專利名稱：基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)和射頻技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中，通常將細菌或細胞置于培養(yǎng)皿中，對其進行相應(yīng)的處理、儲存等操作。在此過程中，通過在每一個培養(yǎng)皿上貼上紙質(zhì)標(biāo)簽來記錄操作的相關(guān)信息，或者利用顏色不同紙帶來對培養(yǎng)皿進行分類管理。這種通過在標(biāo)簽上記錄相關(guān)信息以及靠簡單的顏色區(qū)分的方法只能人工操作完成。然而，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，生物樣本的種類和數(shù)量越來越多，對其的操作手段也各不相同，靠人工記錄的方法的不足逐漸體現(xiàn)工作量大，操作過程復(fù)雜，樣本存取困難，數(shù)據(jù)易丟失且易發(fā)生錯誤。所以，單靠人工的操作很難對大量樣本進行安全有效的管理。
RFID射頻技術(shù)(radio frequency identification)憑借其操作方便,成本低，安全性高，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，并且可以儲存相關(guān)信息，識別工作無須人工干預(yù)，并且經(jīng)過研究，高頻段的射頻信號對生物單元無影響，故可以在生物操作領(lǐng)域得到應(yīng)用。因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法，適用于對大批量生物樣本的生物培養(yǎng)皿的綜合管理。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下—種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括生物培養(yǎng)皿，所述生物培養(yǎng)皿內(nèi)置有射頻標(biāo)簽；存儲架，所述存儲架包括陣列設(shè)置的用于存放所述生物培養(yǎng)皿的存儲槽；讀取操作平臺，所述讀取操作平臺包括操作臺和射頻讀寫器，所述射頻讀寫器用于對生物培養(yǎng)皿進行信息的讀取和輸入；夾取機械手，所述夾取機械手包括底座、位于底座上的旋轉(zhuǎn)電機、與底座相連的氣缸以及與氣缸相連的夾取手；總控制計算機，與所述射頻讀寫器和夾取機械手相連，所述總控制計算機根據(jù)不同的生物樣本建立有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫中包括生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號。作為本發(fā)明的進一步改進，所述存儲槽為方孔或圓孔。作為本發(fā)明的進一步改進，所述存儲架為分層結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述射頻標(biāo)簽位于生物培養(yǎng)皿的底面中央部位。作為本發(fā)明的進一步改進，所述射頻讀寫器位于操作平臺上表面的中央部位。作為本發(fā)明的進一步改進，所述氣缸包括垂直于底座上的第一氣缸，所述第一氣缸能沿第一氣缸方向自由運動；固定于第一氣缸上的第二氣缸，所述第二氣缸與第一氣缸相垂直且與底座平行設(shè)置，所述第二氣缸能沿第二氣缸方向自由運動；固定于第二氣缸上的第三氣缸，所述第三氣缸與第二氣缸相垂直且與第一氣缸相平行，所述第三氣缸能沿第三氣缸方向自由運動。作為本發(fā)明的進一步改進，所述夾取手與第三氣缸相連且與第三氣缸位于同一條直線上。 作為本發(fā)明的進一步改進，所述數(shù)據(jù)庫中還包括生物培養(yǎng)皿的操作信息。相應(yīng)地，一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理方法，所述方法包括以下步驟SI、存儲生物培養(yǎng)皿，利用夾取機械手將內(nèi)置有射頻標(biāo)簽的生物培養(yǎng)皿存放于存儲架上的存儲槽中，將生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號對應(yīng)的輸入到總控制計算機中；S2、取用生物培養(yǎng)皿，在總控制計算機內(nèi)輸入所需的生物培養(yǎng)皿的序列號，總控制計算機可自動找出其在存儲架上存儲槽的位置，控制夾取機械手定位，夾取生物培養(yǎng)皿，并送到輸出口位置；S3、生物培養(yǎng)皿信息讀取，生物培養(yǎng)皿放到讀取操作平臺的操作臺上，射頻讀寫器讀取生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽內(nèi)部的信息,并在總控制計算機上顯示；S4、生物培養(yǎng)皿操作信息記錄，將操作信息輸入總控制計算機中，通過射頻讀寫器將操作信息寫到生物培養(yǎng)皿上的射頻標(biāo)簽內(nèi)。由以上技術(shù)方案可以見，本發(fā)明提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法操作方便、成本低、且安全性高，可以很好的完成對大量生物樣本的統(tǒng)一管理。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中存儲架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中讀取操作平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中夾取機械手的結(jié)構(gòu)不意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理方法的流程圖。其中10、生物培養(yǎng)皿；11、射頻標(biāo)簽；20、存儲架；21、存儲槽；30、讀取操作平臺；31、操作臺；32、射頻讀寫器；40、夾取機械手；41、底座；42、旋轉(zhuǎn)電機；43、氣缸；431、第一氣缸；432、第二氣缸；433、第三氣缸；44、夾取手；50、總控制計算機。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。參圖I所示為本發(fā)明的一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，結(jié)合圖2至圖4所示,該系統(tǒng)包括生物培養(yǎng)皿10，生物培養(yǎng)皿10內(nèi)置有射頻標(biāo)簽11 ；
存儲架20，存儲架20包括陣列設(shè)置的存儲槽21，存儲槽21存放生物培養(yǎng)皿10 ；讀取操作平臺30，讀取操作平臺30包括操作臺31和射頻讀寫器32，射頻讀寫器32用于對生物培養(yǎng)皿10進行信息的讀取和輸入； 夾取機械手40,夾取機械手40包括底座41、位于底座41上的旋轉(zhuǎn)電機42、與底座41相連的氣缸43以及與氣缸43相連的夾取手44 ；總控制計算機50，與射頻讀寫器32和夾取機械手40相連，總控制計算機50根據(jù)不同的生物樣本建立有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包括生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號。在本實施方式中，優(yōu)選地生物培養(yǎng)皿10為圓柱形，射頻標(biāo)簽11位于生物培養(yǎng)皿10的底面中央部位。射頻標(biāo)簽11可以很方便的讀取生物培養(yǎng)皿10內(nèi)生物細胞的信息,并且將具體的操作過程記錄在生物培養(yǎng)皿10的射頻標(biāo)簽11上，操作方便、成本低、且安全性高。參圖2所示為本發(fā)明基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中存儲架20的結(jié)構(gòu)示意圖，存儲架20采用分層結(jié)構(gòu)，每層由陣列排列的方孔或圓孔組成，可以給每一個放入其中的生物培養(yǎng)皿一個唯一的位置坐標(biāo)編號，以便容易且準(zhǔn)確的確定生物培養(yǎng)皿的位置。存儲架20根據(jù)生物培養(yǎng)皿10的大小，設(shè)計了陣列的存儲槽，一方面方便了生物培養(yǎng)皿的放置，另一方面也可以很精確的確實每個生物培養(yǎng)皿在存儲架內(nèi)的具體位置，以便自動化夾取。參圖3所示為本發(fā)明基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中讀取操作平臺30的結(jié)構(gòu)示意圖，讀取操作平臺30包括操作臺31和射頻讀寫器32，射頻讀寫器32用于對生物培養(yǎng)皿10進行信息的讀取和輸入。在本實施方式中，射頻讀寫器32位于操作平臺31上表面的中央部位，射頻讀寫器32的大小和生物培養(yǎng)皿10對應(yīng)設(shè)置，以便生物培養(yǎng)皿10放置于射頻讀寫器32上，進行信息的讀取和輸入。操作平臺31的上表面設(shè)置為矩形，矩形的四個角向下設(shè)置有支撐腳。參圖4所示為本發(fā)明基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)中夾取機械手40的結(jié)構(gòu)示意圖，夾取機械手40包括底座41、位于底座41上的旋轉(zhuǎn)電機42、與底座41相連的氣缸43以及與氣缸43相連的夾取手44。優(yōu)選地，本實施方式中夾取機械手40由一個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個升降直線自由度構(gòu)成，具體表現(xiàn)為氣缸43包括垂直于底座上的第一氣缸431,第一氣缸431能沿第一氣缸431方向自由運動；固定于第一氣缸431上的第二氣缸431，第二氣缸432與第一氣缸431相垂直且與底座41平行設(shè)置，第二氣缸432能沿第二氣缸432方向自由運動； 固定于第二氣缸432上的第三氣缸433，第三氣缸433與第二氣缸432相垂直且與第一氣缸431相平行，第三氣缸433能沿第三氣缸433方向自由運動。進一步地，本實施方式中夾取手44與第三氣缸433相連且與第三氣缸433位于同一條直線上，可以控制夾取機械手40在存儲架20不同層間變換以及在每一層內(nèi)準(zhǔn)確地夾取到指定位置的生物培養(yǎng)皿?？偪刂朴嬎銠C50，與射頻讀寫器32和夾取機械手40相連，總控制計算機50根據(jù)不同的生物樣本建立有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包括生物培養(yǎng)皿的位置坐標(biāo)編號以及射頻 標(biāo)簽的序列號，進一步地上述數(shù)據(jù)庫中還包括生物培養(yǎng)皿的操作信息。相應(yīng)地，參圖5所示為本發(fā)明一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理方法的流程圖，包括以下步驟SI、存儲生物培養(yǎng)皿，利用夾取機械手將內(nèi)置有射頻標(biāo)簽的生物培養(yǎng)皿存放于存儲架上的存儲槽中，將生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號對應(yīng)的輸入到總控制計算機中。本發(fā)明提出的生物培養(yǎng)皿的存儲架采用分層結(jié)構(gòu)，每層由陣列排列的方孔或圓孔組成，可以給每一個放入其中的生物培養(yǎng)皿一個唯一的位置坐標(biāo)編號，以便容易且準(zhǔn)確的確定培養(yǎng)皿的位置。存儲時，將位置坐標(biāo)編號以及每個生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽的序列號對應(yīng)地輸入到總控制計算機中，這樣只要知道生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽的序列號，就可以準(zhǔn)確的知道生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置；S2、取用生物培養(yǎng)皿，在總控制計算機內(nèi)輸入所需的生物培養(yǎng)皿的序列號，總控制計算機可自動找出其在存儲架上存儲槽的位置，控制夾取機械手定位，夾取生物培養(yǎng)皿，并送到輸出口位置。本發(fā)明提出的生物培養(yǎng)皿的取用主要由三自由度夾取機械手構(gòu)成，操作人員只要在總控制計算機內(nèi)輸入所需的生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽的序列號，總控制計算機可自動找出其在存儲架內(nèi)的位置，控制夾取機械手定位、夾取生物培養(yǎng)皿，并將其送到輸出口位置；S3、生物培養(yǎng)皿信息讀取，生物培養(yǎng)皿放到讀取操作平臺的操作臺上，射頻讀寫器讀取生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽內(nèi)部的信息，并在總控制計算機上顯示。本發(fā)明提出的生物培養(yǎng)皿信息讀取由讀取操作平臺和總控制計算機完成，讀取操作平臺主要包括操作臺和射頻讀寫器，射頻讀寫器安放在操作臺內(nèi)部，通過接口連接到總控制計算機上。當(dāng)生物培養(yǎng)皿放到操作臺上時，射頻讀寫器就可以讀取到生物培養(yǎng)皿上的射頻標(biāo)簽內(nèi)部的信息，并在總控制計算機上顯示；S4、生物培養(yǎng)皿操作信息記錄，將操作信息輸入總控制計算機中，通過射頻讀寫器將操作信息寫到生物培養(yǎng)皿上的射頻標(biāo)簽內(nèi)。信息讀取完成后，操作人員對生物培養(yǎng)皿進行操作，并將操作信息輸入到總控制計算機中，然后再通過射頻讀寫器將操作信息寫到生物培養(yǎng)皿上的射頻標(biāo)簽內(nèi)，這樣既方便地記錄操作信息又確保了信息的完整性和準(zhǔn)確性。優(yōu)選地，在所有操作完成后，操作人員可以通過夾取機械手將生物培養(yǎng)皿送回到存儲架的指定位置。
本發(fā)明總控制計算機中的軟件系統(tǒng)屬于二次開發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的生物樣本建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，方便對生物培養(yǎng)皿的綜合管理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法操作方便、成本低、且安全性高，可以很好的完成對大量生物樣本的統(tǒng)一管理。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
權(quán)利要求
1.一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 生物培養(yǎng)皿，所述生物培養(yǎng)皿內(nèi)置有射頻標(biāo)簽； 存儲架，所述存儲架包括陣列設(shè)置的用于存放所述生物培養(yǎng)皿的存儲槽； 讀取操作平臺，所述讀取操作平臺包括操作臺和射頻讀寫器，所述射頻讀寫器用于對生物培養(yǎng)皿進行信息的讀取和輸入； 夾取機械手，所述夾取機械手包括底座、位于底座上的旋轉(zhuǎn)電機、與底座相連的氣缸以及與氣缸相連的夾取手； 總控制計算機，與所述射頻讀寫器和夾取機械手相連，所述總控制計算機根據(jù)不同的生物樣本建立有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫中包括生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲槽為方孔或圓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲架為分層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻標(biāo)簽位于生物培養(yǎng)皿的底面中央部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻讀寫器位于操作平臺上表面的中央部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣缸包括 垂直于底座上的第一氣缸，所述第一氣缸能沿第一氣缸方向自由運動； 固定于第一氣缸上的第二氣缸，所述第二氣缸與第一氣缸相垂直且與底座平行設(shè)置，所述第二氣缸能沿第二氣缸方向自由運動； 固定于第二氣缸上的第三氣缸，所述第三氣缸與第二氣缸相垂直且與第一氣缸相平行，所述第三氣缸能沿第三氣缸方向自由運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述夾取手與第三氣缸相連且與第三氣缸位于同一條直線上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫中還包括生物培養(yǎng)皿的操作信息。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 .51、存儲生物培養(yǎng)皿，利用夾取機械手將內(nèi)置有射頻標(biāo)簽的生物培養(yǎng)皿存放于存儲架上的存儲槽中，將生物培養(yǎng)皿在存儲架中的位置坐標(biāo)編號以及射頻標(biāo)簽的序列號對應(yīng)的輸入到總控制計算機中； .52、取用生物培養(yǎng)皿，在總控制計算機內(nèi)輸入所需的生物培養(yǎng)皿的序列號，總控制計算機可自動找出其在存儲架上存儲槽的位置，控制夾取機械手定位，夾取生物培養(yǎng)皿，并送到輸出口位置； .53、生物培養(yǎng)皿信息讀取，生物培養(yǎng)皿放到讀取操作平臺的操作臺上，射頻讀寫器讀取生物培養(yǎng)皿上射頻標(biāo)簽內(nèi)部的信息，并在總控制計算機上顯示；S4、生物培養(yǎng)皿操作 信息記錄，將操作信息輸入總控制計算機中，通過射頻讀寫器將操作信息寫到生物培養(yǎng)皿上的射頻標(biāo)簽內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括生物培養(yǎng)皿，內(nèi)置有射頻標(biāo)簽；存儲架，包括陣列設(shè)置的存儲槽，存儲槽存放所述生物培養(yǎng)皿；讀取操作平臺，包括操作臺和射頻讀寫器，射頻讀寫器用于對生物培養(yǎng)皿進行信息的讀取和輸入；夾取機械手包括底座、位于底座上的旋轉(zhuǎn)電機、與底座相連的氣缸以及與氣缸相連的夾取手；總控制計算機，與射頻讀寫器和夾取機械手相連。本發(fā)明實施例提供的基于射頻技術(shù)的生物培養(yǎng)皿管理系統(tǒng)及方法操作方便、成本低、且安全性高，可以很好的完成對大量生物樣本的統(tǒng)一管理。
文檔編號G06K17/00GK102799912SQ20121022482
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者汝長海, 王勇, 朱玉龍 申請人:蘇州大學(xué)