CN109433295A - 基于多自由度的实验操作平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多自由度的实验操作平台，包括支撑台，支撑台上设置有调节装置，调节装置上设置有实验台，所述实验台包括通过销轴安装在旋转板的上的放置台，放置台上从后往前依次设置有反应机构、输送机构与收集机构。本发明可以解决现有实验室操作台在使用过程中存在的以下问题：a、使用现有操作台进行实验作业时，参与人数过多时，无法保证参与人员都能观察到实验的全部过程，为了保证参与人员都能够掌握实验过程，需要分批次进行观察，或者重复实验过程研究不同角度的实验数据时，需要人工控制角度倾斜，精确度差，影响实验数据的精确性；b、需要人工对各实验器材进行固定，稳定性差，拿取麻烦。

Description

基于多自由度的实验操作平台

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体的说是一种基于多自由度的实验操作平台。

背景技术

实验操作台是进行科研实验的主要工具，尤其是学校进行实验时，为了更好的向学生展示物质的各类属性，需要通过实验进行说明，相对于不同实验种类对与实验操作台的要求也尽不相同，尤其是研究药物属性的实验。

但是现有实验室操作台在使用过程中存在的以下问题：

a、使用现有操作台进行实验作业时，参与人数过多时，无法保证参与人员都能观察到实验的全部过程，为了保证参与人员都能够掌握实验过程，需要分批次进行观察，或者重复实验过程，耗费时间长，重复实验浪费研究资源，研究不同角度的实验数据时，需要人工控制角度倾斜，精确度差，影响实验数据的精确性。

b、需要人工对各实验器材进行固定，稳定性差，拿取麻烦，容易因操作失误导致实验器材摔碎。

针对上述存在的问题，相关行业对于如何改进实验操作台做出了研究并提出了具体的技术方案，如专利号为2017212788448的中国实用新型专利生物实验操作台主要通过设置液压装置控制展示架升降，提高了实验过程的展示效果。

考虑上述存在的问题，在参与人员较多的情况下不能进行周向的转动展示，以及研究倾斜角度对实验数据的影响，无法保证数据的精确性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于多自由度的实验操作平台，本发明可以解决现有实验室操作台在使用过程中存在的以下问题：a、使用现有操作台进行实验作业时，参与人数过多时，无法保证参与人员都能观察到实验的全部过程，为了保证参与人员都能够掌握实验过程，需要分批次进行观察，或者重复实验过程，耗费时间长，重复实验浪费研究资源，研究不同角度的实验数据时，需要人工控制角度倾斜，精确度差，影响实验数据的精确性；b、需要人工对各实验器材进行固定，稳定性差，拿取麻烦，容易因操作失误导致实验器材摔碎；本发明可以实现实验操作台多自由度精确调节与稳定安全作业的功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于多自由度的实验操作平台，包括支撑台，支撑台上设置有调节装置，调节装置上设置有实验台。

所述调节装置包括通过电机座安装在支撑台上的调节电机，调节电机的输出轴上设置有旋转板，旋转板的下端设置有滑动板，滑动板通过滑动配合方式与支撑台相连，旋转板的后端通过销轴与实验台相连，实验台与旋转板之间通过销轴设置有驱动杆，驱动杆的侧壁与旋转板之间连接有调节弹簧，旋转板上设置有驱动支链，驱动支链抵靠在驱动杆上，调节装置能够控制实验台进行自由转动与角度调节，能够精确的控制实验台的倾斜角度，便于实验数据的精确读取，同时确保参与人员能够可以观察实验的过程。

所述实验台包括通过销轴安装在旋转板的上的放置台，放置台上从后往前依次设置有反应机构、输送机构与收集机构，反应机构与输送机构之间通过联通块相连，输送机构与收集机构之间通过接通块相连，反应机构、输送机构与收集机构均能够快速的换取实验器材，且在联通块与接通块的配合下能够快速的将各实验器材之间快速的进行连接，提高实验的效率。

所述反应机构包括安装在放置台的加热架，加热架的上端为从直径从上往下依次减小的圆台状结构，放置台上设置有酒精炉，酒精炉位于加热架内，且加热架内放置有加热瓶；

所述输送机构包括安装在放置台上的定位块，定位块的中部设置有定位槽，定位槽内放置有U型管，定位块的左端设置有定位槽，定位槽内通过滑动配合方式设置有定位卡板，定位卡板与定位块的外壁之间通过定位弹簧相连，定位块上通过销轴设置有定位卡夹，定位卡夹的内壁上设置有定位橡胶块，且定位卡板抵靠在定位卡夹的上端，放置台上对称设置有辅助块，辅助块位于定位块的前后两侧；

所述收集机构包括通过铰链设置在放置台上的收集板，收集板的后端与放置台之间通过销轴设置有摆动杆，摆动杆与放置台之间设置有摆动弹簧，收集板的前端向下设置有从动杆，从动杆的下端抵靠在转动块上，转动块安装在转动电机的输出轴上，转动电机通过电机座安装在放置台上。

优选的，所述驱动支链包括安装在旋转板上的驱动支架，驱动支架的内壁之间通过轴承设置有驱动丝杠，驱动丝杠的前端设置有驱动手柄，驱动丝杠上设置有驱动块，驱动块左右两端的侧壁上设置有执行杆，执行杆的后端通过轴承设置有执行辊，执行辊抵靠在驱动杆上。

优选的，所述辅助块包括通过滑动配合方式设置在放置台上的辅助架，辅助架内壁的左右两侧通过销轴对称的设置有辅助锁架，辅助锁架与辅助架之间通过辅助弹簧相连，辅助架的外壁上设置有限位架，限位架的下端通过限位杆安装有限位从动架，位于限位从动架与限位架之间的限位杆上套设有限位弹簧，限位从动架的下端设置有限位柱，限位架上通过销轴设置有限位主动架，限位主动架与限位架之间连接有限位弹簧，限位主动架抵靠在限位从动架上。

所述限位柱的下端插接在限位管内，限位管安装在放置台上。

优选的，所述收集板上设置有收集架，收集架内设置有收集瓶，所述收集架包括均匀设置在收集板的收集立板，收集立板的侧壁上通过收集弹簧设置有锁紧架，锁紧架呈圆弧状弯曲结构。

优选的，所述联通块包括安装在放置台上的联通支架，联通支架的下端通过销轴设置有联通卡架，联通卡架的上端下侧设置有三角卡头，联通支架上通过销轴设置固定卡块，固定卡块与联通支架之间设置有联通弹簧，固定卡块的右端为三角凸起结构，且固定卡块贴靠在三角卡头上。

优选的，所述接通块包括安装在放置台上的接通架，接通架的左右两侧通过销轴对称的设置有接通卡架，接通卡架与接通架之间设置有接通弹簧，接通卡架上设置有接通槽，位于接通架右端的接通槽内通过销轴设置有接通连接架，接通连接架卡接在位于接通架左端的接通槽内，接通连接架上通过转动方式设置有接通卡块。

优选的，所述接通架与接通卡架之间放置有接通管，接通管的两端均通过密封橡胶管分别于收集瓶和U型管的前端相连。

优选的，所述联通卡架与联通支架之间固定有联通管，联通管的两端均通过密封橡胶管分别与加热瓶和U型管的后端相连。

优选的，所述旋转板上设置有角度架，角度架上设置有角度槽，角度架的侧壁上均匀设置有角度值，角度槽内通过滑动配合方式连接有角度杆，角度杆安装在放置台上。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以解决现有实验室操作台在使用过程中存在的以下问题：

a、使用现有操作台进行实验作业时，参与人数过多时，无法保证参与人员都能观察到实验的全部过程，为了保证参与人员都能够掌握实验过程，需要分批次进行观察，或者重复实验过程，耗费时间长，重复实验浪费研究资源，研究不同角度的实验数据时，需要人工控制角度倾斜，精确度差，影响实验数据的精确性；

b、需要人工对各实验器材进行固定，稳定性差，拿取麻烦，容易因操作失误导致实验器材摔碎；

本发明可以实现实验操作台多自由度精确调节与稳定安全作业的功能。

2、本发明设计的调节装置能够控制实验台进行自由转动与角度调节，能够精确的控制实验台的倾斜角度，便于实验数据的精确读取，同时确保参与人员能够可以观察实验的过程。

3、本发明设计了实验台，反应机构、输送机构与收集机构均能够快速的换取实验器材，能够确保实验器材的稳定性，在联通块与接通块的配合下能够快速的将各实验器材之间快速的进行连接，提高实验的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一结构示意图。

图2是本发明支撑台、调节装置与放置台之间的结构示意图；

图3是本发明实验台的结构示意图；

图4是本发明放置台与反应机构之间的结构示意图；

图5是本发明放置台与输送机构之间的结构示意图；

图6是本发明放置台与收集机构之间的结构示意图；

图7是本发明联通块的结构示意图；

图8是本发明接通块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1到图8所示，一种基于多自由度的实验操作平台，包括支撑台1，支撑台1上设置有调节装置2，调节装置2上设置有实验台3；

所述实验台3包括通过销轴安装在旋转板22的上的放置台31，放置台31上从后往前依次设置有反应机构32、输送机构33与收集机构34，反应机构32与输送机构33之间通过联通块35相连，输送机构33与收集机构34之间通过接通块36相连；

所述反应机构32包括安装在放置台31的加热架321，加热架321的上端为从直径从上往下依次减小的圆台状结构，放置台31上设置有酒精炉322，酒精炉322位于加热架321内，且加热架321内放置有加热瓶323，人工将酒精炉322和加热瓶323放置到加热架321内，加热架321对加热瓶323起到了防护的作用。

所述输送机构33包括安装在放置台31上的定位块331，定位块331的中部设置有安放槽，安放槽内放置有U型管332，定位块331的左端设置有定位槽，定位槽内通过滑动配合方式设置有定位卡板333，定位卡板333与定位块331的外壁之间通过定位弹簧334相连，定位块331上通过销轴设置有定位卡夹335，定位卡夹335的内壁上设置有定位橡胶块，且定位卡板333抵靠在定位卡夹335的上端，放置台31上对称设置有辅助块37，辅助块37位于定位块331的前后两侧。

所述辅助块37包括通过滑动配合方式设置在放置台31上的辅助架371，辅助架371内壁的左右两侧通过销轴对称的设置有辅助锁架372，辅助锁架372与辅助架371之间通过辅助弹簧373相连，辅助架371的外壁上设置有限位架374，限位架374的下端通过限位杆375安装有限位从动架376，位于限位从动架376与限位架374之间的限位杆375上套设有限位弹簧377，限位从动架376的下端设置有限位柱378，限位架374上通过销轴设置有限位主动架379，限位主动架379抵靠在限位从动架376上；

所述限位柱378的下端插接在限位管3710内，限位管3710安装在放置台31上。

将U型管332放置到安放槽内，向外拉动定位卡板333，扳动定位卡夹335使定位橡胶块紧贴在U型管332的外壁上，松开定位卡板333，定位卡板333在定位弹簧334的作用下运动到定位卡夹335的上侧，从而对定位卡夹335进行位置固定，按动限位主动架379，从而控制限位柱378与限位管3710之间的分离，控制辅助架371向内运动，辅助弹簧373对辅助锁架372起到缓冲的作用，使辅助锁架372对U型管332的两侧进行锁紧夹持。

所述收集机构34包括通过铰链设置在放置台31上的收集板341，收集板341的后端与放置台31之间通过销轴设置有摆动杆342，摆动杆342与放置台31之间设置有摆动弹簧343，收集板341的前端向下设置有从动杆344，从动杆344的下端抵靠在转动块345上，转动块345安装在转动电机346的输出轴上，转动电机346通过电机座安装在放置台31上。

所述收集板341上设置有收集架347，收集架347内设置有收集瓶348，所述收集架347包括均匀设置在收集板341的收集立板3471，收集立板3471的侧壁上通过收集弹簧3472设置有锁紧架3473，锁紧架3473呈圆弧状弯曲结构。

将收集瓶348放置到收集架347内，锁紧架3473在收集弹簧3472的作用下对收集瓶348进行抵紧作业，需要对收集的气体进行晃动时，转动电机346控制转动块345上进行转动，转动块345与收集弹簧3472之间相互配合控制收集瓶348进行有序的摆动。

所述联通块35包括安装在放置台31上的联通支架351，联通支架351的下端通过销轴设置有联通卡架352，联通卡架352的上端下侧设置有三角卡头353，联通支架351上通过销轴设置固定卡块354，固定卡块354与联通支架351之间设置有联通弹簧355，固定卡块354的右端为三角凸起结构，且固定卡块354贴靠在三角卡头353上。

所述联通卡架352与联通支架351之间固定有联通管356，联通管356的两端均通过密封橡胶管分别与加热瓶323和U型管332的后端相连。

将联通管356放置到合适位置处，控制联通卡架352对联通管356进行位置固定，通过固定卡块354与三角卡头353的配合从而对联通管356进行夹紧，按动固定卡块354控制联通卡架352的松紧，通过驱动密封橡胶管将联通管356分别与加热瓶323和U型管332进行连接。

所述接通块36包括安装在放置台31上的接通架361，接通架361的左右两侧通过销轴对称的设置有接通卡架362，接通卡架362与接通架361之间设置有接通弹簧363，接通卡架362上设置有接通槽，位于接通架361右端的接通槽内通过销轴设置有接通连接架364，接通连接架364卡接在位于接通架361左端的接通槽内，接通连接架364上通过转动方式设置有接通卡块365。

所述接通架361与接通卡架362之间放置有接通管366，接通管366的两端均通过密封橡胶管分别于收集瓶348和U型管332的前端相连。

将接通管366放置到接通卡架362上，接通弹簧363控制接通卡架362对接通管366锁紧，控制接通连接架364运动到接通槽内，转动接通卡块365从而对接通连接架364进行位置锁紧，通过驱动密封橡胶管将接通管366分别与收集瓶348和U型管332进行连接。

所述调节装置2包括通过电机座安装在支撑台1上的调节电机21，调节电机21的输出轴上设置有旋转板22，旋转板22的下端设置有滑动板23，滑动板23通过滑动配合方式与支撑台1相连，旋转板22的后端通过销轴与实验台3相连，实验台3与旋转板22之间通过销轴设置有驱动杆24，驱动杆24的侧壁与旋转板22之间连接有调节弹簧25，旋转板22上设置有驱动支链26，驱动支链26抵靠在驱动杆24上，调节电机21控制旋转板22进行转动作业，滑动板23能够保证旋转板22转动的稳定性。

所述驱动支链26包括安装在旋转板22上的驱动支架261，驱动支架261的内壁之间通过轴承设置有驱动丝杠262，驱动丝杠262的前端设置有驱动手柄263，驱动丝杠262上设置有驱动块264，驱动块264与旋转板22之间通过滑动配合方式相连，驱动块264左右两端的侧壁上设置有执行杆265，执行杆265的后端通过轴承设置有执行辊266，执行辊266抵靠在驱动杆24上。

所述旋转板22上设置有角度架221，角度架221上设置有角度槽，角度架221的侧壁上均匀设置有角度值，角度槽内通过滑动配合方式连接有角度杆222，角度杆222安装在放置台31上

通过转动驱动手柄263控制驱动丝杠262转动，从而带动驱动块264进行前后移动，驱动块264控制执行杆265对驱动杆24进行挤压，带动实验台3进行角度调节作业，放置台31控制角度杆222在角度槽内滑动，根据角度杆222对应的角度值确定实验台3的倾斜角度，能够确保实验过程中角度调节的精确性。

工作时：

实验器具准备：将酒精炉322和加热瓶323放置到加热架321内，加热架321对加热瓶323起到了防护的作用；

将U型管332放置到安放槽内，向外拉动定位卡板333，扳动定位卡夹335使定位橡胶块紧贴在U型管332的外壁上，松开定位卡板333，定位卡板333在定位弹簧334的作用下运动到定位卡夹335的上侧，从而对定位卡夹335进行位置固定，按动限位主动架379，从而控制限位柱378与限位管3710之间的分离，控制辅助架371向内运动，辅助弹簧373对辅助锁架372起到缓冲的作用，使辅助锁架372对U型管332的两侧进行锁紧夹持；

将收集瓶348放置到收集架347内，锁紧架3473在收集弹簧3472的作用下对收集瓶348进行抵紧作业。

实验器材连接：

将联通管356放置到合适位置处，控制联通卡架352对联通管356进行位置固定，通过固定卡块354与三角卡头353的配合从而对联通管356进行夹紧，按动固定卡块354控制联通卡架352的松紧，通过驱动密封橡胶管将联通管356分别与加热瓶323和U型管332进行连接。

将接通管366放置到接通卡架362上，接通弹簧363控制接通卡架362对接通管366锁紧，控制接通连接架364运动到接通槽内，转动接通卡块365从而对接通连接架364进行位置锁紧，通过驱动密封橡胶管将接通管366分别与收集瓶348和U型管332进行连接。

实验作业，点燃酒精炉322对加热瓶323加热至合适温度后将酒精炉322熄灭移除，节电机21控制旋转板22进行转动作业，滑动板23能够保证旋转板22转动的稳定性，转动驱动手柄263控制驱动丝杠262转动，从而带动驱动块264进行前后移动，驱动块264控制执行杆265对驱动杆24进行挤压，带动实验台3进行角度调节作业，放置台31控制角度杆222在角度槽内滑动，根据角度杆222对应的角度值确定实验台3的倾斜角度，读取实验得到的数据。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多自由度的实验操作平台，包括支撑台(1)，其特征在于：支撑台(1)上设置有调节装置(2)，调节装置(2)上设置有实验台(3)；

所述调节装置(2)包括通过电机座安装在支撑台(1)上的调节电机(21)，调节电机(21)的输出轴上设置有旋转板(22)，旋转板(22)的下端设置有滑动板(23)，滑动板(23)通过滑动配合方式与支撑台(1)相连，旋转板(22)的后端通过销轴与实验台(3)相连，实验台(3)与旋转板(22)之间通过销轴设置有驱动杆(24)，驱动杆(24)的侧壁与旋转板(22)之间连接有调节弹簧(25)，旋转板(22)上设置有驱动支链(26)，驱动支链(26)抵靠在驱动杆(24)上；

所述实验台(3)包括通过销轴安装在旋转板(22)的上的放置台(31)，放置台(31)上从后往前依次设置有反应机构(32)、输送机构(33)与收集机构(34)，反应机构(32)与输送机构(33)之间通过联通块(35)相连，输送机构(33)与收集机构(34)之间通过接通块(36)相连；

所述反应机构(32)包括安装在放置台(31)的加热架(321)，加热架(321)的上端为从直径从上往下依次减小的圆台状结构，放置台(31)上设置有酒精炉(322)，酒精炉(322)位于加热架(321)内，且加热架(321)内放置有加热瓶(323)；

所述输送机构(33)包括安装在放置台(31)上的定位块(331)，定位块(331)的中部设置有安放槽，安放槽内放置有U型管(332)，定位块(331)的左端设置有定位槽，定位槽内通过滑动配合方式设置有定位卡板(333)，定位卡板(333)与定位块(331)的外壁之间通过定位弹簧(334)相连，定位块(331)上通过销轴设置有定位卡夹(335)，定位卡夹(335)的内壁上设置有定位橡胶块，且定位卡板(333)抵靠在定位卡夹(335)的上端，放置台(31)上对称设置有辅助块(37)，辅助块(37)位于定位块(331)的前后两侧；

所述收集机构(34)包括通过铰链设置在放置台(31)上的收集板(341)，收集板(341)的后端与放置台(31)之间通过销轴设置有摆动杆(342)，摆动杆(342)与放置台(31)之间设置有摆动弹簧(343)，收集板(341)的前端向下设置有从动杆(344)，从动杆(344)的下端抵靠在转动块(345)上，转动块(345)安装在转动电机(346)的输出轴上，转动电机(346)通过电机座安装在放置台(31)上。

2.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述驱动支链(26)包括安装在旋转板(22)上的驱动支架(261)，驱动支架(261)的内壁之间通过轴承设置有驱动丝杠(262)，驱动丝杠(262)的前端设置有驱动手柄(263)，驱动丝杠(262)上设置有驱动块(264)，驱动块(264)左右两端的侧壁上设置有执行杆(265)，执行杆(265)的后端通过轴承设置有执行辊(266)，执行辊(266)抵靠在驱动杆(24)上。

3.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述辅助块(37)包括通过滑动配合方式设置在放置台(31)上的辅助架(371)，辅助架(371)内壁的左右两侧通过销轴对称的设置有辅助锁架(372)，辅助锁架(372)与辅助架(371)之间通过辅助弹簧(373)相连，辅助架(371)的外壁上设置有限位架(374)，限位架(374)的下端通过限位杆(375)安装有限位从动架(376)，位于限位从动架(376)与限位架(374)之间的限位杆(375)上套设有限位弹簧(377)，限位从动架(376)的下端设置有限位柱(378)，限位架(374)上通过销轴设置有限位主动架(379)，限位主动架(379)抵靠在限位从动架(376)上；

所述限位柱(378)的下端插接在限位管(3710)内，限位管(3710)安装在放置台(31)上。

4.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述收集板(341)上设置有收集架(347)，收集架(347)内设置有收集瓶(348)，所述收集架(347)包括均匀设置在收集板(341)的收集立板(3471)，收集立板(3471)的侧壁上通过收集弹簧(3472)设置有锁紧架(3473)，锁紧架(3473)呈圆弧状弯曲结构。

5.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述联通块(35)包括安装在放置台(31)上的联通支架(351)，联通支架(351)的下端通过销轴设置有联通卡架(352)，联通卡架(352)的上端下侧设置有三角卡头(353)，联通支架(351)上通过销轴设置固定卡块(354)，固定卡块(354)与联通支架(351)之间设置有联通弹簧(355)，固定卡块(354)的右端为三角凸起结构，且固定卡块(354)贴靠在三角卡头(353)上。

6.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述接通块(36)包括安装在放置台(31)上的接通架(361)，接通架(361)的左右两侧通过销轴对称的设置有接通卡架(362)，接通卡架(362)与接通架(361)之间设置有接通弹簧(363)，接通卡架(362)上设置有接通槽，位于接通架(361)右端的接通槽内通过销轴设置有接通连接架(364)，接通连接架(364)卡接在位于接通架(361)左端的接通槽内，接通连接架(364)上通过转动方式设置有接通卡块(365)。

7.根据权利要求6所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述接通架(361)与接通卡架(362)之间放置有接通管(366)，接通管(366)的两端均通过密封橡胶管分别于收集瓶(348)和U型管(332)的前端相连。

8.根据权利要求5所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述联通卡架(352)与联通支架(351)之间固定有联通管(356)，联通管(356)的两端均通过密封橡胶管分别与加热瓶(323)和U型管(332)的后端相连。

9.根据权利要求1所述的基于多自由度的实验操作平台，其特征在于：所述旋转板(22)上设置有角度架(221)，角度架(221)上设置有角度槽，角度架(221)的侧壁上均匀设置有角度值，角度槽内通过滑动配合方式连接有角度杆(222)，角度杆(222)安装在放置台(31)上。