的培养皿被分拣出来；和/或

使携载一个或多个培养皿的托载部231向上移动，且使一个或多个培养皿中最下方的培养皿的下表面移动到与底板210的上表面平齐、或高于底板210的上表面的位置，以使一个或多个培养皿被存储于转动到与通孔211同轴的容纳腔内。

在本实用新型实施例的一些实施方式中，多个容纳腔包括至少一个分拣容纳腔和至少一个存储容纳腔，每个分拣容纳腔配置成存放待分拣的培养皿，每个存储容纳腔配置成存放待存储的培养皿。

具体使用时，先在每个分拣容纳腔内放置一摞培养皿，每个培养皿具有皿盖和皿盘。当需要一个一个地取出处于一个分拣容纳腔内培养皿时，先使托载部231向上移动至通孔211内，使托载部231的上表面大约与底板210的上表面平齐。转动培养皿架220，使该分拣容纳腔转动到通孔211的上方，由于托载部231的存在，该分拣容纳腔内的培养皿位于托载部231上，不会由通孔211下落。然后，可用升降机构230使托载部231缓慢下降。当该分拣容纳腔内的、最下方的培养皿的上表面移动到与底板210的上表面平齐、或低于底板210的上表面的位置(优选为平齐、略高于或略低于均可)时，停止下降，转动培养皿架220，以防止托载部231再次下降时，不需要取出的培养皿也下落。再接着，继续使托载部231下降，使取出的培养皿脱离通孔211和培养皿架220，以便于埃姆斯试验仪进行后续的动作。

当取出的培养皿内被添加多种物质后，需要将该培养皿存储。具体地，使该培养皿处于升降机构230的托载部231上，托载部231携载该培养皿向上移动，当该培养皿的上表面移动到与底板210的上表面平齐、或低于底板210的上表面的位置(优选为平齐、略高于或略低于均可)时，停止上升，转动培养皿架220，以使一个存储容纳腔转动到处于通孔211的上方。接着使该培养皿的下表面移动到与底板210的上表面平齐、或高于底板210的上表面的位置。最后转动培养皿架220，以防止托载部231下降后，存储容纳腔内的培养皿下落。这样可使培养皿被存储于存储容纳腔内。

进一步地，培养皿架220可包括多个沿竖直方向延伸的架杆、上支撑板架和下支撑板架。多个架杆限定出多个容纳腔，例如每四个架杆限定出一个容纳腔。下支撑板架和上支撑板架，分别安装于每个架杆的两端。升降机构230还可包括直线滑台，以带动托载部231上下移动。托载部231优选为托架或托盘。底板210的下方还设置有转动装置，配置成带动培养皿架220转动。

优选地，培养皿存储分拣装置200还包括至少一个底托240，设置于每个存储容纳腔的下部，每个底托240配置成在托载部231携载的培养皿向上移动的作用下运动，以允许托载部231携载的培养皿向上移动至其上方，且在托载部231携载的培养皿移动至其上方后返回到初始位置，以托载其上的培养皿。此种设置可使培养皿的存储步骤更加简单，当取出的培养皿内被添加多种物质后，需要将该培养皿存储时，可先使一个存储容纳腔转动到处于通孔211的上方，接着使该培养皿处于升降机构230的托载部231上，托载部231携载该培养皿向上移动，直至托载部231的高度高于底托240，底托240先允许托载部和培养皿通过，后返回初始位置，然后托载部231下降，培养皿可位于底托240上，此种结构可便于托载部231的下落。进一步地，底托还可使一摞培养皿与底板210之间具有间隙，便于用户取出培养皿。具体地，每个底托包括至少三个支撑柱，每个支撑柱的一端可转动地安装于一个存储容纳腔的下部，以在托盘携载的培养皿向上移动时向上转动，从而允许托盘携载的培养皿向上移动至其上方，以及在托盘携载的培养皿移动至其上方后向下转动返回到初始位置，从而利用其杆部支撑培养皿。

在本实用新型的一些实施例中，开合盖工位装置300可包括支架、上盘310和工位转盘320。支架固定于基座100。上盘310可转动地安装于支架，且具有多个第一台阶孔。工位转盘320可转动地安装于支架并处于上盘310的下方，且工位转盘320上具有多个第二台阶孔。优选地，第一台阶孔和第二台阶孔的数量相等。

培养皿存储分拣装置200的升降机构230还配置成：在一个第一台阶孔与一个第二台阶孔处于同轴位置处时，使携载培养皿的托载部231从上盘310的上方向下移动，以使托载部231依次经过该第一台阶孔和该第二台阶孔，且托载部231移动的过程中，使培养皿的皿盖720位于该第一台阶孔和使培养皿的皿盘710位于该第二台阶孔，从而使培养皿的皿盖和皿盘分离；和在一个携载皿盖的第一台阶孔与一个携载皿盘的第二台阶孔处于同轴位置处时，使托载部231从工位转盘320的下方向上移动，以使托载部231依次经过该第二台阶孔和该第一台阶孔，且在托载部231移动的过程中，使培养皿的皿盘向上移动与培养皿的皿盖配合，从而使培养皿的皿盖安装于皿盘。

也就是说，在升降机构230将培养皿一个一个取出后，升降机构230继续下降，依次穿过处于皿盘皿盖开合工位的第一台阶孔与第二台阶孔，使皿盖720位于第一台阶孔的台阶面上，使皿盘710位于第二台阶孔的台阶面上，使皿盘与皿盖分离。然后，工位转盘320转动，将皿盘运送到混合液添加工位，加样系统400向皿盘710内输送混合液，接着工位转盘320将皿盘带回皿盘皿盖开合工位。此时，处于工位转盘320下方的托载部231进行上升运动使皿盖盖设于皿盘，继续上升运动使培养皿存储于培养皿存储分拣装置200。

在本实用新型的实施例中，工位转盘320和上盘310需同步转动，以保证同一个培养皿的皿盘与皿盖的同步性。此种情况下，皿盘皿盖开合工位和混合液添加工位可同步进行动作，以在进行添加混合液时，还可使另一个培养皿进行皿盘与皿盖的分离或结合。而且，工位转盘320的直径大于上盘310，以防止上盘310对工位转盘320的遮挡造成的不方便在皿盘内添加混合液。

在该实施例中，当皿盘710在混合液添加工位被添加混合液后，摇匀装置500可利用其升降装置550先使皿盘脱离第二台阶孔，然后再带动皿盘晃动。

在本实用新型的一些实施例中，加样系统400可包括多个混合试管410、第一驱动装置、多个试样存储试管420、取样装置、多个溶液存储容器440和溶液取出装置。

第一驱动装置配置成至少使每个混合试管410移动到第一工位和第二工位，且第一工位和第二工位分别处于两个位置。

多个试样存储试管420分别用于盛放多种试样。

取样装置可配置成从一个试样存储试管420中取出试样并将取出的试样输送至处于第一工位的混合试管410内。取样装置还可配置成从一个混合试管410内取出混合液，然后将取出的混合液输送到处于混合液添加工位的皿盘内。

多个溶液存储容器440分别用于盛放多种溶液。

溶液取出装置配置成将多个溶液存储容器440中的溶液按照预定的次序取出并输送至处于第二工位的混合试管410内。

在该实施例中，第一驱动装置还配置成使每个混合试管410先移动到第一工位，在第一工位接收一种试样后移动到第二工位，以接收多种溶液。采用多个混合试管410和第一驱动装置，可使一个混合试管410移动到第一工位和第二工位，接收多种溶液和一个试样存储试管420内的试样，以形成一种混合液。然后，可使另一个混合试管410移动到第一工位和第二工位，接收多种试样和另一个试样存储试管420内的另一试样，以形成另一种混合液。多个混合试管410可形成多种混合液。在该实施例中，第一驱动装置还配置成使多个相邻的混合试管410依次移动到第一工位，在第一工位接收同一种试样，区别在于接收的试样的多少不一致，以形成试样梯度；后移动到第二工位，以接收多种溶液。采用多个混合试管410和第一驱动装置显著提高了实验效率。

在本实用新型的一些实施例中，多个试样存储试管420沿一圆周方向间隔设置。取样装置可包括取样针管、第一旋转升降装置431和第一柱塞泵432。第一旋转升降装置431配置成至少带动取样针管转动至处于第一工位的混合试管410的上方或每个试样存储试管420的上方，以及配置成带动取样针管进行升降运动。第一柱塞泵432经由管路与取样针管连通，以使取样针管从一个试样存储试管420吸入试样和使进入取样针管内的试样从取样针管内吐出至处于第一工位的混合试管410内。

当需要取出一个试样存储试管420内的试样时，可先使取样针管转动到该试样存储试管420的上方，然后使取样针管下降伸入该试样存储试管420内溶液的下方，接着控制第一柱塞泵432工作，使该试样存储试管420内的试样进入取样针管内。其次，上升和转动取样针管，使其转动至处于第一工位的混合试管410的上方，接着使取样针管下降，最后使进入取样针管内的试样从取样针管内吐出至处于第一工位的混合试管410内，完成试样的取出。

在本实用新型的一些实施例中，溶液取出装置包括第二旋转升降装置451、多个取液针管452、第二柱塞泵453和第一流路切换装置。第二旋转升降装置451配置成带动每个取液针管452转动至处于第二工位的混合试管410的上方或一个溶液存储容器440的上方，以及配置成带动每个取液针管452进行升降运动。第二柱塞泵453经由管路与每个取液针管452连通。第一流路切换装置配置成可控地导通一个取液针管452和第二柱塞泵453，以可控地使第二柱塞泵453促使每个取液针管452从一个溶液存储容器440内吸入溶液和使进入该取液针管452内的溶液从该取液针管452内吐出至处于第二工位的混合试管410内。

当需要取出多种溶液时，可通过两种方式：方式一，可使多个取液针管452处于多个溶液存储容器440的上方，然后使多个取液针管452下降伸入多个溶液存储容器440内。第一流路切换装置先使一个取液针管452与第二柱塞泵导通，以使该取液针管452内吸入溶液。接着第二流路切换装置使另一个取液针管452与第二柱塞泵导通，以使该取液针管452内吸入溶液。再接着第二流路切换装置使第三个取液针管452与柱塞泵导通，以使该取液针管452内吸入溶液。……。直至最后一个取液针管452内吸入有相应溶液后。上升和转动多个取液针管452，使多个取液针管452依次转动到处于第二工位的混合试管410的上方，在某个取液针管452处于该混合试管410的上方时，第一流路切换装置导通该取液针管452和第二柱塞泵453，以使该取液针管452内的溶液吐出至处于第二工位的混合试管410。方式二，可使多个取液针管452处于多个溶液存储容器440的上方，然后使多个取液针管452下降伸入多个溶液存储容器440内。第一流路切换装置先使一个取液针管452与第二柱塞泵导通，以使该取液针管452内吸入溶液。上升和旋转多个取液针管452，使吸入溶液的取液针管452转动至处于第二工位的混合试管410的上方，使该取液针管452内的溶液吐出至处于第二工位的混合试管410。然后旋转多个取样针管，使多个取液针管452处于多个溶液存储容器440的上方，然后使多个取液针管452下降伸入多个溶液存储容器440内。第一流路切换装置使另一个取液针管452与第二柱塞泵导通，以使该取液针管452内吸入溶液。上升和旋转多个取液针管452，使吸入溶液的取液针管452转动至处于第二工位的混合试管410的上方，使该取液针管452内的溶液吐出至处于第二工位的混合试管410。……。直至所有的溶液存储容器440内的溶液都被取出和放入处于第二工位的混合试管410内。

在本实用新型的一些实施例中，取样装置还可包括送样针管和第二流路切换装置。送样针管安装于第一旋转升降装置431，以在第一旋转升降装置431的带动下转动至处于第一工位的混合试管410的上方，以及在第一旋转升降装置431的带动下进行升降运动；且送样针管经由管路与第一柱塞泵432连通，以从处于第一工位的混合试管410内吸收混合液。第二流路切换装置配置成可控地导通送样针管和第一柱塞泵432，或导通取样针管和第一柱塞泵432。第一柱塞泵还配置成使进入送样针管内的混合液吐出至培养皿的皿盘内。

当每个混合试管410在第一工位接收一种试样后，且移动到第二工位，并接收多种溶液后立即返回第一工位，送样针管可进行往复升降运动，以使混合试管410内的多种物质形成较均匀的混合液，然后将该混合试管内的混合液输送至一个或多个培养皿的皿盘内。

在本实用新型的一些实施例中，加样系统400还包括清洗槽。第二流路切换装置的进口还通过阀门装置受控地连通空气压缩机和供水泵。供水泵还用于向清洗槽提供清洗液，例如，供水泵的进口可控地连通水箱或酒精容器。第一旋转升降装置431配置成带动取样针管和送样针管转动至清洗槽的上方，后下降至清洗槽内。当需要清洗时，第一旋转升降装置431可使取样针管和送样针管处于清洗槽的上方，供水泵可分别向清洗槽和针管内注入水，以清洗针管的内部和外部。然后，供水泵向清洗槽和针管内注入酒精，最后，空气压缩机可向针管内注入空气，以实现对针管的清洗。

在本实用新型的一些实施例中，多个混合试管410沿一圆周方向间隔设置。第一驱动装置可包括：转动柱体，多个混合试管410安装于转动柱体；驱动电机，配置成带动转动柱体进行旋转运动。

在本实用新型的一些实施例中，埃姆斯试验仪还可包括打码装置600，配置成在处于打码工位的皿盘的侧壁外表面或底壁外表面设置标记，以防止将标记设置于皿盖上造成混乱。具体地，打码装置600可包括码座、至少一个滑块、至少一个打码笔和气缸。码座安装于基座100。至少一个滑块可滑动地安装于码座上。每个打码笔固定于一个滑块上，以随滑块进行伸缩运动，从而在处于打码工位的皿盘的侧壁外表面设置标记。气缸配置成可控地使每个滑块安装于该滑块上的一个打码笔进行伸缩运动。进一步地，码座包括倾斜板和设置于倾斜板下方的支撑板。至少一个滑块安装于倾斜板上，以沿平行于倾斜板的方向进行伸缩运动。每个打码笔的笔头朝向斜下方，以更好地将标记设置于皿盘的侧壁上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。