CN108760440A - 一种农药残留检测前处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农药残留检测前处理装置，属于食品检测装置领域。本发明包括离心管架一、离心管架二、离心管架三、离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三；所述离心管架一、离心管架二、离心管架三均设置在传送带上。在控制机构的控制下，可自动批量完成农药残留检测前处理过程，本发明代替人操作，可大批次完成农药残留检测前处理工作，使工作效率、质量提高，劳动强度降低。
Description
技术领域
本发明涉及食品检测装置领域，特别涉及一种农药残留检测前处理装置。
背景技术
农药残留是指农药使用后残存于环境、生物体和食品中的农药母体、衍生物、代谢物、降解物和杂质的总称。造成蔬菜农药残留量超标的主要是一些国家禁止在蔬菜生产中使用的有机磷农药和氨基甲酸酯类农药，如甲胺磷、氧化乐果、甲拌磷、对硫磷、甲基对硫磷等。食用含有大量高毒、剧毒农药残留引起的食物会导致人、畜急性中毒事故。长期食用农药残留超标的农副产品，虽然不会导致急性中毒，但可能引起人和动物的慢性中毒，导致疾病的发生，诱发癌症，甚至影响到下一代。
农业产业化的发展使农产品的生产越来越依赖于农药、抗生素和激素等外源物质。我国农药在农产品的用量居高不下，而这些物质的不合理使用必将导致农产品中的农药残留超标，影响消费者食用安全，严重时会造成消费者致病、发育不正常，甚至直接导致中毒死亡。农药残留超标也会影响农产品的贸易，世界各国对农药残留问题高度重视，对各种农副产品中农药残留都规定了越来越严格的限量标准，使中国农产品出口面临严峻的挑战。
目前农药残留快速检测方法种类繁多，究其原理来说主要分为两大类：生化测定法和色谱检测法。其中生化测定法中的酶抑制率法由于具有快速、灵敏、操作简便、成本低廉等特点，被列为国家推荐标准方法（GB/T 5009.199-2003），已成为对果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留进行现场快速定性初筛检测的主流技术之一，得到了越来越广泛的应用。
在检测蔬菜、肉类、果品等农药残留时，要对称样完毕的试样分别加入2种定量试剂后，拧盖依次上涡旋机摇匀、超声波清洗机充分清洗、高速离心机离心；然后拧下盖取上清液于15mL离心管中，加入第三种试剂后拧好盖，再依次上涡旋机摇匀、高速离心机离心；最后拧下盖取上清液过0.22微米有机滤膜到1.5mL进样小瓶中，拧好小瓶盖，待上机测出农药残留值。
由于样品数量极多，前处理工作繁杂、耗时，操作均为人工，劳动强度大，常出现人为差错，工作质量效率不高，现还没有一种可代替人操作完成大批次前处理工作的自动化装置。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种农药残留检测前处理装置，以代替人工操作，可一次性大批量完成农药残留检测前处理，工作效率以及工作质量均显著提升。
本发明的技术方案为：
一种农药残留检测前处理装置，包括离心管架一、离心管架二、离心管架三、离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三；所述离心管架一、离心管架二、离心管架三均设置在传送带上；
所述离心管架一上设有若干柔性左部抱箍和若干柔性右部抱箍，相邻柔性左部抱箍与柔性右部抱箍之间形成离心管容置空间；夹持控制电机通过连接机构分别连接柔性左部抱箍和柔性右部抱箍并控制柔性左部抱箍与柔性右部抱箍靠近或远离；
所述离心管架二、离心管架三的结构与所述离心管架一结构相同；（述离心管架二、离心管架三不同之处在于：柔性左部抱箍和柔性右部抱箍的内径不同，即所加持的离心管外径不同）；
所述离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三均包括移动机构；所述移动机构包括Z向移动单元和Y向移动单元；
所述离心管拧盖移动装置一、离心管拧盖移动装置二以及离心管拧盖移动装置三均还包括固定于所述移动机构上的若干拧盖机构；所述拧盖机构的个数和位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；所述拧盖机构包括固定在所述移动机构上的短行程伸缩电机一，所述短行程伸缩电机一的伸缩轴固定连接旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定连接下部开口的外管，所述外管上固定有十字水平板，所述十字水平板的上面固定设置短行程伸缩电机二，所述短行程伸缩电机二的输出轴固定连接内管的顶部；所述内管与外管滑动连接，所述内管上设有防止十字水平板影响其与外管相对滑动的开口；所述十字水平板下部固定有弹性垫，所述弹性垫内设有压力传感器；所述外管底部设有厚度小于内管的凸环，所述凸环与内管的底部之间固定有柔性环；
所述加液移动装置一、加液移动装置二以及加液移动装置三均还包括加液机构；所述加液机构包括固定于所述移动机构上的试剂容器，所述试剂容器的底部竖直设置若干加液管；所述加液管的个数与位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；各所述加液管上均设有电控出液阀、电控计量阀和电控进气阀；
所述吸液加液移动装置一以及吸液加液移动装置二还包括固定于所述移动机构上的吸液加液机构；所述吸液加液机构包括若干吸液管；所述吸液管的个数与位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；所述吸液管上设有液面传感器；所述吸液管的顶部通过压力腔连通正负压转换泵；
所述离心管拧盖移动装置一的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架一、多管涡旋机、超声波清洗器和离心机；
所述离心管拧盖移动装置二的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架二、多管涡旋机和离心机；
所述离心管拧盖移动装置三下方设有离心管盖放置架三；
所述吸液加液移动装置二的下方设有滤膜放置架，所述滤膜放置架上放置有一次性针头过滤器；所述一次性针头过滤器与吸液管的个数和位置对应。
作为优选方案，所述连接机构包括与所述夹持控制电机中心轴固定连接并与之垂直的的连扳，与所述连扳上端铰接的上连杆，与所述连扳下端铰接的下连杆，与所述上连杆铰接的上移动杆，与所述下连杆铰接的下移动杆；所述上移动杆上连接有若干与之垂直并与夹持控制电机的中心轴平行的左水平滑杆；各所述左水平滑杆分别通过一左直角连杆与上移动杆固定连接；所述下移动杆上连接有若干与之垂直并与夹持控制电机的中心轴平行的右水平滑杆；各所述右水平滑杆分别通过一右直角连杆与下移动杆固定连接；各所述左水平滑杆的两端以及各所述右水平滑杆的两端与离心管架一的边部滑槽滑动连接。
进一步地，各所述左水平滑杆上均固定有柔性左部抱箍，各所述右水平滑杆上均固定有柔性右部抱箍。
作为优选方案，所述连扳通过键与夹持控制电机中心轴固定连接。
作为优选方案，所述连扳的上端通过轴一铰接上连杆的第一端，所述上连杆的第二端铰接通过轴二铰接上移动杆；所述连扳的下端通过轴三铰接下连杆的第一端，所述下连杆的第二端通过轴四铰接下移动杆。
作为优选方案，所述移动机构包括四个Z向移动电机以及两条与所述Z向移动电机的输出轴平行的Y向导轨；四个Z向移动电机分别固定在两条Y向导轨的两端部；各Z向移动电机的输出轴上固定有齿轮，齿轮与齿条啮合；所述Y向导轨上设有单边定位滚轮，所述单边定位滚轮安装在Y向移动电机的输出轴上；所述Y向移动电机通过轴托架固定于安装板。
作为优选方案，所述吸液管的上部设有用于微调吸液管高度的吸液管高度调节电机。
作为优选方案，所述离心管拧盖移动装置一以及离心管拧盖移动装置二的下方均设有离心机防护盖移动机构；所述防护盖移动机构包括与离心机防护盖固定连接的水平伸缩轴，水平伸缩轴与水平伸缩电机的输出轴固定连接；所述水平伸缩电机固定在垂直伸缩电机的输出轴上。
作为优选方案，离心管架一、离心管架二、离心管架三、离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三上均设有激光对准测距装置。
进一步地，各所述夹持控制电机、Z向移动单元、Y向移动单元、短行程伸缩电机一、旋转电机、短行程伸缩电机二 、压力传感器、电控出液阀、电控计量阀、电控进气阀、液面传感器、正负压转换泵、多管涡旋机、超声波清洗器、离心机、激光对准测距装置均与总控制器连接。
本发明的有益效果为：
1、本发明中离心管架上的离心管容置空间松紧可调，在夹持控制电机的作用下可夹紧离心管，可与拧盖机构配合实现拧卸盖；当夹持控制电机放松离心管后，可便于取放离心管。
2、本发明中的自动拧盖机构可自动握紧离心管盖，在离心管架上夹持控制电机配合夹紧离心管的状态下，又可通过旋转电机拧开或拧上离心管盖；而且，拧盖机构还可在代替人手压持离心管盖进行涡旋操作。
3、本发明代替人操作，可大批次完成农药残留检测前处理工作，使工作效率、质量提高，劳动强度降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明农药残留检测前处理装置的主视结构示意图；
图2为图1中左端部的放大结构示意图；
图3为图1中离心管架一的放大结构示意图；
图4为图1中离心管架二的放大结构示意图；
图5为图1中离心管架三的放大结构示意图；
图6为图1中离心管拧盖移动装置一及其下方相关结构的放大示意图；
图7为图1中离心管拧盖移动装置一的放大结构示意图；
图8为图1中加液移动装置一的放大结构示意图；
图9为图1中加液移动装置二的放大结构示意图；
图10为图1中吸液加液移动装置一的放大结构示意图；
图11为图1中加液移动装置三的放大结构示意图；
图12为图1中离心管拧盖移动装置二及其下方相关结构的放大示意图；
图13为图1中离心管拧盖移动装置二的放大结构示意图；
图14为图1中吸液加液移动装置二的放大结构示意图；
图15图1中离心管拧盖移动装置三的放大结构示意图；
图16为图3中Ⅰ 的放大结构示意图；
图17为图7中Ⅱ的放大结构示意图；
图18为涡旋压持试管状态的放大示意图；
图19为本发明农药残留检测前处理装置的俯视结构示意图；
图20为图19中左端部的放大结构示意图；
图21为图19中离心管架二的放大结构示意图；
图22为图19中离心管架三的放大结构示意图；
图23为图19中离心管拧盖移动装置一及其下方相关结构的放大示意图；
图24为图19中加液移动装置一的放大结构示意图；
图25为图19中加液移动装置二的放大结构示意图；
图26为图19中吸液加液移动装置一的放大结构示意图；
图27为图19中加液移动装置三的放大结构示意图；
图28为图19中离心管拧盖移动装置二及其下方相关结构的放大示意图；
图29为图19中吸液加液移动装置二71的放大结构示意图；
图30为图19中离心管拧盖移动装置及其下方相关结构的放大示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1-图30所示，一种农药残留检测前处理装置，包括离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20、离心管拧盖移动装置一26、加液移动装置一38、加液移动装置二42、吸液加液移动装置一48、加液移动装置三57、离心管拧盖移动装置二61、吸液加液移动装置二71、离心管拧盖移动装置三79。
离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20均设置在齿形传送带8上；离心管拧盖移动装置一26、加液移动装置一38、加液移动装置二42、吸液加液移动装置一48、加液移动装置三57、离心管拧盖移动装置二61、吸液加液移动装置二71、离心管拧盖移动装置三79沿直线依次跨设在齿形传送带8的上方。
如图2、图20所示，在水平工作台面3上通过多个螺栓1固定多对轴座2，每对轴座2上装有齿轮轴7，各齿轮轴7上均装有圆柱齿轮6。螺栓1将传送带电机5固定在工作台面3上，传送带电机轴82通过联轴器83与端部的齿轮轴7连接，每个圆柱齿轮6均与齿形传送带8啮合，在齿形传送带8上设有三组角形定位板9，每组角形定位板9分别将离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20固定在齿形传送带8的纵向中心线上。
如图3、图4、图5、图20、图21、图22所示，离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20的结构相同，区别仅在于夹持的离心管的管径不同，离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20均包括架体，离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20的架体上均设有离心管夹持机构。
如图16所示，离心管夹持机构包括固定设置在离心管架体100上的夹持控制电机99，夹持控制电机中心轴96通过键97固定连接连扳98，连扳98与夹持控制电机中心轴96垂直。连扳98的上端通过轴一101铰接上连杆102的第一端，上连杆102的第二端铰接通过轴二103铰接上移动杆110，具体铰接部位为上移动杆端部104，上移动杆端部104与上移动杆110为一体结构；连扳98的下端通过轴三95铰接下连杆90的第一端，下连杆90的第二端通过轴四89铰接下移动杆115，具体铰接部位为下移动杆端部88，下移动杆端部88与下移动杆115为一体结构。
上移动杆110上连接有若干左直角连杆，左直角连杆包括与上移动杆110垂直的左直角连杆竖直端106以及与左直角连杆竖直端106垂直的左直角连杆水平端105，左直角连杆水平端105固定连接左水平滑杆107，左水平滑杆107与上移动杆110垂直并与夹持控制电机中心轴96平行。
下移动杆115上连接有若干右直角连杆，右直角连杆包括与下移动杆115垂直的右直角连杆竖直端112以及与右直角连杆竖直端112垂直的右直角连杆水平端114，右直角连杆水平端114固定连接右水平滑杆111，右水平滑杆111与下移动杆115垂直并与夹持控制电机中心轴96平行。
各左水平滑杆107的两端以及各右水平滑杆111的两端与离心管架体100上的边部滑槽113滑动连接。该设置可以保证上移动杆110以及下移动杆115均仅在左右方向移动。
各左水平滑杆107上均固定有若干柔性左部抱箍108，各右水平滑杆111上均固定有若干柔性右部抱箍109，各相邻柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109相对设置，且相邻柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109相对设置之间形成离心管容置空间。在本实施例中柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109均由乳胶材料制成。
当夹持控制电机99带动夹持控制电机中心轴96顺时针转动时，上移动杆110向右移动，进而带动左水平滑杆107上的柔性左部抱箍108向右移动；同时，下移动杆115向左移动，进而带动右水平滑杆111上的柔性右部抱箍109向左移动，柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109之间的间隙变小，离心管被夹紧。
当夹持控制电机99带动夹持控制电机中心轴96逆时针转动时，上移动杆110向左移动，进而带动左水平滑杆107上的柔性左部抱箍108向左移动；同时，下移动杆115向右移动，进而带动右水平滑杆111上的柔性右部抱箍109向右移动，柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109之间的间隙变大，离心管夹紧状态解除。
在本实施例中，上移动杆110上沿着X方向均布十根左水平滑杆107，各左水平滑杆107均布五个柔性左部抱箍108。下移动杆115上沿着X方向均布十根右水平滑杆111，各右水平滑杆111均布五个柔性右部抱箍109。这样离心管架上可以夹持五十根离心管。
离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20的结构完全相同，只是柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109之间的间隙不同（即所夹持的离心管外径不同），在本实施例中，离心管架一13用于放置50mL离心管11，离心管架二14用于放置15mL离心管、离心管架三20用于放置1.5mL离心管，1.5mL离心管用于盛放待前处理完毕待检测的样品，也可以为小试样瓶。
离心管架一13上放置的各50mL离心管11、离心管架二14上放置的各15mL离心管、离心管架三20上放置的各1.5mL离心管的位置一一对应。无论柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109靠近还是远离，各离心管架上的各离心管垂直轴中心线之间的距离不变。
离心管架一13、离心管架二14、离心管架三20上均设有离心管架底板87，离心管架底板87的左端设有UPS电源93。离心管架体100的侧面通过螺栓1固定有电机座92，夹持控制电机99固定在电机座92上。
离心管架一13上所有50mL离心管11的中部相对的离心管架底板87上固定安装激光对准测距装置一12；离心管架二14上所有15mL离心管的中部相对的离心管架底板87上固定安装激光对准测距装置二174，离心管架三20上各1.5mL离心管的中部相对的离心管架底板87上固定安装激光对准测距装置三175。激光对准测距装置一12、激光对准测距装置二174和激光对准测距装置三175的作用在于可将不同离心管架上的各管在位置上一一对应。
离心管拧盖移动装置一26、离心管拧盖移动装置二61、离心管拧盖移动装置三79、加液移动装置一38、加液移动装置二42、加液移动装置三57、吸液加液移动装置一48、吸液加液移动装置二71均包括移动机构和执行机构。
离心管拧盖移动装置一26、离心管拧盖移动装置二61、离心管拧盖移动装置三79的执行机构为拧盖机构。加液移动装置一38、加液移动装置二42、加液移动装置三57的执行机构为加液机构。吸液加液移动装置一48、吸液加液移动装置二71的执行机构为吸液加液机构。
离心管拧盖移动装置一26、离心管拧盖移动装置二61、离心管拧盖移动装置三79、加液移动装置一38、加液移动装置二42、加液移动装置三57、吸液加液移动装置一48、吸液加液移动装置二71上的移动机构结构相同。
移动机构包括Z向移动单元和Y向移动单元；即，该移动机构可Z向和Y向两个方向移动。移动机构包括四个Z向移动电机159以及两条与Z向移动电机159的输出轴平行的Y向导轨157，两导轨157通过连接杆156连接为一体。四个Z向移动电机159分别通过螺栓1固定在两条Y向导轨157的两端部；各Z向移动电机159的输出轴上固定有齿轮160；各装置的四根架体立杆24均通过螺栓1固定设置齿条116，各齿条116分别与一齿轮160啮合。Y向导轨157上设有单边定位滚轮123，单边定位滚轮123安装在Y向移动电机126的输出轴上；Y向移动电机126通过螺栓1固定在轴托架122上，轴托架122通过螺栓1固定在安装板131上。安装板131上用于安装各装置的执行机构，这样各执行机构可随安装板131在Z向和Y向移动。
为了加强安装板131的强度和刚性稳固性，在安装板131的左右两边分别固定设置左下宽横杆120和右下宽横杆，在下宽横杆120和右下宽横杆上方本别设置左竖杆119和右竖杆，在左竖杆119和右竖杆的上方分别设置左上宽横杆118和右宽横杆，在左上宽横杆118和右宽横杆之间设置与安装板131平行且相对的上长横杆128。当然用以增加安装板131强度和稳固性的这些结构也可省略。
离心管拧盖移动装置一26、离心管拧盖移动装置二61以及离心管拧盖移动装置三79的执行机构为若干拧盖机构；拧盖机构的个数和位置均与离心管容置空间对应，在本实施例的三个离心管架均设有五排十列共五十个离心管容置空间，对应的，各离心管拧盖移动装置也设置五排十列共五十个拧盖机构。
每个拧盖机构包括通过螺栓1固定在安装板131上的短行程伸缩电机一129，短行程伸缩电机一的伸缩轴132下端固定有法兰盘134，旋转电机135通过螺栓1固定在法兰盘134上。旋转电机的输出轴136下端通过螺栓1固定连接下部开口的外管148，外管148上通过螺栓固定有十字水平板142，十字水平板142的上面通过螺栓1固定设置短行程伸缩电机二140，短行程伸缩电机二的输出轴139通过螺栓1固定连接内管145的顶部；内管145与外管148滑动连接，内管145上设有防止十字水平板142影响其与外管148相对滑动的开口143；十字水平板142下部固定有弹性垫153，弹性垫153内设有压力传感器152；外管148底部设有厚度小于内管145的凸环149，凸环149与内管145的底部之间通过螺栓1固定有柔性环147。弹性垫153以及柔性环147之间的空间构成夹持瓶盖部位78。在本实施例中弹性垫153为乳胶弹性垫，柔性环147为耐磨乳胶柔性环。
在移动机构中Z向移动电机159和Y向移动电机126的带动下，拧盖机构的夹持瓶盖部位78移动至离心管盖151上方附近，短行程伸缩电机二 140工作，短行程伸缩电机二的输出轴139带动内管145下降，使内弯曲变形的柔性环147产生径向力达到适宜握紧离心管盖151的目的。当离心管夹持机构中夹持控制电机99顺时针转动时，柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109靠近抱紧离心管11（或15、21）后，旋转电机135工作可拧上或拧下离心管盖151。弹性垫153中的压力传感器152可感知拧上或拧下离心管盖151的进程力度。当短行程伸缩电机二 140反向工作时，短行程伸缩电机二的输出轴139拉动内弯曲变形的柔性环147上端上移，使得柔性环147被拉直，拉直后，柔性环147与离心管盖151之间产生间隙144，短行程伸缩电机一129微动作，可使压力传感器152感知一定压力，可代替人手压持离心管盖151，进行涡旋操作。
加液移动装置一38、加液移动装置二42以及加液移动装置三57的执行机构为加液机构；加液机构包括固定于移动机构上的试剂容器36，在本实施例中，安装板131上通过连接架34固定安装连接板35，连接架34通过螺栓1与安装板131固定连接，试剂容器36固定在连接板35上。试剂容器36的底部竖直设置若干加液管39，在本实施例中，各加液机构中，加液管39的个数与位置与离心管架上离心管容置空间的一一对应，共设置五行十列共五十个加液管39。各加液管39上均设有电控出液阀29、电控计量阀31和电控进气阀30。
吸液加液移动装置一48以及吸液加液移动装置二71的执行机构为吸液加液机构；吸液加液机构包括若干吸液管43；吸液管43的个数与位置均与离心管架一13上的离心管容置空间对应，在本实施例中吸液加液机构中设置五排十列共五十个吸液管43；吸液管43上设有液面传感器86；各吸液管43的上端连接伸缩管44，伸缩管44为吸液管高度调节电机45的中空轴，伸缩管44的连通压力腔46压力腔46上装有正负压转换泵47，正负压转换泵47上有进气孔72和出气孔73。各正负压转换泵47通过螺栓固定在连接板35上，连接板35与安装板131固定连接。
离心管拧盖移动装置一26的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架一27、多管涡旋机一28、超声波清洗器84和离心机一22。离心机一的防护盖23固定连接水平伸缩轴一16，水平伸缩轴一16与水平伸缩电机一17的输出轴固定连接；水平伸缩电机一17固定在垂直伸缩电机一19的输出轴一18上。
离心管拧盖移动装置二61的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架二63、多管涡旋机二64和离心机二66。离心机二的防护盖65固定连接水平伸缩轴二55，水平伸缩轴二55与水平伸缩电机二56的输出轴固定连接；水平伸缩电机二56固定在垂直伸缩电机二53的输出轴二54上。
离心管拧盖移动装置三79下方设有离心管盖盖放置架三77。
吸液加液移动装置二71的下方设有滤膜放置架76，滤膜放置架76上放置有一次性针头过滤器173；一次性针头过滤器173与吸液管43的个数和位置对应。
根据上述描述，离心管架一13上可放置五行十列共五十个50mL离心管11，离心管架二14上可放置五行十列共五十个15mL离心管15，离心管架三20上可放置五行十列共五十个15mL离心管2，加液移动装置一38上设置有五行十列共五十个加液管39，加液移动装置二42上设置有五行十列共五十个加液管39，加液移动装置三57上设置有五行十列共五十个加液管39，吸液加液移动装置一48上设置有五行十列共五十个吸液管43，吸液加液移动装置二71上设置有五行十列共五十个吸液管43，离心管拧盖移动装置一26上设有五行十列共五十个拧盖机构，离心管拧盖移动装置二61上设有五行十列共五十个拧盖机构，离心管拧盖移动装置三79上设有五行十列共五十个拧盖机构；滤膜放置架76上放置有五行十列共五十个一次性针头过滤器173。
离心管架一13上的五十个50mL离心管11，每相邻两50mL离心管11垂直中心线之间的间距均相等，即五十个50mL离心管11呈矩阵排列，且行间距与列间距相等。
离心管架二14上的五十个15mL离心管15也是呈矩阵排列，在离心管架一13与离心管架二上下叠放时，五十个15mL离心管15的五十根垂直中心线与五十个50mL离心管11的五十根垂直中心线一一重合。当然，离心管架一13与离心管架二14在实际工作时不会叠放，这里只是为了说明离心管架一13与离心管架二14上离心管容置空间的位置排布。
同样的，离心管架三20上五十个1.5mL离心管21的垂直中心线、加液移动装置一38上五十个加液管39的垂直中心线，加液移动装置二42上五十个加液管39的垂直中心线，加液移动装置三57上五十个加液管39的垂直中心线，吸液加液移动装置一48上五十个吸液管43的垂直中心线，吸液加液移动装置二71上五十个吸液管43的垂直中心线，离心管拧盖移动装置一26上五十个拧盖机构的垂直中心线，离心管拧盖移动装置二61上五十个拧盖机构的垂直中心线，离心管拧盖移动装置三79上五十个拧盖机构的垂直中心线、滤膜放置架76上五十个一次性针头过滤器173的垂直中心线的排布均与离心管架一13上的五十个50mL离心管11的垂直中心线的排布完全相同。
离心管架一13的离心管架底板87上与五十个50mL离心管11的中心（矩阵所成矩形两对角线的交点）所对的位置固定有激光对准测距装置一12；离心管架二14的离心管架底板87上与五十个15mL离心管15的中心所对的位置固定有激光对准测距装置二174；离心管架三20的离心管架底板87上与五十个1.5mL离心管21的中心所对的位置固定有激光对准测距装置三175；离心管拧盖移动装置一26的安装板上131与五十个拧盖机构的中心相对的位置固定有激光对准测距装置四165；加液移动装置一38上试剂容器36的底面与五十个加液管39的中心所对的位置固定有激光对准测距装置五164；加液移动装置二42上试剂容器36的底面与五十个加液管39的中心所对的位置固定有激光对准测距装置六166；吸液加液移动装置一48上连接板35的底面与五十个吸液管43的中心所对的位置固定有激光对准测距装置七167；加液移动装置三57上试剂容器36的底面与五十个加液管39的中心所对的位置固定有激光对准测距装置八168；离心管拧盖移动装置二61的安装板上131与五十个拧盖机构的中心相对的位置固定有激光对准测距装置九169；吸液加液移动装置二71上连接板35的底面与五十个吸液管43的中心所对的位置固定有激光对准测距装置十170；离心管拧盖移动装置三79的安装板上131与五十个拧盖机构的中心相对的位置固定有激光对准测距装置十一172；滤膜放置架76的中心位置设有激光对准测距装置十二171。
以上为本发明的机械机构，本发明还包括自动控制系统，本发明的自动控制系统包括总PLC控制器10以及设置在离心管拧盖移动装置一26架体上的PLC控制器一25、设置在加液移动装置一38架体上的PLC控制器二32、设置在加液移动装置二42架体上的PLC控制器三41、设置在吸液加液移动装置一48架体上的PLC控制器四52、设置在加液移动装置三57架体上的PLC控制器五58、设置在离心管拧盖移动装置二61架体上的PLC控制器六62、设置在吸液加液移动装置二71上的PLC控制器七75、设置在离心管拧盖移动装置三79上的PLC控制器八80。PLC控制器一25、PLC控制器二32、PLC控制器三41、PLC控制器四52、PLC控制器五58、PLC控制器六62、PLC控制器七75、PLC控制器八80均与总PLC控制器10连接；总PLC控制器10接收PLC控制器一25、PLC控制器二32、PLC控制器三41、PLC控制器四52、PLC控制器五58、PLC控制器六62、PLC控制器七75、PLC控制器八80的信息同时为PLC控制器一25、PLC控制器二32、PLC控制器三41、PLC控制器四52、PLC控制器五58、PLC控制器六62、PLC控制器七75、PLC控制器八80发送指令。
激光对准测距装置一12、激光对准测距装置二174、激光对准测距装置三175、激光对准测距装置四165、激光对准测距装置五164、激光对准测距装置六166、激光对准测距装置七167、激光对准测距装置八168、激光对准测距装置九169、激光对准测距装置十170、激光对准测距装置十一172分别与总PLC控制器10的输入端电连接。
总PLC控制器10的输出端与离心管架一13上的夹持控制电机99、离心管架二14上的夹持控制电机99、离心管架三20上的夹持控制电机99、多管涡旋机一28、超声波清洗器84、离心机一22、水平伸缩电机一17、垂直伸缩电机一19、多管涡旋机二64、离心机二65、水平伸缩电机二56、垂直伸缩电机二53控制连接。
PLC控制器一25的输出端电连接离心管拧盖移动装置一26上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126、各短行程伸缩电机一129、各旋转电机135、各短行程伸缩电机二140；PLC控制器一25的输入端电连接压力传感器152。
PLC控制器二32的输出端电连接加液移动装置一38上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126以及各加液管39上的电控出液阀29、电控进气阀30；PLC控制器二32的的输入端连接电控计量阀31。
PLC控制器三41的输出端电连接加液移动装置二42上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126以及各加液管39上的电控出液阀29和电控进气阀30。PLC控制器三41的输入端电连接电控计量阀31。
PLC控制器四52的输出端电连接吸液加液移动装置一48上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126以及各吸液管高度调节电机45和正负压转换泵47；PLC控制器四52的输入端电连接吸液管43上的液面传感器86。
PLC控制器五58的输出端电连接加液移动装置三57上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126以及各加液管39上的电控出液阀29、电控进气阀30。PLC控制器五58的输入端电连接电控计量阀31。
PLC控制器六62的输出端电连接离心管拧盖移动装置二61上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126、各短行程伸缩电机一129、各旋转电机135、各短行程伸缩电机二140；PLC控制器六62的输入端电连接压力传感器152。
PLC控制器七75的输出端电连接吸液加液移动装置二71上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126以及各吸液管高度调节电机45和正负压转换泵47。PLC控制器七75的输入端电连接吸液管43上的液面传感器86。
PLC控制器八80的输出端电连接离心管拧盖移动装置三79上的各Z向移动电机159、各Y向移动电机126、各短行程伸缩电机一129、各旋转电机135、各短行程伸缩电机二140；PLC控制器八80的输入端电连接压力传感器152。
总PLC控制器与分PLC控制器的连接控制方式、PLC控制器与电机的连接控制方式、PLC控制器与传感器的控制连接方式、PLC控制器与电控进气阀、出液阀、计量阀的控制连接方式均为本领域常用手段，其具体的连接不作详述。
本发明的使用过程如下：
将五十个称量好试样的50mL离心管11放置在离心管架一13内，将离心管架一13放置在齿形传送带8上的角形定位板9内，将离心管架二14和离心管架三20也放置在齿形传送带8上的角形定位板9内，离心管架二14内放置五十个空的带盖15mL离心管15，离心管架三20内放置五十个空的带盖1.5mL离心管21。
按动总PLC控制器和无线控制器10中的检测前处理启动开始键，各电控装置部件进入工作状态；传送带电机5工作，使齿形传送带8移动，当离心管架一13运行到加液移动装置一38下方且激光对准测距装置五164对准激光对准测距装置一12后，传送带电机5停止工作，齿形传送带8停止移动，（若50mL离心管11带盖则离心管架一13先运行到离心管拧盖移动装置一26下方拧下盖后再运行到加液移动装置一38下方），加液移动装置一38中的Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使加液管39下移至距50mL离心管11程序设定距离后，Z向移动电机159和Y向移动电机126停止工作，电控出液阀29关闭，电控进气阀30、电控计量阀31开启，当电控计量阀31达到规定设定值后电控计量阀31关闭，电控出液阀29开启，加液管39内的试剂流入50mL离心管11内，完成样品第一种试剂的自动加液。
传送带电机5再次工作使齿形传送带8移动，当离心管架一13运行到加液移动装置二42下方且激光对准测距装置六166对准激光对准测距装置一12后传送带电机5停止工作。加液移动装置二42的Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使加液管39下移至距50mL离心管11程序设定距离后，Z向移动电机159和Y向移动电机126停止工作，电控出液阀29关闭，电控进气阀30、电控计量阀31开启，当电控计量阀31达到规定设定值后电控计量阀31关闭，电控出液阀29开启，加液管39内的试剂流入50mL离心管11内，使加液移动装置二42上加液管39内的试剂流入50mL离心管11内，完成样品第二种试剂的自动加液。
传送带电机5反向工作，使离心管架一13移动至离心管拧盖移动装置一26下方且激光对准测距装置四165对准激光对准测距装置一12后传送带电机5停止工作。离心管拧盖移动装置一26中的Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使夹持瓶盖部位78能抓握到离心管盖放置架一27中的离心管盖151的距离后，Z向移动电机159和Y向移动电机126停止工作，短行程伸缩电机二 140工作使短行程伸缩电机二的输出轴139下移，带动内管145同时下移，使内弯曲变形的柔性环147产生径向力达到适宜握紧离心管盖151，Z向移动电机159和Y向移动电机126工作使离心管盖151移至50mL离心管11的口足够近的位置后，Z向移动电机159和Y向移动电机126停止工作，离心管架一13中的夹持控制电机99应处于使柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109共同握持住50mL离心管11状态，短行程伸缩电机一129工作，在短行程伸缩电机一的伸缩轴132微动下移，使离心管盖151接触到50mL离心管11的口部，当弹性垫153中的压力传感器152感知到规定压力值后，短行程伸缩电机一129停止工作，旋转电机135工作，旋转电机的输出轴136转动并带动夹持瓶盖部位78转动，使离心管盖151旋紧在50mL离心管11的口上。在旋紧过程中，短行程伸缩电机一129根据压力传感器152的变化而微动工作，使夹持瓶盖部位78同步下移。
拧好瓶盖后，Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使50mL离心管11连同离心管盖151放置到多管涡旋机一28上，短行程伸缩电机二 140工作，使内弯曲变形的柔性环147拉直并与离心管盖151之间产生间隙144，但离心管盖151的顶部扔被弹性垫153压持着（模拟涡旋操作中人工压持离心管的操作），短行程伸缩电机一129使压力传感器152感知规定设定值，多管涡旋机一28工作当达到规定时间后停止工作。短行程伸缩电机二 140工作，使内弯曲变形的柔性环147产生内弯曲变形握持住离心管盖151后，Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，将50mL离心管11移至超声波清洗器84内的离心管架内，短行程伸缩电机二 140工作使内弯曲变形的柔性环147拉直并与离心盖151之间产生间隙144，Z向移动电机159工作，使夹持瓶盖部位78上移，超声波清洗器84工作达到设定时间后，Z向移动电机159工作，使夹持瓶盖部位78下移，当短行程伸缩电机二 140工作使柔性环147产生内弯曲变形握持住离心管盖151后，Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，将50mL离心管11移至离心机一22内，短行程伸缩电机二 140工作使内弯曲变形的柔性环147拉直并与离心盖151之间产生间隙144，Z向移动电机159工作，夹持瓶盖部位78上移，水平伸缩电机一17工作，水平伸缩轴一16伸长使离心机一的防护盖23到达离心机一22上方后，垂直伸缩电机一19工作，使离心机一的防护盖23盖住离心机一22；当离心机一工作达到设定时间后，垂直伸缩电机一19和水平伸缩电机一17反转，使离心机一的防护盖23离开离心机一22；Z向移动电机159下移，至夹持瓶盖部位78到达离心管盖151口部，短行程伸缩电机二 140工作，握持住50mL离心管11，将50mL离心管11放置到离心管架一13上。试管架一13上的夹持控制电机99工作，使柔性左部抱箍108与柔性右部抱箍109夹紧50mL离心管11，旋转电机135逆时针转动，将离心管盖151拧开，短行程伸缩电机一129根据压力传感器152受到的压力值变化而使短行程伸缩电机一输出轴132上移，当离心管盖151上升到设定高度时，离心管盖151与50mL离心管11分离。
传送带电机5工作，带动齿形传送带8移动，当试管架一13移动至吸液加液移动装置一48下方，且激光对准测距装置七167对准激光对准测距装置一12后，吸液加液移动装置一48上的Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使吸液管43下移并插入到50mL离心管11内，插入液面的深度由吸液管高度调节电机45和液面传感器86配合完成；正负压转换泵47工作，50mL离心管11中的上清液被吸入吸液管43内；50mL离心管11的液面下移由液面传感器将液面信号传给PLC控制器四52，PLC控制器四52控制吸液管高度调节电机45工作，使吸液管43同时下移，当上清液取到设定量后，传送带电机5工作，将离心管架二14移动至离心管拧盖移动装置二61下方，离心管拧盖移动装置二61与离心管架二14上的夹持控制电机99配合，将15mL离心管15的盖拧下；传送带电机5工作，将离心管架二14移动至吸液加液移动装置一48下方，激光对准测距装置七167对准激光对准测距装置二174后，传送带电机5停止工作。正负压转换泵47反向工作，使压力腔46内的压力由负压向正压转变，将得吸液管43内的吸取的上清液注入15mL离心管15中。
传送带电机5工作，使离心管架二14移动至加液移动装置三57下方，且激光对准测距装置八168对准激光对准测距装置二174后，加液移动装置三57中的加液管39向15mL离心管15中注入第三种试剂，注液过程与注入第一种试剂和第二种试剂时均相同。
第三种试剂加入后，传送带电机5工作，使试管架二14移动至离心管拧盖移动装置二61下方，激光对准测距装置九169与激光对准测距装置二174对准后，离心管拧盖移动装置二61与离心管架二14上的夹持控制电机99配合，将15mL离心管15的盖拧上。拧好瓶盖后，离心管拧盖移动装置二61的Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使15mL离心管15连同离心管盖151放置到多管涡旋机二28上，除没有超声清洗外，15mL离心管15在离心管拧盖移动装置二61下方的多管涡旋机二64以及离心机65二处理的过程与50mL离心管11在离心管拧盖移动装置一26上的操作相同。15mL离心管15离心完毕，放回离心管架二14的操作也与50mL离心管11离心完毕放回离心管架一13的操作相同。
传送带电机5工作，使离心管架二14移动至吸液加液移动装置二71下方，且激光对准测距装置十170对准激光对准测距装置二174后，传送带电机5停止工作；吸液加液移动装置二71的吸液管43对15mL离心管15中上清液的吸液过程与吸液加液移动装置一48对50mL离心管中上清液的吸液过程相同。
吸液加液移动装置二71上的吸液管43吸液完毕后，Z向移动电机159和Y向移动电机126工作，使得激光对准测距装置十170对准激光对准测距装置十二171，Z向移动电机159移动，使吸液管43的下端插入一次性针头过滤器173的大头端。本实施例中，一次性针头过滤器173上滤膜的孔径为0.22μm。Z向移动电机159反转，使得吸液管43连同一次性针头过滤器173上移。
传送带电机5工作，使离心管架三20移动至离心管拧盖移动装置三79下方，并使激光对准测距装置十一172对准激光对准测距装置三175后，传送带电机5停止工作。离心管拧盖移动装置三79上的Z向移动电机159下移，离心管拧盖移动装置三79与离心管架三20上的夹持控制电机99配合将1.5mL离心管21的盖取下。
传送带电机5工作，将离心管架三20移动至吸液加液移动装置二71下方，当激光对准测距装置十170对准激光对准测距装置三175时，传送带电机5停止工作。吸液加液移动装置二71中的Z向移动电机159下移，使一次性针头过滤器173得滤膜接近1.5mL离心管21的管口。吸液加液移动装置二71上的正负压转换泵47将吸液管43中的液体注入1.5mL离心管21中。
传送带电机5工作，使离心管架三20再次移动至离心管拧盖移动装置三79下方，并使激光对准测距装置十一172对准激光对准测距装置三175。离心管拧盖移动装置三79将1.5mL离心管21的盖拧上。
这样样品农药残留检验的前处理完成，可持离心管架三20中的50个1.5mL离心管21上机测试农残。本发明装置代替人工操作，有效防止了人为差错，且可以大批次完成前处理工作，工作质量和工作效率提高。
以上实施例仅为本发明的其中一种实施方式，离心管架上离心管的排布方式以及激光对准测距装置的位置等都可以替换，只要在自动操作中能实现离心管与加液管、吸液管、拧盖机构等的对准即可。
Claims (10)
1.一种农药残留检测前处理装置，其特征在于：包括离心管架一、离心管架二、离心管架三、离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三；所述离心管架一、离心管架二、离心管架三均设置在传送带上；
所述离心管架一上设有若干柔性左部抱箍和若干柔性右部抱箍，相邻柔性左部抱箍与柔性右部抱箍之间形成离心管容置空间；夹持控制电机通过连接机构分别连接柔性左部抱箍和柔性右部抱箍并控制柔性左部抱箍与柔性右部抱箍靠近或远离；
所述离心管架二、离心管架三的结构与所述离心管架一结构相同；
所述离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三均包括移动机构；所述移动机构包括Z向移动单元和Y向移动单元；
所述离心管拧盖移动装置一、离心管拧盖移动装置二以及离心管拧盖移动装置三均还包括固定于所述移动机构上的若干拧盖机构；所述拧盖机构的个数和位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；所述拧盖机构包括固定在所述移动机构上的短行程伸缩电机一，所述短行程伸缩电机一的伸缩轴固定连接旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定连接下部开口的外管，所述外管上固定有十字水平板，所述十字水平板的上面固定设置短行程伸缩电机二，所述短行程伸缩电机二的输出轴固定连接内管的顶部；所述内管与外管滑动连接，所述内管上设有防止十字水平板影响其与外管相对滑动的开口；所述十字水平板下部固定有弹性垫，所述弹性垫内设有压力传感器；所述外管底部设有厚度小于内管的凸环，所述凸环与内管的底部之间固定有柔性环；
所述加液移动装置一、加液移动装置二以及加液移动装置三均还包括加液机构；所述加液机构包括固定于所述移动机构上的试剂容器，所述试剂容器的底部竖直设置若干加液管；所述加液管的个数与位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；各所述加液管上均设有电控出液阀、电控计量阀和电控进气阀；
所述吸液加液移动装置一以及吸液加液移动装置二还包括固定于所述移动机构上的吸液加液机构；所述吸液加液机构包括若干吸液管；所述吸液管的个数与位置均与离心管架一上的离心管容置空间对应；所述吸液管上设有液面传感器；所述吸液管的顶部通过压力腔连通正负压转换泵；
所述离心管拧盖移动装置一的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架一、多管涡旋机、超声波清洗器和离心机；
所述离心管拧盖移动装置二的下方沿Y向依次设有离心管盖放置架二、多管涡旋机和离心机；
所述离心管拧盖移动装置三下方设有离心管盖放置架三；
所述吸液加液移动装置二的下方设有滤膜放置架，所述滤膜放置架上放置有一次性针头过滤器；所述一次性针头过滤器与吸液管的个数和位置对应。
2.如权利要求1所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述连接机构包括与所述夹持控制电机中心轴固定连接并与之垂直的的连扳，与所述连扳上端铰接的上连杆，与所述连扳下端铰接的下连杆，与所述上连杆铰接的上移动杆，与所述下连杆铰接的下移动杆；所述上移动杆上连接有若干与之垂直并与夹持控制电机的中心轴平行的左水平滑杆；各所述左水平滑杆分别通过一左直角连杆与上移动杆固定连接；所述下移动杆上连接有若干与之垂直并与夹持控制电机的中心轴平行的右水平滑杆；各所述右水平滑杆分别通过一右直角连杆与下移动杆固定连接；各所述左水平滑杆的两端以及各所述右水平滑杆的两端与离心管架一的边部滑槽滑动连接。
3.如权利要求2所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：各所述左水平滑杆上均固定有柔性左部抱箍，各所述右水平滑杆上均固定有柔性右部抱箍。
4.如权利要求2所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述连扳通过键与夹持控制电机中心轴固定连接。
5.如权利要求2所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述连扳的上端通过轴一铰接上连杆的第一端，所述上连杆的第二端铰接通过轴二铰接上移动杆；所述连扳的下端通过轴三铰接下连杆的第一端，所述下连杆的第二端通过轴四铰接下移动杆。
6.如权利要求1或2所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述移动机构包括四个Z向移动电机以及两条与所述Z向移动电机的输出轴平行的Y向导轨；四个Z向移动电机分别固定在两条Y向导轨的两端部；各Z向移动电机的输出轴上固定有齿轮，齿轮与齿条啮合；所述Y向导轨上设有单边定位滚轮，所述单边定位滚轮安装在Y向移动电机的输出轴上；所述Y向移动电机通过轴托架固定于安装板。
7.如权利要求1或2所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述吸液管的上部设有用于微调吸液管高度的吸液管高度调节电机。
8.如权利要求1所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：所述离心管拧盖移动装置一以及离心管拧盖移动装置二的下方均设有离心机防护盖移动机构；所述防护盖移动机构包括与离心机防护盖固定连接的水平伸缩轴，水平伸缩轴与水平伸缩电机的输出轴固定连接；所述水平伸缩电机固定在垂直伸缩电机的输出轴上。
9.如权利要求1所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：离心管架一、离心管架二、离心管架三、离心管拧盖移动装置一、加液移动装置一、加液移动装置二、吸液加液移动装置一、加液移动装置三、离心管拧盖移动装置二、吸液加液移动装置二、离心管拧盖移动装置三上均设有激光对准测距装置。
10.如权利要求9所述农药残留检测前处理装置，其特征在于：各所述夹持控制电机、Z向移动单元、Y向移动单元、短行程伸缩电机一、旋转电机、短行程伸缩电机二 、压力传感器、电控出液阀、电控计量阀、电控进气阀、液面传感器、正负压转换泵、多管涡旋机、超声波清洗器、离心机、激光对准测距装置均与总控制器连接。
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