離心管架研究現狀及魔尺型離心管架的設計

葛天祥 吳祎群 朱武 宋廣忠

摘 要

離心管架是生物、化學、醫學等實驗室常見的實驗耗材之一。本文簡要總結了市面上離心管架的研究現狀，分析各自優缺點;同時提供了一種設計巧妙的魔尺型離心管架的設計思路。

關鍵詞

離心管架;研究現狀;魔尺

中圖分類號： B01L9/06 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

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

0 引言

離心管是生物、化學、醫學等實驗室常見的一種實驗耗材，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構，所以離心管無法單獨直立放置，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。在現有離心管架研究現狀的基礎上，我們設計了一種結構簡單、使用安全方便、空間利用率高、并且可根據離心管的數量進行選擇、設計巧妙的魔尺型離心管架，同時該離心管架還可以作為實驗室的益智耗材。

1 離心管架研究現狀

市面上離心管架種類眾多，按材質分類有塑料型、有機玻璃型、硅膠型和不銹鋼型等;按離心管規格分類有0.1ml、0.2ml、0.5ml、1.5ml、2ml和5ml等;按照設計分類有直立型、斜型和新型等。對各種類型的離心管架主要從安全性和使用感兩方面進行調研。傳統離心管架均采用了安全輕便的材料如硅膠、不銹鋼或有機玻璃，少數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，在常規應用場景下過于輕便的材料在使用過程中易出現打翻、摔壞等安全問題。在使用感方面相對于直立型離心管架，斜型管架能夠更加方便地取拿離心管，提升了便捷性。

現有市面上對傳統離心管架的創新屢見不鮮。針對現有缺陷，市場上分別有：（1）傳統管架存在傾倒風險-一種具有防傾倒結構的自由組合式離心管架子（專利號CN201821155471.X），該創新選擇在底座上增設電動機，底座上方增設支撐柱，支撐柱上又設有支撐板;（2）傳統管架容易在使用中損耗-一種保護性強的自由組合式離心管架子（專利號CN201821154054.3），該創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等等措施以達到保護管架的目的;（3）傳統管架在垂直方向直接拿取離心管時，存在損壞的風險-一種便于使用的自由組合式離心管架子（CN201821155503.6），該創新是通過在各個支架和管架之間設置卡槽、弧形槽，更是增加轉軸達實現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，還有許多傳統離心管架的不足在使用中被發現并彌補。對于所有傳統離心管架來說，最大的問題是可放置的離心管規格比較單一，不能自由移動和匹配。在實際操作中往往使用到多個不同規格的離心管，因此會出現實驗臺擁擠的情況，給實驗人員的操作增加難度。因此需要新的設計思路來彌補此類缺陷。

2 魔尺型離心管架的設計

我們設計的管體包括若干個三角體和將相鄰三角體可轉動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腰壁連接起來的連接軸、裝置于該連接軸上的定位件和復位彈簧，多個三角體通過各套連接軸、定位件和復位彈簧將相鄰兩三角體的側腰壁連接起來。頂壁和兩側的側壁均采用不同顏色標識，便于識別。外側壁中部均開設有用于放置離心管的定位孔。外側壁上設有的定位孔為不同的大小規格，不同面設置不同規格的定位孔，各個定位孔可以自由組合，節省了實驗時需要離心管架的數量，可以根據實際需要，放置數量較多的離心管。

三角體是以等腰直角三角形為底面的三棱柱，三角體的頂壁長度大于三角體的高度，而定位孔位于三角體的外側壁中部，相鄰三角體的頂壁位于底部，與放置臺接觸，這樣增大了離心管架與放置臺的接觸面積，保證了離心管架的放置平穩性，同時，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，進一步保證了離心管的使用安全性。

定位孔的頂部內側設置有防滑條，該防滑墊可拆式連接于定位孔內。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構制成的，通過連接軸、定位件和復位彈簧等連接組裝而成，使其在轉動時，不僅可隨意扭轉直角三角體而變換出不同的立體造型，以有效激發人們對立體造型的創造力和增強使用者的空間思維能力。該離心管架不僅可作為實驗器材，也可作為實驗室的智力玩具，增加實驗操作時的趣味性。

3 結語

綜上所述，離心管架在實驗室中充當一個很重要的角色，離心管架的實用程度在很大程度上決定了實驗的效率，甚至可能影響實驗人員的心情和狀態。與魔尺型離心管架相比，傳統離心管架存在著規格無法自由組合，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格離心管，從而實現了一架多用，避免多個離心管架堆砌在實驗臺上，解決了實驗空間的擁擠問題。用戶可根據使用情況來進行自由組合，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候，離心管不容易發生傾斜或者摔碎的風險，不僅提高了實驗效率，而且增加了使用的安全性。作為一個新型設計，魔尺型離心管架將實驗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，可以兼作實驗室益智玩具，啟迪智慧。

參考文獻

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