CN107812748A - 一种喷头清洁装置及喷头清洁方式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷头清洁装置及喷头清洁方式，该喷头清洁装置利用机械传送装置将清洗装置平移到微滴喷头下方，对微滴喷头进行超声波清洗，并采用对流烘干排栅对微滴喷头进行快速烘干。本发明可提高微滴喷头的清洁效率，精准控制微滴喷头的吃水深度，有效防止清洁过程对微滴喷头造成破坏。

Description

一种喷头清洁装置及喷头清洁方式

技术领域

本发明涉及微滴喷射配套装置领域，具体涉及一种喷头清洁装置及喷头清洁方式。

背景技术

在微滴喷射实验中，喷头的质量决定了喷射出来液滴的大小，微滴喷头的直径一般在mm级甚至um级。每一次实验完毕都需要及时对其进行清洁，否则容易使喷射液残留在喷头中堵塞喷口，以致下次喷射的时候无法正常喷射。微滴喷头的成本很高，一般在万元以上，一旦喷口被堵塞就导致喷头受损，目前清洁主要是靠人工手持清洁，实验完后需要手动拆卸下来，手持喷头放入超声波清洗机里清洁，耗时长，人工成本较高。同时，手持碰头无法准确计算喷头的吃水深度，过低无法完成准确的清洁，过深则喷头容易渗水致使喷头内的电路受损无法正常使用。

另一方面，微滴喷头清洁完后，大部分是采用自然晾干，晾干过程漫长容易影响后续的实验。同时，微滴喷头对环境的要求很高，空气中的灰尘等对其影响巨大，晾干时间过长可能导致喷头上积灰进而影响其正常使用，晾干的时间不易把控。目前对于微滴喷头的有效清洁还没有一种简单而高效的解决方案，为此，针对此需求本发明人设计了一种针对微滴喷头清洁的专用装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种避免拆装微滴喷头且可精准控制微滴喷头吃水深度的专用于微滴喷头清洁的喷头清洁装置及喷头清洁方式。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种喷头清洁装置，其包括机械传送装置、清洗装置和中控单元，机械传送装置包括工作台与安装在工作台上的机械臂，清洗装置可翻转活动安装在机械臂的末端，清洗装置可在机械臂带动下进行上下位移运行；机械臂的末端还安装有控制清洗装置水平的第三电机；清洗装置包括清洁池、角度控制模块、超声波清洗机、用于探测喷头与清洁池位置关系的位置传感器和对流烘干排栅，对流烘干排栅设置在清洁池侧壁上方，超声波清洗机设置在清洁池底面，角度控制模块与第三电机信号连接；中控单元信号连接机械传送装置和清洗装置。

较佳的，角度控制模块设置在清洁池侧壁上，角度控制模块可直接随清洁池侧壁倾斜并获得清洁池倾角信息，第三电机的输出轴与清洁池侧壁固定连接并通过输出轴控制清洁池的水平调整。

较佳的，工作台包括固定支座和旋转台，旋转台可控旋转连接在固定支座上方，机械臂安装在旋转台上，旋转台可带动机械臂进行水平方向360度旋转。

较佳的，机械臂包括一级转动臂和固定于旋转台用于控制一级转动臂的一级转动控制模块，二级转动臂和用于控制一级转动臂和二级转动臂夹角的二级转动控制模块，第三电机固定安装在二级转动臂上，一级转动臂和二级转动臂联合操作时的清洁池位置移动灵活。

较佳的，清洁池底部设有清洁液注入口与清洁液排出口，清洁池内设有控制清洁液注入量的液位传感器，采用液位传感器可对清洁池内清洁液的量进行精准控制。

较佳的，对流烘干排栅包括固定安装在清洁池上方的电热丝栅和设置在电热丝栅外侧的吹风装置，吹风装置可加速微滴喷头烘干过程。

较佳的，清洁池上方设有相对的两个电热丝栅以及透过电热丝栅对吹的两个吹风装置，多方位烘干可使烘干过程更加均衡，电热丝栅连接有功率控制器，吹风装置连接有风速控制器，通过对功率控制器和风速控制器的控制，调整烘干时间。

一种喷头清洁方式，其按照以下步骤进行：

步骤一：通过清洁池底部的清洁液注入口注入清洁液，并通过清洁池内的液位传感器控制清洁液注入量；

步骤二：通过中控单元调节工作台的旋转台及安装在工作台上的机械臂，使安装在机械臂末端装有清洁液的清洁池平移到待清洗微滴喷头下方，平移过程通过固定安装在机械臂上的第三电机及安装在清洁池侧壁上的角度控制模块保持清洁池始终水平，清洁液不外溢；

步骤三：调节机械臂使清洁池平移到待清洗微滴喷头下方，并缓慢抬升清洁池使待清洗微滴喷头恰好浸入清洁液，抬升过程通过安装在清洁池上的位置传感器控制抬升高度，避免待清洗微滴喷头触底；

步骤四：启动清洁池下方的超声波清洗机，开始对微滴喷头进行清洗；

步骤五：清洗完毕，缓慢下降清洁池使洗净的微滴喷头到达设置在清洁池上方的电热丝栅之间，启动电热丝栅及位于电热丝栅外侧的吹风装置，吹风装置透过电热丝栅向洗净的微滴喷头喷吹热风烘干微滴喷头，通过功率控制器调节电热丝栅功率，风速控制器调节吹风装置功率；

步骤六：完成微滴喷头的清洗与烘干操作后，调节机械臂使清洁池继续下移离开洗净的微滴喷头，通过调节工作台的旋转台将清洁池转移到废液处理区，调节第三电机及角度控制模块，倾斜清洁池，打开清洁池底部清洁液排出口中的电磁阀，将废液排尽。

采用上述方案后，本发明具有以下优势：

1．摈弃传统将微滴喷头放入清洁池清洁的方式，而采用清洁池主动对接微滴喷头并进行清洗，减少了拆装微滴喷头过程，提高清洗效率的同时也避免因人工接触微滴喷头造成对微滴喷头的破坏；

2．采用旋转台与机械臂结合运送清洗装置，并利用电机保持清洗装置始终水平，上述设置可以使清洁液的注入排出与微滴喷头的清洗分别在两个独立区域操作，避免清洁液的注入排出过程对微滴喷头的清洗产生影响；

3．采用液位传感器与探测微滴喷头的位置传感器结合，精准控制微滴喷头的吃水深度，避免吃水过少或吃水过多对微滴喷头的不良影响；

4．采用对流烘干排栅对清洗完的微滴喷头进行全方位烘干，可以提高微滴喷头晾干效率，避免晾干过程积灰。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的清洗装置结构示意图；

图3是本发明的角度控制模块结构示意图；

图4是本发明的中控单元结构示意图；

图5是本发明的清洗工作状态示意图；

图6是本发明的烘干工作状态示意图；

图7是本发明的废液排尽工作状态示意图；

图8是本发明的闲置收纳状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种喷头清洁装置，如图1-8所示，为本发明的较佳实施例，该清洁装置包括机械传送装置、清洗装置和中控单元1，如图1所示，机械传送装置根据微滴喷头位置在中控单元1驱动下控制清洗装置处于不同工位以完成微滴喷头清洗的各个流程环节。机械传送装置包括工作台2与安装在工作台上的机械臂3，机械臂3可控铰接在工作台2上，清洗装置可翻转活动安装在机械臂3的末端，清洗装置可在机械臂3带动下进行上下位移运行。清洗装置的可翻转活动安装可以使得清洗装置在机械臂3运动过程时刻保持水平，机械臂3的末端还安装有控制清洗装置水平的第三电机4，利用第三电机4的输出轴旋转调节清洗装置的翻转。如图1和图2所示，清洗装置包括清洁池5、角度控制模块6、超声波清洗机51、用于探测微滴喷头8与清洁池5位置关系的位置传感器52和对流烘干排栅7，对流烘干排栅7设置在清洁池5侧壁上方，超声波清洗机51设置在清洁池5底面，清洁池5内装有清洁液，超声波清洗机51对没入清洁液中的微滴喷头8进行清洗，清洗后利用对流烘干排栅7对微滴喷头8进行快速烘干，角度控制模块6与第三电机4信号连接，角度控制模块6向第三电机4发送是否要对清洗装置进行水平调节的指令。中控单元1接受用户的指令要求，信号连接机械传送装置和清洗装置，获得相关传感设备捕获的数据并对各组件的运行发布控制指令，中控单元1还设有电源线11，负责将设备接入电网为设备各组件运行提供电能。

如图1所示，工作台2包括固定支座21和旋转台22，旋转台22可控旋转连接在固定支座21上方，旋转台22与固定支座21同轴连接使得工作台2上方机构可在旋转台22带动下实现360度全角度旋转功能。机械臂3安装在旋转台22上，机械臂3包括一级转动臂31和固定于旋转台用于控制一级转动臂31的一级转动控制模块32，二级转动臂33和用于控制一级转动臂31和二级转动臂33夹角的二级转动控制模块34，第三电机4固定安装在二级转动臂33上，本实施例中安装在异于二级转动控制模块34的另一端上。一级转动控制模块32可以为安装在旋转台22表面的第一电机，第一电机的输出轴固定连接在一级转动臂31的一端，第一电机在中控单元1控制下带动一级转动臂31绕第一电机的输出轴摆动。二级转动控制模块34可以为输出轴固定连接在二级转动臂33一端的第二电机，第二电机固定安装在一级转动臂31异于固定第一电机输出轴的另一端。当第二电机在中控单元1控制下运行时，其输出轴可带动二级转动臂33绕第二电机的输出轴摆动。第一电机的输出轴与第二电机的输出轴相互平行，因此一级转动臂31和二级转动臂33将在与电机输出轴垂直的平面内摆动，一级转动臂31与二级转动臂33的联合摆动使得二级转动臂33末端的清洗装置位置灵活多变。

如图2和图3所示，角度控制模块6可以固定安装在清洁池5侧壁，包括可探测清洁池5是否水平的倾角传感器61、接受倾角传感器输出信号的角度控制芯片62以及驱动第三电机的电机驱动电路模块63，倾角传感器61定时获取清洁池5偏离水平的倾角信息并将其传递给角度控制芯片62，角度控制芯片62通过内部程序向电机驱动电路模块63下达让清洁池5趋于水平的调节指令，基于电机驱动电路模块63向第三电机4发送电机驱动指令指示第三电机4运行，第三电机4的输出轴与清洁池5侧壁固定连接并可带动清洁池5进行翻转，第三电机4在电机驱动电路模块63驱动下进行正旋或反旋，使得清洁池5趋于维持在水平状态。

如图2所示，清洁池5底部还设有清洁液注入口53，清洁池内设有控制清洁液注入量的液位传感器57，当要开始进行微滴喷头清洗时，可将清洁液注入口53与清洁液注入装置9进行对接，由清洁液注入装置9向清洁池5内注入清洁液，液位传感器57实时获得当前液位信息并通过显示设备进行展示，操作员可根据当前液位信息及时关闭清洁液注入装置9，清洁液注入装置9可以由中控单元1控制。进一步，也可以将液位传感器57的输出信号连入清洁液注入装置9的启闭控制电路中，当液位传感器57监测液位信息抵达清洁液注入装置9内部设置的阈值时，关闭清洁液注入装置9停止注入清洁液。清洁液注入口53内可以设置单向阀54，当清洁液注入完毕，清洁池5脱离清洁液注入装置9后可防止内部清洁液从清洁液注入口53倒流出。

如图2所示，清洁池5底部设有清洁液排出口55，清洁液排出口55的开口可以设置在清洁池5处于非水平状态时的最低点，例如，开口可以设置在清洁池5底面与侧面连接处，当清洗工作结束时可以通过第三电机驱动翻转清洁池5，使清洁液排出口55处于最低，将清洁液排除干净。清洁液排出口55内可以设置电磁阀56，通过电磁阀56控制清洁液是否可以从清洁液排出口55排出，电磁阀56可以经由中控单元1进行控制。

清洗装置的位置传感器52可以为安装在清洁池5侧壁顶面的距离传感器，利用距离传感器探测用于固定微滴喷头8的实验设备到清洁池5间距离，结合清洁液液位和微滴喷头8的尺寸来计算微滴喷头8没入清洁液高度。也可以为安装在清洁池5侧壁内侧面的红外对管传感器，当微滴喷头8没入指定位置时，红外对管传感器发送微滴喷头8到位指令，开始对微滴喷头8分别进行清洗或烘干。

如图2所示，对流烘干排栅7包括固定安装在清洁池5上方的电热丝栅71和设置在电热丝栅71外侧的吹风装置72。本实施例中为了让微滴喷头8接受多角度均衡烘干，清洁池5上方设有相对的两个电热丝栅71以及透过电热丝栅71对吹的两个吹风装置72，两个吹风装置72分别通过一电热丝栅71向清洁池5上方中间吹风，两股对冲的热风在微滴喷头8上对撞后朝多个方向发散，快速将微滴喷头8烘干。如图4所示，电热丝栅71还可连接有功率控制器73，通过功率控制器73使得电热丝栅71以不同功率发热；吹风装置72可以连接有风速控制器74，风速控制器74控制吹风装置72可形成不同风力大小的微风。功率控制器73与风速控制器74可对微滴喷头8的烘干时间进行控制，在保证微滴喷头8不被破坏的基础上较快的烘干微滴喷头8留待下次实验使用，功率控制器73和风速控制器74可以经由中控单元1进行控制。

如图4所示，中控单元1包括控制面板11、中央控制芯片12以及相关组件设备的驱动电路13，实现对装置各组件运行的控制，例如，旋转台22、电机输出轴的转动角度控制，超声波清洗机51、清洁液注入装置9、清洁液排出口中电磁阀56、电热丝栅71和吹风装置72、角度控制模块6的启闭等，控制面板11负责接受来自用户的指令信息的输入，中央控制芯片12获得外界指令及传感器传送来的监测结果，对各组件设备发布是否运行的指令，经组件设备对应的驱动电路13，如电机驱动电路、吹风装置驱动电路、清洁液注入装置驱动电路等，驱动各组件设备稳定运行。具体的，例如在获得液位传感器57告知清洁液注入完成后，关闭清洁液注入装置9；在获得超声波清洗机51启动指令以及位置传感器52告知微滴喷头8已到位后，启动超声波清洗机51对微滴喷头8进行清洗，并在清洗步骤完成后，根据位置传感器52监测结果开启电热丝栅71和吹风装置72；在烘干微滴喷头8时，根据用户指令对功率控制器73和风速控制器74进行调节控制；在确认清洗烘干步骤完成且清洗装置到达废液处理区时，停止运行角度控制模块6中倾角传感器61，通过角度控制模块6控制第三电机4使清洁池5倾斜，并打开电磁阀56排出清洁液。

使用上述喷头清洁装置时，按照以下步骤进行：

步骤一：通过清洁池5底部的清洁液注入口53注入清洁液，并通过清洁池内的液位传感器57控制清洁液注入量；

步骤二：根据用户要求，通过中控单元1调节工作台2的旋转台22及安装在工作台2上的机械臂3，使安装在机械臂3末端装有清洁液的清洁池5平移到待清洗微滴喷头8下方，平移过程通过固定安装在机械臂3上的第三电机4及安装在清洁池5侧壁上的角度控制模块6保持清洁池5始终水平，清洁液不外溢；

步骤三：如图5所示，调节机械臂3使清洁池5平移到待清洗微滴喷头8下方，并缓慢抬升清洁池5使待清洗微滴喷头8恰好浸入清洁液，抬升过程通过安装在清洁池5上的位置传感器52控制抬升高度，避免待清洗微滴喷头8触底；

步骤四：启动清洁池5下方的超声波清洗机51，开始对微滴喷头8进行清洗；

步骤五：如图6所示，清洗完毕，缓慢下降清洁池5使洗净的微滴喷头8到达设置在清洁池5上方的电热丝栅71之间，启动电热丝栅71及位于电热丝栅71外侧的吹风装置，吹风装置透过电热丝栅71向洗净的微滴喷头8喷吹热风烘干微滴喷头8，通过功率控制器调节电热丝栅71功率，风速控制器调节吹风装置功率；

步骤六：如图7所示，完成微滴喷头的清洗与烘干操作后，调节机械臂3使清洁池5继续下移离开洗净的微滴喷头8，通过调节工作台2的旋转台22将清洁池5转移到废液处理区，调节第三电机4及角度控制模块6，倾斜清洁池5，打开清洁池5底部清洁液排出口55中的电磁阀56，将废液排尽；

步骤七：如图8所示，机械臂3收拢，减少占地空间。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种喷头清洁装置，其特征在于：包括机械传送装置、清洗装置和中控单元，所述机械传送装置包括工作台与安装在所述工作台上的机械臂，所述清洗装置可翻转活动安装在所述机械臂的末端，所述清洗装置可在所述机械臂带动下进行上下位移运行；所述机械臂的末端还安装有控制所述清洗装置水平的第三电机；所述清洗装置包括清洁池、角度控制模块、超声波清洗机、用于探测喷头与所述清洁池位置关系的位置传感器和对流烘干排栅，所述对流烘干排栅设置在清洁池侧壁上方，所述超声波清洗机设置在所述清洁池底面，所述角度控制模块与所述第三电机信号连接；所述中控单元信号连接所述机械传送装置和所述清洗装置。

2.根据权利要求1所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述角度控制模块设置在所述清洁池侧壁上，所述第三电机的输出轴与所述清洁池侧壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述工作台包括固定支座和旋转台，所述旋转台可控旋转连接在所述固定支座上方，所述机械臂安装在所述旋转台上。

4.根据权利要求3所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述机械臂包括一级转动臂和固定于所述旋转台用于控制所述一级转动臂的一级转动控制模块，二级转动臂和用于控制所述一级转动臂和二级转动臂夹角的二级转动控制模块，所述第三电机固定安装在所述二级转动臂上。

5.根据权利要求1所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述清洁池底部设有清洁液注入口与清洁液排出口，所述清洁池内设有控制清洁液注入量的液位传感器。

6.根据权利要求1所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述对流烘干排栅包括固定安装在所述清洁池上方的电热丝栅和设置在所述电热丝栅外侧的吹风装置。

7.根据权利要求6所述的一种喷头清洁装置，其特征在于：所述清洁池上方设有相对的两个所述电热丝栅以及透过所述电热丝栅对吹的两个吹风装置，所述电热丝栅连接有功率控制器，所述吹风装置连接有风速控制器。

8.一种喷头清洁方式，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤一：通过清洁池底部的清洁液注入口注入清洁液，并通过清洁池内的液位传感器控制清洁液注入量；

步骤二：通过中控单元调节工作台的旋转台及安装在工作台上的机械臂，使安装在所述机械臂末端装有清洁液的所述清洁池平移到待清洗微滴喷头下方，平移过程通过固定安装在所述机械臂上的第三电机及安装在所述清洁池侧壁上的角度控制模块保持所述清洁池始终水平，清洁液不外溢；

步骤三：调节所述机械臂使所述清洁池平移到待清洗微滴喷头下方，并缓慢抬升所述清洁池使待清洗微滴喷头恰好浸入清洁液，抬升过程通过安装在所述清洁池上的位置传感器控制抬升高度，避免待清洗微滴喷头触底；

步骤四：启动所述清洁池下方的超声波清洗机，开始对微滴喷头进行清洗；

步骤五：清洗完毕，缓慢下降所述清洁池使洗净的微滴喷头到达设置在所述清洁池上方的电热丝栅之间，启动所述电热丝栅及位于所述电热丝栅外侧的吹风装置，所述吹风装置透过所述电热丝栅向洗净的微滴喷头喷吹热风烘干微滴喷头，通过功率控制器调节电热丝栅功率，风速控制器调节吹风装置功率；

步骤六：完成微滴喷头的清洗与烘干操作后，调节所述机械臂使所述清洁池继续下移离开洗净的微滴喷头，通过调节工作台的旋转台将清洁池转移到废液处理区，调节所述第三电机及角度控制模块，倾斜所述清洁池，打开所述清洁池底部清洁液排出口中的电磁阀，将废液排尽。