本技術涉及空間技術試驗，尤其涉及一種在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷。

背景技術：

1、微生物具有結構簡單、生長周期短、繁殖快、便于搭載等優(yōu)點，被作為生物模型用于空間環(huán)境下的生命現象研究、地外生命探測以及開展以微生物為重點關注對象的行星保護任務研究等。隨著我國空間站建造完成，將開展大規(guī)模、多學科的空間科學與技術試驗。實現微生物培養(yǎng)是空間條件下開展微生物研究的重要前提，如開展空間微生物材料腐蝕性研究、空間微生物誘變研究、耐藥性研究等。由于空間環(huán)境的特殊性，在軌進行微生物培養(yǎng)面臨一系列問題。

技術實現思路

1、本實用新型提供一種在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，用以解決現有技術中存在的缺陷，實現如下技術效果：可以實現在微重力環(huán)境下對微生物培養(yǎng)過程的精確控制和監(jiān)測，從而支持空間生物學研究，且通過這種集成化的設計，實驗載荷能夠提供高通量的實驗能力，同時確保實驗的安全性和可靠性。

2、根據本實用新型實施例的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，包括：

3、載荷箱體，內部形成有箱體空間；

4、試驗模塊和監(jiān)視模塊，均安裝在所述箱體空間內，所述試驗模塊由多個培養(yǎng)單元所組成，所述監(jiān)視模塊與所述試驗模塊位置相對設置以拍攝所述培養(yǎng)單元內的微生物圖像數據；

5、所述培養(yǎng)單元包括培養(yǎng)池、存儲池、翻轉膜、輸液管道和出氣管道，其中，所述存儲池連接于所述培養(yǎng)池，所述翻轉膜設置于所述存儲池內，以將所述存儲池的內腔分隔為密封的儲液腔和儲氣腔；

6、所述培養(yǎng)池的進液口經所述輸液管道與所述儲液腔相連，且所述培養(yǎng)池的出氣口經所述出氣管道與所述儲氣腔相連。

7、根據本實用新型的一個實施例，所述培養(yǎng)池的外側還設有加熱件，且所述輸液管道上設有泵體；

8、所述在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷還包括控制模塊，所述控制模塊分別與所述監(jiān)視模塊、所述加熱件和所述泵體連接。

9、根據本實用新型的一個實施例，所述監(jiān)視模塊包括若干個相機和若干個光圈，每個所述相機上均設有一個所述光圈，所述相機和所述光圈均與所述控制模塊連接。

10、根據本實用新型的一個實施例，所述載體箱體內安裝有橫跨所述箱體空間的安裝夾層，所述安裝夾層將所述箱體空間分隔為安裝腔體和培養(yǎng)腔體；

11、所述相機穿過所述安裝夾層，所述相機的機體位于所述安裝腔體內，且所述相機的攝像頭位于所述培養(yǎng)腔體內；所述試驗模塊安裝在所述培養(yǎng)腔體內，且所述培養(yǎng)單元與所述攝像頭相對設置。

12、根據本實用新型的一個實施例，所述安裝夾層的朝向所述培養(yǎng)腔體的一側外壁面形成安裝基準面，所述攝像頭固定在所述安裝基準面上，所述試驗模塊的所有培養(yǎng)單元均與所述安裝基準面相對設置。

13、根據本實用新型的一個實施例，所述控制模塊安裝在所述安裝夾層內部的夾層腔體中，所述安裝基準面上還設有連通至所述夾層腔體的固定孔，控制模塊包括用于實現電連接的控制端電連接器，所述控制端電連接器固定在所述固定孔內。

14、根據本實用新型的一個實施例，所述試驗模塊包括第一試驗模組、第二試驗模組和第三試驗模組；所述監(jiān)視模塊包括第一相機、第二相機和第三相機，且第一相機、第二相機和第三相機上分別安裝有第一光圈、第二光圈和第三光圈；

15、所述第一試驗模組、所述第二試驗模組和所述第三試驗模組沿所述安裝夾層的長度方向依次排列，所述第一相機、所述第二相機和所述第三相機同樣沿所述安裝夾層的長度方向依次排列且在位置上分別與所述第一試驗模組、所述第二試驗模組和所述第三試驗模組一一對應。

16、根據本實用新型的一個實施例，所述控制模塊包括相互連接的配電計算機處理電路板、驅動控制電路板和控制端電連接器。

17、根據本實用新型的一個實施例，所述配電計算機處理電路板包括配電單元和計算機處理單元；

18、其中，所述配電單元包括：熔斷器電路、浪涌抑制電路、emi濾波器、dc/dc變換器、相機供電電路和光圈供電電路，所述相機供電電路和所述光圈供電電路分別與所述dc/dc變換器連接；

19、所述計算機處理單元包括：fpga電路、cpu電路、看門狗電路、以太網phy電路、camerlink接收器、sdram外部存儲器電路和eeprom存儲芯片；

20、所述cpu電路與所述fpga電路連接，所述看門狗電路分別與所述cpu電路和所述fpga電路連接，所述以太網phy電路與所述fpga電路連接，所述sdram外部存儲器電路分別與所述camerlink接收器和所述fpga電路連接，所述eeprom存儲芯片與所述cpu電路連接。

21、根據本實用新型的一個實施例，所述驅動控制電路板包括：

22、濾波電路；

23、泵體驅動電路，與所述fpga電路連接；

24、加熱件控制電路，與所述fpga電路連接。

25、本實用新型的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷可以實現在微重力環(huán)境下對微生物培養(yǎng)過程的精確控制和監(jiān)測，從而支持空間生物學研究，如微生物材料腐蝕性研究、空間微生物誘變研究和耐藥性研究等。通過這種集成化的設計，實驗載荷能夠提供高通量的實驗能力，同時確保實驗的安全性和可靠性。

技術特征：

1.一種在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述培養(yǎng)池的外側還設有加熱件，且所述輸液管道上設有泵體；

3.根據權利要求2所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述監(jiān)視模塊包括若干個相機和若干個光圈，每個所述相機上均設有一個所述光圈，所述相機和所述光圈均與所述控制模塊連接。

4.根據權利要求3所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述載荷箱體內安裝有橫跨所述箱體空間的安裝夾層，所述安裝夾層將所述箱體空間分隔為安裝腔體和培養(yǎng)腔體；

5.根據權利要求4所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述安裝夾層的朝向所述培養(yǎng)腔體的一側外壁面形成安裝基準面，所述攝像頭固定在所述安裝基準面上，所述試驗模塊的所有培養(yǎng)單元均與所述安裝基準面相對設置。

6.根據權利要求5所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述控制模塊安裝在所述安裝夾層內部的夾層腔體中，所述安裝基準面上還設有連通至所述夾層腔體的固定孔，控制模塊包括用于實現電連接的控制端電連接器，所述控制端電連接器固定在所述固定孔內。

7.根據權利要求4所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述試驗模塊包括第一試驗模組、第二試驗模組和第三試驗模組；所述監(jiān)視模塊包括第一相機、第二相機和第三相機，且第一相機、第二相機和第三相機上分別安裝有第一光圈、第二光圈和第三光圈；

8.根據權利要求2至7中任一項所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述控制模塊包括相互連接的配電計算機處理電路板、驅動控制電路板和控制端電連接器。

9.根據權利要求8所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述配電計算機處理電路板包括配電單元和計算機處理單元；

10.根據權利要求9所述的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，其特征在于，所述驅動控制電路板包括：

技術總結
本技術提供一種在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，包括：載荷箱體，內部形成有箱體空間；試驗模塊和監(jiān)視模塊，均安裝在箱體空間內，試驗模塊由多個培養(yǎng)單元所組成，監(jiān)視模塊與試驗模塊位置相對設置；培養(yǎng)單元包括培養(yǎng)池、存儲池、翻轉膜、輸液管道和出氣管道，其中，存儲池連接于培養(yǎng)池，翻轉膜設置于存儲池內，以將存儲池的內腔分隔為密封的儲液腔和儲氣腔；培養(yǎng)池的進液口經輸液管道與儲液腔相連，且培養(yǎng)池的出氣口經出氣管道與儲氣腔相連。本技術提供的在軌微生物培養(yǎng)實驗載荷，可以實現在微重力環(huán)境下對微生物培養(yǎng)過程的精確控制和監(jiān)測，且通過這種集成化的設計，實驗載荷能夠提供高通量的實驗能力，同時確保實驗的安全性和可靠性。

技術研發(fā)人員：張文德,趙勛峰,印紅,袁俊霞,張秦,徐侃彥,楊金祿,楊雙,童曈,黨磊,馬玲玲
受保護的技術使用者：航天神舟生物科技集團有限公司
技術研發(fā)日：20240419
技術公布日：2024/12/30