CN105181517B - 适用于大流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重系统 - Google Patents
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Abstract
适用于大流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重系统，所述装置包括恒温恒湿设备（1），底座（2），存放架（3），机械手（4），称重装置（5），其中底座（2）、存放架（3）、机械手（4）、称重装置（5）均布置在恒温恒湿设备1的内部，底座2布置在恒温恒湿设备（1）内部的最下面，底座（2）的上面后部左侧安装存放架（3），底座（2）的上面后部右侧安装称重装置（5），底座（2）的上面前部安装机械手（4）。本装置适用于大流量的长方形滤膜样本的称量，称量过程全程由机器操作，不用人工干预，减少了称量工作人员的劳动强度，提高了称量的准确定和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种称重系统，特别是涉及适用于大流量环境空气颗粒物（PM2.5）滤膜的自动称重系统。
背景技术
工业水平的不断提升，致使人类赖以生存的大气受到了严重污染，空气中含有大量的固体颗粒悬浮物，而直径小于2.5μm的颗粒物更会被人入肺部和支气管中，直接危害了人体的健康，因此PM2.5的监控测量及有效解决也就显得十分迫切。
当今我国测量PM2.5滤膜主要靠人工测量，该过程工作强度大，效率低，同时因为人体操作不够稳定，因此人工称重的精准度很低，测量效果十分不理想。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够实现高效、稳定、自动化地对大流量的PM2.5滤膜样本进行称量的系统。
为解决上述目的，本发明提供了一种适用于大流量PM2.5滤膜的自动称重系统，用来实现对大尺寸的长方形的滤膜片的称量。所述系统包括恒温恒湿设备1，底座2，存放架3，机械手4，称重装置5。其中恒温恒湿设备1是保证整个测量精确的重要装置，可依需求在市场中购买，底座2、存放架3、机械手4、称重装置5均布置在恒温恒湿设备1的内部。底座2是内部结构的基础部分，其布置在恒温恒湿设备1内部的最下面，底座2的上面后部左侧安装存放架3，底座2的上面后部右侧安装称重装置5，底座2的上面前部安装机械手4。
存放架3包括支架横梁3-1，支架竖梁3-2，层支撑梁3-3，固定器3-4，滤膜放置架3-5，支架固定梁3-6，支架纵梁3-7。其中，支架横梁3-1与支架纵梁3-7通过固定器3-4固联成一个日字型的底部支座。底部支座通过固定器3-4安装在底座2上。在每根支撑纵梁的末端，通过固定器3-4固联一个支撑竖梁3-2，在支撑竖梁3-2的顶端通过固定器3-4固定有支架固定梁3-6，以提高整体的稳定性。在每个支架竖梁3-2的一定高度上都通过固定器3-4固联一个层支撑梁3-3，每层的层支撑梁3-3的高度相同，支架竖梁3-2可依实际需要安装多个层支撑梁3-3。在每层的层支撑梁3-3的上部安装有滤膜放置架3-5，滤膜放置架3-5的总体形状为长方形，前端有长方形的缺口，形状与机械手爪4-3前端的手指相对应，其上面可并排放置两片大流量的PM2.5滤膜样本。
机械手4包括水平线性模组4-1，竖直线性模组4-2，机械手爪4-3。其中水平线性模组4-1安装在底座2上，可实现机械手4沿着水平x轴方向进行移动。竖直线性模组4-2安装在水平线性模组上，可使机械手4沿着竖直z轴方向进行移动。通过水平线性模组4-1和竖直线性模组4-2实现了机械手4在竖直x-z平面上的自由的移动。机械手爪4-3安装在竖直线性模组4-2上，其形状为长方形，前端有长方形的伸出手指，可与滤膜放置架3-5上的缺口相啮合。机械手爪4-3在线性模组的带动下可托起并移动长方形的滤膜样本。
称重装置5包括连接器5-1，称重座5-2，称重天平5-3，称重支架5-4，滤膜托盘架5-5，支撑杆5-6，扫码器5-7，称重线性模组5-8，防扰罩5-9，称重连杆5-10。其中，连接器5-1的下端与底座2固联，其上端与称重线性模组5-8固联。称重线性模组5-8上安装有称重连杆5-10，称重连杆5-10的末端安装有防扰罩5-9，称重连杆5-10和防扰罩5-9可随着称重线性模组5-8的运动而上下移动，这样就形成了一套称重装置的妨扰系统。称重座5-2在妨扰系统的前端，其下部与底座2固联，其上部放置有称重天平5-3，称重天平5-3上安装有称重支架5-4，称重支架5-4上安装有滤膜托盘架5-5，滤膜托盘架5-5用来放置PM2.5滤膜样本。在称重系统后方，支撑杆5-6下端安装在底座2上，上端安装有扫码器5-7，用来扫描并区分PM2.5滤膜样本。
本发明装置具有如下优点：
（1）整套装置放在恒温恒湿设备中，并在称重前静置一段时间，极大的减少了外界的干扰，提高了整套系统的稳定性和测量精度；
（2）一个存放架上可放置多个滤膜样本，减少了滤膜样本静置的时间，提高了测量的效率；
（3）采用机械手提取、移动和放置滤膜样本，减少了测量人员的工作量，消除了人工移动滤膜样本时因抖动而造成的测量精度差；
（4）称重时有防扰罩扣住整个称重空间，形成了一个相对稳定的称重环境，提高了测量的准确性和可靠性。
附图说明
图1是本发明装置内部结构示意图；
图2是本发明装置存放架的主视图；
图3是本发明装置存放架的俯视图；
图4是本发明装置机械手的主视图；
图5是本发明装置机械手的俯视图；
图6是本发明装置称重装置的主视图。
具体实施例
结合附图1-6对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明的装置包括恒温恒湿设备1，底座2，存放架3，机械手4，称重装置5。其中恒温恒湿设备1是保证整个测量精确的重要装置，可依需求在市场中购买，底座2、存放架3、机械手4、称重装置5均布置在恒温恒湿设备1的内部。底座2是内部结构的基础部分，其布置在恒温恒湿设备1内部的最下面，底座2的上面后部左侧安装存放架3，底座2的上面后部右侧安装称重装置5，底座2的上面前部安装机械手4。
存放架3包括支架横梁3-1，支架竖梁3-2，层支撑梁3-3，固定器3-4，滤膜放置架3-5，支架固定梁3-6，支架纵梁3-7。其中，支架横梁3-1与支架纵梁3-7通过固定器3-4固联成一个日字型的底部支座。底部支座通过固定器3-4安装在底座2上。在每根支撑纵梁的末端，通过固定器3-4固联一个支撑竖梁3-2，在支撑竖梁3-2的顶端通过固定器3-4固定有支架固定梁3-6，以提高整体的稳定性。在每个支架竖梁3-2的一定高度上都通过固定器3-4固联一个层支撑梁3-3，每层的层支撑梁3-3的高度相同，支架竖梁3-2可依实际需要安装多个层支撑梁3-3。在每层的层支撑梁3-3的上部安装有滤膜放置架3-5，滤膜放置架3-5的总体形状为长方形，前端有长方形的缺口，形状与机械手爪4-3前端的手指相对应，其上面可并排放置两片大流量的PM2.5滤膜样本。
机械手4包括水平线性模组4-1，竖直线性模组4-2，机械手爪4-3。其中水平线性模组4-1安装在底座2上，可实现机械手4沿着水平x轴方向进行移动。竖直线性模组4-2安装在水平线性模组上，可使机械手4沿着竖直z轴方向进行移动。通过水平线性模组4-1和竖直线性模组4-2实现了机械手4在竖直x-z平面上的自由的移动。机械手爪4-3安装在竖直线性模组4-2上，其形状为长方形，前端有长方形的伸出手指，可与滤膜放置架3-5上的缺口相啮合。机械手爪4-3在线性模组的带动下可托起并移动长方形的滤膜样本。
称重装置5包括连接器5-1，称重座5-2，称重天平5-3，称重支架5-4，滤膜托盘架5-5，支撑杆5-6，扫码器5-7，称重线性模组5-8，防扰罩5-9，称重连杆5-10。其中，连接器5-1的下端与底座2固联，其上端与称重线性模组5-8固联。称重线性模组5-8上安装有称重连杆5-10，称重连杆5-10的末端安装有防扰罩5-9，称重连杆5-10和防扰罩5-9可随着称重线性模组5-8的运动而上下移动，这样就形成了一套称重装置的妨扰系统。称重座5-2在妨扰系统的前端，其下部与底座2固联，其上部放置有称重天平5-3，称重天平5-3上安装有称重支架5-4，称重支架5-4上安装有滤膜托盘架5-5，滤膜托盘架5-5用来放置PM2.5滤膜样本。在称重系统后方，支撑杆5-6下端安装在底座2上，上端安装有扫码器5-7，用来扫描并区分PM2.5滤膜样本。
把大流量PM2.5采样滤膜（长方形，尺寸为200×250mm）放置在存放架3上的滤膜放置架3-5上面，按照国家标准进行温湿度平衡后即可进行滤膜称重。机械手4在初始空位，机械手4经竖直线性模组4-2的带动运动，到规定的高度停止；竖直线性模组4-2停止工作，此时安装在底座2上的水平线性模组4-1启动并带动机械手4水平横向运动，到达规定位置即待称重滤膜样本的正下方；水平线性模组4-1停止工作，机械手爪4-3在竖直线性模组4-2的作用下向上运动，将滤膜样本托起，到达指定的高度后停止运动；水平线性模组4-1开始工作，带机械手4向左运动，到达中间调整空位时停止运动；机械手4进行高度调整，以便进入称重区进行滤膜样本的放置；同时，防扰罩5-9在称重线性模组5-8的带动下向上抬起，到达设定高度后停止运动；此时机械手4继续向左移动，至称重天平5-3的正上方，水平线性模组4-1停止运动；竖直线性模组4-2启动并带动机械手爪4-3向下运动，至将滤膜样本平稳放置在滤膜托盘架5-5上，机械手爪4-3继续向下运动一段后停止竖直运动，然后在水平线性模组4-1的带动下移出称重工作区。防扰罩5-9下降至与工作台面相接处；称重天平5-3开始称重；在同一时间扫码器5-7对滤膜样本进行扫码。待称重完成，防扰罩5-9上升至指定高度，机械手4从新返回到滤膜托盘架5-5的正下方，机械手4上移将称好的滤膜样本抬起，然后在水平线性模组4-1和竖直线性模组4-2的带动下将滤膜样本放回到存放架3上。
存放架3有多层，每层可放置两片滤膜样本，也就是说存放架3可以存放多片滤膜。每片滤膜样本的称量都同上述所示，这样就实现了多片滤膜样本的自动化称量。
Claims (1)
1.适用于大流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重系统，所述系统包括恒温恒湿设备（1），底座（2），存放架（3），机械手（4）和称重装置（5），其中底座（2）、存放架（3）、机械手（4）、称重装置（5）均布置在恒温恒湿设备1的内部，底座2布置在恒温恒湿设备（1）内部的最下面，底座（2）的上面后部左侧安装存放架（3），底座（2）的上面后部右侧安装称重装置（5），底座（2）的上面前部安装机械手（4），其特征在于，所述存放架（3）包括支架横梁（3-1），支架竖梁（3-2），层支撑梁（3-3），固定器（3-4），滤膜放置架（3-5），支架固定梁（3-6），支架纵梁（3-7）；机械手（4）包括水平线性模组（4-1），竖直线性模组（4-2），机械手爪（4-3）；称重装置（5）包括连接器（5-1），称重座（5-2），称重天平（5-3），称重支架（5-4），滤膜托盘架（5-5），支撑杆（5-6），扫码器（5-7），称重线性模组（5-8），防扰罩（5-9），称重连杆（5-10）；所述支架横梁（3-1）与支架纵梁（3-7）通过固定器（3-4）固联成一个日字型的底部支座，底部支座通过固定器（3-4）安装在底座（2）上，在每根支撑纵梁的末端，通过固定器（3-4）固联一个支撑竖梁（3-2），在支撑竖梁（3-2）的顶端通过固定器（3-4）固定有支架固定梁（3-6），在每个支架竖梁（3-2）的一定高度上都通过固定器（3-4）固联一个层支撑梁（3-3），每层的层支撑梁（3-3）的高度相同，支架竖梁（3-2）可依实际需要安装多个层支撑梁（3-3），在每层的层支撑梁（3-3）的上部安装有滤膜放置架（3-5），滤膜放置架（3-5）的总体形状为长方形，前端有长方形的缺口，形状与机械手爪（4-3）前端的手指相对应，其上面可并排放置两片大流量的PM2.5滤膜样本；所述水平线性模组（4-1）安装在底座（2）上，可实现机械手（4）沿着水平x轴方向进行移动，竖直线性模组（4-2）安装在水平线性模组上，可使机械手（4）沿着竖直z轴方向进行移动，通过水平线性模组（4-1）和竖直线性模组（4-2）实现了机械手（4）在竖直x-z平面上的自由的移动，机械手爪（4-3）安装在竖直线性模组（4-2）上，其形状为长方形，前端有长方形的伸出手指，可与滤膜放置架（3-5）上的缺口相啮合，机械手爪（4-3）在线性模组的带动下可托起并移动长方形的滤膜样本；所述连接器（5-1）的下端与底座（2）固联，其上端与称重线性模组（5-8）固联，称重线性模组（5-8）上安装有称重连杆（5-10），称重连杆（5-10）的末端安装有防扰罩（5-9），称重连杆（5-10）和防扰罩（5-9）可随着称重线性模组（5-8）的运动而上下移动，称重座（5-2）在妨扰系统的前端，其下部与底座（2）固联，其上部放置有称重天平（5-3），称重天平（5-3）上安装有称重支架（5-4），称重支架（5-4）上安装有滤膜托盘架（5-5），滤膜托盘架（5-5）用来放置大流量PM2.5滤膜样本，支撑杆（5-6）下端安装在底座（2）上，上端安装有扫码器（5-7），用来扫描并区分PM2.5滤膜样本。
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