Вибрационностойкий контейнер для переноса биологических и медицинских объектов

Полезная модель относится к области демпфирования механических колебаний, в частности для переноса биологических и медицинский объектов в жидкости для исследования на атомно-силовом микроскопе.
Специфика создания вибрационностойкого контейнера заключается в следующем: в последние годы атомно-силовая микроскопия (АСМ) стала одним из наиболее перспективных направлений в исследованиях, проводимых на молекулярном и атомарном уровне, позволяющая проводить визуализацию с высоким разрешением и оценку локальных механических свойств. С помощью методов АСМ были замечены тенденция изменения характеристик клеточных мембран от видов и степени различных заболеваний, что возможно в будущем послужит развитию для новой системы диагностики пациентов. Важной особенностью является исследования витальных образцов, что дает возможность получать достоверные результаты без артефактов. Таким образом, исследования клеточных мембран в буферных растворах приводят к проблеме переноса чашек Петри с буферным раствором и объектом из-за плохой адгезии последних, так как в процессе транспортировки происходит отслоение объектов исследованиях от дна чашки, что приводит к невозможности сканирования на микроскопе.
Для защиты от внешних колебаний применяются пассивные или активные виброизолирующие системы. Известна пассивная система (Пат. RU №2222730 С1, дата публикации 27.01.2004 г.), способная автоматически отстраиваться от резонансных режимов колебаний путем перестройки своей упругой системы за счет наличия в конструкции релейных магнитных элементов.
Основным недостатком данной системы является нецелесообразность ее применения к объектам малой массы, вследствие низкой чувствительности к изменению положения объекта относительно уровня первоначального равновесия до транспортировки, а также ее инертностью.
Среди активным систем стабилизации известно устройство (Пат. US 9458963 B1, дата публикации 31.03.2016 г.), включающее в себя платформу, три двигателя для панорамирования, вращения, наклона, и контрольный блок управления. Данное устройство позволяет сохранять равновесие платформы по трем осям (x, y, z) при этом реагирует на изменения и возвращает в положение равновесия быстрее, чем пассивная система. Данная система является наиболее близкой к предлагаемому техническому решению.
Недостатком этого устройства является невозможность закрепить на платформе несколько исследуемых образцов и поместить всю систему в защитный кожух от пыли, влаги и ветра.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение защищенности объектов исследования от влияния окружающей среды при транспортировке, и совершенствование конструкции активной стабилизации для специфики патента.
Технический результат - повышение уровня защиты от влияния окружающей среды и усовершенствованная конструкция трех осевой стабилизации.
Указанный технический результат может быть достигнут следующим образом: образцы, требующие бережной транспортировки, помещаются на специальную платформу внутрь контейнера, оснащенного ручкой для переноса; трех осевой системой стабилизации, позволяющая удерживать в положении равновесия образцы относительно осей x, y и z; автономным источником питания для системы стабилизации. Платформа для крепления образцов включает в себя круглый бокс, содержащий демпфирующую жидкость и столик с нишами, расположенными по кругу, в которые помещаются чашки Петри (фиг. 1). Ниши расположены таким образом, чтобы при наличии чашек столик находился в равновесии. Также столик оснащен амортизирующим шнуром, чтобы погасить колебания при столкновении с бортиками бокса. Далее платформа закрепляется на трех осевой системе стабилизации, включающей в себя три компенсирующих двигателя и контроллер, реагирующий на отклонение платформы от положения равновесия и подающий сигнал двигателям на возврат положения, а также автономный источник питания (фиг. 2).
Описание полезной модели
На фиг. 1 изображен круглый бокс 1, заполненный демпфирующей жидкостью, на поверхности которой находится столик 2 с нишами 3, внутрь которых помещают чашки Петри с образцами. На фиг. 1 изображен пример для пяти чашек Петри. По борту столика размещен амортизирующий шнур 4, гасящий столкновение столика со стенками бокса. Сам бокс оснащен выступом 5 с резиновым бортом, предназначенным для крепления на платформу системы стабилизации (фиг. 2).
На фиг. 2 изображена система трех осевой стабилизации контейнера с биологическими и медицинскими образцами. Система стабилизации включает в себя демпфирующую подложку, три электрических двигателя, три дугообразных рычага и блок управления. Первый электрический двигатель 6, компенсирует поворот платформы относительно оси z. Первый рычаг 7, один конец которого соединен с первым двигателем, свободно поворачивается на 360°, относительно оси z. Другой конец первого рычага соединен с вращающейся частью второго электрического двигателя 8. Один конец второго рычага 9 соединен с вращающейся частью второго двигателя, таким образом, что он может вращаться на 270°, относительно первого рычага вокруг оси y. Третий двигатель 10, соединенный со вторым концом второго рычага, оснащен платформой 11 для крепления бокса с образцами, способной поворачиваеться на ±60° относительно оси x. Блок управления 12, содержит датчики для измерения углового перемещения по каждой оси и микроконтроллер, соединенный с первым, вторым и третьим двигателями. Система стабилизации с закрепленными образцами помещается в корпус 13, защищающий транспортируемые образцы от влияния окружающей среды. Корпус имеет ручку для переноса 14, дверцу 15 для размещения образцов, автономный источник питания системы стабилизации 16, дисплей 17, показывающий уровень заряда источника питания и кнопку включения системы стабилизации 18 (фиг. 3).
Таким образом, прежде чем поместить на столик чашки Петри с образцами необходимо включить систему стабилизации, убедиться, что заряда источника питания хватит на осуществление транспортировки, если нет, то произвести замену источника питания, затем через встроенную дверцу поместить образцы на столик и закрыть дверцу. Контейнер с медицинскими и биологическими образцами готов к перемещению. Во время транспортировки платформа, на которой находятся образцы, отклоняется от положения равновесия, но благодаря работе контроллера двигатели системы стабилизации возвращают ее в первоначальное положение.
При реализации полезной модели будет создан переносной вибрационностойкий контейнер для биологических и медицинских объектов исследований, требующих бережной транспортировки.