一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置的制作方法

1.本发明涉及生物力学工程技术领域，尤其涉及一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置。

背景技术：

2.现有技术已建立了多种细胞的力学培养方法，对细胞施加机械刺激，包括牵拉张力、压力和流体剪切力等，拉伸刺激装置主要采用基底应变加载方式：基底为弹性膜材料，对其加载位移或压力作用，引起可恢复的弹性变形，从而使膜上细胞受到相应的张应变刺激。
3.但是现有多数装置只能进行一个轴向的运动控制，或者需要通过多个电机控制，且只能对一个细胞拉伸腔体进行拉伸，结构复杂且无法做对照试验。

技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中现有多数装置需要通过多个电机控制，且只能对一个细胞拉伸腔体进行拉伸，结构复杂且无法做出对照试验的问题，而提出的一种新型的多轴向运动控制最终实现双轴向运动方案。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，包括拉伸室，其特征在于，所述拉伸室包括拉伸室外壳和内部拉伸结构；所述拉伸室外壳包括底板、后盖以及设置有观察窗的前盖；所述底板、前盖和后盖构成内部中空的壳体，内部拉伸结构设置在拉伸室外壳内部；所述内部拉伸结构包括固定在底板上的电动伸缩杆和用于实现拉伸的拉伸模块；
6.所述拉伸模块包括与电动伸缩杆连接的移动滑板、两个移动块a、一个移动块b、一个固定块和若干个堆叠设置的细胞拉伸腔体；所述固定块、两个移动块a和一个移动块b上均设置有立柱，所述四个立柱的连线能够构成一个正方形，四个立柱用于固定细胞拉伸腔体的四个角；所述固定块固定在底板远离电动伸缩杆的一侧；所述两个移动块a和一个移动块b分别滑动设置在三个滑动导轨上；设置有移动块b的滑动导轨与固定块均设置在电动伸缩杆的轴线上；设置有移动块a的两个滑动导轨对称设置在电动伸缩杆轴线的两侧；所述移动滑板的两端对称设置有侧臂，移动滑板的中部与电动伸缩杆的伸缩端固定连接，移动滑板的两侧臂均开设有腰形孔；所述两个移动块a分别移动套设在移动滑块两侧臂的腰形孔内，移动块b与移动滑板的中部固定连接。
7.作为本发明的优选，所述移动块a包括设置在滑动导轨上的滑块、固定在滑块一端的立柱和固定在滑块另一端的轴承组；所述轴承组包括固定在滑块上的轴承杆和设置在轴承杆上的轴承，轴承杆通过轴承移动套设在移动滑板的侧臂腰形孔内。
8.作为本发明的优选，所述移动块b包括设置在滑动导轨上的滑块和固定在滑块一端的立柱；所述滑块的另一端与移动滑板的中部连接。
9.作为本发明的优选，所述移动块b和固定块的连线与电动伸缩杆的轴线共线。
10.作为本发明的优选，所述后盖位于底板设置有电动伸缩杆的一侧，后盖上设置有便于调控的显示屏，且后盖位于显示屏侧边的位置设置有用于启动所述细胞拉伸装置的按钮。
11.作为本发明的优选，所述前盖位于底板设置有固定块的一侧，前盖与后盖铰接。
12.作为本发明的优选，移动滑板的侧臂上腰形孔的长度方向与所对应移动块a的移动方向垂直。
13.作为本发明的优选，细胞拉伸腔体的四个角上开设有能够套设立柱的孔洞，细胞拉伸腔体套设在立柱上后通过卡扣进行固定，细胞拉伸腔体上方还设置有细胞拉伸腔体盖板。
14.作为本发明的优选，所述三个滑动导轨的轨道均朝向固定块，使细胞拉伸腔体在拉伸过程中，细胞拉伸腔体的形状始终能保持为正方形。
15.本发明还提供了一种新型的多轴向运动控制最终实现双轴向运动的结构的使用方法，包括以下步骤，
16.1)打开前盖，将若干个细胞拉伸腔体堆叠设置，并将细胞拉伸腔体的四个角分别设置在两个移动块a、一个移动块b和一个固定块上；
17.2)将所述细胞拉伸装置接通电源，在所述细胞拉伸装置上设置拉伸的各项数据；
18.3)设置完数据后，盖上前盖，启动电动伸缩杆，带动移动滑板进行移动；移动滑板再带动两个移动块a和一个移动块b进行移动，实现细胞拉伸腔的双轴拉伸，使若干个细胞拉伸腔成正方形状被拉大；
19.4)拉伸过程中，通过观察窗观察细胞拉伸腔的拉伸情况；
20.5)观察结束后，将细胞拉伸腔复位，切断电源，打开前盖，取下细胞拉伸腔。
21.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
22.1、本发明中，通过单个电动伸缩杆伸缩，便于实现移动滑板连通移动块同时往复移动，进而通过细胞拉伸膜与固定块和移动块的连接，实现移动块往复运动时，实现多个细胞拉伸腔的双轴反复拉伸，并且便于通过调整电动伸缩杆的伸缩频率实现细胞拉伸膜的拉伸频率和幅度的调整，并且通过设置的导轨滑块实现移动块平稳移动，保证拉伸方向不发生偏移。
23.2、本发明中，通过设置固定块移动块和立柱的高度，便可堆叠多个细胞拉伸腔，实现多样品同时试验，达到对照目的。
附图说明
24.图1为本发明提出一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置的立体结构示意图；
25.图2为本发明提出一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置的内部结构示意图；
26.图3为本发明提出一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置去除一侧外壳的结构示意图；
27.图4为本发明提出一种多轴向运动控制实现双轴向运动的拉伸装置的内部拉伸运动结构示意图。
28.图例说明：1、前盖；2、后盖；3、护罩；4、观察窗；5、显示屏；6、按钮；7、细胞拉伸腔；8、底板；9、移动块a；10、移动块b；11、立柱；12、卡扣；13、固定块；14、电动伸缩杆；15、移动滑板；16、轴承杆；17、轴承；18、滑动导轨；19、细胞拉伸腔体盖板。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
31.实施例1，如图1和图3所示，一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，包括拉伸室，拉伸室包括拉伸室外壳和内部拉伸装置；拉伸室外壳包括底板8、后盖2以及设置有观察窗的前盖1；底板8、前盖1和后盖2构成内部中空的壳体，内部拉伸装置设置在拉伸室外壳内部；
32.如图2所述，拉伸室1的底板8后侧中心处固定连接有电动伸缩杆14，且拉伸室1的底板8前侧位置固定连接有固定块13，拉伸室的底部固定有三个滑动导轨18，移动滑块上分别固定连接有两个移动块a9和移动块b10，移动块a9上固定连接有轴承杆16，轴承杆16上连接有轴承17，移动块a9和移动块b10的前端设置有多个堆叠设置的细胞拉伸腔7，最上方的细胞拉伸腔7上方还设置有细胞拉伸腔体盖板19，便于保证细胞在相对密封的环境中进行试验，进而保证细胞在试验过程中不会受到其他因素的影响而损坏，设置的移动滑板15的两端对称设置有侧臂，移动滑板15的中部与电动伸缩杆14的伸缩端固定连接，移动滑板15的两侧臂均开设有腰形孔；所述两个移动块a9分别移动套设在移动滑块15两侧臂的腰形孔内，移动块b10与移动滑板15的中部固定连接。
33.在本发明一个优选的实施例中，电动拉伸杆的伸缩端与移动滑板15的后表面中心处固定连接，便于通过电动伸缩杆14伸缩实现移送滑板的往复移动。移动滑板15下表面中心与移动块b10后上表面固定连接，便于通过移动滑板15的往复移动实现移动块b10的往复移动。移动滑板15的两端的腰形孔与轴承17外圈滚动连接，便于通过移动滑板15的往复移动实现轴承17在移动滑板15的两槽口内做往复移动。轴承17的内圈与轴承杆16连接，轴承杆16固定于移动块a9后上方，轴承17、轴承杆16、移动滑块、立柱11通过相互之间的固定连接成为一个整体移动块a9；通过轴承17位置的移动带动轴承杆16的移动。使得轴承杆16被带动时移动块一起移动。移动块a9和移动块b10均固定于滑动导轨18上，保证移动块只能在滑动导轨18所在的直线上做往复移动。
34.在本发明的一个实施例中，滑动导轨18固定在底板8上，设置有移动块a的两个滑动导轨18呈90
°
放置，设置有移动块b的滑动导轨18放置于拉伸室轴线上，使得细胞拉伸腔7四个角的孔始终能保持为正方形。细胞拉伸腔7的四角孔分别嵌于立柱11上并通过卡扣进行固定，便于实现细胞拉伸腔7的快速取下与安装。
35.在本发明的一个实施例中，拉伸室的外表面顶部后侧位置设置有显示屏5，且拉伸室的外表面顶部一边后侧位置设置有按钮6，便于人员对设备的开启与关闭，并更改拉伸时
的各项数据。
36.本发明的工作原理，电动伸缩杆14反复伸缩带动移动滑板15和移动块b10做往复运动，移动块a9由于轴承17被带动，也做往复运动，但移动块a9所固定的滑动导轨18所在的直线与移动块b10所固定的滑动导轨18所在的直线成45度，运动的距离与移动块b10不同，最终使固定在上方的几个细胞拉伸腔7成正方形状被拉大。如图4所示，左侧图为电动伸缩杆14伸出时细胞拉伸腔7的大小，右侧图为电动伸缩杆14收回时细胞拉伸腔7的大小；通过显示屏5更改拉伸时的各种数据，并且调整电动伸缩杆14的伸缩的速度和伸缩的距离，进而实现拉伸频率和距离的调整，固定块13固定不动，移动块a9被轴承17带动着作直线往复运动，实现细胞拉伸膜的拉伸运动。
37.为了更加清楚地表达上述装置的工作过程，还提供了一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置的拉伸方法，包括以下步骤，
38.1)打开前盖，将若干个细胞拉伸腔体7堆叠设置，并将细胞拉伸腔体7的四个角分别设置在两个移动块a9、一个移动块b10和一个固定块13上；
39.2)在细胞拉伸腔7上盖上细胞盖19，将四根立柱11顶端用卡扣12与两个移动块a9、一个移动块b10和一个固定块13固定；
40.3)将细胞拉伸装置接通电源，并按下按钮6，点亮显示屏5，通过显示屏5设置拉伸的各项数据；拉伸的各项数据包括电动伸缩杆14的伸缩速度、拉伸腔7拉大的尺寸等；
41.4)设置完数据后，盖上前盖1，通过显示屏5启动电动伸缩杆14，电动伸缩杆14带动移动滑板15进行移动；移动滑板15再带动两个移动块a9和一个移动块b10进行移动，实现细胞拉伸腔7的双轴拉伸，使若干个细胞拉伸腔7呈正方形状被拉大；
42.5)拉伸过程中，可以通过观察窗4观察细胞拉伸腔7的拉伸情况；
43.6)结束后，通过显示屏5将细胞拉伸腔7复位，按下按钮6切断电源，打开前盖1，取下细胞拉伸腔7。
44.综上所述，本发明一种新型的多轴向运动控制最终实现双轴向运动的结构通过单个电动伸缩杆伸缩就实现了多个细胞拉伸腔的双轴反复拉伸；并且通过调整电动伸缩杆的伸缩频率能够更加方便地实现细胞拉伸膜的拉伸频率和幅度的调整，并且通过设置的导轨滑块来实现移动块平稳移动，保证拉伸方向不发生偏移。
45.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：

1.一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，包括拉伸室，其特征在于，所述拉伸室包括拉伸室外壳和内部拉伸结构；所述拉伸室外壳包括底板(8)、后盖(2)以及设置有观察窗的前盖(1)；所述底板(8)、前盖(1)和后盖(2)构成内部中空的壳体，内部拉伸结构设置在拉伸室外壳内部；所述内部拉伸结构包括固定在底板(8)上的电动伸缩杆(14)和用于实现拉伸的拉伸模块；所述拉伸模块包括与电动伸缩杆(14)连接的移动滑板(15)、两个移动块a(9)、一个移动块b(10)、一个固定块(13)和若干个堆叠设置的细胞拉伸腔体(7)；所述固定块(13)、两个移动块a(9)和一个移动块b(10)上均设置有立柱(11)，所述四个立柱(11)的连线能够构成一个正方形，四个立柱(11)用于固定细胞拉伸腔体(7)的四个角；所述固定块(13)固定在底板(8)远离电动伸缩杆(14)的一侧；所述两个移动块a(9)和一个移动块b(10)分别滑动设置在三个滑动导轨(18)上；设置有移动块b(10)的滑动导轨(18)与固定块(13)均设置在电动伸缩杆(14)的轴线上；设置有移动块a(9)的两个滑动导轨(18)对称设置在电动伸缩杆(14)轴线的两侧；所述移动滑板(15)的两端对称设置有侧臂，移动滑板(15)的中部与电动伸缩杆(14)的伸缩端固定连接，移动滑板(15)的两侧臂均开设有腰形孔；所述两个移动块a(9)分别移动套设在移动滑块(15)两侧臂的腰形孔内，移动块b(10)与移动滑板(15)的中部固定连接。2.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于，所述移动块a(9)包括设置在滑动导轨上的滑块、固定在滑块一端的立柱(11)和固定在滑块另一端的轴承组；所述轴承组包括固定在滑块上的轴承杆(16)和设置在轴承杆(16)上的轴承(17)，轴承杆(16)通过轴承(17)移动套设在移动滑板(15)的侧臂腰形孔内。3.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于：所述移动块b(10)包括设置在滑动导轨(18)上的滑块和固定在滑块一端的立柱(11)；所述滑块的另一端与移动滑板(15)的中部连接。4.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于：所述移动块b(10)和固定块(13)的连线与电动伸缩杆(14)的轴线共线。5.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于：所述后盖(2)位于底板(8)设置有电动伸缩杆(14)的一侧，后盖(2)上设置有便于调控的显示屏(5)，且后盖(2)位于显示屏(5)侧边的位置设置有用于启动所述细胞拉伸装置的按钮(6)。6.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于：所述前盖(1)位于底板(8)设置有固定块(13)的一侧，前盖(1)与后盖(2)铰接。7.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于，移动滑板(15)的侧臂上腰形孔的长度方向与所对应移动块a(9)的移动方向垂直。8.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在于，细胞拉伸腔体(7)的四个角上开设有能够套设立柱(11)的孔洞，细胞拉伸腔体(7)套设在立柱(11)上后通过卡扣(12)进行固定，细胞拉伸腔体(7)上方还设置有细胞拉伸腔体盖板(19)。9.根据权利要求1所述的多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，其特征在
于，所述三个滑动导轨(18)的轨道均朝向固定块(13)，使细胞拉伸腔体(7)在拉伸过程中，细胞拉伸腔体(7)的形状始终能保持为正方形。10.一种如权利要求1所述装置的实现双轴向运动方法，其特征在于，包括以下步骤，1)打开前盖，将若干个细胞拉伸腔体(7)堆叠设置，并将细胞拉伸腔体(7)的四个角分别设置在两个移动块a(9)、一个移动块b(10)和一个固定块(13)上；2)将所述细胞拉伸装置接通电源，在所述细胞拉伸装置上设置拉伸的各项数据；3)设置完数据后，盖上前盖(1)，启动电动伸缩杆(14)，带动移动滑板(15)进行移动；移动滑板(15)再带动两个移动块a(9)和一个移动块b(10)进行移动，实现细胞拉伸腔(7)的双轴拉伸，使若干个细胞拉伸腔(7)呈正方形状被拉大；4)拉伸过程中，通过观察窗(4)观察细胞拉伸腔(7)的拉伸情况；5)观察结束后，将细胞拉伸腔(7)复位，切断电源，打开前盖(1)，取下细胞拉伸腔(7)。

技术总结

本发明提供一种多轴向运动控制实现双轴向运动的细胞拉伸装置，涉及生物力学工程技术领域。主体包括拉伸室，所述拉伸室的后侧中心处固定有电动伸缩杆，且电动伸缩杆前侧连接有弧形移动滑板，移动滑板底部固定有三个滑动导轨，三个移动块分别固定在三个滑块上。中间部位移动块与移动滑板固定一起做往复运动，实现细胞拉伸腔其中一个点位的移动。两侧的移动块末端固定有两轴承杆，轴承杆上固定有轴承，可在移动滑板的槽口做来回移动，实现细胞拉伸腔两侧点位的移动。剩余一点固定于底板前端的固定块上。通过三个点位的移动，实现细胞拉伸腔的双轴同步拉伸，而三个点位的移动方向分别由电动伸缩杆和导轨固定在所对应的轴向上，保证拉伸方向。拉伸方向。拉伸方向。