CN107826282B - 一种高精度自动灌装装置 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种高精度自动灌装装置，其包括，水平滑移壳体、横向支撑壳体和竖直支撑壳，在水平滑移壳体上设置有可沿着预留的纵向导轨前后沿纵向滑移的滑移托盘，在横向支撑壳体内设置有可沿着横向支撑壳体内腔左右沿横向滑移的横向滑块，竖直支撑壳内设置有可沿着竖直支撑壳内腔上下沿竖直方向滑移的竖直滑块，水平滑移壳体、横向支撑壳体和竖直支撑壳，内各设有一线性驱动单元，所述的线性驱动单元用以驱动对应的滑块沿导轨线性滑移，还设有用于驱动液体传输的传输泵，传输泵的输液管固定在所述夹块预留的夹孔内，具有多种作业方式，按照预定变成自动运行，智能化控制自动程度高，高精度传输液体，大大提高了工作效率。

Description

一种高精度自动灌装装置

技术领域

本专利属于生物制药和基因提取领域特别涉及一种高精度自动灌装装置。

背景技术

本项目是基于蠕动泵和机械自动化智能流体控制和生物基因制药行业应用装置，主要应用于生物技术以及基因工程产品的研究与开发。生物技术属于当今国际上重要的高技术领域，被认为是21世纪科学技术的核心力量。生物技术从广义的角度来说，就是人类对生物资源的利用、改造并使之为人类自身服务。生物技术应用到医药领域不仅扩大了疑难病症的研究范围，而且很好地控制了原来威胁人类健康的重大疾病。目前全世界的药品已有一半是通过生物合成的，特别是合成分子结构复杂的药物时，生物方法不仅比化学合成法简便，而且有更高的经济效益。

从微生物发酵技术到现代的基因工程制药，都离不开科研人员的探索，研究。为了提高科研人员的工作效率，节省人员时间，使得科学家将更多的精力用于研究，而不是繁琐的实验，研发出一种自动化的实验设备就显得尤为重要

在生物制药或者基因工程产品的研制开发过程中，研究人员需要在不同规格的容器内添加各种不同性质的试剂，要求环境必须洁净，无尘，无菌，添加计量精度要求高，蠕动泵由于其自身高精度、低剪切性、液体仅与软管接触等优点，成为此领域加料装置的首要选择。

目前国内滴定装置领域尚且处于研发阶段，在日常工作中，由于现有的滴定设备的限制一般都是通过螺杆滑块的运动结构移动操控输液管，但螺杆滑块的结构存在着精度差、无法有效保证液体输送位移量、容易导致液体混加等操作事故，其二就是采用驱动电机和滑块的输送结构，但是现有技术中的驱动电机往往是通过单驱动电机和副随动轮的驱动方式，其同样存在着输送失稳，容易过输送，精度低，速度慢、反馈精度差的特点，都无法进行高精度准确的液体输送，耗时较多设备寿命低。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是提供一种基于蠕动泵和机械自动化智能流体控制和生物基因制药行业应用装置，主要应用于生物技术以及基因工程产品的研究与开发，实现多通道微量高精度自动智能灌装装置，通过使用该装置，可以实现高精度液体传输，高精度位移保证，大大提高了灌装精度及其灌装效率。

本发明相对于现有技术相比具有以下有益效果：

可以同时输送不同种液体，并且定量同时灌装，每种液体相对独立，互相之间不受影响。

采用了新型的螺杆输送装置，双螺杆，螺杆螺距斜率不同，并搭配激光读数头可以如同游标卡尺一样将螺距进行组合等分，具有极高的精度，激光读数头读出数据后通过对电机发送驱动信号，通过合理的驱动搭配并且在经过数据转换后，可以实现高精度输送，三维坐标值识别度很高，通过不同种的技术方案实现了更好的技术效果。

通过设置激光读数头在两个螺杆的对应端分别设置光栅刻痕，通过可以通过读取旋转角度计算进给精度，并且采用两段式进给方式，首段进给采用高速驱动的方式，末段进给采用低速高精度驱动方式。

设置夹头可以夹取不同内径的输水管，分别对应不同容量要求容器。同时非金属、防腐蚀、低吸附材质柱头，有效防止液体溅出，柱头设计不同内径，保证微量灌装精度。

采用合适的齿轮组合，由动力螺轴进行增速，由精进螺轴进行精进，其中动力螺轴处为螺轴驱动轴套(滑块)行进，其中精进螺轴处为轴套(滑块)驱动精进螺轴行进，通过两个行进方式差别，传动链的比值上中间的各个过渡轮消掉后可以实现两个螺距的组合，两个螺轴螺距差值即为精度值，因此提供了一种新型的精进结构方式，无需搭配高精度探测仪器即可实现精进，结构简单高效成本较低，效果较好。

附图说明

图1为本发明整体的连接关系图；

图2为实施例3所公开线性驱动单元的结构图；

图3为实施例2所公开线性驱动单元的侧视结构图；

图4为实施例2所公开线性驱动单元的轴视结构图；

图5为实施例2所公开线性驱动单元的轴视结构图；

图中的附图标记为：水平滑移壳体1、横向支撑壳2、竖直支撑壳3、滑移托盘1a、竖直滑块3a、第一驱动电机4、第二驱动电机5、传送带6、驱动滑块7、动力螺轴8、过渡轴9、精进驱动套10、精进螺轴11、齿条12、过渡进给轴13

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明

实施例1，如图1所示，本发明的整体组成为提供了一种高精度自动灌装装置，其包括水平滑移壳体1、横向支撑壳2和竖直支撑壳3，所述的水平滑移壳体为水平矩形壳，位于水平滑移壳体上带有面板，在纵向导轨上配装有可沿着纵向导轨沿纵向前后滑移的滑移托盘，滑移托盘伸出至面板外，所述的横向支撑壳的两端各通过一支撑连壁固定至水平滑移壳体的两侧，以使得横向支撑壳设置在水平滑移壳体上方，在水平滑移壳体内架设有纵向导轨，水平滑移壳体内设有线性驱动单元，该线性驱动单元与纵向导轨并行设置，在横向支撑壳内架设置有横向导轨，在横向导轨上配装有可沿着横向支撑壳内腔左右横向滑移的横向滑块，横向导轨的延伸方向与纵向导轨的延伸方向在空间上相垂直，横向支撑壳内设有线性驱动单元，该线性驱动单元与横向导轨并行设置，横向支撑轴的延伸方向与纵向导轨的延伸方向相垂直，在竖直支撑壳内架设有竖直导轨，所述的竖直支撑壳竖直延伸，在竖直导轨上配装有可沿着竖直支撑壳内腔上下沿竖直方向滑移的竖直滑块，所述的竖直支撑壳竖直延伸，竖直支撑壳内设有线性驱动单元，该线性驱动单元与竖直导轨并行设置，位于竖直支撑壳体上带有面板，竖直滑块穿出至面板外，所述的竖直支撑壳固定在横向滑块上，竖直支撑壳可跟随横向滑块左右沿横向进行滑动，在竖直滑块上固定连接有一连接板，在连接板上设有用于固定输液管的夹块，夹块上带有多个，通过还设有用于驱动液体传输的传输泵，传输泵的输液管固定在所述夹块预留的夹孔内

如图3-图5所示，所述的线性驱动单元用以驱动对应的滑块沿导轨进行线性滑移，水平滑移壳体内的线性驱动单元用于驱动滑移托盘沿纵向导轨移动，横向滑移壳体内的线性驱动单元用于驱动横向滑块沿横向导轨移动，竖直滑移壳体内的线性驱动单元用于驱动竖直滑块沿竖直导轨移动，位于纵向导轨、横向导轨和竖直导轨的两端各设有一接近开关用于报警限位。

实施例2，包括上述实施例1的内容，每个所述的线性驱动单元都包括动力螺轴8、过渡进给轴13、过渡轴9、精进螺轴11和外壳，外壳上开有动力螺轴通孔、过渡轴通孔和精进螺轴通孔，动力螺轴、过渡轴和精进螺轴两两平行，在动力螺轴的两端各设有一轴座，在所述的外壳内设有移动限位组件以对驱动滑块7进行导向限位，其移动限位组件为连接架搭配导轨设置在外壳内壁上的结构方式，驱动滑块7为螺套，在驱动滑块上设有一伸出板，伸出板上开有卡箍开口，过渡进给轴配装在卡箍开口中以保持过渡进给轴随驱动滑块移动，驱动滑块与过渡进给轴同步运动且运动过程中过渡进给轴保持自转，动力螺轴配装且限位在动力螺轴通孔内，动力螺轴仅保留转动自由度，过渡轴配装在过渡轴通孔内，过渡轴仅保留转动自由度，精进螺轴配装在精进螺轴通孔内，精进螺轴仅保留移动自由度，过渡进给轴的一端为齿轮盘，过渡进给轴的另一端带有锥齿轮，与过渡进给轴的齿轮盘相对应的在外壳上开有齿轮盘开口，齿轮盘由齿轮盘开口中伸出，在过渡进给轴的齿轮盘下方位于水平滑移壳体1、横向支撑壳2和竖直支撑壳3的内壁上分别固定一齿条12，每个所述的齿轮盘一一对应的与水平滑移壳体1、横向支撑壳2和竖直支撑壳3的内壁上设置的的齿条12相啮合，过渡轴的外壁上为螺旋的斜齿，锥齿轮与过渡轴上带有的斜齿相啮合，在精进螺轴上配装有精进驱动套10，所述的精进驱动套通过设置在外壳内的滑移限位组件限位在外壳中仅保留转动自由度以保证精进螺轴可自由线性平移，与精进驱动套相对应的在外壳上开有用于观察其侧端格栅的扇形开口，精进驱动套的外壁上设有斜齿且与过渡轴相啮合，精进螺轴通过转动限位组件进行限位仅保留移动自由度，各个精进螺轴一一对应的与滑移托盘1a、竖直滑块3a和横向滑块相连接，所述的动力螺轴的螺距大于精进螺轴的螺距，动力螺轴的螺纹斜率大于精进螺轴的螺纹斜率。

所述的动力螺轴的一端连接有驱动电机，动力螺轴的另一端为读数端，精进驱动套与读数位于同一侧面的一端为精进端，在动力螺轴内和精进驱动套内各开有一通孔，位于动力螺轴的读数端和精进驱动套的精进端都刻蚀有格栅槽，动力螺轴上和精进驱动套一侧各设有一激光读数头，激光读数头与对应的格栅槽相对，对应的激光读数头的激光读数窗口位于所述的通孔旋转时所在的圆形轨迹上，以保证断续的与所述通孔相正对。

与现有技术进行对比：

实施例3，如图2所示，包括实施例1与实施例1的差别处为，所述的线性驱动单元包括第一驱动电机4和第二驱动电机5，在第一驱动电机和第二驱动电机的驱动轴之间配装有传送带6，水平滑移壳体1、横向支撑壳2、竖直支撑壳3内的线性驱动单元的传送带一一对应的与滑移托盘、横向滑块、竖直滑块相固定连接。

Claims (6)

1.一种高精度自动灌装装置，其特征在于：

包括水平滑移壳体（1）、横向支撑壳（2）和竖直支撑壳（3），在水平滑移壳体上设置有可沿着预留的纵向导轨沿纵向滑移的滑移托盘（1a）；

在横向支撑壳内设置有可沿着横向支撑壳内腔左右沿横向滑移的横向滑块；

竖直支撑壳内设置有可沿着竖直支撑壳内腔上下沿竖直方向滑移的竖直滑块（3a）；

所述的横向支撑壳位于水平滑移壳体上方，所述的竖直支撑壳固定在横向滑块上，水平滑移壳体、横向支撑壳和竖直支撑壳内各设有一线性驱动单元，所述的线性驱动单元用以驱动对应的滑块沿导轨线性滑移；

位于竖直滑块上固定连接有一连接板，在连接板上设有用于固定输液管的夹块；

还设有用于驱动液体传输的传输泵，传输泵的输液管固定在所述夹块预留的夹孔内；

每个线性驱动单元包括动力螺轴（8）、过渡进给轴（13）、过渡轴（9）和精进螺轴（11），动力螺轴、过渡轴、精进螺轴两两平行，在动力螺轴上配装有驱动滑块（7），驱动滑块与过渡进给轴同步运动且运动过程中过渡进给轴保持自转，过渡进给轴的一端与对应的内壁上设置的的齿条（12）相啮合，过渡进给轴的另一端通过锥齿轮与过渡轴上外壁开设的斜齿相啮合，在精进螺轴上配装有精进驱动套（10），精进驱动套通过外壁上设有斜齿且与过渡轴相啮合，精进驱动套通过限位组件进行限位以保证精进驱动套驱动精进螺轴自由线性平移，精进螺轴与对应的导轨上所配装的滑块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度自动灌装装置，其特征在于：所述的动力螺轴的导程大于精进螺轴的导程，动力螺轴的螺纹斜率大于精进螺轴的螺纹斜率。

3.根据权利要求1所述的一种高精度自动灌装装置，其特征在于：在驱动滑块上带有一伸出夹板，位于伸出夹板设有卡箍开口，过渡进给轴转动配装在卡箍开口中以保持过渡进给轴随驱动滑块移动，过渡进给轴的一端为齿轮盘，过渡进给轴的另一端带有锥齿轮，过渡进给轴的齿轮盘与对应的内壁上固定的齿条相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种高精度自动灌装装置，其特征在于：还包括外壳，外壳上开有动力螺轴通孔、过渡轴通孔和精进螺轴通孔，动力螺轴限位在动力螺轴通孔内，过渡轴限位在过渡轴通孔内，精进螺轴穿设在精进螺轴通孔内，与过渡进给轴的齿轮盘相对应的在外壳上开有齿轮盘开口，齿轮盘由齿轮盘开口中伸出，所述的精进驱动套通过设置在外壳内的限位组件限位在外壳中。

5.根据权利要求4所述的一种高精度自动灌装装置，其特征在于：位于动力螺轴上和精进驱动套上都开有一通孔，位于动力螺轴和精进驱动套的一端都刻蚀有格栅槽，动力螺轴上和精进驱动套一侧各设有一激光读数头，激光读数头与对应的格栅槽相对。

6.根据权利要求5所述的一种高精度自动灌装装置，其特征在于：在动力螺轴的另一端连接有驱动电机。