物料分装设备的制作方法

1.本实用新型涉及微生物研究、医疗器械、食品药品检测、化工、临床检验、疾病控制等领域，尤其涉及一种物料分装设备。


背景技术：

2.在食品药品检测中，经常需要向培养皿中加入培养基进行微生物培养实验。而在一个实验序列中，往往需要做几十个样品梯度序列。通过人工来完成，不仅费时费力成本高，而且培养基受到污染的风险高，分装质量难以得到保证
3.现有技术中提出了一些自动分装培养基的设备。但在实现本实用新型的过程中，申请人发现这些设备存在如下技术缺陷：在分装过程中，仍然有培养基和待检测物质被污染的风险。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本实用新型以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。
6.(二)技术方案
7.为了实现如上目的，本实用新型提供了一种物料分装设备，包括：主框架，其外围通过挡板封闭，在其内侧形成相对封闭空间；皿体平移机构，包括：皿体托板，水平固定于主框架内，位于相对封闭空间内；其上形成贯穿皿体托板，供皿底纵向升降的n个第二工位孔，n≥1；皿体升降机构，位于相对封闭空间内，包括：水平设置的n个顶板，分别与上方第二工位孔同心设置；物料加注机构，包括：至少一条的一对t的分装管路， 1≤t≤n；至少一空气过滤器，固定于挡板上，用于将外界空气过滤后吸入相对密闭空间，从而使相对密闭空间呈现相对于外界大气压的正压状态。
8.在本实用新型的一些实施例中，空气过滤器包括：筒体，其外围沿周向固定于挡板上；筒状滤芯，固定于筒体内，其与筒体之间形成环状的空气流通路径；滤网，设置于筒状滤芯朝向外部空间的一侧；密封塞，塞堵于筒状滤芯远离外部空间的一侧；环状挡板，封堵于朝向外部空间的一侧的，筒状滤芯和筒体之间的空隙，环状挡板与密封塞实现筒状滤芯在筒体内的定位；风扇，固定于筒体远离外部空间的一侧，其通过筒状滤芯与筒体之间的空气流通路径，将滤网过滤后的空气吸入相对封闭空间。
9.在本实用新型的一些实施例中，还包括：紫外灯，设置于分装管路的位置。
10.在本实用新型的一些实施例中，还包括：皿体振荡机构，位于相对封闭空间内，包括：振荡板，水平设置于皿体托板下方，在其上形成有n个振荡工位；振荡驱动组件，与振荡板连接，用于驱动振荡板过其原点位置做水平面平滑弧线运动；其中，第二工位孔、顶板、振荡工位三者对应设置，原点位置是指振荡工位的中心与相应的第二工位孔和顶板的中心在水平面的投影重合时，振荡板所处的位置。
11.在本实用新型的一些实施例中，t≥2，振荡板在水平面平滑弧线运动的轨迹上还
具有t个分装位置；当振荡板水平面平滑弧线运动至第t分装位置，分装管路对准第t振荡工位，t＝1，2，
……
，t。
12.在本实用新型的一些实施例中，t＝2；物料加注机构包括：n/2条的一对二的分装管路；加注泵，与的n/2条的一对二的分装管路相连接，用于通过分装管路向振荡工位内的皿底加注物料；皿体振荡机构还包括：位置编码器，用于检测振荡板水平面平滑弧线运动的位置；其中，当振荡板分别运动至第一分装位置和第二分装位置时，加注泵通过分装管路分别对第一振荡工位中的皿底和第二振荡工位中的皿底加注物料。
13.在本实用新型的一些实施例中，还包括：n/2个物料容器，与框架保持相对静止，且其顶面低于振荡板所处位置，每一物料容器对准上方对应的分装管路。
14.在本实用新型的一些实施例中，物料容器为废料回收容器；或物料分装设备还包括：n/2个称重模块，设置于相应物料容器的下方，用于对计量加注至物料容器内的实际分装量；控制器，与n/2个称重模块和加注泵相连接，用于通过实际分装量对加注泵的预设分装量进行校准。
15.在本实用新型的一些实施例中，第二工位孔的外径大于皿体的皿底的外径，小于皿盖的外径。
16.在本实用新型的一些实施例中，皿体平移机构还包括：推皿组件，可移动地设置于皿体托板上，用于将皿体由第一工位推送至第二工位孔所在的位置。皿体升降机构还包括：升降驱动组件，用于驱动n个顶板的上下运动。振荡板上振荡工位的内侧开设有供顶板上下运动的通孔；在纵向上，顶板具有至少三个依次降低的高度位置：在第一高度，顶板与皿体托板平齐；在第二高度，顶板与振荡板平齐；在下限高度，顶板低于振荡板。控制器，与升降驱动组件和推皿组件相连接，用于通过两者执行控制逻辑。
17.(三)有益效果
18.从上述技术方案可知，本实用新型至少具有以下有益效果其中之一：
19.(1)增加了皿体振荡机构，实现了皿底的水平面平滑弧线运动，实现了物料在皿底内的振荡摇匀，有利于减少培养基中的气泡，促使培养基和待检测物质充分混合，为平皿倾注法功能的实现提供了条件。
20.(2)在皿底水平面平滑弧线运动的基础上，设置同一分装管路对应振荡板的多个振荡工位和分装位置，可以由同一分装管路向多个皿底加注物料，提升了对比样的物料加入精度，减小了设备的复杂度；
21.(3)采用绝对编码器定位振荡板的原点位置，能够使分离的皿底准确落入振荡工位，同时后期顶板能够准确穿过振荡工位向上运动。
22.(4)采用偏心轴实现振荡板的振荡，振荡幅度大，结构简单；
23.(5)在分装前，称量实际分装的物料量，通过控制器对设定分装量比较计算，对分装量进行校准，实现物料的精确注入；
24.(6)在分装过程中，如果分装管路中的物料冷却凝固，或者部分物料不可使用，可以将该部分物料自动注入到特定的物料容器，不需要人工操作，实现废料回收功能。该结构为分装过程自动化的实现提供条件。
25.(7)通过设置第二工位孔的特别设计，结合控制器的控制逻辑，实现了分装前皿底和皿盖的自动分离，分装后皿底和皿盖的自动盖合，为培养基分装和平皿倾注法实现提供
了条件；
26.(8)通过空气过滤器在物料分装设备内部维持洁净空气的正压状态，有利于减小物料加注过程中的污染风险；此外，通过紫外灯对于空间内的细菌等进行消杀。
27.(9)升降结构：该结构由电机驱动，丝杆传动，结构简单；导向杆保证升降平稳；实现平皿底和平皿盖分离，为培养基分装和平皿倾注法实现提供条件，使操作灵活。
28.(10)推皿组件由电机驱动，齿轮齿条传动，结构简单；配合一对直线导轨，保证平皿推送过程中平稳，平皿分离位定位准确。
附图说明
29.图1a、图1b、图1c、图1d分别为本实施例培养基分装设备的总装立体图、总装主视图、总装左视图和总装右视图。
30.图2为本实用新型实施例中空皿堆叠架的立体图。
31.图3为本实用新型实施例中成品皿堆叠架的立体图。
32.图4a、图4b、图4c、图4d分别为本实用新型实施例中皿体平移机构的立体图、主视图、左视图和俯视图。
33.图5a、图5b、图5c、图5d分别为本实用新型实施例中平皿升降装置的立体图、主视图、左视图和俯视图。
34.图6a、图6b、图6c分别为本实施例中皿体振荡机构的立体图、主视图、左视图。
35.图6d和图6e分别为本实施例中皿体振荡机构中振荡板位于第一分装位置和第二分装位置的俯视图。
36.图7a、图7b、图7c、图7d、图7e分别为本实用新型实施例中称重校准及废料回收机构的第一角度立体图、第二角度立体图、主视图、右视图和俯视图。
37.图8a、图8b、图8c、图8d分别为本实用新型实施例中空气过滤器的立体图、自外向内的视图、自内向外的视图、剖视图。
具体实施方式
38.本实用新型对传统的培养基分装设备进行了改进，在分装的同时能够实现混合功能，为平皿倾注法功能的实现提供了条件。此外，本实用新型还在培养基分装设备中增加了称重校准及废料回收结构和皿底/皿盖分离机构等，增加了培养基分装的自动化水平。
39.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
40.在本实用新型的一个示例性实施例中，提供了一种培养基分装设备。
41.本领域技术人员应当清楚，对于加装的物料而言，除了本实施例的培养基分装之外，本实用新型的技术方案同样还可以应用于医疗器械、食品药品检测、化工、疾控等领域中少量物料的分装，此处不再赘述。此外，对于盛装物料的容器而言，除了本实施例的平皿之外，本实用新型的技术方案同样可以应用于其他皿类或者类皿容器，此处不再赘述。
42.图1a、图1b、图1c、图1d分别为本实施例培养基分装设备的总装立体图、总装主视图、总装左视图和总装右视图。请参照图1a～图1d，本实施例培养基分装设备包括：
43.主框架110，在其内侧形成相对封闭空间；
44.空皿堆叠架120，设置于主框架110上，其提供四摞的空皿堆叠空间；
45.成品皿堆叠架130，设置于主框架110上，其提供四摞的成品皿堆叠空间；
46.皿体平移机构，包括：皿体托板210，水平固定于主框架上，其上限定了四个第一工位，并形成了贯穿皿体托板，供皿底纵向升降的四个第二工位孔；其中，四个第一工位对准上方空皿堆叠架的四摞的空皿堆叠空间，四个第二工位孔对准上方成品皿堆叠架的四摞的成品皿堆叠空间；推皿组件220，可移动地设置于皿体托板上，用于将皿体由第一工位推送至第二工位孔所在的位置；
47.皿体升降机构300，包括：水平设置的四个顶板310，与上方四个第二工位孔同心设置；升降驱动组件320，用于驱动四个顶板的上下运动；
48.物料加注机构，包括：两条的一对二的分装管路(411，412)；加注泵421，与两条的一对二的分装管路相连接，用于通过分装管路向振荡工位内的皿底加注物料；
49.皿体振荡机构500，包括：振荡板510，水平设置于皿体托板和四个顶板之间，在其上形成有四个振荡工位；振荡驱动组件，与振荡板连接，用于驱动振荡板过其原点位置做水平面平滑弧线运动；
50.称重校准及废料回收机构，用于实现废料回收和/或物料加注量的校准；
51.清洁机构，包括：空气过滤器710，固定于挡板上，用于将外界空气过滤后引入相对密闭空间，从而使相对密闭空间呈现相对于外界大气压的正压状态；紫外灯721，设置于靠近分装管路的位置。
52.对于本实施例的培养基分装设备而言，将空皿a(包括皿底a1和皿盖a2)堆叠在空皿堆叠空间内，设备运行后，空皿自动依次进入设备内，完成皿底、皿盖的分离，培养基的注入，培养基的振荡混合，皿底、皿盖的盖合，最后，装入培养基的平皿被顶入成品皿堆叠空间内，在分装的同时能够实现混合功能，为平皿倾注法功能的实现提供了条件。
53.同时，本实施例空皿堆叠空间、第一工位、第二工位孔、顶板、振荡工位等对应设置。具体而言，空皿堆叠空间，第一工位、第二工位孔、顶板、振荡工位、成品皿堆叠空间的数量相同，并且在位置上满足特定的关系，从而可以多个平皿同时转移，分离和分装，提高效率。
54.本领域技术人员应当理解，虽然本实施例中设置了n＝4，即设置了四个的空皿堆叠空间，第一工位、第二工位孔、顶板、振荡工位、成品皿堆叠空间，但n还可以取其他的数值，例如，1、2、3、5、6、7、8等。但是，考虑到后续的一对二的分装管路，n优先取偶数。
55.需要说明的是，对于本实施例所示的培养基分装设备而言，其相对于传统技术主要有以下五方面的特征，而对于这五方面的特征中的每一项而言，它都是独立的，即可以独立地应用至培养基分装设备中，即使该培养基分装设备不包含如上创新中的其他特征项：
56.1、增加了皿体振荡机构，该皿体振荡机构能够实现培养基在皿底内的振荡摇匀，有利于减少培养基中的气泡，促使培养基和待检测物质充分混匀，为平皿倾注法功能的实现提供了条件。
57.2、设置一对多的分装管路，即可以由同一分装管路向多个皿底加注物料，提升了对比样的物料加入精度，减小了设备的复杂度。
58.3、增加了称重校准和废料回收机构，具体而言是增加了物料容器，在正式分装之前，通过分装管路在物料容器中注入预设量的培养基，从而对分装量进行校准。另外，在分
装过程中，遇到有过期的物料，将其排到物料容器中，从而实现了废料的回收功能，从而克服了传统技术中分装只能一直进行，培养基凝固了也得继续分装的窘境。
59.4、结合第二工位孔的设计和控制逻辑，皿盖原位停留，皿底震荡运动，实现在培养基分装前皿底、皿盖的自动分离，培养基分装后皿底、皿盖的盖合，大大提升了设备的自动化水平，为培养基分装和平皿倾注法实现提供了条件。同时，还最大限度地减少了培养基暴露于外界环境的时间，减少了污染风险。
60.5、通过空气过滤器在物料分装设备内部维持洁净空气的正压状态，即物料分装设备内部一直是洁净空气溢出的状态，外界的脏空气没有机会进入，从而有利于减小物料加注过程中的污染风险。
61.当然，除了上述五方面的特征之外，还有若干个不同于传统技术之处，将在下文中详细说明。
62.以下分别对本实施例培养基分装设备的各个组成部分进行详细描述。如上的特征将在对各组成部分的详细描述中更加清晰。
63.一、框架与挡板
64.请参照图1a～图1d所示，框架110围出了培养基分装设备的整体结构。在整体结构中，本体大概呈长方体形状，在上方设置有空皿堆叠架120 和成品皿堆叠架130。本体又分为呈一定高度差的两部分。第一部分包括：皿体托板210、推皿组件220、皿体升降机构300等。第二部分与第一部分隔开一段距离，并比第一部分略低，主要是用于给托在振荡工位上的皿底加注培养基，包括：分装管路(411，412)、加注泵420等。而振荡板 510在皿底上下运动的过程中是位于第一部分，而在振荡驱动装置驱动下水平面平滑弧线运动过程中，则在第一部分和第二部分之间做周向运动。
65.在框架110的外围通过挡板封闭。在本实施例的附图中，为了能够清楚地了解内部各元件的内部关系，将挡板部分省略。通过设置挡板，在框架内侧形成相对封闭空间。后续将通过在该相对封闭空间内形成正压状态，以避免外界空气中的灰尘颗粒污染培养基。
66.二、空皿堆叠架
67.图2为本实用新型实施例中空皿堆叠架的立体图。请参照图1a～图1d、图2，空皿堆叠架120包括：上导引板121、下导引板122和由立柱123 限定的4个空皿堆叠空间。每个空皿堆叠空间由四根立柱限定，四根立柱的上端和下端分别固定在上导引板和下导引板上。上导引板121为四个空皿堆叠空间提供了皿入口。下导引板122为四个空皿堆叠空间提供皿出口。下导引板122的四个皿出口对准挡板下方的皿体托板上的四个第一工位。
68.本实施例中，主框架上方的挡板上开设有连通空皿堆叠架地四个皿出口与下方皿体托板上四个第一工位的孔。空皿堆叠架120设置于主框架110 上方的挡板上，其也可以从挡板上取下。在实际使用中，空平皿预先堆叠在空皿堆叠架内，立柱可保证堆叠的控制对齐，而后再将空皿堆叠架固定于挡板上。设备启动后，空皿会在下方留出空间的情况下，在重力作用下落入第一工位，待推皿组件将其推入第二工位孔。
69.本实施例中，特别设计了平皿的皿底、皿盖分离机构，因此装入空皿堆叠架内的平皿a，既包括皿底a1，也包括皿盖a2。平皿在进入培养基分装设备之前是盖合的，从而减小了平皿被污染的风险。
70.三、成品皿堆叠架
71.图3为本实用新型实施例中成品皿堆叠架的立体图。请参照图1a～图 1d、图3，成品皿堆叠架130与空皿堆叠架大体类似，包括：上导引板131；下导引板132；以及固定于上、下导引板之间的16根立柱133。该16根立柱中4根一组，限定一个成品皿堆叠空间。上导引板131为四个成品皿堆叠空间提供皿出口。下导引板为四个成品皿堆叠空间提供皿入口。下导引板的四个皿入口对准挡板下方的皿体托板210上的四个第二工位孔。
72.在下导引板上每一个皿入口的前后两侧设置有可在外力作用下单向上翻转的挡板134。当平皿在顶板作用下穿过挡板向上运动，推开挡板134，进入成品皿堆叠空间；而后顶板向下运动，而平皿在两个挡板的作用下被留在成品皿堆叠空间。
73.特别需要说明的是，本实施例中，四个皿入口在同一侧的挡板沿下导引板的长边设置，且该四个挡板共用同一转轴135，但每一个挡板可以独立翻转。如此设置，在四个平皿一起向上运动时，向上一起用力。相比于每一个平皿单独推开所在皿入口的挡板，所需要的力更小，更容易推开挡板。此外，挡板的结构更为简单，更加容易维护。
74.此外，在下导引板的左右两侧还设置有把手136，从而方便将成品皿堆叠架从框架上取下，将平皿转移。
75.本实施例中，主框架上方的挡板上开设有连通成品皿堆叠架四个皿入口与下方皿体托板上四个第二工位孔位置的孔。成品堆叠架130设置于主框架110上方的挡板上。当成品皿堆叠架里面的平皿堆满后，其也可以从挡板上取下。
76.在实际使用中，空的成品皿堆叠架130固定在主框架上方的挡板上，其下方的四个皿入口通过挡板上的孔对准下方的皿体托板上的第二工位孔。设备启动后，装入物料并合上皿盖的皿体被顶板向上托起，穿过主框架的上挡板，推开皿入口的挡板134，进入到成品皿堆叠空间内，并依次摞起。在设备启动后，就可以将成品皿堆叠架从挡板上取下，去进行相应的培养或者进行其他处理。
77.四、皿体平移机构
78.图4a、图4b、图4c、图4d分别为本实用新型实施例中皿体平移机构的立体图、主视图、左视图和俯视图。请参照图1a～图1d、图4a～图 4d，皿体平移机构200包括：皿体托板210、推皿组件220、平移驱动机构230。
79.皿体托板210水平固定于主框架内，具体固定方式后续说明。在皿体托板上限定了四个第一工位211，并形成了贯穿所述皿体托板，供皿底纵向升降的四个第二工位孔212。其中，第一工位孔211和框架上方的空皿堆叠架的四个空皿堆叠空间的出皿口对准。第二工位孔212和框架上方的成品皿堆叠架的四个成品皿堆叠空间的入皿口对准。
80.推皿组件220，固定于所述皿体托板上，用于将皿体由第一工位211 推送至第二工位孔212所在的位置。该推皿组件220包括：两条滑轨221，设置于皿体托板上，沿由第一工位至第二工位孔的方向延伸；推皿板222，通过滑块安装于滑轨上，在其靠近皿体托板的一侧设置有齿条223，齿条沿由第一工位至第二工位孔的方向延伸；传动齿轮224，固定于皿体托板靠近推皿板的一侧，其外齿与齿条的外齿相啮合。
81.平移驱动机构230，用于驱动推皿组件的运动，包括：推皿驱动电机 231，固定于主框架上，其输出轴朝上；传动轴232，其向下连接推皿驱动电机的输出轴，向上穿过皿体托板；轴承座233，其外圈固定在皿体托板远离推皿板的一侧，其内圈套设于传动轴外侧，实现传动轴的定位和皿体托板的支撑定位；传动轴232穿过皿体托板连接至传动齿轮224的轴
心。
82.此外，皿体平移机构还包括：前、后限位开关(241、242)，分别限定推皿板向前、后运动的极限位置；四个检测元件243，用于检测四个第一工位上是否有平皿落下，以控制培养基的分装动作。
83.控制器，与推皿驱动电机和四个检测元件相连接，用于实现如下的控制逻辑：
84.初始状态，推皿板222退回到后限位开关242；
85.工作状态，空平皿从空皿堆叠架下落到皿体托板的第一工位211，平移驱动电机230正向通电，通过传动轴232，使传动齿轮225旋转。传动齿轮225和齿条配合，驱动推皿板222将空平皿由第一工位211推移到第二工位孔212，即平皿分离位置。移动过程中，滑块和推皿板222同步，在滑轨221上移动，保证推皿板222直线移动。到达第二工位孔，如果检测到第二工位孔的位置有平皿，则驱动平皿的后期分装动作。同时推皿板触碰到前限位开关，控制逻辑使平移驱动电机反向运转，使推皿板反方向移动，退回到初始位置，并且触碰到初始位置限位开关。
86.可见，在控制器的控制下，皿体平移机构实现了将平皿由第一工位推到第二工位孔的功能。
87.本领域技术人员应当能够理解，关于滑轨、齿条、限位开关、检测元件、轴承等部件的数量或者设置方式，均可以根据实际场景需要进行调整。此外，如上的推皿组件、平移驱动机构也仅为示例，也可以根据实际场景需要调整为其他类型的推皿组件和平移驱动机构，只要能够实现将平皿将第一工位推送到第二工位孔的功能即可。
88.还需要注意的是，第二工位孔212的外径大于皿底的外径，小于皿盖的外径。并且，在皿体托板上，第二工位孔的外侧形成有卡合皿盖的半圆形凹槽，作为平皿移动到第二工位孔位置的硬限位。如此的第二工位孔特别设计将和顶板的运动相配合，实现皿体、皿盖的分离和盖合，将在下文中详细描述。
89.五、皿体升降机构
90.图5a、图5b、图5c、图5d分别为本实用新型实施例中平皿升降装置的立体图、主视图、左视图和俯视图。请参照图1a～图1d、图5a～图 5d所示，皿体升降机构300包括：四个顶板311和升降驱动组件。
91.四个顶板311对应于四个第二工位孔水平设置。其中，顶板311的径向尺寸略小于第二工位孔、振荡工位内侧的通孔的尺寸，以便能从第二工位孔和上述通孔内穿过。
92.升降驱动组件包括：两根导向杆321，固定于主框架上，向上延伸且不与其他部件干涉；升降电机322，固定于框架上，其输出轴向上连接丝杆323；升降板324，其向上伸出四根支撑臂325，分别连接相应的顶板 311，其上表面与丝杆对应的位置固定有丝杆螺母326，与导向杆对应的位置固定有直线轴承327；其中，丝杆323与丝杆螺母326相配合，导向杆 321与直线轴承327相配合。
93.在此，需要对在皿体升降机构的驱动下，顶板在纵向上所处的四个高度位置进行强调：在上限高度，顶板将平皿顶入成品皿堆叠空间；在第一高度，顶板与皿体托板平齐；在第二高度，顶板与振荡板平齐；在下限高度，顶板低于所述振荡板底面。
94.此外，皿体升降机构还包括：三个限位开关329，分别对应于顶板的上限高度、第一高度和下限高度。本实施例中，纵向设置限位开关支架328，三个限位开关固定在限位开关
支架上。当然，三个限位开关也可以采用其他的固定安装方式。
95.控制器，与升降电机322相连接，用于实现如下的控制逻辑：
96.1、初始状态，升降板324处于中间位置，四个顶板在纵向上位于第一高度，四个顶板311和平皿托板上表面齐平，位于第二工位孔的位置，升降板触碰到对应第一高度的限位开关。
97.2、当空的平皿移动到第二工位孔位置，平皿置于顶板311上。升降电机322反向通电，驱动丝杆323旋转。丝杆323和丝杆螺母326配合，使升降板324和顶板311同步下降，从而使平皿一起下降。
98.由于第二工位孔212的开孔直径，大于皿底而小于皿盖，所以平皿底可以下降移动，但是平皿盖留在平皿托板，从而实现平皿盖和平皿底分离。
99.3、顶板311在运动过程中经过第二高度，当皿底下降到振荡板限位孔，皿底卡合在振荡板的振荡工位内，不再下降，但是升降板324和顶板继续下降，直至升降板触碰到下限高度的限位开关，停止于下限高度。皿底和顶板完成分离，使后续分装振荡功能的实现成为可能。
100.4、当皿底完成分装振荡，驱动电机正向通电，使升降板324上升，带动顶板311自下限高度上升；在第二高度位置，顶板311托起皿底后继续上升；在第一高度，皿底和皿盖配合；而后顶板托起平皿继续上升，推开成品皿堆叠空间下方的挡板，将平皿推送入成品堆叠架，此时顶板311 位于上限位置，触碰到对应上限位置的限位开关；而后顶板向下运动至第一高度。
101.而升降板324碰触到上限位置限位开关后再次反向下降到初始状态，等待下一次动作。
102.在控制器的控制下，皿体升降机构实现了皿体和皿盖的分离；皿底由第二工位孔位置转移到振荡工位位置；在完成培养基的分装和振荡后，皿底由振荡工位的位置向上运动，穿过皿体托板上的第二工位孔，盖合上皿盖，整个平皿向上运动，穿过主框架的挡板，完成灌装的平皿被推入成品皿堆叠空间。
103.本领域技术人员应当能够理解，关于导向杆、限位开关等部件的数量或者设置方式，均可以根据实际场景需要进行调整。此外，如上的升降驱动组件也仅为示例，也可以根据实际场景需要调整为其他类型的升降驱动组件，只要能够实现将驱动顶板的上下运动即可。
104.本实施例中，结合第二工位孔的设计和控制逻辑，实现在培养基分装前皿底、皿盖的自动分离，培养基分装后皿底、皿盖的盖合，最大限度地减少了培养基暴露与外界环境的时间，减少了污染风险。同时，还大大提升了设备的自动化水平，为培养基分装和平皿倾注法实现提供了条件。
105.六、皿体振荡机构
106.图6a、图6b、图6c分别为本实施例中皿体振荡机构的立体图、主视图、左视图。图6d和图6e分别为本实施例中皿体振荡机构中振荡板位于第一分装位置和第二分装位置的俯视图。
107.请参照图1a～图1d、图6a～图6e，皿体振荡机构500包括：振荡板 510，水平设置于皿体托板下方，在其上形成有四个振荡工位(511、512、 513、514)；振荡驱动组件，与振荡板
510连接，用于驱动振荡板做水平面平滑弧线运动，进而带动位于振荡工位的皿底及其内的培养基振荡。
108.对于振荡工位511，其内侧开设有供顶板上下运动的通孔511a，以实现对皿底的上下运送。
109.请继续参照图1a～图1d、图6a～图6e，振荡驱动组件包括：主动部；以及两个从动部，相对于主动部左右对称设置。
110.主动部包括：第一固定架521，固定于主框架，其形成沿水平方面的第一安装平面；扭矩输出部件，其输出在水平面上旋转的扭矩；主动偏心轴522，其驱动端可转动地连接至扭矩输出部件，且该驱动端的轴线与扭矩输出部件输出扭矩的轴线不重合，其自由端可转动地连接于振荡板；其中，扭矩输出部件驱动主动偏心轴522旋转，进而带动振荡板510做水平面平滑弧线运动。
111.扭矩输出部件包括：振荡电机523，固定于第一安装平面的第一侧，其扭矩输出轴穿过第一安装平面；第一齿轮524，安装于第一安装平面的第二侧，其中心连接至振荡电机的扭矩输出轴；第二齿轮525，安装于第一安装平面的第二侧，其外齿与第一齿轮的外齿相啮合，其中心连接至位置编码器的检测轴；主动偏心轴的驱动端连接于第二齿轮上，且该驱动端的轴线与第二齿轮的轴线相互错开。其中，振荡电机为步进驱动电机。
112.从动部包括：立柱531，纵向固定于框架上；轴承座532，固定于立柱顶端；轴承533，其内圈和外圈其中之一固定在轴承座上；从动偏心轴 534，其驱动端可转动地连接至轴承的内圈和外圈的其中另一，且该驱动端的轴线与轴承的中心轴线不重合，其自由端可转动地连接于振荡板510。
113.通过以上主动部和两个从动部，在振荡电机的驱动下，可以实现振荡板沿水平面做圆周运动，从而实现对其中培养基的振荡混匀。
114.控制器和振荡电机523连接，用于通过其实现对振荡板水平面平滑弧线运动的控制。
115.对于振荡板而言，其在水平面平滑弧线运动中的三个关键位置：原点位置、第一分装位置、第二分装位置。以下针对原点位置进行说明。原点位置是指：振荡工位的中心与相应的第二工位孔和顶板的中心在水平面的投影重合时，振荡板所处的位置。
116.可以理解的时，皿体托板相对于主框架静止，第二工位孔在水平面和高度方向的位置均是不变的，因此，第二工位孔的中心在水平面的投影位置是不变的。顶板在高度方向上做上下运动，但其在水平面上的投影是不变的，因此，顶板中心在水平面的投影位置也是不变的。而振荡工位随着振荡板做水平面平滑弧线运动，其在水平面上的投影也是运动的。因此，定义振荡工位的中心与相应的第二工位孔和顶板的中心在水平面的投影重合时，振荡板所述的位置为原点位置。
117.当振荡板位于原点位置时，顶板可以自下而上运动，依次穿过振荡工位内侧的通孔和第二工位孔；同样地，顶板可以自上而下运动，依次穿过第二工位孔和振荡工位内侧的通孔。
118.在本实用新型中，振荡板位置信息的精确性非常重要。振荡板位置信息不够精确，则可能出现：(1)振荡工位内侧的通孔没有对准顶板，顶板无法通过该通孔向上运动；(2)振荡工位的皿底未对准分料管道，导致培养基不能准确的注入到皿底中。
119.因此，本实施例中，皿体振荡机构还包括：绝对编码器541，与所述控制器相连接，用于检测所述振荡板水平面平滑弧线运动的位置。采用绝对编码器定位振荡板的原点位置，能够使分离的皿底准确落入振荡工位，同时后期顶板能够准确穿过振荡工位向上运动。本领域技术人员能够理解的是，除了绝对编码器，还可以采用其他类型的位置编码器来实现该功能。
120.关于该水平面平滑弧线运动，需要说明以下三点：
121.1、该水平面平滑弧线运动并非一定是圆周运动，其运动轨迹还可以是椭圆形、翻转90
°
的“8”字形状等起点与终点重合的封闭曲线，其一方面能够实现培养基的振荡混匀，另一方面旋转速率和运动转角曲率不应过高，防止培养基从皿底中溅出来。
122.2、该水平面平滑弧线运动通过三个关键位置：原点位置、第一分装位置、第二分装位置。
123.关于振荡板在水平面平滑弧线运动中的另外两个关键位置：第一分装位置、第二分装位置，将在下文中结合物料加注机构进行详细说明。
124.3、以上主动部和从动部的设计仅是示例，本领域技术人员完全可以根据所要实现的运动轨迹来设计相应的振荡驱动组件，此处不再赘述。
125.本实施例中，增加了皿体振荡机构，实现了皿底的水平面平滑弧线运动，实现了物料在皿底内的振荡摇匀，有利于减少培养基中的气泡，促使培养基和待检测物质充分混合，为平皿倾注法功能的实现提供了条件。
126.七、物料加注机构
127.本实施例中，由于振荡板带动位于振荡工位的皿底做水平面平滑弧线运动，因此，为同一分装管路为多个皿底加注培养基提供了可能。
128.请继续参照图1a～图1d、图6a～图6e，所述物料加注机构包括：
129.两条的一对二的分装管路(411，412)；
130.加注泵421，可同时与两条的分装管路相连接，用于通过分装管路向振荡工位内的皿底加注物料。
131.本实施例中，为了保证分装精度，加注泵421采用蠕动泵。
132.如上所述的“一对二的分装管路”中的“一对二”，指的是一条分装管路可以实现对两个振荡工位内的皿底加注物料。文中其他位置的“一对 t”，指的是一条分装管路可以实现对t个振荡工位内的皿底加注物料。
133.对于振荡板而言，其在所述水平面平滑弧线运动的轨迹上还具有两个分装位置；当所述振荡板水平面平滑弧线运动至第t分装位置，所述分装管路对准所述第t振荡工位，t＝1，2。在实际运动中，分装管路对准第t 振荡工位上的皿底。
134.需要说明的是，此处的对准并非是分装管路对准振荡工位的中心，只要对准振荡工位的一部分，在分装管路分装培养基时，培养基能够准确地注入皿底即可。
135.具体而言：
136.1、请参照图6d，振荡板水平面平滑弧线运动至第一分装位置，分装管路411对准振荡工位511上的皿底，分装管路412对准振荡工位513上的皿底。控制加注泵421，对振荡工位511和513中的皿底加注培养基。
137.2、请参照图6e，振荡板水平面平滑弧线运动至第二分装位置，分装管路411对准振
荡工位512上的皿底，分装管路412对准振荡工位514上的皿底。控制加注泵421，对振荡工位512和514中的皿底加注培养基。
138.而对于其中一条分装管路411而言，当振荡板在第一分装位置时，对准振荡工位511上的皿底；当振荡板在第二分装位置时，对准振荡工位512 上的皿底。
139.以下介绍皿体振荡机构和物料加注机构的运动情况：
140.(1)初始位置，振荡板上振荡工位和皿体托板上的第二工位孔同心，绝对编码器检测该位置为原点；
141.(2)皿底下落到振荡工位，等顶板远离振荡板，驱动振荡电机通电，驱动主动偏心轴旋转。因为电机轴心和两个立柱轴心，形成三点稳定结构，主动偏心轴旋转，驱动振荡板做圆周摆动。当振荡板摆动到第一分装位置，分装管路将物料注入其中两个皿底。然后振荡板摆动到第二分装位置，分装管路将物料注入另外两个皿底，实现分装操作。
142.此外，当不需要做平皿倾注法操作，振荡板摆动到原点位置。当需要做平皿倾注法操作，振荡板连续做圆周摆动，使皿底内多个物料充分混合。混合完成振荡板回到原点位置。等待下一个空皿，进行下一次操作。
143.本领域技术人员理解，通过一条分装管路为两个皿底加注物料非常具有现实意义。以食品检测为例，通常需要做平行样，即一个为单纯的培养基，另一个为食品样品 培养基。通过对比两平行样，来分析食品样品的相关参数，例如：菌落总数、大肠菌群数等。如果每一条分装管路对应一个皿底加注培养基，可能因为管路的差异导致培养基装量、成分的差异。
144.本实施例中，一排设置了四个平皿，这里面装有同样的待检测液体，两个做菌落总数，两个做大肠菌群计数。两个做菌落总数的平皿用一种培养基且共用同一根分装管路。两个做大肠菌群数的平皿用另一种培养基且共用同一根分装管路。
145.本实施例中，两条分装管路分装的是同一种培养基，因此采用的是同一台加注泵。而在本实用新型其他实施例中，也可以采用多台的加注泵。采用可以同时加注两种培养基的加注泵，同样可以实现本实用新型。
146.八、称重校准及废料回收机构
147.本实施例中，由于振荡板带动位于振荡工位的皿底做水平面平滑弧线运动，因此，为废液排出和分装量校准提供了可能。
148.图7a、图7b、图7c、图7d、图7e分别为本实用新型实施例中称重校准及废料回收机构的第一角度立体图、第二角度立体图、主视图、右视图和俯视图。请继续参照图1a～图1d、图7a～图7e，所述称重回收机构600包括：第二固定架611，固定于主框架；两个底托621，分别通过相应的称重模块631连接至第二固定架；两个称重模块631，用于计量加注至物料容器内的实际分装量；两个称重变送器641，用于将两个称重模块获得的实际分装量信息传送至控制器；两个物料容器651，与框架保持相对静止，且其顶面低于振荡板所处位置，每一物料容器对准上方对应的分装管路。
149.以下对该称重校准及废料回收机构的各个部件进行详细说明。
150.本实施例中，增加了额外的物料容器。该物料容器有两方面的作用，具体而言：
151.1、以培养基为琼脂为例，在设备运行过程中，分装管路里面可能会有凝结的琼脂胶，该琼脂胶即使在此融化也会影响实验效果，因此这部分琼脂胶需要排出，本实施例中即
将该再融化的琼脂排出到物料容器。
152.通过如此设置，克服了现有技术中，将再熔化的琼脂胶排出到平皿中，造成平皿的浪费。
153.2、在分装开始之前，根据分装管路的实际分装量对分装的精度进行调整，就是通过称重模块进行称重，而后控制器将其转换为体积，对分装量进行调整。
154.如此设置，可以实现精确的分装量控制，克服了传统技术中分装量不能精确控制的缺陷。
155.为了保证培养基不受污染，同时防止受污染的物料容器造成设备内部环境的污染，物料容器采用一次性容器，具体为一次性塑料杯。
156.还需要说明的时，控制器会根据绝对编码器所获取的振荡板的位置信息来确认是否可以进行废液排出或者称重计量。具体而言：振荡板做水平面平滑弧线运动过程中，会运动到远离第一分装位置和第二分装位置的后侧位置，例如原点位置，在这种情况下，分装管路中的培养基就会注入到物料容器中。
157.以下介绍称重校准及废料回收机构的运行状况：(1)初始状态，物料容器空置，放于底托上。(2)在进行分装前，需要对蠕动泵进行校准。预先设置蠕动泵分装量，振荡板上无平皿，且处于原点位置。蠕动泵将物料泵入物料容器。当蠕动泵自动停止，控制器得到重量数值。然后自动比较预设分装量和实际分装量，计算误差，校准蠕动泵流量。(3)分装过程中，分装管路如果出现凝固物料，或者无用物料，该物料将泵入废料回收装置。当重量到达容器最大容量，控制系统报警，需要更换容器。
158.本实施例中，通过称重校准及废料回收机构，使平皿分装充分自动化，还不需要人工操作废料。
159.九、清洁机构
160.本实施例中，通过独特的平皿的底盖分离、底盖合体设计，尽可能减小了培养基和外界接触的时间，此外，本实施例还通过正压设计和紫外消毒，最大限度的减小了培养基受污染的机会。
161.图8a、图8b、图8c、图8d分别为本实用新型实施例中空气过滤器的立体图、自外向内的视图、自内向外的视图、剖视图。
162.1、正压清洁
163.本实施例中，主框架的外围通过挡板封闭，在其内侧形成相对封闭空间。在相对封闭空间内，除了空皿堆叠架/成品皿堆叠架下方挡板的平皿通道，加注泵与外界培养皿供给侧的连接，为了便于观察分装情况的分装管路附近的开口之外，其他部分都是封闭的。
164.请参照图1a～图1d、图8a～图8d，本实施例中，清洁机构包括：空气过滤器810，该空气过滤器810固定于挡板上，用于将外界空气过滤后引入相对密闭空间，从而使相对密闭空间呈现正压状态。
165.请参照8a～图8d，空气过滤器710包括：筒体711，其外围沿周向固定于挡板上；筒状滤芯712，固定于筒体内，其与筒体之间形成空气流通路径；滤网713，设置于筒状滤芯朝向外部空间一侧；密封塞715，塞堵于筒状滤芯远离外部空间的一侧；环状挡板714，封堵于朝向外部空间一侧的，筒状滤芯和筒体之间的空隙，环状挡板与密封塞实现筒状滤芯在筒体内的定位；风扇716，固定于筒体远离外部空间的一侧，其通过筒状滤芯与筒体之间的空
气流通路径，将滤网过滤后的空气吸入相对密闭空间。
166.其中，环状挡板和密封塞固定筒状滤芯，使筒状滤芯和筒体同轴心，保证滤芯和筒体的空气流通路径使空气流动。
167.图中，箭头的方向为空气进入的方向。请参照附图，本实施例中，风扇716将外部空气吸入封闭空间。过程为先经过滤网713滤除空气中颗粒较大的粉尘，而后进入筒状滤芯712进行二次过滤，空气通过筒状滤芯过滤后，形成洁净空气，进入相对密闭空间内部。因为风扇吸入的空气有一定压力，进入相对密闭空间的空气也形成压力。相对密闭空间内部空气压力大于外部，使相对密闭空间内部空气不断地向外界流出。环境非洁净空气不能进入机器内部。
168.2、紫外消毒
169.请参照图1a～图1d、图8，本实施例中，清洁机构包括：紫外灯821，设置于分装管路的位置。分装位置安装紫外灯，具有灭菌功能。分装过程中，即使少量外部空气进入机器，紫外线将空气中细菌灭杀，使分装物料总是处于相对无菌环境。
170.十、控制器
171.以下结合如上的硬件，对本实施例培养基分装设备的控制流程进行详细说明。
172.1、准备阶段之分装量校准
173.控制器执行如下控制逻辑，以进行分装量的校准：步骤a1，控制加注泵通过分装管路按照预设分装量加注物料；步骤a2，接收称重模块发送的注入物料容器内的实际分装量信息；步骤a3，通过实际分装量信息对加注泵的预设分装量进行校准。
174.2、正式运行阶段之平皿运送
175.由于重力作用，空皿堆叠架中最下层的平皿穿过挡板的孔，落至皿体托板上第一工位的位置。
176.控制器执行如下控制逻辑，以将平皿送至振荡工位：步骤b0，确保所述振荡板位于原点位置，所述顶板位于第一高度；步骤b1，控制所述推皿组件将皿体由第一工位推送至第二工位孔的位置，而后回退推皿组件至原位置；步骤b2，控制所述升降驱动组件驱动顶板向下运动，皿盖被留在第二工位孔的位置，皿底被顶板托着向下运动；步骤b3，在第二高度，皿底被留在所述振荡工位；步骤b4，控制顶板继续下降至下限高度。
177.3、正式运行阶段之培养基分装
178.所述控制器，用于执行如下控制逻辑，以在振荡板的四个振荡工位的四个皿底内加注上培养基：步骤c1，控制振荡板水平面平滑弧线运动至第一分装位置；步骤c2，控制所述加注泵对所述第一振荡工位中的皿底加注物料；步骤c3，控制振荡板水平面平滑弧线运动至第二分装位置；步骤c4，控制加注泵对所述第二振荡工位中的皿底加注物料。
179.4、正式运行阶段之培养基混合振荡
180.控制器执行如下控制逻辑，以实现四个皿底内培养基的振荡混合：步骤d1，控制所述振荡板做连续的水平面平滑弧线运动；步骤d2，控制振荡板停止运动，停止位置位于原点位置。
181.5、正式运行阶段之成品皿送回
182.控制器执行如下控制逻辑，以实现皿底和皿盖的盖合，平皿在成品皿堆叠架内的归位：步骤e1，控制所述升降驱动组件驱动顶板向上运动，在第二高度处托起所述振荡工位
内的皿底后继续向上，在第一高度处将皿底与留在第二工位孔的皿盖相盖合；步骤e2，控制所述升降驱动组件驱动顶板继续向上运动，顶板推着平皿继续向上运动，顶开成品皿堆叠架的挡板，将平皿推入成品皿堆叠空间，此时，顶板位于上限位置；步骤e3，控制所述升降驱动组件驱动顶板向下运动，平皿留在成品皿堆叠架内；步骤e4，控制所述升降驱动组件驱动顶板向下运动，使顶板停在第一高度。
183.6、正式运行阶段之废料排出
184.在分装过程中，分装管路如果出现凝固物料，或者无用物料，所述控制器，用于执行如下控制逻辑，将废料排出：步骤f0，当判断分装管路内存在废料时，确定振荡板运动到远离第一分装位置和第二分装位置的后侧位置，例如原点位置；步骤f1，控制加注泵将废料排出至所述分装管路对应的物料容器。
185.7、正式运行阶段之正压清洁
186.在分装过程中，所述控制器，用于执行如下控制逻辑，实现相对密封空间的正压清洁：步骤g，开启空气过滤器810将清洁空气引入相对封闭空间内，形成正压；步骤h，开启紫外灯。
187.至此，已经结合附图对本实用新型实施例进行了详细描述。
188.需要说明的是，对于某些实现方式，如果其并非本实用新型的关键内容，且为所属技术领域中普通技术人员所熟知，则在附图或说明书正文中并未对其进行详细说明，此时可参照相关现有技术进行理解。
189.此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：(1) 振荡板的路径还可以采用如实施例所述形式之外的其他的水平面平滑弧线运动的形式。(2)平移驱动组件、升降驱动组件、振荡驱动组件等还可以采用本领域技术人员所能够想到的其他形式；(3)除了采用实施例中所述的一条分装管道为两个振荡工位的平皿加装物料之外，还可以是一条分装管道只为一个振荡工位的平皿加装物料；还可以是一条分装管道为三、四个振荡工位的平皿加装物料。
190.依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型有了清楚地认识。
191.综上所述，本实用新型物料分装设备内部空间实现正压和紫外杀菌，保证分装过程中的无菌环境；增加称重校准及废料回收机构，完全实现自动化过程。同时，可以多个平皿同时转移，分离和分装，提高效率；皿盖和皿底可分离，减小了污染概率；皿体振荡机构为平皿倾注法的功能实现提供条件。
192.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本实用新型实施例的内容。
193.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连或通过中间媒介间接相连。
194.单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。序数例如“第一”、“第二”、“第三”等，以修饰相应的元件，其本意仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区
分，并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序。
195.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。