CN104977078A - 用于分析天平的移动罩外壳的自动机械致动的开门装置 - Google Patents

Abstract

一种用于天平的移动罩外壳的开门装置，移动罩外壳有竖直的装载出入口和可竖直地移动的移动罩的门，门在提升位置中使出入口开通并且在放下位置中关上出入口，开门装置设计成能通过自动机械的承载叉的机械致动来操作。连接至移动罩的门的是门提升器，门提升器有促使开门的指向上的竖直力的力施加元件。避开天平的传递机构包括力接收元件，力接收元件通过承载叉的作用可在上端位置与下端位置之间竖直地移动。传递机构还包括至少一个换向元件、回复弹簧以及弹簧偏置的锁定锁存器，换向元件联接至力接收元件并且可联接至力施加元件，回复弹簧将力接收元件拉入到上端位置中，弹簧偏置的锁定锁存器将力接收元件捕获到下端位置中。

Description

用于分析天平的移动罩外壳的自动机械致动的开门装置

技术领域

本发明涉及一种用来打开和关闭供自动化的实验室系统使用的分析或者微量分析天平的移动罩隔室的门的自动机械致动的装置。本发明还涉及一种用于打开和关闭根据本发明设计的移动罩的门的方法。

背景技术

其中借助于自动机械来执行称量过程的自动化的实验室系统属于现有技术已知的。所述系统通常用于其中大量地连续执行称量操作的情况中，其中自动化带来人工成本的节约和提高的可靠性。

自动的连续称量过程的典型实例发生在用于空气污染检测，例如柴油发动机的检测中的过滤器称量中。在所述检测中，将待检测的排出气体传送通过拦阻固体颗粒(特别是灰粒)的过滤器。将单独地标记并可追踪的过滤器在其新的未使用条件下初次称量，并且将每个过滤器的初始重量记录到数据库中。然后，使用过滤器来收集处于检测下的设备中的颗粒并且随后再次称量。其次，通过从最终重量中减去初始重量来确定过滤器所收集的燃烧残渣的净重。

例如，在US 5,606,153中公开了一种用于借助于自动机械来给过滤器称量的系统，其中将扁平的圆形过滤器置于携带有条型识别码的环形保持器上。设置在隔振式称量台上的是旋转臂式自动机械、微量天平、静电卸料装置、保持过滤器的转盘式托盘以及在称量过程中临时驻放过滤器的环形保持器的装置。为了执行称量操作，自动机械首先将置于环形保持器中的过滤器从转盘式托盘传送至临时驻放站处，在该驻放站处，将过滤器与环形保持器装置分开。自动机械然后使不带环形保持器的过滤器穿过静电卸料装置移动至微量天平，其中天平的功能自动地运行并且与自动机械的移动协调—打开和关闭门，将天平设置为零值，记录称量结果并且将其传送给计算机。过滤器被返回至临时驻放装置并且插入到环形保持器中，于是具有过滤器的环形保持器被返回至转盘式托盘。

在先前说明的自动称量系统中，市场上可买到的微量天平被用于其中还可以自动地执行(即，响应于计算机的控制指令)的上述一般的手动功能。然而，对于该类天平，必须接受设计成能满足手动操作和广泛应用的人机工程技术要求的天平在某些方面未最佳地适应自动过滤器称量的需要。特别是，市场上可买到的微量天平的标准方案中的移动罩外壳具有比用于过滤器称量所需的更高大的内部空间。由于移动罩外壳的低外形，所以可以减少与打开和关闭称量隔室的门有关的空气湍流并且可以缩短天平的瞬变振荡的稳定时间。另外，如果天平自动地操作，则移动罩外壳不必是透明的并且因此可以由金属制成，由此消除了静电荷问题。

由申请人研发并且在德国正由Horiba公司以PWS ONEplus^TM品名经售的一种过滤器称量系统包括XYZ自动机械、微量天平、用于利用竖直地设置在彼此上方的若干搁架保持过滤器的支承件以及控制系统并处理和存储数据的计算机。平坦、圆形的过滤器被单独地容纳在携带有条型识别码的适当地成形的接受器中，由此单独地识别当前由接受器保持的过滤器。接受器的底部具有其直径小于过滤器的直径但大于微量天平的称量盘的直径的圆形开口。为了称量过滤器，将接受器移动到称量盘上方的居中位置并且放下到称量隔室的底板上，由此将过滤器转移到称量盘上并提离接受器底部。因此，不必为了称量而从接受器中取出过滤器。

刚才描述的过滤器称量系统中的微量天平是由申请人制造的成批生产模型。其具有由玻璃制成的透明的圆柱形移动保护外壳，带有以由来自计算机的指令信号控制的电机驱动的围绕圆柱轴线旋转运动地打开和关闭的圆柱形弯曲的滑动门。由于所述过滤器称量接受器的方案，利用该过滤器避开了静电荷积聚在过滤器上的问题，但是如在早期实例中，标准化生产的移动保护外壳比称量过滤器所需的更高。

为了符合对使用标准化生产的移动罩外壳的异议，申请人首先途径是研发一种低外形的移动罩外壳，其由金属制成并且特别制作成与过滤器称量接受器一起工作，而保持标准化生产型的电动机驱动的门。然而，发现，门的运动控制不可能与自动机械的运动量足够严格地协调，并且因此，移动罩隔室的门偶尔打开太迟或者根本不打开，引起机械手与关闭的移动罩门发生碰撞，由此可能损坏过滤器的称量系统。

发明内容

因此，本发明具有提供一种用于天平的移动罩外壳的开门装置的目的，所述装置与由自动地操作的过滤器称量系统所施加的条件最佳地匹配，并且与现有技术相比，其以简单的成本有效的设计和其功能可靠性而著名。考虑到自动机械是可以加以应用的，可以省去用于标准方案中的电机驱动和电子控制，并且还可以为自动机械添加用于操作开门装置的工作。

通过用于根据独立权利要求的特征的移动罩外壳的开门装置来解决该任务。在从属权利要求中描述了移动罩外壳的有益实施例和详情。在下文中，例如“顶部”、“底部”“水平的”、“竖直的”的措辞总是涉及移动罩外壳处于天平上的安装状态的操作准备位置。

根据本发明的用于天平的移动罩外壳的开门装置设计成能由自动机械的承载叉的机械致动来操作，所述开门装置具有竖直的侧向设置的装载出入口和可竖直移动的移动罩门，所述移动罩门在提升位置中使出入口畅通并且在放下位置中关闭它。所述开门装置一方面包括门提升器并且另一方面包括传递机构，所述门提升器连接到门上并且包括用于促使门打开的指向上的竖直力的力施加元件，所述传递机构避开(stands clear of)天平并且包括力接收元件，该力接收元件通过承载叉的作用可在上端位置与下端位置之间竖直地移动。开门装置的另外的部分为至少一个换向元件、回复弹簧以及弹簧偏置的锁定锁存器，所述换向元件联接至力接收元件并且可联接至力施加元件，所述回复弹簧将力接收元件拉入到上端位置中，所述弹簧偏置的锁定锁存器将力接收元件捕获在下端位置中。

为了打开移动罩的门，通过承载叉克服回复弹簧的复位力向下推动力接收元件，由此使换向元件与力施加元件接合并且产生指向上的致动力，这促使门被打开。当门已经到达完全打开位置时，当弹簧偏置的锁定锁存器卡配关闭时捕获传递机构，以便移动罩的门保持在打开位置中，而可以从力接收元件移除承载叉。

为了关闭移动罩的门，将承载叉移动到力接收元件上方的位置中，并且抵靠弹簧偏置的锁定锁存器地侧向推动承载叉来释放传递机构的捕获。当将力接收元件从捕获中释放时，其被移动罩的门作用于换向元件上的重量推压在承载叉上，因此移动罩的门在其自重下以受自动机械控制的速度地返回到关闭位置。在移动罩的门已经到达关闭位置之后，回复弹簧将力接收元件完全撤回到上端位置中，由此释放换向元件与力施加元件之间的接合。

在根据本发明的移动罩外壳的优选实施例中，连接至移动罩的门的门提升器包括竖直地指向的第二推杆，所述第二推杆由第二滑动套管在移动罩外壳的竖直孔中轴向地引导并且在其下端处承载具有第二辊轮的第二轮叉。

在另一优选实施例中，传递机构具有底盘基底，并且力接收元件被配置成竖直定向的第一推杆，所述第一推杆在其上端处携带有承载叉可以抵靠其施加作用力的推钮并且在其下端处携带有安装在第一轮叉中的第一辊轮。第一推杆由第一滑动套管在底盘基底的竖直孔中轴向地引导。

换向元件有利地被配置成至少一个杠杆，所述杠杆在底盘基底中具有其支点并且可沿竖直的运动平面转动，具有由回复弹簧按与第一辊轮永久传递压力接合地保持的第一杠杆臂，而第二杠杆臂可以达到与第二辊轮传递压力地接合。

换向元件特别是可以实施成一对杠杆，所述杠杆竖直地在彼此上方地安装到底盘基底中并且被约束两个杠杆的联接构件相互联接以一起向上和向下摆动，其中第一杠杆臂属于两个杠杆中的第一个，并且第二杠杆臂属于两个杠杆中的第二个。

弹簧偏置的锁定锁存器在优选实施例中被配置成片弹簧元件，该片弹簧元件紧邻力接收元件地被固定到底盘基底上，所述片弹簧元件具有卡锁开口，并且力接收元件具有伸出的锁存销，当力接收元件到达其下端位置时所述锁存销卡配到卡锁开口内。

附图说明

根据本发明的开门装置的详情从附图中所示的实例的说明中显而易见，其中

图1描绘了配备有根据本发明的开门装置的过滤器称量系统的全貌图；

图1a以示意性剖视图描绘了具有过滤器的过滤器称量接受器；

图2显示了具有处于关门位置的开门装置的天平；

图3显示了具有处于开门位置的开门装置的天平；

图4显示了设计成用于自动称量过滤器的移动罩外壳的分解图，具有可由根据本发明的打开装置移动的门；以及

图5以分解图描绘了传递机构。

具体实施方式

图1显示了配备有根据本发明的开门装置的过滤器称量系统1的三维总体图，其中整个系统设置在具有高度调整脚3的基板2上。在图的右侧部分中示出了具有承载叉5的自动机械4，该承载叉5可沿笛卡儿坐标系的x-y-z方向移动。设置在自动机械对面的是用于过滤器称量接受器7的保持架6，所述接受器7容纳将被称量的过滤器8(参见图1a)。可以在前景的左侧看到沿基板2的对角线定向的微量天平11，其具有移动罩外壳12和可竖直地移动的移动罩的门13。在微量天平11的右侧是传递机构15，其表示了图2到5中详细地示出的开门装置14的主要部分。

图1a显示了容纳过滤器8的过滤器称量接受器7。接受器7被盖子9覆盖，并且接受器7的底部具有开口10。过滤器8例如被以一对镊子来操纵并被放置到接受器7内，其中由于接受器7的成圆锥形的内壁，过滤器8自身在开口10上居中，过滤器8在使用之前在其新的条件下被初次称量并且在使用后在积灰的条件下被再次称量。装有接受器7的保持架6被安放到过滤器称量系统1中，所述接受器7已经按该方式装填有过滤器8。

图2和3显示了具有移动罩外壳12以及开门装置14的微量天平11，所述开门装置14具有相对于图1中所示的自动机械的坐标x、y、z处于相同定向的传递机构15。在图2中，移动罩的门13处于关闭位置并且在图3中处于打开位置。在图2中，承载叉5可以看到定位在推杆的钮20上方，但是承载叉5还未给钮20施加压力，所述钮20被传递机构15的弹簧张力保持在其上端位置中(如详细参见图5)

当承载叉5被降下时，其向下推动推杆的钮20(参见图3)，由此向下移动第一杠杆臂23并且同时向上移动第二杠杆臂25。第二杠杆臂25首先与第二辊轮41接触。随着进一步降下承载叉5，推杆的钮20被向下移动至其下端位置，在该处，通过锁存销32(参见图5)卡配到弹簧偏置的锁定锁存器30的卡锁开口34内来捕获传递机构14。由于推杆的钮20向下运动的结果，所述向下运动通过第二杠杆臂25、第二辊轮41和第二推杆42传递，移动罩的门13被升起至打开位置并且由于传递机构15的锁定捕获而被保持在该处。

承载叉5现在可以被从推钮20移除并且例如被移动至移动罩外壳12处，以便取出刚好已经被称量过的过滤器称量接受器7或者传送需要被称量的过滤器称量接受器7(此处未显示)。

为了关闭移动罩的门13，首先将承载叉5移动到稍微在推钮20上方的位置中，所述推钮20被锁定在其下端位置中。随着承载叉5暂时侧向地推靠弹簧偏置的锁定锁存器30，所述捕获被释放并且具有钮20的推杆被移动罩门13的重量以及回复弹簧28的张力抵靠承载叉5向上推。承载叉5的受控向上运动允许传递机构15返回到推钮20的上端位置，因此承载叉5可再次用于进一步的操作。

图4显示了根据本发明的具有可移除的盖子43和移动罩门13的移动罩外壳12的优选实施例的分解图，所述移动罩的门13可利用开门装置14来操作。此处重复了图1中限定的坐标轴X、Y、Z以便目视移动罩外壳12的定向。移动罩的门13可由移动罩外壳12的侧轨道凹槽44引导地竖直移动，所述轨道凹槽44还密封住空气气流。在关闭状态中，移动罩门13的底边缘45接合在同样用来密封住空气气流的凹槽46中。门提升器由第二推杆42构成，第二推杆42由第二滑动套管47在移动罩外壳12的竖直孔中引导。第二推杆42的上端稳固地连接至移动罩的门13，而下端承载第二辊轮41，所述第二辊轮41安装在第二轮叉40中并且用作力施加元件。示出的位于移动罩外壳12内部的特征包括用于过滤器接受器7的U形支承突出部48以及用于称量盘支承件(未显示)的通道开口49。为了称量接受器7内部的过滤器，将接受器7朝向称量盘竖直地降下并且放下到支承突出部48上，而接受器7内部的过滤器8被称量盘提离接受器底部。过滤器8未被从接受器7取出以用于称量(并且在整个时间期间，过滤器8在过滤器称量系统1内)。

图5以分解图显示了传递机构15的详图。此处再次重复了图1中限定的坐标轴X、Y、Z以便目视传递机构15的定向。连接至推钮20的第一推杆21在底盘基底16的竖直孔中被滑动地引导并且在其下端承载有安装到第一轮叉26中的第一辊轮27。其支点由底盘基底16支承的第一杠杆22被附接至底盘基底16的回复弹簧偏压到第一辊轮27上。经由联接构件29，第一杠杆22被连接至第二杠杆24，所述第二杠杆24同样具有处于底盘基底16中的其支点并且进而通过第二杠杆臂25与第二辊轮41的接合并且进一步通过第二推杆42致动移动罩的门13。

在所示实例中，弹簧偏置的锁定锁存器30被配置成紧固到底盘基底16上的片弹簧元件30。当推钮20被承载叉5向下推动时，连接至第一推杆32并且穿过片弹簧30的开口31的锁存销32遇到榫舌33并且通过与榫舌33滑动接触而将片弹簧30推离底盘基底16并且最后卡配到卡锁开口34内。

虽然已经通过过滤器称量的具体实例的介绍描述了本发明，但是对于读者来说显然的是，本发明还可以用于其他应用的自动称量系统，并且例如通过仅使用一个杠杆而不是通过联接构件联接的第一和第二杠杆或者例如通过利用齿轮机构或鲍登线(Bowden cable)代替杠杆机构来由本发明的教导中开发出许多进一步的变型实施例。此外，应当明确强调，本发明不限于笛卡儿坐标的自动机械系统。根据本发明的开门装置例如还可以与可在圆柱或球面坐标中可编程控制的旋转臂式自动机械配合。不言而喻，这些种类的变型被认为是在本发明的范围内。

附图标记列表

1  过滤器称量系统

2  基板

3  高度调整脚

4  自动机械

5  承载叉

6  保持架

7  过滤器称量接受器

8  过滤器

9  7的盖子

10  7的底部中的开口

11  微量天平

12  移动罩的外壳

13  移动罩的门

14  开门装置

15  传递机构

16  底盘基底

20  推钮、推杆钮

21  第一推杆

22  第一杠杆

23  第一杠杆臂

24  第二杠杆

25  第二杠杆臂

26  第一轮叉

27  第一辊轮

28  回复弹簧

29  联接构件

30  弹簧偏置的锁定锁存器、片弹簧元件

31  30的开口

32  锁存销

33  30的榫舌

34  卡锁开口

35  第一滑动套管

40  第二轮叉

41  第二辊轮

42  第二推杆

43  移动罩12的盖子

44  侧导轨

45  移动罩门13的底边沿

46  密封槽

47  第二滑动套管

48  U形支承突出部

49  通道开口

X,Y,Z  笛卡儿坐标方向

Claims (14)

1.用于天平(11)的移动罩外壳(12)的开门装置(14)，所述移动罩外壳具有竖直的装载出入口和可竖直地移动的移动罩的门(13)，其中所述门在提升位置中使所述出入口开通并且在放下位置中关上所述出入口，其特征在于，所述开门装置(14)被设计成通过自动机械(4)的承载叉(5)的机械致动来操作，并且其进一步的特征在于，所述开门装置(14)包括门提升器(40、41、42)并且还包括传递机构(15)，所述门提升器连接至所述门(13)并且包括用于促使所述门(13)打开的指向上的竖直力的力施加元件(41)，所述传递机构避开所述天平(11)并包括力接收元件(20、21、26、27)，所述力接收元件通过所述承载叉(5)的作用可在上端位置与下端位置之间竖直地移动，并且所述开门装置(14)还包括至少一个换向元件(22、23、24、25、29)、回复弹簧(28)以及弹簧偏置的锁定锁存器(30)，所述换向元件联接至所述力接收元件(20、21、26、27)并且可联接至所述力施加元件(41)，所述回复弹簧将所述力接收元件(20、21、26、27)拉入到上端位置中，所述弹簧偏置的锁定锁存器将所述力接收元件(20、21、26、27)捕获在所述下端位置中。

2.根据权利要求1所述的开门装置(14)，其特征在于，所述移动罩的门(13)设计成能通过所述承载叉(5)克服所述回复弹簧(28)的复位力向下推动所述力接收元件(20、21、26、27)来打开，由此经由所述换向元件(22、23、24、25、29)形成了至所述力施加元件41)的力传递连接，并且产生了促使所述门(13)打开的指向上的致动力，并且当所述门已经到达完全打开位置时，在所述弹簧偏置的锁定锁存器(30)卡配关闭时捕获住所述传递机构(30)。

3.根据权利要求1或2所述的开门装置(14)，其特征在于，所述移动罩的门(13)被设计成能通过将所述承载叉(5)移动到所述力接收元件(20、21、26、27)上方的位置中并且侧向地推靠所述弹簧偏置的锁定锁存器(30)来关闭，由此释放所述传递机构(15)的捕获，并且当将所述力接收元件(20、21、26、27)从捕获释放时，其被所述移动罩的门(13)作用于所述换向元件(22、23、24、25、29)的重量向上推靠着所述承载叉(5)，因此所述移动罩的门(13)在其自重下以由所述自动机械控制的速度返回到所述关闭位置，并且此外，在所述移动罩的门(13)已经到达所述关闭位置之后，所述回复弹簧(28)使所述力接收元件(20、21、26、27)完全撤回到所述上端位置中，由此释放所述换向元件(22、23、24、25、29)与所述力施加元件(41)之间的接合。

4.根据权利要求1到3中一项所述的开门装置(14)，其特征在于，连接至所述移动罩的门(13)的所述门提升器(40、41、42)包括竖直指向的第二推杆(42)，所述第二推杆被第二滑动套管(47)在所述移动罩外壳(12)的竖直孔中轴向地引导并且在其下端处承载第二轮叉(40)与作为力施加元件的第二辊轮(41)。

5.根据权利要求1到4中一项所述的开门装置(14)，其特征在于，所述传递机构(15)包括底盘基底(16)，并且所述力接收元件(20、21、26、27)被配置成竖直定向的第一推杆(21)，所述第一推杆被第一滑动套管(35)在所述底盘基底(16)的竖直孔中轴向地引导，并且其在上端处携带有推钮并在其下端处携带有安装在第一轮叉(26)中的第一辊轮(27)，所述承载叉(5)可以抵靠所述钮施加作用力。

6.根据权利要求1到5中一项所述的开门装置(14)，其特征在于，所述换向元件(22、23、24、25、29)配置成至少一个杠杆(22、24)，所述杠杆被安装在所述底盘基底(16)中并且可在竖直运动面中转动，具有由所述回复弹簧(28)按与第一辊轮(27)永久传递压力接合地保持的第一杠杆臂(23)，而可以使第二杠杆臂(25)与第二辊轮(41)传递压力地接合。

7.根据权利要求1到6中一项所述的开门装置(14)，其特征在于，所述换向元件(22、23、24、26、29)包括两个杠杆(22、24)，所述杠杆被竖直地在彼此之上地安装到所述底盘基底(16)中并且相互被联接构件(29)联接以约束所述两个杠杆(22、24)一起向上和向下摆动，其中第一杠杆臂(23)属于两个杠杆(22、24)中的第一个，并且第二杠杆臂(25)属于两个杠杆(22、24)中的第二个。

8.根据权利要求1到6中一项所述的开门装置(14)，其特征在于，所述弹簧偏置的锁定锁存器(30)被配置成片弹簧元件(30)，该片弹簧元件(30)被紧邻所述力接收元件(20、21、26、27)地紧固到所述底盘基底(16)上，其中所述片弹簧元件具有卡锁开口(34)，并且所述力接收元件(20、21、26、27)具有伸出的锁存销(32)，当所述力接收元件(20、21、26、27)到达其下端位置时所述锁存销卡配到所述卡锁开口(34)内。

9.操作根据权利要求1到8中一项所述的开门装置(14)的方法，其特征在于，所述方法设计成以自动机械(4)来实施，其中完全通过所述自动机械(4)的承载叉(5)指向所述开门装置(14)的致动元件(20、30)的机械作用来产生所述开门装置(14)的致动。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述自动机械(4)是笛卡儿坐标XYZ型的自动机械。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述自动机械(4)是旋转臂式自动机械。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述开门装置(14)的致动包括打开阶段和关闭阶段，其中在打开阶段，所述推钮处于其上端位置中，所述承载叉(5)刚好被移动到所述钮(20)上方的位置中，因此通过所述承载叉(5)的竖直向下运动将所述推钮(20)下推到其中捕获装置(30、31、32、33、34)卡配锁定的点处，由此提升所述移动罩的门(13)并且通过所述捕获保持打开，

并且其中在关闭阶段，在通过所述捕获将所述推钮锁定在其下端位置中时，将所述承载叉(5)刚好移动到所述推钮(20)上方的位置中，并且抵靠所述弹簧偏置的锁定锁存器侧向地推动所述承载叉(5)，由此释放所述捕获，并且所述整个开门机构(14)以由所述移动罩的门(13)的重量和所述回复弹簧(28)的张力推动下的运动地返回至所述推钮(20)的上端位置并且由所述承载叉(5)制动。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述打开阶段期间，在所述承载叉(5)保持过滤器称量接受器(7)时还可以执行所述承载叉(5)压靠所述推钮(20)的向下运动。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在关闭阶段，在所述承载叉(5)保持过滤器称量接受器(7)时还可以执行所述承载叉(5)推靠所述弹簧偏置的锁定锁存器(30)的侧向运动和所述承载叉(5)制动所述推钮(20)的返回的向上运动。