CN102980787A - 用于水性检测的取样吸放定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于水性检测的取样吸放定位装置，包括：控制单元、由控制单元控制运转的主电机和辅助电机、由主电机驱动的转盘、由辅助电机驱动的摆动机构、及由摆动机构带动在竖直方向上摆动的且随着转盘在水平方向上转动的机械臂导杆、机械臂导杆的端部安装有取样头；辅助电机安装在转盘上。通过采用摆动机构实现机械臂导杆垂直方向上的上下摆动、转盘带动机械臂导杆做水平方向上的左右摆动，从而实现本发明的取样吸放定位的过程，结构紧凑且避免了取样时吸放定位不准造成取样失败的情况。

Description

用于水性检测的取样吸放定位装置

技术领域

本发明涉及水性检测领域，特别地，涉及一种用于水性检测的取样吸放定位装置。

背景技术

目前行业内对于水体水性的检测一般利用发光细菌的发光特性来进行检测，发光细菌在正常条件下所发出的光一般是恒定，波长在450nm-490nm之间蓝绿色可见光，发光菌与水体接触后，水体中的细菌有抵制细菌发光强度的的作用，发光细菌的光强变化与水体浓度有一定关系，并且与水体中毒性强弱有关，通过检测发光菌发光强度就能得出水体水性。在检测水体毒性之前，需将发光细菌与水体进行混合，然后提取混合液利用精密测光仪检测混合液中的细菌发光强度，从而得出被测水样的水性。在整个检测过程中，不管是将细菌与水样混合，还是提取混合液，或者清洗检测池等辅助部件，都需要特定的检测吸放定位系统装置来实现溶液的提取。

目前，在线水性分析仪中用于检测的取样吸放定位装置主要有两种：一是采用皮带轮带动机械臂做水平运动，偏心轮机构带动机械臂做升降运动；这种结构的取样吸放定位装置运行行程太长，结构不紧凑且容易出现取样失败的情况；另一种是升降步进电机通过滚珠丝杠带动升降台作垂直运动，平动步进电机带动机械臂作水平旋转运动，这种结构的取样吸放定位装置体积庞大，造价成本高，装配维护不易等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于水性检测的取样吸放定位装置，以解决现有技术的取样吸放定位装置定位不准容易出现取样失败的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于水性检测的取样吸放定位装置，包括：控制单元、由控制单元控制运转的主电机和辅助电机、由主电机驱动的转盘、由辅助电机驱动的摆动机构、及由摆动机构带动在竖直方向上摆动的且随着转盘在水平方向上转动的机械臂导杆、机械臂导杆的端部安装有取样头；辅助电机安装在转盘上。

进一步地，摆动机构包括与辅助电机的输出轴固定连接的摆动导杆及由摆动导杆带动的滑动件，滑动件可滑动地安装在机械臂导杆上。

进一步地，转盘上设有支架，支架与机械臂导杆铰接，机械臂导杆以支架为支点在竖直方向上下摆动。

进一步地，摆动机构包括与辅助电机的输出轴固定连接的丝杆、由丝杆带动的可水平移动的丝杆螺旋座、与丝杆螺旋座铰接的导杆，导杆铰接在机械臂导杆上。

进一步地，转盘上设有丝杆安装板，丝杆安装板上设有导轨，丝杆螺旋座沿导轨滑动。

进一步地，转盘上设有安装板，安装板上设有第一安装孔，机械臂导杆上设有与安装板相配合的第二安装孔，安装板的第一安装孔与机械臂导杆上的第二安装孔通过销轴活动连接，机械臂导杆以销轴为支点在竖直方向上下摆动。

进一步地，取样吸放定位装置还包括与主电机的输出轴和转盘固定连接的支撑锁紧柱，主电机驱动支撑锁紧柱转动。

进一步地，取样吸放定位装置还包括极限定位开关，极限定位开关包括感应槽；支撑锁紧柱上还设有分度盘，分度盘上设有多个与感应槽相配合的卡槽。

进一步地，取样吸放定位装置还包括设置在机械臂导杆上端的用于控制机械臂导杆上移动极限行程的上限位开关和设置机械臂导杆下端的用于控制机械臂导杆下移动极限行程的下限位开关。

进一步地，取样吸放定位装置还包括设置在机械臂导杆左端的用于控制机械臂导杆左移动极限行程的左限位开关和设置机械臂导杆右端的用于控制机械臂导杆右移动极限行程的右限位开关。

进一步地，控制单元包括主控制模块，用于采集极限定位开关、上限位开关、下限位开关、左限位开关及右限位开关的电信号并按照控制程序发送控制脉冲；驱动器，用于接收主控制模块发出的控制脉冲，分别控制主电机和辅助电机运转。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的取样吸放定位装置通过采用摆动机构实现机械臂导杆垂直方向上的上下摆动、转盘带动机械臂导杆做水平方向上的左右摆动，从而实现本发明的取样吸放的过程，结构紧凑且避免了取样时吸放定位不准造成取样失败的情况；

2、本发明的取样吸放定位装置的辅助电机安装在转盘上，转盘实现水平方向的转动，辅助电机带动的上下运动在转盘的上端实现，结构紧凑、节省空间和操作时间；

3、本发明实现水平方向上的左右摆动是通过旋转运动来实现的，相比于直线运动节省了切换的时间；

4、在满足本发明的取样吸放定位装置的取样过程的条件下，步进电机的尺寸尽可能小，以使得本发明的取样吸放定位装置的结构轻巧，控制灵活。

5、采用简单的步进电机来实现本发明的取样吸放定位装置，成本低廉，使用可靠，方便维护。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例一的用于水性检测的取样吸放定位装置的主视示意图；

图2是图1所示的俯视示意图；

图3是本发明优选实施例二的用于水性检测的取样吸放定位装置的第一工作状态的示意图；

图4是本发明优选实施例二的取样吸放定位装置的第二工作状态的示意图；以及

图5是本发明优选实施例的用于水性检测的取样吸放定位装置安装防尘罩的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图3，本发明的优选实施例提供了一种用于水性检测的取样吸放定位装置，包括：控制单元、由控制单元控制运转的主电机10和辅助电机20、由主电机10驱动的转盘30、由辅助电机20驱动的摆动机构40、及由摆动机构40带动在竖直方向上摆动的且随着转盘30在水平方向上转动的机械臂导杆60、机械臂导杆60的端部安装有取样头70；辅助电机20安装在转盘30上。根据本发明的用于水性检测的取样吸放定位装置，通过采用摆动机构40实现机械臂导杆60竖直方向上的上下摆动、转盘30带动机械臂导杆60做水平方向上的左右摆动，从而实现本发明的取样吸放定位的功能，结构紧凑且避免了取样时吸放定位不准造成取样失败的情况。

本发明的取样吸放定位装置包括夹紧机构140，取样头70通过夹紧机构140固定在机械臂导杆60的端部。优选地，机械臂导杆60的端部固定有多个取样头70，以实现只需执行一次动作，多个取样头70同时吸取存放溶液槽的溶液。

本发明的取样吸放定位装置包括控制单元（附图未示出），控制单元包括主控制模块和驱动器，主控制模块采集电信号并按照控制程序发送控制脉冲；驱动器用于接收主控制模块发出的控制脉冲，分别控制主电机10和辅助电机20运转。

在本实施方式中，主电机10和辅助电机20均为步进电机，在满足该取样吸放定位装置能执行取样动作的条件下，步进电机的尺寸尽可能小，以使得本发明的取样吸放定位装置的结构轻巧，控制灵活。在其他的实施方式中，主电机10和辅助电机20还可以采用带编码器的伺服电机。

主电机10的输出轴上固定连接有支撑锁紧柱80，主电机10驱动支撑锁紧柱80转动；支撑锁紧柱80的另一端固定连接转盘30，转盘30随着支撑锁紧柱80的转动而转动。支撑锁紧柱80上设有分度盘81，分度盘81上设有多个按一定规律分布的卡槽，卡槽呈U型。

本发明的取样吸放定位装置还包括由控制单元控制的极限定位开关90，极限定位开关90包括感应槽。分度盘81上的卡槽与感应槽相配合；在主电机10运行过程中，当分度盘81上的卡槽与极限定位开关90上的感应槽重合时，主控制模块采集到极限定位开关90的电信号变化，进而来确定机械臂导杆60在水平方向上的位置。

本发明的取样吸放定位装置还包括设置在机械臂导杆60左端的用于控制机械臂导杆60左移动极限行程的左限位开关120和设置机械臂导杆60右端的用于控制机械臂导杆60右移动极限行程的右限位开关130，左限位开关120和右限位开关130分别安装在对应的限位开关安装座上。在转盘30上固定连接一限位开关档杆160，限位开关档杆160与机械臂导杆60平行设置。转盘30带动机械臂导杆60和限位开关档杆160一起转动。在主控制模块发送控制脉冲给主电机10驱动器，控制主电机10转动后，主控制模块主动采集左限位开关120和右限位开关130的工作状态。当机械臂导杆60往左运动时，限位开关档杆160与左限位开关120接触触动时，主控制模块采集到左限位开关120的闭合工作状态，发送控制脉冲给主电机10驱动器，控制主电机10停止运动，以实现下一步的程序动作；当机械臂导杆60往右运动时，限位开关档杆160与右限位开关130接触触动时，主控制模块采集到右限位开关130的闭合工作状态，发送控制脉冲给主电机10驱动器，控制主电机停止运动，以实现下一步程序动作。

辅助电机20安装在转盘30上，可随着转盘30的转动而转动；辅助电机20的输出轴上固定连接摆动机构40，摆动机构40带动机械臂导杆60在竖直方向上下摆动。

本发明的取样吸放定位装置还包括设置在机械臂导杆60上端的用于控制机械臂导杆60上移动极限行程的上限位开关100和设置机械臂导杆60下端的用于控制机械臂导杆60下移动极限行程的下限位开关110。上限位开关100和下限位开关110分别安装在对应的限位开关安装座上。在主控制模块发送控制脉冲给辅助电机20驱动器，控制辅助电机20转动后，主控制模块主动采集上限位开关100和下限位开关110的工作关态。当机械臂导杆60往下运动并与下限位开关110接触触动时，主控制模块采集到下限位开关110的闭合工作状态，主控制模块发送控制脉冲给辅助电机20驱动器，控制辅助电机20停止运动，以实现下一步的程序动作；当机械臂导杆60往上运动并与上限位开关100接触触动时，主控制模块采集到上限位开关100的闭合工作状态，主控制模块发送控制脉冲给辅助电机20驱动器，控制辅助电机20停止运动，以实现下一步程序动作。

结合参见图1和图2，本发明的优选实施例一的摆动机构40包括与辅助电机20的输出轴固定连接的摆动导杆41a及由摆动导杆41a带动的滑动件42a，滑动件42a可滑动地安装在机械臂导杆60上。滑动件42a可为滑块、滚珠等其他可在机械臂导杆60运动的结构。转盘30上设有支架43a，支架43a与机械臂导杆60铰接，机械臂导杆60以支架43a为支点在竖直方向上摆动。具体地，支架43a呈H型；支架43a的上端安装有一转轴（附图未示出），转轴与轴套配合安装在轴套安装座上，轴套具有自润滑低摩擦性质，延长本发明的使用寿命、降低其出故障的几率。轴套安装座通过螺钉或螺栓与机械臂导杆60的一端连接，使得当摆动机构40带动机械臂导杆60上下运动时，机械臂导杆60是以支架43a为支点上下摆动。滑动件42a上固定连接有轴承套固定支座，轴承套固定支座内设有轴承套，摆动导杆41a与轴承套活动连接，摆动导杆41a摆动的角度不同，滑动件42a和轴承套固定支座在机械臂导杆60上的位置也随着变动。当摆动导杆41a向左摆动时，滑动件42a向左滑动，带动机械臂导杆60下降到合适高度；当摆动导杆41a向右摆动时，滑动件42a向右滑动，带动机械臂导杆60上升到合适高度，实现机械臂导杆60在竖直方向上的上下摆动。当机械臂导杆60上升到合适高度后，主电机10起动，带动转盘30转动，再实现机械臂导杆60在水平方向上的左右摆动。

结合参见图3和图4，本发明的优选实施例二的摆动机构40包括与辅助电机20的输出轴固定连接的丝杆41b、由丝杆41b带动的可水平移动的丝杆螺旋座42b、与丝杆螺旋座42b铰接的导杆43b，导杆43b铰接在机械臂导杆60上。转盘30上设有丝杆安装板44b，丝杆安装板44b上设有导轨，丝杆螺旋座42b沿导轨滑动。转盘30上还设有安装板45b，安装板45b上设有第一安装孔，机械臂导杆60上设有与安装板45b相配合的第二安装孔，安装板45b的第一安装孔与机械臂导杆60上的第二安装孔通过销轴活动连接，机械臂导杆60以销轴为支点在竖直方向上下摆动。优选地，上限位开关100和下限位开关110可分别安装在安装板45b的上下两端。辅助电机20转动，带动丝杆41b转动，丝杆41b带动丝杆螺旋座42b沿着丝杆安装板44b的导轨移动，导杆43b的下端从而随着丝杆螺旋座42b的移动而移动，从而使得导杆43b的摆动，进而带动机械臂导杆60在竖直方向上下摆动。如图3所示，当丝杆螺旋座42b向右运动时，导杆43b摆动，将机械臂导杆60的一端顶起，机械臂导杆60以销轴为支点向下摆动；当丝杆螺旋座42b向左运动时，导杆43b摆动，将机械臂导杆60的一端拉下，机械臂导杆60以销轴为支点向上摆动；从而实现机械臂导杆60在竖直方向上的上下摆动。

请结合参见图5，本发明的取样吸放定位装置上还设有固定安装在转盘30上的防尘罩150，以随着转盘30的转动而转动；防尘罩150上设有以方便机械臂导杆60垂直运动的槽，当取样吸放定位装置在运转时，防尘罩150罩在该取样吸放定位装置上，以防止灰尘或杂物掉在取样吸放定位装置上，影响该取样吸放定位装置的定位精度。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的用于水性检测的取样吸放定位装置，通过采用摆动机构实现机械臂导杆垂直方向上的上下摆动、转盘带动机械臂导杆做水平方向上的左右摆动，从而实现本发明的取样吸放定位的过程，结构紧凑且避免了取样时吸放定位不准造成取样失败的情况；本发明的取样吸放定位装置的辅助电机安装在转盘上，转盘实现水平方向的转动，辅助电机带动的上下运动在转盘的上端实现，结构紧凑、节省空间和操作时间；本发明实现水平方向上的左右摆动是通过旋转运功来实现的，相比于直线运动节省了切换的时间；在满足本发明的取样吸放定位装置的取样过程的条件下，步进电机的尺寸尽可能小，以使得本发明的取样吸放定位装置的结构轻巧，控制灵活。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于水性检测的取样吸放定位装置，其特征在于，包括：控制单元、由所述控制单元控制运转的主电机（10）和辅助电机（20）、由所述主电机（10）驱动的转盘（30）、由所述辅助电机（20）驱动的摆动机构（40）、及由所述摆动机构（40）带动在竖直方向上摆动的且随着所述转盘（30）在水平方向上转动的机械臂导杆（60）、所述机械臂导杆（60）的端部安装有取样头（70）；所述辅助电机（20）安装在所述转盘（30）上。

2.根据权利要求1所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述摆动机构（40）包括与所述辅助电机（20）的输出轴固定连接的摆动导杆（41a）及由所述摆动导杆（41a）带动的滑动件（42a），所述滑动件（42a）可滑动地安装在所述机械臂导杆（60）上。

3.根据权利要求2所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述转盘（30）上设有支架（43a），所述支架（43a）与所述机械臂导杆（60）铰接，所述机械臂导杆（60）以所述支架（43a）为支点在竖直方向上下摆动。

4.根据权利要求1所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述摆动机构（40）包括与所述辅助电机（20）的输出轴固定连接的丝杆（41b）、由所述丝杆（41b）带动的可水平移动的丝杆螺旋座（42b）、与所述丝杆螺旋座（42b）铰接的导杆（43b），所述导杆（43b）铰接在所述机械臂导杆（60）上。

5.根据权利要求4所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述转盘（30）上设有丝杆安装板（44b），所述丝杆安装板（44b）上设有导轨，所述丝杆螺旋座（42b）沿所述导轨滑动。

6.根据权利要求5所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述转盘（30）上设有安装板（45b），所述安装板（45b）上设有第一安装孔，所述机械臂导杆（60）上设有与所述安装板（45b）相配合的第二安装孔，所述安装板（45b）的第一安装孔与所述机械臂导杆（60）上的第二安装孔通过销轴活动连接，所述机械臂导杆（60）以所述销轴为支点在竖直方向上下摆动。

7.根据权利要求2或4所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述取样吸放定位装置还包括与所述主电机（10）的输出轴和所述转盘（30）固定连接的支撑锁紧柱（80），所述主电机（10）驱动所述支撑锁紧柱（80）转动。

8.根据权利要求7所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述取样吸放定位装置还包括极限定位开关（90），所述极限定位开关（90）包括感应槽；所述支撑锁紧柱（80）上还设有分度盘（81），所述分度盘（81）上设有多个与所述感应槽相配合的卡槽。

9.根据权利要求8所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述取样吸放定位装置还包括设置在所述机械臂导杆（60）上端的用于控制所述机械臂导杆（60）上移动极限行程的上限位开关（100）和设置所述机械臂导杆（60）下端的用于控制所述机械臂导杆（60）下移动极限行程的下限位开关（110）。

10.根据权利要求9所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述取样吸放定位装置还包括设置在所述机械臂导杆（60）左端的用于控制所述机械臂导杆（60）左移动极限行程的左限位开关（120）和设置所述机械臂导杆（60）右端的用于控制所述机械臂导杆（60）右移动极限行程的右限位开关（130）。

11.根据权利要求10所述的取样吸放定位装置，其特征在于，所述控制单元包括

主控制模块，用于采集所述极限定位开关（90）、所述上限位开关（100）、所述下限位开关（110）、所述左限位开关（120）及所述右限位开关（130）的电信号并按照控制程序发送控制脉冲；

驱动器，用于接收所述主控制模块发出的控制脉冲，分别控制所述主电机（10）和所述辅助电机（20）运转。

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