一种可扩展工作台

本技术属于实验室台，具体涉及一种空间和功能均能自由组合的密封式可扩展工作台。

背景技术：

1、工作台是用于执行某项任务的区域或平台，广泛应用于机械制造或维修、产品检测、植物组培接种、医学和生化实验等各方面。其本质是为了提供一个可控的操作环境和空间。因完成任务所需条件不同，人们对工作台提出了不同要求，如无尘、无菌、密封、恒温、多人协作、储物、排污等。尽管最优的是构建一个满足这些特定需求的建筑物并配备简易的操作平台，但在符合相同操作条件的前提下，构建一个环境条件可控的工作台无易更具成本和便捷优势。除“一种恒温手套操作箱”(cn214586588u，2021.11.02)和“一种移动温控灭菌前后开门超净工作台”(cn205164772u，2016.04.02)这种通用性强、结构简单、内部环境可控的工作台外，更多特定用途的工作台也应运而生，如已公开文献：一种密闭的超净工作台(cn 208575811 u，2019.03.05)、一种便于操作的细菌实验用超净工作台(cn210700231u，2020.06.09)，均设置机了械抓取装置，便于在完全密封的环境下操作；自动化超净工作台(cn 107020169 a，2017.08.08)、具有温湿度自动调节功能的净化工作台(cn108161846a，2018.06.15)，实现了工作台内空气质量、灯光、台面高度等的自动化控制，降低了人工操作的负担；一种净化工作台(cn218945127u，2023.05.02)，带有废液收集功能，利于实验废液的即时导出；一种实验室超净工作台(cn221816193u，2024.10.11)，通过增设内部隔板可以调整和分隔内部操作空间；一种新型显示信息的净化工作台(cn213791737u，2021.07.27)，通过隐藏式电子显示屏即可查看工作台工作状态；一种便携式无菌操作台(cn216260890u，2022.04.12)、一种折叠式便携无菌操作台(cn209049412u，2019.07.02)，采用可拆卸组装、可折叠结构，便于携带。在上述文献中，无论是通用型还是特定用途或包含特定功能的工作台，由于结构固定，不易扩展，难以满足多样化需求。通常一个研究机构或检测机构的许多任务实施条件并不相同，可能需要购买不同功能的工作台才能完成。若一台工作台能同时满足多任务需求，无疑能节省更多成本，本实用新型即基于此背景产生。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是为执行各项任务提供一种内部环境可控的多功能密封工作台，通过模块化设计使工作台的空间和功能具有较强的扩展性，同时便于拆卸、安装和运输，可满足各种实验、植物组培、产品检测及维修等多用途需求。其主体是由可拆装的长方体刚性框架和若干不同功能面板组成的封闭空腔，各功能面板通过锁紧装置和限位柱安装于框架上，便于用户自行拆装，且各功能面板安装位置无需固定，可根据需要安装于框架的不同面上，组装灵活。该工作台基本功能包括温湿度和照明控制、除尘和杀菌等，以及温度、湿度、气压、空气颗粒物和视频监测能力，可通过人工手套和机械手臂实现任务的手动、自动和协同操作，其框架可扩展性和面板功能可定制能力使得工作台的空间和功能得以满足更多任务需求。

2、该工作台的长方体刚性框架由可拆装的中空方管构成，方管交接处通过三通件连接固定。框架除形成主体结构、承担主体重量外，还实现各功能面板和空腔内设备的电源和电子信号连接，工作台的所有导线经方管内中空部分连接至底部主功能面板内的计算机控制模块。

3、方管位于空腔内侧布设有若干不同规格的电源接口、电子信号接口和传感器预留安装孔，且每个接口和安装孔配置有密封盖，在该接口和安装孔闲置时用于密封孔洞。在框架纵梁方管位于空腔内侧安装有温度、湿度、气压、空气颗粒物监测传感器。

4、上述电源接口包含两类，一类是低压电源转接口，与方管位于空腔外侧部分的电源转换外接口直接连通，用于将外部电源连接至空腔内部，主要为放置在空腔内的设备提供低压电源；另一类是特低压直流电源接口，使用导线与主功能面板的计算机控制模块连接，由工作台提供电源。上述电子信号接口也包含两类，一类是工作台可控电子信号接口，通过导线与主功能面板的计算机控制模块连接，用于连接工作台可控制的电子设施，如额外的传感器、受控的功能面板等；另一类是不受工作台控制的电子信号转接口，与方管位于空腔外侧的电子信号转换外接口直接连通，用于将放置在空腔内的设备电子信号传输至工作台外部，如此当部分电子设备较为庞大时，可以只将设备的关键部件放置在空腔内部，通过电子信号转接口将其控制或输出信号转接至空腔外部的设备部件，以减少整个设备占用的工作台内部空间。传感器预留安装孔为空的孔洞，与方管位于空腔外侧的传感器外安装孔直接贯通，用于用户自行安装不受工作台控制的外部传感器，如co、so2有害气体监测传感器等；在外部传感器安装后应确保预留传感器安装孔洞封闭，以使工作台整体仍呈密封状态。

5、方管位于空腔外侧部分设置有锁孔和解锁装置，当功能面板上的锁扣插入锁孔时可锁紧框架与功能面板。在锁孔与方管边沿之间安装有密封胶条，使功能面板安装后与方管间具备密封性。该侧同时设置有与内侧低压电源转接口、电子信号转接口和传感器预留安装孔分别对应的电源转换外接口、电子信号转换外接口和传感器外安装孔。

6、在框架顶部横梁上位于空腔内侧安装有摄像头，用于观察工作台内部的完整情况，同时安装有紫外杀菌灯和照明灯。

7、三通件位于空腔外侧与功能面板接触的面上有圆形限位孔，可插入限位柱，该限位柱功能有二：一是可插入功能面板四角对应的圆形限位孔，防止面板在框架上移动；二是在对框架进行扩展时可插入扩展框架三通件上对应的限位孔中以连接两个框架。

8、功能面板主要用于围挡框架以形成一个密闭空腔，并可提供有助于完成任务的额外功能，包含以下四类面板：空白功能面板、操作功能面板、主功能面板和定制功能面板。所有功能面板应符合安装于上述框架上的机械要求，若功能面板需连接电源和电子信号，还需满足框架相应的电源和电子信号连接控制要求。安装机械要求包括：面板整体一般呈长方形，尺寸与所在框架面的尺寸一致；在位于空腔内侧与框架接触面的四周与框架锁孔对应位置处有可折叠锁扣，可插入锁孔并锁紧；同时在四周有密封胶条，可在面板安装后使其与框架具备密封性；在四角与框架三通件限位孔的对应位置处还有相同的圆形限位孔，可插入限位柱。当面板需要连接电源时，电源插头要求与框架上电源插孔匹配且功率不高于电源接口的最大功率；若有电子信号控制需求，电子信号插头应与框架电子信号接口匹配且遵循相应的通信标准。

9、空白功能面板只具备围挡功能，且符合基本的机械安装要求，其中心区域部分可以是透明或非透明材质。

10、操作功能面板为人工介入操作提供主要途径，包含两种类型：一种是传统手套式操作面板，面板中心区域一般采用透明材质，正面包含两个圆孔及手套，可供人手伸入开展操作；另一种是机械手臂操作面板，可代替人工手臂，主要通过底部主功能面板上的主控操作板进行手动或编程自动化操作，也可与手套式操作面板搭配使用。机械手臂安装在面板上位于空腔内侧的固定滑杆上，在滑杆上有用于辅助机械手臂定位的刻度标尺，同侧还有可连接到框架上的电源接口和电子信号接口。机械手臂末端安装有摄像头，可用于观察机械手臂移动方向的状况。

11、主功能面板是工作台的功能主体，实现对空腔内环境以及电源和电子信号的控制，一般应安装于框架底部位置。其内部包含计算机控制模块、弹出式主控操作板、空气过滤模块、温湿度控制模块和通风模块。框架上的摄像头、紫外杀菌灯、照明灯传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、空气颗粒物传感器、可控的电源接口和电子信号接口以及空气过滤模块、温湿度控制模块和通风模块均电连接至计算机主控模块。通过按压主控操作板弹出按钮可使主控操作板从内部自动弹出，主控操作板上设置有触摸屏以及机械手臂操作按钮，可操控电连接至计算机主控模块所有电气部件。

12、主功能面板位于空腔外侧的前部，设置有工作台电源开关、主控操作板弹出按钮和工作台运行状态指示灯。

13、主功能面板位于空腔内侧的上部，安装有可替换的设施承载板来放置仪器设备及辅助设施等，当执行不同任务时，可根据特殊需求替换不同类型的承载板。例如，具有导流槽的承载板可用于易产生废液的任务，可将废液导流至储液罐中；带可调整卡扣的承载板，可用于固定放置在承载板上的易移动物件。该侧四周设置有通风模块的内出风口和内进风口，且配置有密封盖，当不使用时使其封闭。

14、主功能面板位于空腔外侧的下部，设置有支撑架预安装孔，用于安装减震装置和支撑架。

15、主功能面板位于空腔外侧的后部，设置有通风模块的外进风口和外出风口，且外出风口可与出风管道连接；同时设置有计算机控制模块信号输出端口，以连接计算机使用；该侧还包含连接外部电源的工作台电源输入接口，可与框架电连接的电源输入总接口和电子信号输入总接口，均电连接至计算机控制模块。

16、定制功能面板是除上述三种基本功能面板以外可根据用户需求定制的具有特殊功能的面板，例如具有储物空间、挂勾支架等。

17、除主功能面板安装于框架下面外，其他面板安装位置不固定，可根据需要安装于与面板尺寸一致的框架前、后、左、右、上5个面上。

18、该框架可沿水平和垂直两个方向连接，即通过多个框架和更多功能面板的自由组合使工作台成为可扩展工作台，在扩大可操作空间的同时提供更多功能。

19、本实用新型有益效果如下：采用模块化设计，有效分离了功能和结构。对设计人员而言，可专注于功能面板设计而不需过多考虑结构问题，基于同一结构更容易设计和制造出用途广泛的工作台，同时也利于工作台的维护。对使用人员而言，组装灵活，可根据具体情况替换功能面板及其安装位置，使工作台能够适应不同人员和任务；其功能和空间的可扩展性，使得用户可以根据需要购买和配置工作台，不仅降低了用户成本，也降低了工作台的占用空间。