[发明专利]基于无菌检测流程的全自动样品分装机构

说明书

技术领域

本发明属于食品药品检测领域，涉及对装于供试品中的样品进行自动分装于三只集菌瓶中、并自动加入相应培养基的装置。

背景技术

近年来，我国发生的多起食品、药品质量安全事件，使得政府和民众对食药品的质量保证高度重视。无菌检查作为食品药品质量控制的关键项目，在最新的2010版GMP《药品生产质量管理规范》和2015版药典都提出了明确的要求，是企业和监管机构对合格产品检验的重要项目。常规无菌检查在一个受控的环境中安装单向气流的层流台，在层流台上放置一台集菌仪来完成无菌试验。无菌检查仪包含了无菌隔离器、薄膜过滤系统（集菌操作仪和集菌培养器）、微生物培养箱等部件，替代常规无菌检查方法，提供受控无菌环境并实施无菌检验，具有集成度高、投入成本低、环境可控性更好的特点，越来越受到重视，得到广泛的应用。为了实现集菌过程自化，提高效率。

国内的一些企业在膜过滤法检测食品药品中的细菌，现阶段已经取得了长足的进展，但在检测过程，其中就包括样品的分装和培养液的添加等操作，基本都是全手动实现，手动实现集菌瓶安装、软管安装和针头换取。由于该过程涉及的步骤多，而且很多都是重复操作，所以手动容易产生误操作，从而影响实验结果的正确性。该过程对环境的要求也比较苛刻，必须在无菌室内进行，背景洁净度10000级下的局部100级，单向流空气，由于人为因素的限制，通过手动操作很难达到这个要求。为了达到这个环境要求，需要将该过程在无菌实验箱中完成，这就要求使集菌分装操作实现全自动化智能控制，由于实验箱的空间有限，需要将样品分装机构集成到培养箱中。转移过程需要用特制软管来完成，现阶段国内对于柔性软管的精确定位技术的研究成果很稀少，尤其是医药行业直径小于6毫米的软管。并且转移过程软管的位置变形大，采用直接将软管拉直的操作根本无法实现。另外转移过程中需要对三根软管进行限流，限定其中的两根，导通一根的操作。由于软管的之间的间隙只有1到2毫米，现阶段人工操作，主要通过限流夹子逐根限流来实现，并且容易出错，但是自动化的实现和环境的要求下，这样直接人工操作的方法和过程是不允许的。

发明内容

本发明是针对膜过滤集菌瓶、集菌瓶所带软管的安转和软管末端针头插入到供试瓶、培养基瓶和缓冲液瓶并实现换取、再者就是实现三根并列软管的任意一根导通的装置。

本发明包括集菌瓶抓取机械手模块、针头抓取机械手模块、集菌瓶安装模块、软管安装模块、限流装置模块、供试瓶抓取模块等主要几个部分组成。

针头抓取机械手模块主要由第一龙门式机械手完成，第一龙门式机械手实现六自由度运动，第一龙门式机械手的抓取部分是一个电磁阀机构，通电的时候产生磁场，压缩弹簧。第一龙门式机械手开始的位置处于集菌瓶托盘的针头位置正上方，针头固定在一个可以和第一龙门式机械手电磁装置相互吸合的针头夹具中，针头连针头同夹具被机械手抓起后，通过控制系统控制第一龙门式机械手伺服电机按预定的路线将针头移动到指定位置，使软管处于被拉直的状态，并将针头所带软管移动到蠕动头槽和限流槽位置的正上方。

集菌瓶抓取机械手模块主要由第二龙门式机械手完成，第二龙门式机械手六自由度运动，第二龙门式机械手抓取部分是一个能和针头夹具相互吸合的电磁装置，第一龙门式机械手和第二龙门式机械手实现协同动作实现集菌瓶的抓取，集菌瓶固定在集菌瓶夹具上，可以将集菌瓶牢牢的固定在其槽中，第二龙门式机械手抓取集菌瓶夹具后，通过控制系统控制第二龙门式机械手按预定的路线将针头移动到曲柄滑块机构的推盘上，推盘上的槽和集菌瓶夹具配合，并固定集菌瓶后，第二龙门式机械手松开夹具，回到初始位置。

集菌瓶安装模块主要由一个曲柄滑块机构，出液槽构成,集菌瓶在曲柄滑块机构的作用下从水平位置被推到竖直位置，瓶口朝上，而瓶底的出液孔正好位于出液槽的正上方，瓶里的液体可以流入到出液槽中，同时整个曲柄滑块机构在电机带动丝杠转动下可以实现上下小幅度的移动，配合后续机构完成相关操作。

软管安装模块主要由蠕动泵、限位杆、齿轮、齿条、局部软管拉紧机构、伺服电机构成。局部软管拉紧机构安装在蠕动泵蠕动头上，分前后两个，分别由伺服电机驱动。第一龙门式机械手将软管拉到预先设定的位置，在伺服电机的驱动下，限流块带动软管向下移动将软管压到蠕动泵的蠕动槽中和限流板的限流槽中，限流槽上方的软管压紧块将软管压紧，限流杆在电机的驱动下移动到下一个位置，将已经拉紧的软管局部放松，启动蠕动泵，整个软管的安装过程结束。