技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物力學(xué)領(lǐng)域，涉及一種細(xì)胞力學(xué)加載裝置，具體地說(shuō)，涉及一種地表環(huán)境下為體外培養(yǎng)的貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置。
背景技術(shù)：
超重力場(chǎng)被人們所應(yīng)用已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史。從70年代末，科林拉姆蕭教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)小組為了應(yīng)征美國(guó)太空署關(guān)于微重力條件下太空實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所提出了超重力理論，這一理論表明微重力條件下，由于“g”趨近于零，兩相接觸過(guò)程的浮力因子Λ (Pg)也趨近于零，兩相不會(huì)產(chǎn)生對(duì)流現(xiàn)象。而分子間力，如表面張力，將會(huì)起主導(dǎo)作用，液體團(tuán)聚，相間傳遞失去兩相充分接觸的前提條件，從而導(dǎo)致相間質(zhì)量傳遞效果很差，分離無(wú)法進(jìn)行；反之，“g”越大，Λ (Pg)也越大，流體相對(duì)滑動(dòng)速度也越大。巨大的剪切應(yīng)力克服了表面張力，可使液體產(chǎn)生巨大的相際接觸界面，從而極大地強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程。發(fā)明專利CN1438067A中公開了一種具有新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)床超重力裝置，這種應(yīng)用于化學(xué)工程生產(chǎn)領(lǐng)域的超重力裝置，是為了精餾分離而設(shè)計(jì)，其作用對(duì)象為待分離物質(zhì)，通過(guò)更高超重力水平達(dá)到更好的傳質(zhì)效果。該發(fā)明專利中指的超重力機(jī)無(wú)需考慮被超重物質(zhì)的承受能力，同時(shí)轉(zhuǎn)子角度固定，被超重物體在超重過(guò)程中受到轉(zhuǎn)子給的切向上的力；同時(shí)，由于其很高的超重力水平，可以忽略地表Ig的正常重力干擾。這種超重力裝置不能應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槠涑叩某亓λ?，?xì)胞無(wú)法承受而死亡；這種超重力裝置在結(jié)構(gòu)上也沒(méi)有配備搭載細(xì)胞的設(shè)備?，F(xiàn)有公開文獻(xiàn)“人用離心機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)”(《載人航天信息》2001年第4期42 47頁(yè))一文，提出了一種人用超重力設(shè)備，用于需要在超重力環(huán)境下工作的人員訓(xùn)練的超重力機(jī)，其特點(diǎn)是超重力機(jī)水平旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子搭載有吊籃，可為動(dòng)態(tài)吊籃或者靜態(tài)吊籃，超重力水平低；水平旋轉(zhuǎn)是由于超重力水平不高，需要考慮地表Ig重力的矢量疊加問(wèn)題，以此保證超重力水平的穩(wěn)定性。這種超重力裝置體積大，占地面積大，明顯不適用于細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，亦不能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)超重力裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)超重力水平的對(duì)比使用。
實(shí)用新型內(nèi)容：
為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，超重力裝置不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)超重力水平的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型提出一種用于貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置，目的在于研究不同超重力場(chǎng)下對(duì)貼壁細(xì)胞的作用，合理優(yōu)化加載裝置的結(jié)構(gòu)，可同時(shí)為兩個(gè)不同位置提供不同的超重力場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可靠穩(wěn)定的特點(diǎn)，能很好的為超重力場(chǎng)下的細(xì)胞試驗(yàn)提供平臺(tái)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、底座、防護(hù)罩、單片計(jì)算機(jī)，所述底座為其它各部件提供支撐；固定在底座中心部位上的電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸和連接器配合連接，轉(zhuǎn)臂固定在連接器上；單片計(jì)算機(jī)為控制單元，通過(guò)連接線與底座相連，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；底座、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)臂、吊籃位于防護(hù)罩內(nèi)。所述連接器為多弧面的柱狀體，沿各弧面中心部位豎直方向有燕尾形卡槽，卡槽上寬下窄，每一個(gè)弧面對(duì)應(yīng)連接一個(gè)轉(zhuǎn)臂，轉(zhuǎn)臂沿連接器周向?qū)ΨQ形式分布；連接器中心位置設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸配合連接的螺紋孔。旋轉(zhuǎn)固定于轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)固定方向與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，保證在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)子不會(huì)松動(dòng)。所述轉(zhuǎn)臂包括主轉(zhuǎn)臂、副轉(zhuǎn)臂，位置感應(yīng)裝置，滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘，吊籃固定螺栓、燕尾形榫，所述主轉(zhuǎn)臂為筒形長(zhǎng)方體，一端為內(nèi)凹弧面，弧面中心豎直方向設(shè)置有燕尾形榫，與連接器上弧面中心部位的燕尾形卡槽固定連接，主轉(zhuǎn)臂中間部分鏤空為長(zhǎng)方形的主吊籃區(qū)，吊籃固定螺栓橫向安裝在主吊籃區(qū)兩側(cè)；吊籃繞吊籃固定螺栓自由擺動(dòng)；主吊籃與轉(zhuǎn)軸之間的距離固定，在轉(zhuǎn)速不變時(shí)，主吊籃的超重力水平是不變的。主吊籃處可以實(shí)現(xiàn)2g飛g的超重力水平。所述副轉(zhuǎn)臂亦為筒形長(zhǎng)方體，副轉(zhuǎn)臂的一端嵌套在主轉(zhuǎn)臂的另一端筒體上，位置感應(yīng)裝置安裝在副轉(zhuǎn)臂筒體內(nèi)側(cè)，副轉(zhuǎn)臂沿主轉(zhuǎn)臂筒體兩側(cè)滑軌可伸縮滑動(dòng)，主轉(zhuǎn)臂與副轉(zhuǎn)臂相連部位設(shè)置有滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘，在滑動(dòng)調(diào)節(jié)副轉(zhuǎn)臂位置后旋緊滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘；副轉(zhuǎn)臂的另一端呈“凹”字形，凹空部位為搭載細(xì)胞的副吊籃區(qū)，吊籃固定螺栓橫向安裝在副吊籃區(qū)兩側(cè)，副吊籃繞吊籃固定螺栓自由擺動(dòng)；副轉(zhuǎn)臂可伸長(zhǎng)或者縮短，調(diào)節(jié)副吊籃到轉(zhuǎn)軸之間的距離，以調(diào)節(jié)副吊籃處的超重力水平。所述位置感應(yīng)裝置安裝在副轉(zhuǎn)臂筒體內(nèi)側(cè)，其本質(zhì)是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，副轉(zhuǎn)臂滑動(dòng)的同時(shí)改變電流的大小，電流大小可以定位副轉(zhuǎn)臂滑動(dòng)的位置。所述副轉(zhuǎn)臂最大伸縮長(zhǎng)度為主轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度的一倍，最小伸縮長(zhǎng)度為主轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度的1/5。所以副吊籃處可以實(shí)現(xiàn)2. 4g^l0g的超重力水平。所述轉(zhuǎn)臂沿連接器周向?qū)ΨQ分布不少于2個(gè)。單片計(jì)算機(jī)為控制單元，通過(guò)輸入主吊籃處的重力水平值N±(g)，單片計(jì)算機(jī)計(jì)算出轉(zhuǎn)子以需定的轉(zhuǎn)速n (r/min)旋轉(zhuǎn)；計(jì)算方法為先通過(guò)矢量疊加原理算出水平方向上的超重力水平N水平。
權(quán)利要求：
1.一種用于貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置，其特征在于包括轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、底座、防護(hù)罩、單片計(jì)算機(jī)，所述底座為其它各部件提供支撐；固定在底座中心部位上的電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸和連接器配合連接，轉(zhuǎn)臂固定在連接器上；單片計(jì)算機(jī)為控制單元，通過(guò)連接線與底座相連，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；底座、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)臂、吊籃位于防護(hù)罩內(nèi)；所述連接器為多弧面的柱狀體，沿各弧面中心部位豎直方向有燕尾形卡槽，卡槽上寬下窄，連接器中心設(shè)有螺紋孔；所述轉(zhuǎn)臂包括主轉(zhuǎn)臂、副轉(zhuǎn)臂，位置感應(yīng)裝置，滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘，吊籃固定螺栓、燕尾形榫，所述主轉(zhuǎn)臂為筒形長(zhǎng)方體，一端為內(nèi)凹弧面，弧面中心豎直方向設(shè)置有燕尾形榫，與連接器上弧面中心部位的燕尾形卡槽固定連接，主轉(zhuǎn)臂中間部分鏤空為長(zhǎng)方形的主吊籃區(qū)，吊籃固定螺栓橫向安裝在主吊籃區(qū)兩側(cè)；所述副轉(zhuǎn)臂亦為筒形長(zhǎng)方體，副轉(zhuǎn)臂的一端嵌套在主轉(zhuǎn)臂的另一端筒體上，位置感應(yīng)裝置安裝在副轉(zhuǎn)臂筒體內(nèi)側(cè)，副轉(zhuǎn)臂沿主轉(zhuǎn)臂筒體兩側(cè)滑軌可伸縮滑動(dòng)，主轉(zhuǎn)臂與副轉(zhuǎn)臂相連部位設(shè)置有滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘，在滑動(dòng)調(diào)節(jié)副轉(zhuǎn)臂位置后旋緊滑動(dòng)調(diào)節(jié)固定螺釘；副轉(zhuǎn)臂的另一端呈“凹”字形，凹空部位為搭載細(xì)胞的副吊籃區(qū)，吊籃固定螺栓橫向安裝在副吊籃區(qū)兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置，其特征在于所述副轉(zhuǎn)臂最大伸縮長(zhǎng)度為主轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度的一倍，最小伸縮長(zhǎng)度為主轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度的1/5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)臂沿連接器周向?qū)ΨQ分布不少于2個(gè)。
專利摘要：
本實(shí)用新型涉及一種用于貼壁細(xì)胞超重力環(huán)境的加載裝置，包括轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、底座、防護(hù)罩、單片機(jī)組成，固定在底座中心部位上的電機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸和連接器配合連接，轉(zhuǎn)臂固定在連接器上；單片機(jī)為控制單元連接在底座上；將底座、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)臂及吊籃罩在防護(hù)罩內(nèi)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，能很好的為超重力場(chǎng)下的細(xì)胞試驗(yàn)提供平臺(tái)；可同時(shí)為兩個(gè)不同位置提供不同的超重力場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；并且由于其體積小的特點(diǎn)，可將除了單片機(jī)以外的設(shè)備放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中，保證其體外培養(yǎng)的貼壁細(xì)胞pH及溫度的恒定；為體外培養(yǎng)的貼壁細(xì)胞提供可靠穩(wěn)定的超重力加載裝置。
