离心管架研究现状及魔尺型离心管架的设计

葛天祥 吴祎群 朱武 宋广忠

摘 要

离心管架是生物、化学、医学等实验室常见的实验耗材之一。本文简要总结了市面上离心管架的研究现状，分析各自优缺点;同时提供了一种设计巧妙的魔尺型离心管架的设计思路。

关键词

离心管架;研究现状;魔尺

中图分类号： B01L9/06                 文献标识码： A

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

0 引言

离心管是生物、化学、医学等实验室常见的一种实验耗材，用于生物样品的分离和制备的管状试样容器。离心管的底部通常是锥形或圆形结构，所以离心管无法单独直立放置，需要离心管架来支撑，因此使用安全方便的离心管架非常重要。在现有离心管架研究现状的基础上，我们设计了一种结构简单、使用安全方便、空间利用率高、并且可根据离心管的数量进行选择、设计巧妙的魔尺型离心管架，同时该离心管架还可以作为实验室的益智耗材。

1 离心管架研究现状

市面上离心管架种类众多，按材质分类有塑料型、有机玻璃型、硅胶型和不锈钢型等;按离心管规格分类有0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.5ml、2ml和5ml等;按照设计分类有直立型、斜型和新型等。对各种类型的离心管架主要从安全性和使用感两方面进行调研。传统离心管架均采用了安全轻便的材料如硅胶、不锈钢或有机玻璃，少数离心管架甚至增加了防滑垫来提升安全性，但其中的塑料型离心管架因重视了使用感使离心管架在一定程度上可拆分组装，在常规应用场景下过于轻便的材料在使用过程中易出现打翻、摔坏等安全问题。在使用感方面相对于直立型离心管架，斜型管架能够更加方便地取拿离心管，提升了便捷性。

现有市面上对传统离心管架的创新屡见不鲜。针对现有缺陷，市场上分别有：（1）传统管架存在倾倒风险-一种具有防倾倒结构的自由组合式离心管架子（专利号CN201821155471.X），该创新选择在底座上增设电动机，底座上方增设支撑柱，支撑柱上又设有支撑板;（2）传统管架容易在使用中损耗-一种保护性强的自由组合式离心管架子（专利号CN201821154054.3），该创新采取在安装架上的第一离心管架、第二离心管架、第三离心管架和安放槽，固定支腿的内部接有挤压块，挤压件上套接弹簧，且挤压件的外观固定连接有扭环等等措施以达到保护管架的目的;（3）传统管架在垂直方向直接拿取离心管时，存在损坏的风险-一种便于使用的自由组合式离心管架子（CN201821155503.6），该创新是通过在各个支架和管架之间设置卡槽、弧形槽，更是增加转轴达实现离心管倾斜放置的操作，操作者安全的拿取离心管。

除此之外，还有许多传统离心管架的不足在使用中被发现并弥补。对于所有传统离心管架来说，最大的问题是可放置的离心管规格比较单一，不能自由移动和匹配。在实际操作中往往使用到多个不同规格的离心管，因此会出现实验台拥挤的情况，给实验人员的操作增加难度。因此需要新的设计思路来弥补此类缺陷。

2 魔尺型离心管架的设计

我们设计的管体包括若干个三角体和将相邻三角体可转动地连接起来的连接件（见图1）。连接件包括若干将相邻两三角体的侧腰壁连接起来的连接轴、装置于该连接轴上的定位件和复位弹簧，多个三角体通过各套连接轴、定位件和复位弹簧将相邻两三角体的侧腰壁连接起来。顶壁和两侧的侧壁均采用不同颜色标识，便于识别。外侧壁中部均开设有用于放置离心管的定位孔。外侧壁上设有的定位孔为不同的大小规格，不同面设置不同规格的定位孔，各个定位孔可以自由组合，节省了实验时需要离心管架的数量，可以根据实际需要，放置数量较多的离心管。

三角体是以等腰直角三角形为底面的三棱柱，三角体的顶壁长度大于三角体的高度，而定位孔位于三角体的外侧壁中部，相邻三角体的顶壁位于底部，与放置台接触，这样增大了离心管架与放置台的接触面积，保证了离心管架的放置平稳性，同时，离心管插入定位孔放置于离心管架上，离心管的重心位置接近离心管架底部，重心平稳，进一步保证了离心管的使用安全性。

定位孔的顶部内侧设置有防滑条，该防滑垫可拆式连接于定位孔内。防滑垫的顶部与定位孔顶部在同一水平面上。防滑垫为橡胶垫或PVC板，且防滑垫上形成有用于定位离心管的防滑纹，防止离心管的掉落。

离心管架采用的是魔尺结构制成的，通过连接轴、定位件和复位弹簧等连接组装而成，使其在转动时，不仅可随意扭转直角三角体而变换出不同的立体造型，以有效激发人们对立体造型的创造力和增强使用者的空间思维能力。该离心管架不仅可作为实验器材，也可作为实验室的智力玩具，增加实验操作时的趣味性。

3 结语

综上所述，离心管架在实验室中充当一个很重要的角色，离心管架的实用程度在很大程度上决定了实验的效率，甚至可能影响实验人员的心情和状态。与魔尺型离心管架相比，传统离心管架存在着规格无法自由组合，离心管位置拥挤，离心管放置不牢固，占用空间多等问题。魔尺型离心管架可以适配多种规格离心管，从而实现了一架多用，避免多个离心管架堆砌在实验台上，解决了实验空间的拥挤问题。用户可根据使用情况来进行自由组合，使用方便，而且魔尺型离心管架的高度较低，离心管的重心位置低，这样，在不小心碰触到离心管架的时候，离心管不容易发生倾斜或者摔碎的风险，不仅提高了实验效率，而且增加了使用的安全性。作为一个新型设计，魔尺型离心管架将实验室耗材和益智玩具功能合二为一，在保证了使用方便的同时，可以兼作实验室益智玩具，启迪智慧。

参考文献

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