一种细胞培养转瓶装置的制作方法

本实用新型涉及细胞培养自动化设备技术领域，更进一步地涉及一种细胞培养转瓶装置。

背景技术：

随着生物医药、细胞治疗等行业的大力发展，对生产工艺的要求越来越高，细胞培养转瓶机是一种小型的动态细胞培养仪器，可以用于贴壁细胞和悬浮细胞的动态培养，通过转速、时间等条件的控制，可以培养得到大量的细胞和细胞产生的蛋白质、细胞因子、抗体物质等产物。

在生物医药行业中，细胞培养转瓶机一般用于蛋白、抗体等药物研发的小试阶段，在细胞治疗行业中，细胞培养转瓶机可以直接用于研发到生产的各个阶段。免疫细胞治疗及干细胞治疗等方式都具有个体化治疗的特点，个体化治疗意味着其研发和生产都是在0～10L之间的小体积过程，完全可以通过细胞培养转瓶机进行培养。

细胞培养瓶是生物细胞培养中常用的一种器皿，将细胞及培养液放置在瓶中。目前的细胞培养转瓶机存在一些显著的缺点，例如转轴之间的间距无法调节，特定型号的转瓶机仅能针对特定尺寸的培养瓶进行操作，应用范围受到了极大的限制。

因此，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种能够调节转轴间距的转瓶机，是目的需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种细胞培养转瓶装置，能够根据培养瓶的直径改变转轴之间的间距，适应尺寸各异的培养瓶，具体方案如下：

一种细胞培养转瓶装置，包括：

支撑框，包括多根相互固定构成长方体结构框架的支撑杆；

转轴，两端分别转动设置在滑座上，所述滑座分别滑动设置于所述支撑框两根平行设置的滑轨上；

间距调节装置，转动设置于所述支撑框的支撑杆上，所述间距调节装置通过传动装置带动所述滑座平移；

控制器，设置于所述支撑框上，控制所述转轴转动。

可选地，所述间距调节装置包括调节杆和调节架，所述调节杆与所述转轴平行设置，所述调节杆的两端分别转动设置于调节架上。

可选地，所述调节杆上同轴设置齿轮，所述传动装置为与所述齿轮啮合传动的齿条。

可选地，所述支撑框上设置三根所述转轴，两侧的所述转轴由所述滑座上设置的减速电机驱动，中间的所述转轴转动设置于固定座上。

可选地，所述转轴的内芯为金属柱体，外层包裹塑料层。

可选地，所述滑座上设置用于检测所述转轴转速的角度传感器，所述控制器根据所述角度传感器的信号闭环控制所述转轴的转速。

可选地，所述支撑框的顶部与底部分别设置能够相互卡接的拼装接口，所述拼装接口包含用于传递信号的电气接口。

可选地，还包括包裹于所述滑座滑动轨道上的保护壳，所述保护壳的上表面设置刻度线。

可选地，所述支撑框与所述转轴平行的侧面上设置侧板，所述侧板上设置用于手握的提手。

本实用新型提供了一种细胞培养转瓶装置，包括支撑框、转轴、间距调节装置、控制器等结构，其中支撑框包括多根支撑杆，支撑杆之间相互固定连接，构成长方体结构的框架，作为整个装置的支撑结构；转轴的两端分别转动设置在滑座上，能够在滑座上转动，两端的滑座分别滑动设置于支撑框两根相对平行设置的滑轨上，滑座能够沿着滑轨运动，也即沿着支撑杆的长度方向滑动；间距调节装置转动设置于支撑框的支撑杆上，间距调节装置通过传动装置带动滑座平移，通过传动装置将间距调节装置的旋转转换为滑座的平移运动，转动间距调节装置可以改变两根转轴的间距，根据不同直径的培养瓶设定两个转轴之间的间距，间距调节完成后，由设置于支撑框上的控制器控制转轴转动，转轴进一步带动培养瓶旋转。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的细胞培养转瓶装置一种轴测结构图；

图2为细胞培养转瓶装置的俯视图；

图3为支撑框的轴测图；

图4为设置保护壳装置轴测图；

图5为多层叠加的支撑框轴测图。

其中包括：

支撑框1、滑座2、固定座3、转轴4、间距调节装置5、调节杆51、调节架52、控制器6、拼装接口7、保护壳8、侧板9。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种细胞培养转瓶装置，能够根据培养瓶的直径改变转轴之间的间距，适应尺寸各异的培养瓶。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的细胞培养转瓶装置进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本实用新型所提供的细胞培养转瓶装置一种具体结构的轴测结构图；图2为细胞培养转瓶装置的俯视图，图3为支撑框1的轴测图。该装置包括支撑框1、转轴4、间距调节装置5和控制器6等结构，支撑框1包括多根支撑杆，支撑杆相互固定构成长方体结构框架；当然，只要能够起到支撑的作用均可，都包含在本申请所要保护的范围之内，还可以设置为由板状结构相互固定形成的长方体结构。转轴4的两端分别转动设置在滑座2上，滑座2分别滑动设置于支撑框1两根相对平行设置的滑轨上，两根滑轨设置在支撑框1两侧的支撑杆之内，与外侧的支撑杆保持平行；转轴4通过滑座2间接地设置在支撑框1上，转轴4可以沿自身长度的垂直方向沿支撑杆滑动，在支撑杆上设置有限位滑座2的轨道，滑座2沿轨道方向作往复平移运动。一般地，滑座2设置在支撑框1底部的水平支撑杆上，放置在培养瓶处于支撑杆所围成的内部空间中。

间距调节装置5转动设置于支撑框1的支撑杆上，间距调节装置5通过传动装置带动滑座2平移，在需要调节转轴4的位置时，旋转间距调节装置5，通过传动装置将转动转变为滑座2的平移运动；当转轴4的位置被确定后，通过控制器6控制转轴4转动，控制器6设置于支撑框1上，与转轴4的驱动装置信号连接，使转轴4作旋转运动。

控制器6是嵌入式电子装置，包含相应的电路和软件程度，采用微处理DSP以及相应的电路实现，将外部直流24V供电转换成内部所需的电源，完成接收命令和发送数据，并实现转轴4的转动控制。

本装置可以改变转轴4的位置，使两个转轴4之间的距离与所要旋转的培养瓶尺寸相互匹配，增加了转瓶机适配的培养瓶直径范围，具有良好的经济效益。

在上述方案的基础上，间距调节装置5包括调节杆51和调节架52，调节架52固定在支撑框1上，调节杆51转动设置在调节架52上，且调节杆51与转轴4平行设置，一个调节杆51两端分别各设置一个调节架52。调节架52一般设置在支撑杆的端部，转轴4靠近支撑杆4的中间位置，在转轴4与调节杆51之间设置了传动装置，当调节杆51转动时带动传动装置同步运转，传动装置运动时会带动转轴4所在的滑座2平移，从而改变滑座2的位置。

上述的方案仅作为间距调节装置5的一种具体实施方式，将调节杆51与转轴4平行设置，只要是能够调节转轴4间距的方案均可，例如：传动装置设置为齿条，滑座2与齿条保持同步运动，间距调节装置5包括螺杆，螺杆的轴向与转轴4的轴向垂直，通过转动螺杆使齿条运动，进而使滑座2平移。又如：传动装置设置为丝杠，丝杠上套装螺母，滑座2设置在螺母上，转动丝杠来调节滑座2所在的位置。

上述所列举的方案均通过间距调节装置5调节转轴4的间距，实现了线性调节，同时还可起到锁定的效果，使转轴4保持在特定的位置不动，若滑座2由人工推动在轨道上调节位置的方式也是可以的，但需要增加相应的锁止机构，例如插销等，此方式所能调节的范围是间断的，非线性的。

对于调节杆51平行于转轴4的结构，在调节杆51上同轴设置齿轮，传动装置为与齿轮啮合传动的齿条，调节杆51旋转时带动齿轮一同旋转，齿轮与齿条相互啮合，使齿条发生平移，滑座2设置在齿条上，与齿条之间同步移动。当然，本申请并不仅限于此方式，例如在调节杆51上同轴设置皮带轮，皮带轮上套装皮带，由调节杆51转动使皮带轮转动，进而使皮带作平移，滑座2设置在皮带上，与皮带保持同步平移。

具体地，在一个支撑框1上设置三根转轴4，三根转轴4呈平行关系，两侧的转轴4由滑座2上设置的减速电机驱动，中间的转轴4转动设置于固定座3上，减速电机作为整个转瓶机的动力部件，采用直流无刷蜗轮蜗杆减速电机，内含直流无刷电机和蜗轮蜗杆减速机构，供电电压为12V，减速比为1:150，额定转矩为15kg.cm，额定转速为26rpm，即为1560rph，满足大范围的转速调节要求。若有放置更多培养瓶的需求，还可设置多根转轴4，N根转轴能够放置N-1个培养瓶。

两侧的两个转轴4作为主动轴，中间的转轴4作为从动轴；两侧的转轴4的两端均固定在滑座2上，因此可以相对平移，中间的转轴4所在的固定座3不同平移运动，仅通过调节两侧的转轴4改变与中间转轴4的间距，三根转轴4之间可以放置两个培养瓶，中间转轴4通过与培养瓶之间的摩擦力带动旋转。

转轴4的内芯为金属柱体，例如不锈加工成型，最大直径为8mm，外层包裹塑料层，塑料层为圆柱套筒，内径为8.2mm，外径为12mm。塑料外层可以增加与培养瓶之间的摩擦，避免出现打滑现象，同时具有一定的缓冲作用，对细胞培养瓶起到减震和缓冲作用。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，滑座2上设置用于检测转轴4转速的角度传感器21，控制器6根据角度传感器21的信号控制转轴4的转速，形成控制回路，形成闭环控制，控制器6作为信息处理、控制中心，具备读取和处理角度传感器21的数据、控制减速电机及接收上位主机命令等功能。上位主机是指命令发布和数据处理设备，可以是计算机或其他电气装置。

角度传感器21采用线性度为0.1％的电位器，电阻值2KΩ，可360°/s连续旋转，平滑性±0.1％。角度传感器21是一种测量转动角度的传感器，也可以通过计算处理间接测量转动角速度。

为了达到规模化操作，在支撑框1的顶部与底部分别设置能够相互卡接的拼装接口7，如图5所示，为层层叠加的支撑框1的轴测图。在支撑框1的顶部与底部分别设置了四个拼装接口7，上方拼装接口7下凹，下方的拼装接口向下凸出，通过拼装接口7可以层层叠加多个支撑框1，形成一套转瓶系统。拼装接口7包含用于传递信号的电气接口，可以只在最下方的一个支撑框1中设置控制器6，上层的转轴均由一个控制器6控制转速，节约成本。

为了满足多层支撑框1之间电气接口的快速连接，电气接口采用单一电连接器(即对外电气接口)，每层支撑框1具备两个对外电气接口，两个电气接口的信号定义完全一致，其中一个对外电气接口与下层的细胞培养转瓶机连接，另一个对外电气接口与下层的支撑框1连接。对外电气接口中的信号主要RS485总线和24V直流电源，仅需四根信号线，便于选用简易的电连接器。其中采用RS485总线，每层细胞培养转瓶机的控制器6均通过一个信号网络(两根信号线)，即可与上位主机通讯。

为了对滑座2等移动部件起到保护作用，如图4所示，为设置保护壳8后轴测图，还设置有包裹于滑座2滑动轨道上的保护壳8，保护壳8内部中空，滑座2和间距调节装置5均位于保护壳8之内。为了便于准确测量转轴4之间的距离，在保护壳8的上表面设置刻度线。

为了能够方便搬动支撑框1，支撑框1与转轴4平行的侧面上设置侧板9，侧板9上设置用于手握的提手，在搬运过程中不会触及内部的部件。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。