[发明专利]细胞振动仪

说明书

技术领域

本发明属于实验仪器，涉及一种细胞培养实验使用的细胞振动仪。

背景技术

市场上的垂直振动仪多为大型台式振动仪，而用于细胞的振动仪相对于培养箱来说体积还是过大，而且无法放入细胞培养箱，也无法严格灭菌消毒，并且价格很高。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单易于控制、能进行严格消毒的小巧细胞振动仪。

本发明采用如下技术方案实现：

一种细胞振动仪，包括控制器和振动台，振动台为偏心式机械振动台，包括机座、电机、滑道、偏心轮、动板、盖板；电机固定在机座内，电机轴和偏心轮连接，偏心轮的偏心杆在动板的“一”型槽内，动板被夹在左右两个滑道间，滑道固定在机座和盖板间；

控制器为频率调节器，频率调节器的3条导线分别连接电源正极、负极和电机正极，霍尔传感器的正负极分别连接电源正负极，霍尔传感器的输出端连接数字显示频率表的输入端；

所述细胞振动仪密封在外壳中；托盘固定在动板之上。

本发明有以下特点：

1.借鉴往复式电动刮胡刀的原理，设计结构简单易于控制的偏心式机械振动台。

2.利用脉宽调制(PWM)原理制作频率调节器。

3.用AT89C51作为控制核心，以霍尔元件为传感器设计频率测量及显示电路

4.仪器的全密封设计。

本发明与现有技术中的振动仪的与众不同之处就是两个方面，第一是设计了偏心式机械振动台，第二是仪器可放入细胞培养箱。

一、本发明最重要的部分就是振动主体，也就是说振动台的设计，振动台根据能量获得方式的不同可以分为：电动振动台、机械式振动台和液压振动台，根据设计目标要求，本发明借鉴往复式电动刮胡刀的原理，设计了结构简单易于控制的偏心式机械振动台。具有稳定的垂直振动，体积小，易于控制的特点。本发明的振动台，如图1所示，主要由：机座、电机、滑道、偏心轮、动板、盖板等构成。应用四连杆机构的原理，将偏心轮的圆周转动变为动板的上下振动。动板运动原理如图2所示。

直流电机由螺钉固定在铝合金机座内，电机通电，转轴旋转，电机轴和偏心轮连接，带动偏心轮转动，偏心轮的偏心杆在动板的“一”型槽内，动板被夹在左右两个滑道间，滑道被螺钉固定在机座和盖板间，这样动板只能沿滑板做上下移动。应用四连杆机构的原理，在动板的“一”型槽内，偏心杆的圆周转动变为动板的上下振动。

由此电机将驱动偏心轮的偏心杆带动动板作上下往复运动，电机转速越快动板振动越快，即实现垂直振动。其优点是结构简单，精度高，频率可控，性价比较高等特点。

直流电机有2条导线，电机正极连接频率调节器输出端，负极连接电源负极，如图3所示。

二、本发明的另一重要部分是控制器，控制器为频率调节器，频率调节器是用来调节振动台振动的频率，他的工作原理是通过调节直流电机的转速，也就是调节偏心轮的转速，从而调节动板在滑道中上下运用的快慢，即实现振动频率的调节。频率调节器位置结构如图4所示。

利用脉宽调制(PWM)原理制作的频率调节器。采用该种方式控制电机转速有两优点:它主要是通过改变输出方波的占空比，使得负载上的平均接通时间从0-100％变化，以达到调整负载速度的目的。利用脉宽调制(PWM)方式实现调速的好处是电源的能量能得到充分利用，电路的效率高。第二采用脉宽调制(PWM)方式可以使负载在工作时得到满电源电压，这样有利于克服电机内在的线圈电阻而使电机产生更大的力矩

频率调节器有3条导线，分别连接电源正极、负极和电机正极，如图3所示。

三.频率测量及显示电路的设计

细胞振动仪在运行过程中，需要对其进行监控，振动频率是一个必不可少的一个参数。本系统就是对细胞振动仪的振动频率进行测量，显示在LED数码显像管上。

本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管等构成。其优点是电路简单，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。位置结构如图3所示。

频率调节器有3条导线，正负极分别连接电源正极、负极和输入端连接霍尔传感器输出端，如图3所示。

四.仪器的全密封设计。

购买大小适中的塑料密封盒，本仪器外型尺寸为：17×11×9mm，盒体开孔，嵌入频率调节器和电源开关并用胶密闭缝隙，盒盖顶部开直径5厘米的圆孔。