【摘 要】
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细胞培养,即在模拟环境实现细胞增殖、生长,是开展细胞科学研究和临床应用的基础。研究自动化细胞培养技术和装置,提高细胞培养质量和效率,为细胞医疗大规模临床应用提供技术和装备保障,具有重要应用价值。细胞培养环节多,时间长,对培养环境要求较高。全自动细胞培养要根据生产计划调度多种装置协调运行,同时要根据工艺维持温湿度、二氧化碳等特定环境条件。在分析企业细胞培养规范的基础上,以设备一体化和操作无人自动化为
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细胞培养,即在模拟环境实现细胞增殖、生长,是开展细胞科学研究和临床应用的基础。研究自动化细胞培养技术和装置,提高细胞培养质量和效率,为细胞医疗大规模临床应用提供技术和装备保障,具有重要应用价值。细胞培养环节多,时间长,对培养环境要求较高。全自动细胞培养要根据生产计划调度多种装置协调运行,同时要根据工艺维持温湿度、二氧化碳等特定环境条件。在分析企业细胞培养规范的基础上,以设备一体化和操作无人自动化为目标,提出将细胞培养所需的机械臂、泵、离心机等的装置集成为细胞培养工作站的系统方案,设计细胞培养自动化流程,设计、分析工作站自动控制系统的研发方案、控制过程;开发、改进和集成有关装置,实现了细胞培养的完全自动化。主要研究工作和成果包括:1.基于网络的工作站系统架构:移液装置、离心装置、培养箱等部件组成局域网,由工控机统一调度。2.开发单元装置的通用控制器软硬件以及开发上位机软件。3.机械臂运动分析:使用D-H法建立机械臂运动学模型,求解可达工作空间与灵活工作空间,进行离线仿真,确定模块安装位置,保证机械手可灵活运动且无安全风险。分析基坐标、关节坐标与用户坐标之间的转换关系,以做到精确控制机械臂。4.分析、解决离心机出现的刹车失灵及谐振问题。5.培养箱温度和二氧化碳的闭环控制。工作站搭建完成,经试运行,能够自动完成细胞培养流程。
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