專利名稱：細胞振動儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于實驗儀器，涉及一種細胞培養實驗使用的細胞振動儀。
背景技術：
市場上的垂直振動儀多為大型臺式振動儀，而用于細胞的振動儀相對于培養箱來說體積還是過大，而且無法放入細胞培養箱，也無法嚴格滅菌消毒，并且價格很高。

發明內容
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種結構簡單易于控制、能進行嚴格消毒的小巧細胞振動儀。
本發明采用如下技術方案實現一種細胞振動儀，包括控制器和振動臺，振動臺為偏心式機械振動臺，包括機座、電機、滑道、偏心輪、動板、蓋板；電機固定在機座內，電機軸和偏心輪連接，偏心輪的偏心桿在動板的“一”型槽內，動板被夾在左右兩個滑道間，滑道固定在機座和蓋板間；控制器為頻率調節器，頻率調節器的3條導線分別連接電源正極、負極和電機正極，霍爾傳感器的正負極分別連接電源正負極，霍爾傳感器的輸出端連接數字顯示頻率表的輸入端；所述細胞振動儀密封在外殼中；托盤固定在動板之上。本發明有以下特點1.借鑒往復式電動刮胡刀的原理，設計結構簡單易于控制的偏心式機械振動臺。2.利用脈寬調制(PWM)原理制作頻率調節器。3.用AT89C51作為控制核心，以霍爾元件為傳感器設計頻率測量及顯示電路4.儀器的全密封設計。本發明與現有技術中的振動儀的與眾不同之處就是兩個方面，第一是設計了偏心式機械振動臺，第二是儀器可放入細胞培養箱。一、本發明最重要的部分就是振動主體，也就是說振動臺的設計，振動臺根據能量獲得方式的不同可以分為電動振動臺、機械式振動臺和液壓振動臺，根據設計目標要求，本發明借鑒往復式電動刮胡刀的原理，設計了結構簡單易于控制的偏心式機械振動臺。具有穩定的垂直振動，體積小，易于控制的特點。本發明的振動臺，如圖1所示，主要由機座、電機、滑道、偏心輪、動板、蓋板等構成。應用四連桿機構的原理，將偏心輪的圓周轉動變為動板的上下振動。動板運動原理如圖2所示。直流電機由螺釘固定在招合金機座內，電機通電，轉軸旋轉，電機軸和偏心輪連接，帶動偏心輪轉動，偏心輪的偏心桿在動板的“一”型槽內，動板被夾在左右兩個滑道間，滑道被螺釘固定在機座和蓋板間，這樣動板只能沿滑板做上下移動。應用四連桿機構的原理，在動板的“一”型槽內，偏心桿的圓周轉動變為動板的上下振動。由此電機將驅動偏心輪的偏心桿帶動動板作上下往復運動，電機轉速越快動板振動越快，即實現垂直振動。其優點是結構簡單，精度高，頻率可控，性價比較高等特點。直流電機有2條導線，電機正極連接頻率調節器輸出端，負極連接電源負極，如圖3所示。二、本發明的另一重要部分是控制器，控制器為頻率調節器，頻率調節器是用來調節振動臺振動的頻率，他的工作原理是通過調節直流電機的轉速，也就是調節偏心輪的轉速，從而調節動板在滑道中上下運用的快慢，即實現振動頻率的調節。頻率調節器位置結構如圖4所示。利用脈寬調制(PWM)原理制作的頻率調節器。采用該種方式控制電機轉速有兩優點它主要是通過改變輸出方波的占空比，使得負載上的平均接通時間從0-100%變化，以 達到調整負載速度的目的。利用脈寬調制(PWM)方式實現調速的好處是電源的能量能得到充分利用，電路的效率高。第二采用脈寬調制(PWM)方式可以使負載在工作時得到滿電源電壓，這樣有利于克服電機內在的線圈電阻而使電機產生更大的力矩頻率調節器有3條導線，分別連接電源正極、負極和電機正極，如圖3所示。三.頻率測量及顯示電路的設計細胞振動儀在運行過程中，需要對其進行監控，振動頻率是一個必不可少的一個參數。本系統就是對細胞振動儀的振動頻率進行測量，顯示在LED數碼顯像管上。本設計主要用AT89C51作為控制核心，由霍爾傳感器、LED數碼顯像管等構成。其優點是電路簡單，測量速度快、精度高、控制系統可靠，性價比較高等特點。位置結構如圖3所示。頻率調節器有3條導線，正負極分別連接電源正極、負極和輸入端連接霍爾傳感器輸出端，如圖3所示。四·儀器的全密封設計。購買大小適中的塑料密封盒，本儀器外型尺寸為17 X 11 X 9_，盒體開孔，嵌入頻率調節器和電源開關并用膠密閉縫隙，盒蓋頂部開直徑5厘米的圓孔。放入振動臺，使振動臺的動板的臺面露出3厘米左右，取下盒蓋的密封膠條，平鋪一層膠皮(可用手術乳膠手套裁剪)，壓回密封膠條，蓋上盒蓋，由此實現儀器的全密封設計，如圖5所示。在儀器全密封的情況下動板與托盤的固定方式在動板的臺面膠粘一扁平強磁，在托盤的底部也膠粘一扁平強磁，托盤面覆蓋一薄銅片以屏蔽磁力線，先將托盤與細胞培養瓶固定(如橡皮筋捆綁)，就可以直接與動板吸合固定，實現儀器密封及振動的傳遞。五·電氣工作原理。如圖2，整個儀器由12伏鋰電池組供電，電源開關控制總電源，頻率調節器工作電壓12伏，調節頻率調節器可調節直流電機轉速，電機通過偏心輪帶動動板上下振動，霍爾傳感器靠近粘在電機軸上的磁鋼，隨磁鋼轉動交替輸出12v和Ov開關電平，傳給數字頻率顯示表顯示出電機轉動頻率即振動儀振動頻率。六.儀器參數工作電壓DC12V最大輸出功率8W最大輸出電流0. 65A
外型尺寸17X 11 X 9mm振幅2.5± O.1mm頻率范圍無負載25Hz-100Hz、有負載15Hz_50Hz本發明的有益效果是1.設計了結構簡單易于控制的偏心式機械振動臺。能提供穩定的垂直振動，具有體積小，結構簡單，造價低，易于控制等優勢。2.可調頻率，頻率可由數字電子顯示,并把控制器和振動臺合為一體體積小巧，內帶電源，適合放在細胞培養箱中。
3.儀器實現全密封可紫外線消毒，不會破壞細胞培養箱中無菌環境。4.該產品功能簡單,價位低，生產成本可控制在200元以內，市場需求量大,在創造社會效益的同時，又會創造可觀的經濟效益。


圖1 :是細胞培養振動儀的振動臺結構示意圖；圖2 :是動板運動原理3 :是細胞培養振動儀的電氣原理不意圖；圖4 :是細胞培養振動儀的俯視結構示意圖；圖5 :是細胞培養振動儀的正視結構示意圖；示意圖中零部件的標號說明1、機座，2、電機，3、滑道，4、偏心輪，5、蓋板，6、動板，7、霍爾傳感器，8、數字顯示頻率表，9、頻率調節器，10、電源開關，11、電源組，12、配重鐵板，13、外殼，14、膠皮，15、盒蓋，16、托盤、17偏心桿，18 “一”型槽。
具體實施例方式無菌條件下獲得所需組織，置入培養皿中，用無鈣鎂Hank液沖洗4次，剪成l_2mm3大小碎片，然后放入新培養皿中，再次Hank液沖洗，把多余的組織碎片沖洗干凈，注入胰蛋白酶消化30min，每5min搖動或吹打一次，生長培養基停止消化，反復吹打，濾網除去雜質，離心，1000r/min, IOmin,棄去上清液,重懸,計數細胞,接種密度以5*105個/ml。恒溫培養箱內培養48h后置于細胞培養振動儀的托盤上，加載20，25和30等3種振動頻率處理，每日4次，每次15min，連續4天，以正常細胞為對照組。與振動5天后，檢測細胞內各種化學成分的變化。使用方法托盤的固定。把消毒滅菌后的托盤輕輕的放在高出振動儀蓋板約3cm的動板上。動板臺面上的強磁和托盤底面的強磁相互吸合固定振動儀的動板和托盤。注意使用完振動儀，想要從動板上取下托盤時，實驗者的一只手要拿住托盤，另一只手要按住覆蓋在動板上的膠皮，然后輕輕的把托盤拿下來，切記使用蠻力，防止把覆蓋在動板上的膠皮撕壞。培養瓶的固定。為防止振動過程中培養瓶脫離振動儀的托盤，用橡皮筋在托盤上、下兩端的位置固定好培養瓶。打開頻率調節按鈕，振動儀的動板開始上下垂直振動。注意儀器開始啟動時振動頻率比較大，可以旋轉頻率調節按鈕降低振動頻率。打開電源開關，數字顯示屏會同時開啟，振動儀的振動頻率也會同時以數字的形式出現在數字顯示屏上。根據自己的實驗，結合顯示屏上的數字，調出自己需要的振動頻率。設定好振動頻率和振動時間，開始進行培養細胞的振動實驗。實驗完成后，先關閉頻率調節按鈕，再關閉電源開關。注意因此振動儀關閉頻率調節按鈕后，數字顯示屏會變黑，給實驗者造成電源開關已經關閉的假象。所以，實驗者切 記關閉頻率調節按鈕后，要及時檢查一下開關按鈕是否關閉，以防電源電量流失。
權利要求
1.一種細胞振動儀，包括控制器和振動臺，其特征在于振動臺為偏心式機械振動臺，包括機座、電機、滑道、偏心輪、動板、蓋板；電機固定在機座內，電機軸和偏心輪連接，偏心輪的偏心桿在動板的“一”型槽內，動板被夾在左右兩個滑道間，滑道固定在機座和蓋板間；控制器為頻率調節器，頻率調節器的3條導線分別連接電源正極、負極和電機正極，霍爾傳感器的正負極分別連接電源正負極，霍爾傳感器的輸出端連接數字顯示頻率表的輸入端;所述細胞振動儀密封在外殼中；托盤固定在動板之上。
2.如權利要求1所述的一種細胞振動儀，其特征在于在動板的臺面膠粘一扁平強磁， 在托盤的底部也膠粘一扁平強磁，托盤面覆蓋一薄銅片。
全文摘要
本發明提供一種細胞振動儀，振動臺為偏心式機械振動臺，包括機座、電機、滑道、偏心輪、動板、蓋板；電機固定在機座內，電機軸和偏心輪連接，偏心輪的偏心桿在動板的“一”型槽內，動板被夾在左右兩個滑道間，滑道固定在機座和蓋板間；控制器為頻率調節器，頻率調節器的3條導線分別連接電源正極、負極和電機正極，霍爾傳感器的正負極分別連接電源正負極，霍爾傳感器的輸出端連接數字顯示頻率表的輸入端；所述細胞振動儀密封在外殼中；托盤固定在動板之上。本發明設計了結構簡單易于控制的偏心式機械振動臺，能提供穩定的垂直振動，具有體積小，結構簡單，造價低，易于控制等優勢。
文檔編號C12M3/00GK103013827SQ20121040586
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者梅晰凡, 王昌軍, 劉暢, 公曉娟, 房室強 申請人:遼寧醫學院