CN105149304B - 一种化学试管清洗机器人 - Google Patents

Abstract

一种化学试管清洗机器人，属于化验试管清洗领域，包括末端执行器，所述的末端执行器与机器人腕部通过安装固定块连接在一起，末端执行器包括柱形安装筒、酸碱检测装置、筒型刷、螺旋加热棒、第二移动套、第一移动套、阻热安装块和电机，本发明能够实现化学实试管酸碱性分析中和及试管的清洗问题，避免了环境的污染及大量人力物力的浪费。

Description

一种化学试管清洗机器人

技术领域

本发明涉及化验试管清洗领域，具体地说是一种化学试管清洗机器人。

背景技术

目前在社会上进行化学实验后，需要对玻璃试管进行清洗，但是玻璃试管中会或多或少残存强酸与强碱性溶液，即使直接倒掉也会对其他东西造成腐蚀，也容易导致人们发生危险。所以势必就需要在倒掉以前进行酸碱性溶液的测试及中和，避免造成环境的污染。

且进行完化学实验后，大量的化学试管也需要清洗。出于上述两种问题的考虑，所以现在急需一种设备能够满足上述要求，但是目前尚未发现能够解决类似问题的装置。

发明内容

针对做完化学实验后的试管酸碱性分析中和及试管的清洗问题，本发明提供一种化学试管清洗机器人，可以避免上述问题的发生。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种化学试管清洗机器人，其特征在于：包括移动装置、机器人和末端执行器，所述的移动装置上安装有机器人，机器人的末端设置有末端执行器，

所述的末端执行器与机器人腕部通过安装固定块连接在一起，末端执行器包括柱形安装筒、酸碱检测装置、筒型刷、螺旋加热棒、第二移动套、第一移动套、阻热安装块和电机，

所述的安装固定块中间设置有凹槽，凹槽内安装有电机，电机上连接有阻热安装块，阻热安装块上安装有螺旋加热棒，所述的螺旋加热棒设置有螺旋纹，所述的螺旋加热棒设置有第一移动套和第二移动套，所述的第一移动套和第二移动套上均设置有丝套，丝套安装在螺旋加热棒上，所述的丝套外端连接有多根弹簧，弹簧的另一端连接有筒型刷，所述的筒型刷外侧设置有刷毛，

所述的柱形安装筒设置在安装固定块上，且柱形安装筒外表面设置有一层橡胶膜，在柱形安装筒头部设置有橡胶材质的锥型头，在锥型头的锥形斜坡上设置有压力传感器，

所述的柱形安装筒内部设置有进气通道、进水通道、进酸通道、进碱通道和出水通道，在出水通道边还设置有的酸碱检测装置，在进气通道、进水通道、进酸通道、进碱通道中均设置有单向阀。

所述的移动装置包括长固定板和滑动板，滑动板上安装有机器人，所述的长固定板设置有滑槽。

进一步优选，所述的长固定板上设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠通过电机带动，滑动板通过安装板与滚珠丝杠上的丝套连接在一起。

进一步优选，在长固定板及滑动板上设置有红外对射管，同时在长固定板的两端设置有限位装置。

进一步优选，筒型刷的筒型壁由橡胶材质制成的。

本发明的有益效果是：

本发明能够实现化学实试管酸碱性分析中和及试管的清洗问题，避免了环境的污染及大量人力物力的浪费。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明的末端执行器的俯视图；

图3为本发明的末端执行器的剖面图。

图中：1实验台部分，101实验桌，102试管托，103试管，2移动装置，201长固定板，202滑槽，203卡块，204滑块板，3机器人，4末端执行器，401安装固定块，402出水通道，403柱形安装筒，404酸碱检测装置，405压力传感器，406锥形头，407筒型刷，408螺旋加热棒，409第二移动套，410微型单向阀，411进气通道，412进水通道，413进酸通道，414进碱通道，415第一移动套，416阻热安装块，417电机。

具体实施方式

如图1至图3所示，

一种化学试管清洗机器人包括移动装置2、机器人3和末端执行器4，

移动装置2包括长固定板201和滑动板204，滑动板204上安装有机器人3，所述的长固定板201设置有滑槽202，滑动板204可以在长固定板201的滑槽202上随着电机带动而移动，所述的电机为伺服电机。

进一步优选，长固定板201上设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠通过电机带动，滑动板204通过安装板与滚珠丝杠上的丝套连接在一起，滑动板204可以随着滚珠丝杠的转动而在长固定板201上移动。

进一步优选，在长固定板201及滑动板204上设置有红外对射管，能够检测机器人的位置变化，同时在长固定板201的两端设置有限位装置。

实验台部分1包括实验桌101、试管托102和试管103，实验桌101上的试管托102设置为多组，两两试管托102之间的距离一定。试管托102上设置有多个凹槽，所述凹槽内放置有试管103。

在滑动板204上安装有机器人3，机器人3的手腕末端设置有末端执行器4。机器人3通过控制机器人3上的各个伺服电机带动末端执行器4移动至合适的位置，将末端执行器4插入试管103中。

所述的末端执行器4与机器人3腕部通过安装固定块401连接在一起，末端执行器4包括柱形安装筒403、酸碱检测装置404、筒型刷407、螺旋加热棒408、第二移动套409、第一移动套415、阻热安装块416和电机417。

所述的安装固定块401中间设置有凹槽，凹槽内安装有电机417，电机417上连接有阻热安装块416，阻热安装块416上安装有螺旋加热棒408，所述的螺旋加热棒408设置有螺旋纹，所述的螺旋加热棒408设置有第一移动套415和第二移动套409，所述的第一移动套415和第二移动套409上均设置有丝套，丝套安装在螺旋加热棒408上，所述的丝套外端连接有多根弹簧，如图2所示，弹簧的另一端连接有筒型刷407，所述的筒型刷407外侧设置有刷毛，且筒型刷407的筒型壁由橡胶材质制成的。借助于螺旋加热棒408、第一移动套415、第二移动套409和筒型刷407的搭配设计形式能够将筒型刷407更加好的贴合试管103内壁，便于试管103内壁的清理，还能借助第一移动套415和第二移动套409中的弹簧设计，不但实现筒型刷407沿试管103纵向的移动，还能实现筒型刷407以螺旋加热棒408为中心实现一定圈数的转动及反转，进一步的实现试管103的清洗。

由于化学试管103在使用完毕后，残存着中性溶液、酸性溶液及碱性溶液，需要进一步的检测残存液体后，才能更好的进行清洗。

所述的柱形安装筒403设置在安装固定块401上，且柱形安装筒403外表面设置有一层橡胶膜。

所述的柱形安装筒403内部设置有进气通道411、进水通道412、进酸通道413、进碱通道414和出水通道402，如图3所示，在出水通道402边还设置有用于检测残存液体PH值的酸碱检测装置404，在进气通道411、进水通道412、进酸通道413、进碱通道414中均设置有单向阀410。

当需要进行化学试管中残存液体PH值检测时，通过进水通道412注入清水至试管中，试管中水充满至一定程度回流入至出水通道402中，酸碱检测装置404能够检测流入出水通道402中混合液体的PH值，如果检测为中性液体，那么注入清水清洗即可；如果检测为酸性液体，那么注入碱性液体清洗即可；如果检测为碱性液体，那么注入酸性液体清洗即可；在某些情况下需要对试管103中液体进行加热才能清洗更加彻底，此时可以借助螺旋加热棒408进行溶液的加热，便于试管103更好的洗刷。

因试管103大部分为玻璃制品，属于易碎品，为了防止在末端执行器4插入时损坏试管103，在柱形安装筒403头部设置有橡胶材质的锥型头406，在锥型头406的锥形斜坡上设置有压力传感器405。

当试管清洗完成后，可以进行废水的排出，通过向进气通道411输送空气能够实现废水在一定程度上的排出，避免试管103中废水太多造成废水流出污染实验桌101。

工作方式，当需要进行化学试管103清洗时，移动装置2启动，带动安装在滑块板204上的机器人沿着实验桌101移动，实验桌101上的试管托102上的位置固定。通过程序设定控制电机的转速及时间即可实现机器人在一定距离的移动。

当机器人移动到合适位置，即接近某组实验托102时，控制机器人3上的各个电机转动，将末端执行器4插入试管103中，在末端执行器4插入试管103的过程中，位于锥形头406上的压力传感器405实时监测末端执行器4对试管103的压力，避免压坏试管103，优选在插入时，机器人3连接安装固定块401的关节转动，实现末端执行器转动插入试管103中。

进行试管中残余液体的检测，来判断残存液体的PH值，是否属于酸性、碱性或者中性。

通过对进水通道412注水实现试管103内液位上升，当水进入出水通道402边的酸碱检测装置404中时，借助酸碱检测装置404来判断残余液体PH值。

当进行判断完残余液体PH值后，电机417转动带动阻热安装块416及螺旋加热棒408转动，而螺旋加热棒408上设置有螺纹，且对应的第一移动套415和第二移动套409上设置有丝套，因此第一移动套415和第二移动套409可以随着螺旋加热棒408的转动而实现试管纵向的下降。筒型刷407壁为橡胶材质，且筒型刷407壁借助弹簧与第一移动套415和第二移动套409连接在一起，当第二移动套409在试管纵向下降一定距离后，筒型刷407长度超出柱形安装筒403上的锥形头406的位置。在弹簧的作用力下，实现筒型刷407与试管的内壁相接触，且轨迹为螺旋向下。然后筒型刷407在电机417不断的正转及反转的情况下，实现对试管内壁的清洗。

同时在此过程中，因为已经判断完残余液体PH值后，如果液体PH值检测为碱性，那么通过进酸通道413输入一定量的酸溶液，必要情况下，借助螺旋加热棒408实现清洗溶液的加热，便于快速清洗。

同理，残余液体PH值检测为酸性，那么通过进碱通道414输入一定量的碱溶液。残余液体为中性溶液，那么输入清水且加热处理即可。

当清洗完毕后，筒型刷407在电机417的作用下缩回柱形安装筒403内，通过进气通道411输入空气，借助出水通道402排出一部分清洗液，避免对实验桌101造成污染。

然后机器人3在各个伺服电机的带动下将末端执行器4旋转脱离试管103，移动装置2带动滑动板204移动一定距离，进行下一组试管103的清洗。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (4)

1.一种化学试管清洗机器人，其特征在于：包括移动装置、机器人和末端执行器，所述的移动装置上安装有机器人，机器人的末端设置有末端执行器，

所述的末端执行器与机器人腕部通过安装固定块连接在一起，末端执行器包括柱形安装筒、酸碱检测装置、筒型刷、螺旋加热棒、第二移动套、第一移动套、阻热安装块和电机，

所述的安装固定块中间设置有凹槽，凹槽内安装有电机，电机上连接有阻热安装块，阻热安装块上安装有螺旋加热棒，所述的螺旋加热棒设置有螺旋纹，所述的螺旋加热棒设置有第一移动套和第二移动套，所述的第一移动套和第二移动套上均设置有丝套，丝套安装在螺旋加热棒上，所述的丝套外端连接有多根弹簧，弹簧的另一端连接有筒型刷，所述的筒型刷外侧设置有刷毛，

所述的柱形安装筒设置在安装固定块上，且柱形安装筒外表面设置有一层橡胶膜，在柱形安装筒头部设置有橡胶材质的锥型头，在锥型头的锥形斜坡上设置有压力传感器，

所述的柱形安装筒内部设置有进气通道、进水通道、进酸通道、进碱通道和出水通道，在出水通道边还设置有酸碱检测装置，在进气通道、进水通道、进酸通道、进碱通道中均设置有单向阀，

所述的移动装置包括长固定板和滑动板，滑动板上安装有机器人，所述的长固定板设置有滑槽。

2.根据权利要求1所述的一种化学试管清洗机器人，其特征是，所述的长固定板上设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠通过电机带动，滑动板通过安装板与滚珠丝杠上的丝套连接在一起。

3.根据权利要求2所述的一种化学试管清洗机器人，其特征是，在长固定板及滑动板上设置有红外对射管，同时在长固定板的两端设置有限位装置。

4.根据权利要求1所述的一种化学试管清洗机器人，其特征是，所述的筒型刷的筒型壁由橡胶材质制成的。