CN104535383A - 一种用于样品前处理的三维可调机械爪手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,包括控制器和驱动系统,所述驱动系统包括旋转机构和试管抓取装置,所述试管抓取装置与旋转机构连接,所述旋转机构用于驱动试管抓取装置进行绕Z轴旋转或绕Y轴旋转或沿Z轴升降,所述试管抓取装置包括机械臂和限位系统,所述机械臂与样品试管配合连接,所述限位系统用于将样品试管固定在机械臂上。本发明结构简单,操作方便,在实验时可抓取任何尺寸的试管,并且牢固性高,大大降低了使用成本和提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械爪手,具体涉及一种用于样品前处理的三维可调机械爪手。
背景技术
元素分析通常需要面对各种复杂的基体以及低含量组分,消除基体干扰,提高分析灵敏度,延长仪器寿命是一个元素分析样品前处理普遍需要解决的问题。因此,样品前处理对于元素分析非常重要。迄今为止,样品前处理的方法很多,本质上可分为两大类:一类是对检测器响应弱(或无信号)的样品,通过衍生技术改变其物理和化学性质,使之成为可被检测的化合物。另一类是通过对复杂基体样品中低含量组分进行分离、纯化和富集以获得同样效果。这主要包括液—液萃取(LLE)、超临界流体萃取、微波辅助萃取、固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)和液相微萃取(LPME)等。
样品前处理时一般采用机械爪手抓取试管,但是由于试管的尺寸变化很大,不同尺寸的试管需要不同的机械手去抓取,造成了成本的提高和降低了工作效率。
另外,在前处理时,机械爪手需要不同方位的切换,切换时非常麻烦,效率很低。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题,从而提供一种可适合抓取不同尺寸试管的机械爪手。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,包括控制器和驱动系统,所述驱动系统包括旋转机构和试管抓取装置,所述试管抓取装置与旋转机构连接,所述旋转机构用于驱动试管抓取装置进行绕Z轴旋转或绕Y轴旋转或沿Z轴升降,所述试管抓取装置包括机械臂和限位系统,所述机械臂与样品试管配合连接,所述限位系统用于将样品试管固定在机械臂上。
在本发明的一个优选实施例中,所述旋转机构包括第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构,所述第二旋转机构设置在第一旋转机构上方,所述第一旋转机构驱动第二旋转机构绕Z轴旋转或沿Z轴升降,所述第三旋转机构与第二旋转机构水平连接,所述第二旋转机构驱动第三旋转机构绕Y轴旋转,所述机械臂设置在第三旋转机构上方,所述第三旋转机构驱动机械臂绕Z轴旋转。
在本发明的一个优选实施例中,所述限位系统设置在机械臂内部,所述限位系统包括电磁阀、自回弹簧、顶杆和试管抓取凸杆,所述电磁阀套设在顶杆上,所述电磁阀与控制器配合连接,所述自回弹簧连接于顶杆与电磁阀之间,所述自回弹簧带动顶杆在电磁阀内进行位移,所述试管抓取凸杆可穿过机械臂与样品试管接触,所述顶杆与试管抓取凸杆配合连接,所述顶杆可带动试管抓取凸杆进行位移。
在本发明的一个优选实施例中,所述机械臂底部水平设有磁场平台。
通过上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明结构简单,操作方便,在实验时可抓取任何尺寸的试管,并且牢固性高,大大降低了使用成本和提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2为驱动系统的结构示意图;
图3为机械手的结构示意图;
图4为机械手的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
参见图1至图4,本发明提供的一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,其包括控制器100和驱动系统200。
控制器100为整个分析仪的控制中心,具体可采用现有的分析仪上位机来实现,或者其他的硬件控制器。其为现有技术,此处不加以赘述。
驱动系统200为整个分析仪的传动部分,其主要包括旋转机构和试管抓取装置。
旋转机构,其是用于带动驱动试管抓取装置进行绕Z轴旋转或绕Y轴旋转或沿Z轴升降,其由第一旋转机构210、第二旋转机构220和第三旋转机构230组成。
第一旋转机构210,其是用于驱动第二旋转机构220绕Z轴旋转或沿Z轴升降,其主要包括支架211,在支架211上分别设有绕Z轴旋转驱动电机212和沿Z轴升降驱动电机213;
绕Z轴旋转驱动电机212和沿Z轴升降驱动电机213分别与第二旋转机构220驱动连接,绕Z轴旋转驱动电机212可驱动第二旋转机构220绕Z轴旋转,沿Z轴升降驱动电机213可驱动第二旋转机构220沿Z轴升降。
第二旋转机构220,其设置在第一旋转机构210上方,其是用于驱动第三旋转机构230绕Y轴旋转,其包括底座221,在底座221上设有绕Y轴旋转驱动电机222,绕Y轴旋转驱动电机222与第三旋转机构230连接,其可驱动第三旋转机构230绕Y轴旋转。
第三旋转机构230,其与试管抓取装置连接,其是用于驱动试管抓取装置绕Z轴旋转,其包括安装座231,在安装座231上设有绕Z轴旋转驱动电机232,绕Z轴旋转驱动电机232与试管抓取装置连接,其可驱动试管抓取装置绕Z轴旋转。
这样,通过第一旋转机构210、第二旋转机构220和第三旋转机构230之间的配合,可实现带动试管抓取装置进行多方位旋转和移动。
另外,为了便于安装和保护旋转机构,在第一旋转机构210、第二旋转机构220和第三旋转机构230外分别套设有可拆卸地第一外壳310、第二外壳320和第三外壳330。
再者,在第一旋转机构210、第二旋转机构220和第三旋转机构230上分别设有一光耦传感器400,光耦传感器400与控制器100配合连接。
第一旋转机构210的绕Z轴旋转驱动电机212和沿Z轴升降驱动电机213分别与第一旋转机构210上的光耦传感器400对应连接;
第二旋转机构220的绕Y轴旋转驱动电机222与第二旋转机构220上的光耦传感器400对应连接;
第三旋转机构230的绕Z轴旋转驱动电机232与第三旋转机构230上的光耦传感器400对应连接。
光耦传感器400是用于确定第一旋转机构210、第二旋转机构220和第三旋转机构230的初始位置和检测Z轴旋转驱动电机212、沿Z轴升降驱动电机213、绕Y轴旋转驱动电机222和绕Z轴旋转驱动电机232的转速,并将检测到的信息发送给控制器100,从而提高旋转机构的精度。
试管抓取装置,其是用于抓取试管和带动试管进行多方位旋转和移动来进行实验,其主要包括机械臂240和限位系统。
机械臂240,其由连臂241、臂身242和臂爪243组成,连臂241与第三旋转机构230固定连接,臂爪243是用于固定试管,在臂身242一侧设有通孔244。
限位系统,其是用于将样品试管固定在臂爪243内,其包括电磁阀261、自回弹簧262、顶杆263和试管抓取凸杆264;
电磁阀261套设在顶杆263上,自回弹簧262连接于顶杆263与电磁阀261之间,这样电磁阀261可通过自回弹簧262控制顶杆263在其内部进行左右位移,电磁阀261具体与控制器100配合连接,控制器100通过脉冲信号控制电磁阀261工作。
试管抓取凸杆264,其可通过通孔244穿过臂身242与臂爪243内的样品试管接触,其是用于顶住臂爪243内的样品试管,从而将样品试管固定在臂爪243内;
顶杆263与试管抓取凸杆264配合连接,具体可在顶杆263的末端设有一T形连接端263a,在试管抓取凸杆264的顶端设有一与T形连接端263a相配合的燕尾槽264a,顶杆263通过连接端263a安插在燕尾槽264a内,这样,当电磁阀261可通过自回弹簧262控制顶杆263在其内部进行左右位移时,顶杆263可带动试管抓取凸杆264一起移动;
另外,为了防止试管抓取凸杆264顶住试管,当顶杆263向左位移时,试管抓取凸杆264可完全缩进臂身242内;
自回弹簧262,其与电磁阀261相配合,当电磁阀261工作时,电磁阀261可拉动自回弹簧262处于拉伸状态,当电磁阀261不工作时,自回弹簧262可进行复位。
磁场平台250,其通过水平板251可拆卸地水平设置在机械臂240的底端,其是用于与试管内的物质相配合进行磁化处理,其可根据实际需求进行设置。
下面是本发明的具体工作原理:
首先通过第一旋转机构210和第二旋转机构220将试管抓取装置的实验位置调整好;
然后将试管穿过臂爪243安置在水平板251上,控制器100控制电磁阀261工作,电磁阀261会将自回弹簧262拉伸,顶杆263被自回弹簧262带动向右位移,顶杆263会将试管抓取凸杆264从臂身242内顶出,这时试管抓取凸杆264会顶住试管,从而将试管固定,然后就可以通过第三旋转机构230驱动机械臂240进行工作;
工作完毕后,控制器100控制电磁阀261停止工作,自回弹簧262会进行复位,自回弹簧262复位时会拉动顶杆263向左位移,顶杆263会带动试管抓取凸杆264向左位移,试管抓取凸杆264会缩回臂身242内,这时试管就可拿出。
通过上述实施,使得本发明可适合与任何尺寸的试管相配合,并且牢固性高,操作方便,大大降低了使用成本和提高了工作效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,包括控制器和驱动系统,其特征在于,所述驱动系统包括旋转机构和试管抓取装置,所述试管抓取装置与旋转机构连接,所述旋转机构用于驱动试管抓取装置进行绕Z轴旋转或绕Y轴旋转或沿Z轴升降,所述试管抓取装置包括机械臂和限位系统,所述机械臂与样品试管配合连接,所述限位系统用于将样品试管固定在机械臂上。
2.根据权利要求1所述的一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,其特征在于,所述旋转机构包括第一旋转机构、第二旋转机构和第三旋转机构,所述第二旋转机构设置在第一旋转机构上方,所述第一旋转机构驱动第二旋转机构绕Z轴旋转或沿Z轴升降,所述第三旋转机构与第二旋转机构水平连接,所述第二旋转机构驱动第三旋转机构绕Y轴旋转,所述机械臂设置在第三旋转机构上方,所述第三旋转机构驱动机械臂绕Z轴旋转。
3.根据权利要求1所述的一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,其特征在于,所述限位系统设置在机械臂内部,所述限位系统包括电磁阀、自回弹簧、顶杆和试管抓取凸杆,所述电磁阀套设在顶杆上,所述电磁阀与控制器配合连接,所述自回弹簧连接于顶杆与电磁阀之间,所述自回弹簧带动顶杆在电磁阀内进行位移,所述试管抓取凸杆可穿过机械臂与样品试管接触,所述顶杆与试管抓取凸杆配合连接,所述顶杆可带动试管抓取凸杆进行位移。
4.根据权利要求3所述的一种用于样品前处理的三维可调机械爪手,其特征在于,所述机械臂底部水平设有磁场平台。
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