实验用光照模拟装置及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010270581.6 (22)申请日 2020.04.08 (71)申请人 张焰 地址 100000 北京市东城区嘉曦大厦302号 (72)发明人 不公告发明人 (74)专利代理机构 北京盛凡智荣知识产权代理 有限公司 11616 代理人 李青 (51)Int.Cl. C12M 1/36(2006.01) C12M 1/00(2006.01) A01K 1/03(2006.01) A01K 1/035(2006.01) A01K 31/00(2006.01) A01K 6。

2、3/00(2017.01) A01K 63/06(2006.01) A01K 67/00(2006.01) (54)发明名称 实验用光照模拟装置及方法 (57)摘要 本发明实验用光照模拟装置包括培养箱 (100)、 照明模块(200)、 光照控制模块(300)， 其 通过配置在所述培养箱(100)内左右两侧的第一 电机(301)、 第二电机(302)拉动滑块(307)的移 动， 照明模块(200)在弧形导轨(305)上左右移 动， 并且， 通过灯罩齿轮(310)、 弧形齿条(306)的 左右而调节灯罩(312)的旋转角度以调整照明模 块(200)的发光位置和向培养箱(100)内的发光 亮度。 。

3、本发明通过第一电机(301)、 第二电机 (302)来改变滑块(307)的位置， 以改变滑块 (307)上的照明模块(200)的具体位置而可模拟 太阳的东西方向以更好的调整被培养的动物、 细 菌等的生物钟而实现更好的培养效果。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 111394239 A 2020.07.10 CN 111394239 A 1.一种实验用光照模拟装置， 其特征在于： 包括 培养箱(100)， 其用于培养细菌或动物； 照明模块(200)， 其用于发光； 光照控制模块(300)， 其通过配置在所述培养箱(100)内左右两侧的第一电机(301)、 第 二电机(302)拉动滑块(。

4、307)的移动， 照明模块(200)在弧形导轨(305)上左右移动， 并且， 通 过灯罩齿轮(310)、 弧形齿条(306)的左右而调节灯罩(312)的旋转角度以调整照明模块 (200)的发光位置和向培养箱(100)内的发光亮度。 2.根据权利要求1所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述光照控制模块(300) 包括第一电机(301)、 第二电机(302)、 绳轮(303)、 拉绳(304)、 弧形导轨(305)、 弧形齿条 (306)、 滑块(307)、 连杆(308)、 变速箱(309)、 灯罩齿轮(310)、 第一轴(311)、 灯罩(312)、 遮 挡罩(313)； 所述第一电机。

5、(301)、 第二电机(302)分别固定在所述培养箱(100)的内部的左右两侧， 所述第一电机(301)、 第二电机(302)的输出轴均同轴固定有绳轮(303)， 两个绳轮(303)与 拉绳(304)的两端固定， 所述拉绳(304)的中部与所述滑块(307)固定， 所述滑块(307)沿所 述弧形导轨(305)移动， 所述弧形导轨(305)的两端与所述培养箱(100)的左右两侧固定， 所 述弧形导轨(305)为中部向下凸出的弧形； 所述弧形导轨(305)的弧面固定有弧形齿条 (306)， 所述滑块(307)与连杆(308)的一端固定， 所述连杆(308)的一侧表面固定有变速箱 (309)， 所述。

6、变速箱(309)的输入齿(314)与所述弧形齿条(306)啮合， 所述变速箱(309)的输 出齿(315)与所述灯罩齿轮(310)啮合， 所述灯罩齿轮(310)与第一轴(311)同轴固定， 所述 第一轴(311)通过轴承安装在所述连杆(308)上， 所述第一轴(311)与所述灯罩(312)同轴固 定， 所述灯罩(312)内配置有所述照明模块(200)， 所述照明模块(200)与所述连杆(308)固 定， 所述灯罩(312)沿其径向开设有开口(316)， 所述变速箱(309)的朝向所述灯罩(312)的 表面固定有遮挡罩(313)， 所述遮挡罩(313)能够完全遮挡所述开口(316)。 3.根据权。

7、利要求2所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述灯罩(312)为飞碟型 或扁圆柱形。 4.根据权利要求3所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述所述开口(316)优选 为其端面的圆形开口。 5.根据权利要求4所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述弧形导轨(305)沿东 西方向配置。 6.根据权利要求5所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述第一电机(301)、 第二 电机(302)、 照明模块(200)的电源模块与通信模块连接， 所述通信模块与服务器连接， 所述 服务器控制第一电机(301)、 第二电机(302)驱动的滑块(307)在白天自东向西移动并打开 照明模块(。

8、200)， 而夜间控制滑块(307)自西向东移动并关闭照明模块(200)。 7.根据权利要求6所述的实验用光照模拟装置， 其特征在于： 所述灯罩(312)、 遮挡罩 (313)由锡纸制成。 8.用于权利要求7所述的实验用光照模拟装置的方法， 其特征在于包括如下步骤： 步骤1， 当时间为6点至20点时， 服务器控制照明模块(200)打开， 并控制第一电机 (301)、 第二电机(302)使照明模块(200)匀速地由弧形导轨(305)的东侧移动至西侧； 步骤2， 当时间为20点至次日6点时， 服务器控制照明模块关闭， 并控制第一电机(301)、 权利要求书 1/2 页 2 CN 111394239。

9、 A 2 第二电机(302)使照明模块(200)匀速地由弧形导轨(305)的西侧移动至东侧； 步骤3， 重复步骤1、 2。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111394239 A 3 实验用光照模拟装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种实验装置， 特别是涉及一种用于模拟培养箱内的光照变化的装 置。 背景技术 0002 以往生物培养箱只能单纯控制内部空间的气体环境， 在光照方面除了照明并无其 他功能。 我们的产品能够按梯度变化光照强度来模拟昼夜更替的效果， 这种生物钟模式的 生物培养箱几乎能够完全满足日夜交替的实验效果。 0003 传统的模拟方式仅仅通过时间来调节亮度， 而无法根据时间。

10、模拟光照位置和光照 强度， 因此， 目前亟需一种能够更好模拟光照的装置。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是提供一种能够更好模拟光照的装置。 0005 本发明实验用光照模拟装置， 包括 0006 培养箱， 其用于培养细菌或动物； 0007 照明模块， 其用于发光； 0008 光照控制模块， 其通过配置在所述培养箱内左右两侧的第一电机、 第二电机拉动 滑块的移动， 照明模块在弧形导轨上左右移动， 并且， 通过灯罩齿轮、 弧形齿条的左右而调 节灯罩的旋转角度以调整照明模块的发光位置和向培养箱内的发光亮度。 0009 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述光照控制模块包括第一电机、 第二电机。

11、、 绳 轮、 拉绳、 弧形导轨、 弧形齿条、 滑块、 连杆、 变速箱、 灯罩齿轮、 第一轴、 灯罩、 遮挡罩； 0010 所述第一电机、 第二电机分别固定在所述培养箱的内部的左右两侧， 所述第一电 机、 第二电机的输出轴均同轴固定有绳轮， 两个绳轮与拉绳的两端固定， 所述拉绳的中部与 所述滑块固定， 所述滑块沿所述弧形导轨移动， 所述弧形导轨的两端与所述培养箱的左右 两侧固定， 所述弧形导轨为中部向下凸出的弧形； 所述弧形导轨的弧面固定有弧形齿条， 所 述滑块与连杆的一端固定， 所述连杆的一侧表面固定有变速箱， 所述变速箱的输入齿与所 述弧形齿条啮合， 所述变速箱的输出齿与所述灯罩齿轮啮合， 。

12、所述灯罩齿轮与第一轴同轴 固定， 所述第一轴通过轴承安装在所述连杆上， 所述第一轴与所述灯罩同轴固定， 所述灯罩 内配置有所述照明模块， 所述照明模块与所述连杆固定， 所述灯罩沿其径向开设有开口， 所 述变速箱的朝向所述灯罩的表面固定有遮挡罩， 所述遮挡罩能够完全遮挡所述开口。 0011 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述灯罩为飞碟型或扁圆柱形。 0012 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述所述开口优选为其端面的圆形开口。 0013 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述弧形导轨沿东西方向配置。 0014 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述第一电机、 第二电机、 照明模块的电源模块 与通信。

13、模块连接， 所述通信模块与服务器连接， 所述服务器控制第一电机、 第二电机驱动的 滑块在白天自东向西移动并打开照明模块， 而夜间控制滑块自西向东移动并关闭照明模 说明书 1/5 页 4 CN 111394239 A 4 块。 0015 本发明实验用光照模拟装置， 其中所述灯罩、 遮挡罩由锡纸制成。 0016 本发明实验用光照模拟装置的方法， 包括如下步骤： 0017 步骤1， 当时间为6点至20点时， 服务器控制照明模块打开， 并控制第一电机、 第二 电机使照明模块匀速地由弧形导轨的东侧移动至西侧； 0018 步骤2， 当时间为20点至次日6点时， 服务器控制照明模块关闭， 并控制第一电机、 。

14、第二电机使照明模块匀速地由弧形导轨的西侧移动至东侧； 0019 步骤3， 重复步骤1、 2。 0020 本发明实验用光照模拟装置与现有技术不同之处在于本发明实验用光照模拟装 置通过第一电机、 第二电机来改变滑块的位置， 以改变滑块上的照明模块的具体位置而可 模拟太阳的东西方向以更好的调整被培养的动物、 细菌等的生物钟， 并且， 在滑块的移动过 程中通过弧形导轨和灯罩齿轮的作用可使灯罩能够旋转而调节照明模块是否直射， 甚至是 否无法朝向培养箱内照射光线， 而实现更好的培养效果。 0021 下面结合附图对本发明的实验用光照模拟装置作进一步说明。 附图说明 0022 图1是实验用光照模拟装置的第一状。

15、态的主视图； 0023 图2是实验用光照模拟装置的第二状态的主视图； 0024 图3是实验用光照模拟装置的第三状态的主视图； 0025 图4是图1的俯视图； 0026 图5是图1的局部放大图； 0027 图6是图4的局部放大图； 0028 图7是灯罩的零件图。 具体实施方式 0029 如图17所示， 参见图1、 2、 3、 4， 本发明实验用光照模拟装置包括 0030 培养箱100， 其用于培养细菌或动物； 0031 照明模块200， 其用于发光； 0032 光照控制模块300， 其通过配置在所述培养箱100内左右两侧的第一电机301、 第二 电机302拉动滑块307的移动， 照明模块200在。

16、弧形导轨305上左右移动， 并且， 通过灯罩齿轮 310、 弧形齿条306的左右而调节灯罩312的旋转角度以调整照明模块200的发光位置和向培 养箱100内的发光亮度。 0033 本发明通过第一电机301、 第二电机302来改变滑块307的位置， 以改变滑块307上 的照明模块200的具体位置而可模拟太阳的东西方向以更好的调整被培养的动物、 细菌等 的生物钟， 并且， 在滑块307的移动过程中通过弧形导轨305和灯罩齿轮310的作用可使灯罩 312能够旋转而调节照明模块200是否直射， 甚至是否无法朝向培养箱100内照射光线， 而实 现更好的培养效果。 0034 其中， 上述照明模块200的照。

17、明模块200的发光位置和向培养箱100内的发光亮度 均可随着时间而调整， 或根据用户意愿而调整。 例如， 以24小时为一周期， 照明模块200从弧 说明书 2/5 页 5 CN 111394239 A 5 形导轨305的左侧向右侧移动， 其中， 在早上6点至晚上9点时光照控制模块300工作， 其余时 间则光照控制模块300进行复位。 光照控制模块300在早上6点至晚上9点时控制照明模块 200从左向右移动一次， 其中， 下午2点时， 所述照明模块200的光照强度最强， 位置最为居 中。 以更好的模拟自然光线的照射情况， 从而不破坏动物或细菌的生物钟。 0035 作为对本发明的进一步解释， 参见。

18、图4、 5、 6， 所述光照控制模块300包括第一电机 301、 第二电机302、 绳轮303、 拉绳304、 弧形导轨305、 弧形齿条306、 滑块307、 连杆308、 变速 箱309、 灯罩齿轮310、 第一轴311、 灯罩312、 遮挡罩313； 0036 所述第一电机301、 第二电机302分别固定在所述培养箱100的内部的左右两侧， 所 述第一电机301、 第二电机302的输出轴均同轴固定有绳轮303， 两个绳轮303与拉绳304的两 端固定， 所述拉绳304的中部与所述滑块307固定， 所述滑块307沿所述弧形导轨305移动， 所 述弧形导轨305的两端与所述培养箱100的左右。

19、两侧固定， 所述弧形导轨305为中部向下凸 出的弧形； 所述弧形导轨305的弧面固定有弧形齿条306， 所述滑块307与连杆308的一端固 定， 所述连杆308的一侧表面固定有变速箱309， 所述变速箱309的输入齿314与所述弧形齿 条306啮合， 所述变速箱309的输出齿315与所述灯罩齿轮310啮合， 所述灯罩齿轮310与第一 轴311同轴固定， 所述第一轴311通过轴承安装在所述连杆308上， 所述第一轴311与所述灯 罩312同轴固定， 所述灯罩312内配置有所述照明模块200， 所述照明模块200与所述连杆308 固定， 所述灯罩312沿其径向开设有开口316， 所述变速箱309的。

20、朝向所述灯罩312的表面固 定有遮挡罩313， 所述遮挡罩313能够完全遮挡所述开口316。 0037 本发明通过上述光照控制模块300是照明模块200沿弧形导轨305左右移动， 并且， 在其较为靠近中部时， 其距离动物和/或细菌的距离最近， 而模拟太阳在中午时光照强度最 强； 而在照明模块200逐渐远离弧形导轨305中心时， 灯罩312的开口316逐渐朝向侧面转动， 最终所述开口316被遮挡罩313关闭， 从而模拟太阳升起至中午再至下午， 最后为黑夜的场 景， 以使动物和/或细菌的生物钟较为规律。 0038 其中， 灯罩312优选为飞碟型或扁圆柱形， 其轴线处与所述第一轴311同轴固定， 所。

21、 述开口优选为其端面的圆形开口。 0039 其中， 所述变速箱309需要控制齿比以使灯罩齿轮310带动的灯罩312在整个左右 移动的过程中仅转动360度， 其中， 照明模块200在弧形导轨305两侧时， 所述灯罩312的开口 均被遮挡罩313遮盖， 而照明模块200在弧形导轨305的中部时， 开口316朝向正下方。 0040 其中， 所述照明模块200配置在所述连杆308的一侧表面， 即， 所述照明模块200配 置在远离所述变速箱309的同一侧表面。 其中， 所述照明模块200的电源模块可为电路板控 制的电池， 其中电路板可通过通信模块与用户终端无线连接。 当然， 所述照明模块200的电 源模。

22、块也可通过导线连接至灯罩312外， 甚至培养箱100外， 以供电。 0041 其中， 变速箱309的输入齿314和输出齿315的轴均通过轴承安装在所述变速箱309 的壳上， 所述输入齿314和输出齿315可直接啮合， 也可通过多个传动齿轮啮合获得所需的 传动比。 0042 其中。 所述第一电机301、 第二电机302的电源模块也可为电路板控制的电池， 其中 电路板可通过通信模块与用户终端无线连接。 当然， 所述第一电机301、 第二电机302的电源 模块也可通过导线连接至培养箱100外， 以供电。 0043 其中， 所述遮挡罩313的面积大于所述开口， 当所述灯罩312的开口旋转至所述遮 说明。

23、书 3/5 页 6 CN 111394239 A 6 挡罩313的一侧时， 所述开口316被遮挡罩313完全遮挡。 0044 其中， 本发明通过上述弧形导轨305不仅能够模拟太阳东升西落， 还能过模拟太阳 的远近状态， 也就是说， 模拟中午时， 不仅照明模块200通过灯罩312的开口直接照射培养箱 100内， 并且， 照明模块200距离培养箱100底部更近， 而增加了光照强度和拉近了光源的距 离， 而更加能够模拟太阳的近地状态， 而更加利于动物的生物钟调整。 0045 作为对本发明的进一步解释， 参见图7， 所述灯罩312为飞碟型或扁圆柱形。 0046 本发明通过上述形状的灯罩312来便于旋转。

24、并尽可能少的占用轴向空间。 0047 其中， 灯罩312的形状还可为老鼠跑步的笼子的形状， 以便于旋转并尽可能少的占 用轴向空间。 0048 其中， 灯罩312优选为飞碟型或扁圆柱形， 其轴线处与所述第一轴311同轴固定， 所 述开口优选为其端面的圆形开口。 0049 作为对本发明的进一步解释， 参见图7， 所述所述开口316优选为其端面的圆形开 口。 0050 本发明通过上述圆形开口能够更好的将照明模块200的光线均匀的分布到培养箱 100内。 0051 作为对本发明的进一步解释， 所述弧形导轨305沿东西方向配置。 0052 本发明通过上述方向配置的弧形导轨305可使沿其移动的照明模块20。

25、0沿东西方 向行进而更好的模拟太阳的运行轨迹。 0053 作为对本发明的进一步解释， 所述第一电机301、 第二电机302、 照明模块200的电 源模块与通信模块连接， 所述通信模块与服务器连接， 所述服务器控制第一电机301、 第二 电机302驱动的滑块307在白天自东向西移动并打开照明模块200， 而夜间控制滑块307自西 向东移动并关闭照明模块200。 0054 本发明通过上述方式可在白天模拟太阳的运行轨迹， 而在夜间由于灯罩312会在 滑块307的移动时改变开口方向而需要关闭照明模块200才能避免夜间照亮培养箱100内的 生物而避免扰乱其生物钟。 0055 其中， 服务器控制滑块307。

26、在白天根据每个时间的太阳的照射角度和方位而改变 滑块307的位置。 0056 作为对本发明的进一步解释， 所述灯罩312、 遮挡罩313由锡纸制成。 0057 本发明通过锡纸制成的上述零件可减轻其重量。 0058 当然， 灯罩312、 遮挡罩313还可由铁、 铝等遮光性好且重量轻的材料制成。 0059 当然， 所述灯罩312、 遮挡罩313还可由复印纸制成， 以在白天未通过开口直接照射 培养箱100内部时， 通过能够轻微透光的复印纸而增加培养箱100内的亮度。 0060 本发明实验用光照模拟装置的方法， 包括如下步骤： 0061 步骤1， 当时间为6点至20点时， 服务器控制照明模块200打开。

27、， 并控制第一电机 301、 第二电机302使照明模块200匀速地由弧形导轨305的东侧移动至西侧； 0062 步骤2， 当时间为20点至次日6点时， 服务器控制照明模块关闭， 并控制第一电机 301、 第二电机302使照明模块200匀速地由弧形导轨305的西侧移动至东侧； 0063 步骤3， 重复步骤1、 2。 0064 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的范 说明书 4/5 页 7 CN 111394239 A 7 围进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进， 均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。 说明书 5/5 页 8 CN 111394239 A 8 图1 说明书附图 1/7 页 9 CN 111394239 A 9 图2 说明书附图 2/7 页 10 CN 111394239 A 10 图3 说明书附图 3/7 页 11 CN 111394239 A 11 图4 说明书附图 4/7 页 12 CN 111394239 A 12 图5 说明书附图 5/7 页 13 CN 111394239 A 13 图6 说明书附图 6/7 页 14 CN 111394239 A 14 图7 说明书附图 7/7 页 15 CN 111394239 A 15 。