葛天祥 吳祎群 朱武 宋廣忠

摘 要

離心管架是生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等實(shí)驗(yàn)室常見的實(shí)驗(yàn)耗材之一。本文簡(jiǎn)要總結(jié)了市面上離心管架的研究現(xiàn)狀，分析各自優(yōu)缺點(diǎn);同時(shí)提供了一種設(shè)計(jì)巧妙的魔尺型離心管架的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞

離心管架;研究現(xiàn)狀;魔尺

中圖分類號(hào)： B01L9/06 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 21

0 引言

離心管是生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等實(shí)驗(yàn)室常見的一種實(shí)驗(yàn)耗材，用于生物樣品的分離和制備的管狀試樣容器。離心管的底部通常是錐形或圓形結(jié)構(gòu)，所以離心管無法單獨(dú)直立放置，需要離心管架來支撐，因此使用安全方便的離心管架非常重要。在現(xiàn)有離心管架研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全方便、空間利用率高、并且可根據(jù)離心管的數(shù)量進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)巧妙的魔尺型離心管架，同時(shí)該離心管架還可以作為實(shí)驗(yàn)室的益智耗材。

1 離心管架研究現(xiàn)狀

市面上離心管架種類眾多，按材質(zhì)分類有塑料型、有機(jī)玻璃型、硅膠型和不銹鋼型等;按離心管規(guī)格分類有0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.5ml、2ml和5ml等;按照設(shè)計(jì)分類有直立型、斜型和新型等。對(duì)各種類型的離心管架主要從安全性和使用感兩方面進(jìn)行調(diào)研。傳統(tǒng)離心管架均采用了安全輕便的材料如硅膠、不銹鋼或有機(jī)玻璃，少數(shù)離心管架甚至增加了防滑墊來提升安全性，但其中的塑料型離心管架因重視了使用感使離心管架在一定程度上可拆分組裝，在常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)景下過于輕便的材料在使用過程中易出現(xiàn)打翻、摔壞等安全問題。在使用感方面相對(duì)于直立型離心管架，斜型管架能夠更加方便地取拿離心管，提升了便捷性。

現(xiàn)有市面上對(duì)傳統(tǒng)離心管架的創(chuàng)新屢見不鮮。針對(duì)現(xiàn)有缺陷，市場(chǎng)上分別有：（1）傳統(tǒng)管架存在傾倒風(fēng)險(xiǎn)-一種具有防傾倒結(jié)構(gòu)的自由組合式離心管架子（專利號(hào)CN201821155471.X），該創(chuàng)新選擇在底座上增設(shè)電動(dòng)機(jī)，底座上方增設(shè)支撐柱，支撐柱上又設(shè)有支撐板;（2）傳統(tǒng)管架容易在使用中損耗-一種保護(hù)性強(qiáng)的自由組合式離心管架子（專利號(hào)CN201821154054.3），該創(chuàng)新采取在安裝架上的第一離心管架、第二離心管架、第三離心管架和安放槽，固定支腿的內(nèi)部接有擠壓塊，擠壓件上套接彈簧，且擠壓件的外觀固定連接有扭環(huán)等等措施以達(dá)到保護(hù)管架的目的;（3）傳統(tǒng)管架在垂直方向直接拿取離心管時(shí)，存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)-一種便于使用的自由組合式離心管架子（CN201821155503.6），該創(chuàng)新是通過在各個(gè)支架和管架之間設(shè)置卡槽、弧形槽，更是增加轉(zhuǎn)軸達(dá)實(shí)現(xiàn)離心管傾斜放置的操作，操作者安全的拿取離心管。

除此之外，還有許多傳統(tǒng)離心管架的不足在使用中被發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)。對(duì)于所有傳統(tǒng)離心管架來說，最大的問題是可放置的離心管規(guī)格比較單一，不能自由移動(dòng)和匹配。在實(shí)際操作中往往使用到多個(gè)不同規(guī)格的離心管，因此會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)擁擠的情況，給實(shí)驗(yàn)人員的操作增加難度。因此需要新的設(shè)計(jì)思路來彌補(bǔ)此類缺陷。

2 魔尺型離心管架的設(shè)計(jì)

我們?cè)O(shè)計(jì)的管體包括若干個(gè)三角體和將相鄰三角體可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接起來的連接件（見圖1）。連接件包括若干將相鄰兩三角體的側(cè)腰壁連接起來的連接軸、裝置于該連接軸上的定位件和復(fù)位彈簧，多個(gè)三角體通過各套連接軸、定位件和復(fù)位彈簧將相鄰兩三角體的側(cè)腰壁連接起來。頂壁和兩側(cè)的側(cè)壁均采用不同顏色標(biāo)識(shí)，便于識(shí)別。外側(cè)壁中部均開設(shè)有用于放置離心管的定位孔。外側(cè)壁上設(shè)有的定位孔為不同的大小規(guī)格，不同面設(shè)置不同規(guī)格的定位孔，各個(gè)定位孔可以自由組合，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)需要離心管架的數(shù)量，可以根據(jù)實(shí)際需要，放置數(shù)量較多的離心管。

三角體是以等腰直角三角形為底面的三棱柱，三角體的頂壁長(zhǎng)度大于三角體的高度，而定位孔位于三角體的外側(cè)壁中部，相鄰三角體的頂壁位于底部，與放置臺(tái)接觸，這樣增大了離心管架與放置臺(tái)的接觸面積，保證了離心管架的放置平穩(wěn)性，同時(shí)，離心管插入定位孔放置于離心管架上，離心管的重心位置接近離心管架底部，重心平穩(wěn)，進(jìn)一步保證了離心管的使用安全性。

定位孔的頂部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有防滑條，該防滑墊可拆式連接于定位孔內(nèi)。防滑墊的頂部與定位孔頂部在同一水平面上。防滑墊為橡膠墊或PVC板，且防滑墊上形成有用于定位離心管的防滑紋，防止離心管的掉落。

離心管架采用的是魔尺結(jié)構(gòu)制成的，通過連接軸、定位件和復(fù)位彈簧等連接組裝而成，使其在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不僅可隨意扭轉(zhuǎn)直角三角體而變換出不同的立體造型，以有效激發(fā)人們對(duì)立體造型的創(chuàng)造力和增強(qiáng)使用者的空間思維能力。該離心管架不僅可作為實(shí)驗(yàn)器材，也可作為實(shí)驗(yàn)室的智力玩具，增加實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的趣味性。

3 結(jié)語

綜上所述，離心管架在實(shí)驗(yàn)室中充當(dāng)一個(gè)很重要的角色，離心管架的實(shí)用程度在很大程度上決定了實(shí)驗(yàn)的效率，甚至可能影響實(shí)驗(yàn)人員的心情和狀態(tài)。與魔尺型離心管架相比，傳統(tǒng)離心管架存在著規(guī)格無法自由組合，離心管位置擁擠，離心管放置不牢固，占用空間多等問題。魔尺型離心管架可以適配多種規(guī)格離心管，從而實(shí)現(xiàn)了一架多用，避免多個(gè)離心管架堆砌在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，解決了實(shí)驗(yàn)空間的擁擠問題。用戶可根據(jù)使用情況來進(jìn)行自由組合，使用方便，而且魔尺型離心管架的高度較低，離心管的重心位置低，這樣，在不小心碰觸到離心管架的時(shí)候，離心管不容易發(fā)生傾斜或者摔碎的風(fēng)險(xiǎn)，不僅提高了實(shí)驗(yàn)效率，而且增加了使用的安全性。作為一個(gè)新型設(shè)計(jì)，魔尺型離心管架將實(shí)驗(yàn)室耗材和益智玩具功能合二為一，在保證了使用方便的同時(shí)，可以兼作實(shí)驗(yàn)室益智玩具，啟迪智慧。

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