CN109470882A - 一种浸提系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于液体检测领域，具体涉及一种浸提系统，包括支座、设置在支座上的下料装置，用于向称重装置上的试剂瓶内添加土壤；配液装置，用于向装有土壤的试剂瓶内添加相应的适配液形成检测液；振荡装置，用于检测液的振荡混合，将土壤中待检测的成分溶解至适配液中；pH值检测装置，用于检测待检液体的pH值；取液装置，对振荡后的检测液过滤处理，获得用于检测的纯检测液；机械手装置，用于将试剂瓶在称重装置、配液装置、振荡装置、pH值检测装置、取液装置之间移位。该发明的优点在于：该系统为实现自动固体比如土壤的pH值检测，还可以为其他检测提供纯检测液。

Description

一种浸提系统

技术领域

本发明涉及液体过滤检测领域，尤其是一种浸提系统。

背景技术

在对特定的固体进行成分或者pH值检测时，需要获得固定量的该固体，然后加入定量的某一适配液，然后摇匀，使固体充分分解到适配液中，然后将过多的固体过滤去除获得纯检测液。而现有技术中缺少自动实施的系统来解决来实现这一系列工作。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，为此，本发明提供一种浸提系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种浸提系统，包括支座、设置在支座上的

下料装置，用于向称重装置上的试剂瓶内添加土壤；

配液装置，用于向装有土壤的试剂瓶内添加相应的适配液形成检测液；

振荡装置，用于检测液的振荡混合，将土壤中待检测的成分溶解至适配液中；

pH值检测装置，用于检测待检液体的pH值；

取液装置，对振荡后的检测液过滤处理，获得用于检测的纯检测液；

机械手装置，用于将试剂瓶在称重装置、配液装置、振荡装置、pH值检测装置、取液装置之间移位。

对下料装置的限定，所述下料装置包括第一壳体、第一转轴、驱动第一转轴相对于第一壳体转动的驱动机构，第一壳体包括下料端，第一转轴上设置有螺纹结构，螺纹结构穿过第一壳体的下料端，下料端内侧面为平滑面。

对下料装置的进一步限定，所述下料装置还包括开设有转板孔的转动板、将转动板上的土壤刮至转板孔内的刮料部，所述第一转轴位于螺纹结构的上端部垂直穿过转动板中心，所述刮料部位于转动板的上方且绕第一转轴的中轴线相对于转动板转动。

对下料装置的进一步限定，所述下料装置还包括下料板，下料板包括与转动板贴合且相对转动板转动的水平部，第一转轴位于螺纹结构的上端部依次穿过下料板和水平部的中部，转动板上设置有用于输入土壤的转板孔，所述下料板上开设有若干个下料孔，下料孔到第一转轴的中轴线距离与转板孔到第一转轴的中轴线的距离相等，所述转板孔的数量小于下料孔的数量。

对pH值检测装置的限定，pH值检测装置包括

探头，用于检测试剂瓶内液体的pH值；

探测支架，用于固定探头；

搅拌器，用于搅拌试剂瓶内的液体；

探头净化机构，用于清洗和风干pH值检测后的探头；

探头驱动机构，用于驱动探测支架旋转和上下运动从而使探头在搅拌器上的试剂瓶中和探头净化机构中来回移动；

控制装置，与探头的输出端、探头驱动机构的受控端分别连接。

对pH值检测装置的进一步限定，所述探头净化机构包括内胆和外胆，内胆包括探头可伸入的胆腔，内胆和外胆之间形成夹层腔，外胆上设置有与夹层腔导通的进液口，所述内胆上设置有将夹层腔内的清洗液喷射至胆腔的若干个细孔。

对取液装置的限定，取液装置包括

过滤机构，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构的入口处；

接液机构，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构过滤后的液体；

放滤纸机构，用于向过滤机构中放入新的过滤纸；

刮纸机构，用于把过滤机构中用过的过滤纸刮出过滤机构中。

对取液装置中过滤机构的限定，所述过滤机构包括中间过滤槽、过滤网座，还包括驱动中间过滤槽上下运动的第二驱动单元，过滤时中间过滤槽和过滤网座之间夹有可替换的过滤纸，过滤网座的下端部固定在支座上，且支座位于过滤网座中的过滤网正下方设有过滤后的液体通过的过液口。

对取液装置中倾倒机构的限定，所述倾倒机构包括用于放置试剂瓶的第一放置槽、驱动第一放置槽朝着过滤机构方向来回移动且可旋转的第三驱动单元，所述第一放置槽内设置有防止试剂瓶从第一放置槽内掉落的固定单元。

对取液装置中放滤纸机构的限定，所述放滤纸机构包括用于吸附过滤纸的吸盘、一端固定吸盘的悬臂杆、支撑杆，支撑杆一端与悬臂杆的另一端连接，支撑杆另一端与驱动第四驱动单元连接，第四驱动单元驱动支撑杆上的悬臂杆水平转动和上下运动。

本发明的优点在于：

(1)本发明从定量获取土壤、然后通过添加适配液形成检测液，然后放到pH值检测装置上进行检测，或者通过振荡装置后到取液装置上进行自动过滤，在此过程中通过机械手装置实现试剂瓶在各装置之间移动，为实现自动固体比如土壤的pH值检测，还可以为其他检测提供纯检测液。

(2)下料装置通过螺纹结构和平滑面之间的缝隙来减少单位时间内下料的量，从而实现高精度下料。

(3)本发明设置转动板，并且在转动板上开设转板孔，然后通过刮料部来使土壤进入到螺纹结构处，作为第一部细化，可以控制进入到螺纹结构处的土壤量，防止大批量的土壤堆积使得土壤被挤压，不能很好的进入到螺纹结构中，相对于直接对方，因为转板孔的设置，当控制刮料部的刮料频率时，可以实现第一级的精度下料。

(4)通过三级细化工序，实现最优效果，其中第一级细化是控制刮料部向转板孔内刮土壤的频率来细化，第二级是转板孔内的土壤依次经过若干个下料孔来实现细化，第三级是通过螺纹结构和滑面的配合，实现三级细化，从而降低单位时间内下土壤的量，提高下料精度。

(5)该pH值检测装置通过使用pH值检测的电子设备作为探头，信号输出到控制装置中，从而实现pH值的检测和显示，当检测固体时，需要稀释固体的配液，并且需要搅拌器使固体最大程度的溶解在配液中，试剂瓶中的液体在检测之前还通过搅拌器搅拌，探头净化机构净化探头，为下一次实验做准备。该装置在现有技术的基础上为实现自动检测pH值提供了机械技术支撑。

(6)探头净化机构通过往夹层腔内充入清洗液，由于内胆上设置的是细孔，夹层腔中的水持续增加，从而增加夹层腔的压力，并且夹层腔内的水形成水柱喷向内胆中的胆腔，从而清洗胆腔内的检测后的喷头。

(7)取液装置为实现智能化取液提供机械结构，大大节约了人力成本，对于精密的测试来说，也可以防止人员介入对试剂的检测结果产生干扰。

(8)本发明中中间过滤槽、过滤网座、第二驱动单元的设置可以方便替换滤纸，从而适用于不同的过滤要求。

(9)倾倒机构可以实现将试剂瓶中的待过滤的液体倾倒至过滤机构内。

(10)放滤纸机构可以自动放置过滤机构上的滤纸，吸附新滤纸的吸盘通过悬臂杆上转动至中间过滤槽和过滤网座之间，为实现自动放置滤纸提供机械机构。

附图说明

图1为本发明中下料装置的立体图。

图2为本发明中下料装置的侧视图。

图3为图2A-A方向的剖视图。

图4为图2C-C方向的剖视图。

图5为本发明中配液装置的立体图。

图6为本发明中pH值检测装置的侧视图。

图7为本发明中pH值检测装置的俯视图。

图8为图7的A-A方向的剖视图。

图9为本发明中pH值检测装置的立体图。

图10为本发明中取液装置的立体图。

图11为图10中A部分的放大图。

图12为本发明的土壤浸提系统的立体图。

图中标注符号的含义如下：

11-第一壳体 101-转动板 1011-转板孔

102-下料板 1021-下料孔 1022-水平部 1023-挂钩部

121-第一电机 122-驱动轮 123-皮带 13-第一回收管

141-固定架 142-第二回收管 143-刮料板 144-从动轮

145-第一转轴 1451-螺纹结构 146-第一轴承 147-第二轴承

15-刮料支撑板

2-配液装置 201-试剂瓶支架 202-蠕动泵

203-浸提剂管架 2031-固定孔

204-直线模组 205-步进电机 206-驱动板

3-振荡装置 31-试剂瓶放置槽

4-pH值检测装置 401-探头 402-探测支架 403-搅拌器

4041-直线气缸 4042-旋转气缸 4043-导向杆

405-探头净化机构 4051-外胆 4052-内胆 4053-夹层腔

4054-胆腔 4055-第一进气口 4056-第一进液口 4057-细孔

4058-排液管 406-第三放置槽

5-取液装置 51-过滤机构 510-上压盖 511-中间过滤槽

512-过滤网座 513-第一顶升杆 514-第二顶升杆

52-倾倒机构 521-第一放置槽 522-顶升气缸 523-第四电机

524-第二清洗单元 525-固定板

53-接液机构 531-第二放置槽 532-第五电机

54-放滤纸机构 541-吸盘 542-悬臂杆 543-支撑杆 544-调节阀

545-第六驱动单元

55-刮纸机构 551-刮板 552-水平驱动气缸 553-竖直驱动气缸

554-驱动固定架

6-支座 61-工作台 611-操作口 62-支撑架

7-机械手装置 71-X轴导轨 72-Y轴导轨 73-Z轴导轨 74-机械爪

75-X轴伺服驱动电机 76-Y轴伺服驱动电机 77-Z轴伺服驱动电机

8-试剂瓶放置区 9-接液瓶放置区

具体实施方式

一种土壤自动浸提预处理系统包括支座6、设置在支座6上的

下料装置，用于向称重装置上的试剂瓶内添加土壤；

配液装置2，用于向装有土壤的试剂瓶内添加相应的适配液形成检测液；

振荡装置3，用于检测液的振荡混合，将土壤中待检测的成分溶解至适配液中；

pH值检测装置4，用于检测待检液体的pH值；

取液装置5，对振荡后的检测液过滤处理，获得用于检测的纯检测液；

机械手装置7，用于将试剂瓶在称重装置、配液装置2、振荡装置3、pH值检测装置4、取液装置5之间移位；

支座6包括工作台61、支撑架62。

为了实现各装置的功能，以下对各装置的结构进行详细地描述。

1.下料装置

下料装置包括第一壳体11、转动板101、驱动转动板101与第一壳体11相对转动的第一驱动机构。转动板101上开设有转板孔1011，下料装置还包括将转动板101上的土壤刮至转板孔1011内的刮料部，第一壳体11的下端部为下料端。转板孔1011可以为圆孔，也可以是细长条孔。

在该实施例中，第一驱动机构包括第一电机121、驱动轮122、从动轮144、第一转轴145。第一转轴145垂直穿过且固定在转动板101的中部，第一电机121固定在第一壳体11的外边缘，第一电机121的执行端驱动驱动轮122转动，驱动轮122带动从动轮144转动，从动轮144同轴设置在第一转轴145的上端部，使得第一转轴145绕中轴线转动。在该实施例中，驱动轮122通过皮带123带动从动轮144转动，还可以通过将主动轮和从动轮144替换成齿轮，通过链条传动。

刮料部包括刮料板143，刮料板143的下底面与转动板101的上表面接触，转动板101从第一转轴145的外圆处到最外边缘的距离等于刮料板143下底板的长度，这样转动板101上所有的土壤均随刮料板143转动，刮料板143将转动板101上方的土壤周期性刮入到转板孔1011内。土壤在转动板101转动时，土壤均靠在刮料板143一侧面。转动板101转动，当刮料板143的下端面第一次经过转板孔1011后，土壤进入到转板孔1011，实现土壤第一次竖直减速下落。

为了下料均匀，下料装置还包括下料板102，下料板102包括与转动板101贴合的水平部1022、挂钩部1023。挂钩部1023一端与水平部1022的外边缘连接，另一端挂在第一壳体11上端面上。第一转轴145穿过下料板102的中部，且通过第二轴承147固定连接。水平部1022以第一转轴145的中轴线为圆心，圆周阵列有若干个下料孔1021，下料孔1021到第一转轴145的中轴线距离与转板孔1011到第一转轴145的中轴线的距离相等。转板孔1011的个数小于下料孔1021的个数。在该实施例中，转板孔1011为1个，下料孔1021为6个。转动板101转动一周时，刮料板143将部分土壤刮至转板孔1011内，然后剩余的土壤随着刮料板143进行转动，刮至转板孔1011内的土壤随着转板孔1011转动，直至转板孔1011依次与6个下料孔1021上下重合，由于转动板101一直处于转动状态，因此第一个下料孔1021与转板孔1011上下重合时，转板孔1011内的土壤并不能一次性经下料孔1021掉落，经过多个下料孔1021后即可实现掉落，并且使得土壤尽量均匀的掉落在下料板102下方，也降低了单位时间内土壤的下落量。优化的，转动板101和水平部1022的外边缘设置有匹配的拱桥结构，这样防止刮料板143在刮土时进入到水平部1022与转动板101外边缘接触处的缝隙内，影响转动板101相对于下料板102的转动。下料板102分成水平部1022和挂钩部1023，这样方便下料板102从第一壳体11内取出，清理第一壳体11位于下料板102下方的腔体。下料板102和转动板101的配合实现土壤的第二次竖直减速下落。

第一转轴145的下端设置有螺纹结构1451，螺纹结构1451穿过第一壳体11的下料端，下料端内侧面为平滑面，掉落到下料板102下方的腔体内的土壤进入下料端与螺纹结构1451的缝隙中，然后随着螺纹结构1451转动而排出。该结构使得土壤持续且特小分量的排出，实现土壤的第三次竖直减速下落。

土壤的每一次下落都会降低单位时间内土壤的下落量，这样使得从下料端落下的土壤量更加精准。

当下料装置使用完毕后，需要对下料装置进行清洁，为了清洁，下料装置还包括第一回收管13、若干个第二回收管142、固定架141。固定架141包括水平支板和垂直固定在水平支板一侧的竖直支板，水平支板的另外一端上设置有第一转轴145穿过的孔，该孔内同轴设置有用于支撑水平支板端部的第一轴承146，竖直支板固定在其他结构上，保证水平支板一直水平状。在该实施例中，刮料部还包括刮料支撑板15，刮料支撑板15垂直固定在刮料板143上端面上形成7字型结构。若干根第二回收管142一端部并列垂直穿过水平支板，另一端穿过刮料支撑板15，第二回收管142和固定架141配合可以作为支撑刮料支撑板15的支撑结构，并且固定架141和刮料支撑板15还可以用于固定第二回收管142的两端。当需要对转动板101上的土壤进行回收时，由于转动板101上的土壤在转动后都位于刮料支撑板15的下方，只需要第二回收管142固定在固定架141的一端上外接负压件，即可实现对转动板101的清洁。在该实施例中刮料支撑板15和刮料板143为一体结构。

第一回收管13一端部穿过位于下料板102与下料端之间的第一壳体11，且端口朝向下料端，若干个第一回收管13以第一转轴145的中轴线为圆形环形阵列在第一壳体11上。当需要回收下料板102与下料端之间的第一壳体11内的土壤时，只需要将第一回收管13的外部端口上接负压件，即可实现对下料板102与下料端之间的第一壳体11的清洁。

下料装置的控制方法如下：

S21、在第一壳体11的腔体内设置转动板101，转动板101上开设有转板孔1011，转动板101相对于第一壳体11转动，在转动板101上设置刮料板143，将土壤倒入到转动板101上，刮料板143将土壤刮入至转板孔1011内；

S22、第一壳体11腔体内还安装有下料板102，下料板102包括开设有下料孔1021的水平部1022，转动板101和水平部1022上下重合，转动板101相对于水平部1022转动，在相对转动过程中，转板孔1011内的土壤从下料孔1021内掉落至第一壳体11位于下料板102下方的空腔内；

S23、第一壳体11的下端部内侧面为平滑面，平滑面内同轴设置螺纹结构1451，驱动螺纹结构1451与第一壳体11相对转动，掉落到空腔内的土壤进入螺纹结构1451与平滑面之间的缝隙中，且随着螺纹结构1451转动绕至第一壳体11的出口掉落到称重装置上的试剂瓶内；

S24、当称重装置显示达到确定值时，停止转动板101和螺纹结构1451分别与第一壳体11的相对转动。

2.配液装置2

配液装置2包括试剂瓶支架201、加液泵、固定加液管的浸提剂管架203、直线模组204、驱动试剂瓶支架201在浸提剂管架203下的直线模组204上来回移动的直线驱动单元，直线驱动单元与控制装置连接，所述直线驱动单元为步进电机205。所述浸提剂管架203沿着试剂瓶支架201来回移动的方向的正上方阵列有多个固定加液管的固定孔2031。所述加液泵为蠕动泵202，且蠕动泵202在沿着直线模组204的方向上阵列有多个，且每个蠕动泵202的输出端连接的加液管与固定孔2031一一对应。控制装置中控制蠕动泵202和直线驱动单元的驱动板206设置固定在多个蠕动泵202的架体上。

配液装置2的工作工程如下：

S21、获得确定量土壤的试剂瓶放置到试剂瓶支架201上，步进电机205将试剂瓶支架201在直线模组204上移动，直至位于需要添加的浸提剂相应的加液管下方；

S22、驱动板206控制相应的蠕动泵202工作，输出固定量的相应的浸提剂到相应的加液管中；

S23、步进电机205继续工作，直至试剂瓶支架201移出浸提剂管架203的下方。

3.振荡装置3

振荡装置3为水浴振荡器，水浴振荡器中包括多个放置试剂瓶的试剂瓶放置槽31，水浴振荡器的上方设置的机械手装置7将试剂瓶支架201上的试剂瓶逐个取出放置到水浴振荡器中各试剂瓶放置槽31内。

4.pH值检测装置4

pH值检测装置4包括

探头401，用于检测试剂瓶内液体的pH值，探头401的输出端与控制装置连接；

探测支架402，用于固定探头401；

搅拌器403，用于搅拌试剂瓶内的液体；

探头净化机构405，用于清洗和风干pH值检测后的探头401；

探头驱动机构，用于驱动探测支架402旋转和上下运动从而使探头401在搅拌器403上的试剂瓶内和探头净化机构405中来回移动。

具体的连接和工作方式如下所述。

探头401悬挂在探测支架402的一端，探测支架402的另一端固定在探测驱动机构上。探测驱动机构包括直线气缸4041、固定在直线气缸4041下方且带动直线气缸4041旋转的旋转气缸4042、固定在直线气缸4041外壳体上的导向杆4043，探测支架402的一端垂直设置在直线气缸4041的驱动端，且在该端的端面上设置有与导向杆4043匹配的导向单元，详细地说，直线气缸4041垂直穿过工作台与下方的旋转气缸4042的驱动端连接，旋转气缸4042通过工作台61下方的支撑架62固定支撑。

搅拌器403在该实施例中为磁力搅拌器403，磁力搅拌器403上方通过法兰与放置试剂瓶的第三放置槽406连接，磁力搅拌器403固定在工作台61上，为了减少探测支架402上下移动的距离，第三放置槽406位于工作台61上，磁力搅拌器403位于工作台61下方,含有搅拌子和试剂液的试剂瓶通过机械手装置7放置在第三放置槽406内。

探头净化机构405固定在工作台上，探头净化机构405包括内胆4052和外胆4051，内胆4052包括探头401可伸入的胆腔4054，内胆4052和外胆4051之间形成夹层腔4053。外胆4051上设置有第一进气口4055和第一进液口4056，分别用于固定向夹层腔4053内导入气体和清洗液的第一进气管和第一进液管的一端部，第一进气管的另一端通过进气阀与鼓风机连接，第一进液管的另一端与固定在工作台61下方的离心泵连接(图中未示出)。内胆4052上设置有将夹层腔4053内的气体和清洗液喷射至胆腔4054的若干个细孔4057，详细地说，细孔4057上下环形阵列分布在环形柱状的内胆4052上，在该实施例中，清洗液为水。内胆4052的下方连接有将水排除胆腔4054的排液管4058，排液管4058穿过工作台61排到下方的污水回收桶内。探头401伸入胆腔4054净化时，启动离心泵向夹层腔4053内输水，由于水的增加，夹层腔4053的压强增大，使得内部的水从细孔4057喷出，清洗探头401。待探头401清洗完毕后，夹层腔4053内的水从内胆4052靠内胆4052上靠下方的孔流出，开启进气阀，由于气体的增加，夹层腔4053中的压强增大，使得内部的气体从细孔4057喷出，风干探头401。

pH值检测装置4的检测方法如下：

S31、将试剂瓶放置到第三放置槽406内，启动磁力搅拌器403工作，搅拌1min分钟后静置30min；

S32、控制装置控制旋转气缸4042动作，使探头401位于试剂瓶的上方，控制直线气缸4041动作，使探头401伸入至试剂瓶内，探头401获得信号传输到控制装置中；

S33、控制装置获得pH值的信号后，控制直线气缸4041动作，使探头401移出试剂瓶，然后控制旋转气缸4042使探头401位于探头净化机构405的上方，最后控制直线气缸4041使探头401伸入到探头净化机构405中的胆腔4054内；

S34、控制装置控制探头净化机构405对探头401进行清洗和干燥。

详细地说，控制装置控制探头净化机构405中的离心泵工作，离心泵将水从第一进液管中输入到内胆4052和外胆4051之间形成夹层腔4053内，然后在水在持续输入水的水压作用下从内胆4052上的细孔4057喷射出，一部分细孔4057内的水喷射到待清洗的探头401上。清洗完毕后，控制装置控制离心泵停止工作，控制鼓风机开始工作，且打开进气阀，气体持续进入到夹层腔4053内，使内部的水加速依次经过靠内胆4052下端部的细孔4057、排液管4058排除夹层腔4053，且从细孔4057吹向探头401，从而干燥探头401。

S35、清洗干燥完毕后，控制装置控制直线气缸4041使探头401移出胆腔4054，并控制旋转气缸4042和直线气缸4041使探头401恢复到步骤S31时的位置。

5.取液装置5

如图10-11所示，取液装置5包括

过滤机构51，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构52，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构51的入口处；

接液机构53，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构51过滤后的液体；

放滤纸机构54，用于向过滤机构51中放入新的过滤纸；

刮纸机构55，用于把过滤机构51中用过的过滤纸刮出过滤机构51中。

工作台61在过滤机构51、倾倒机构52、接液机构53之间设置有操作口611，支撑架62用于支撑工作台61、倾倒机构52、接液机构53。

以下对上述机构分别做详细描述。

过滤机构51

如图10-11所示，过滤机构51包括从上到下依次设置的上压盖510、中间过滤槽511、过滤网座512，还包括分别对应驱动上压盖510和中间过滤槽511上下运动的第一驱动单元和第二驱动单元，过滤网座512水平固定在工作台61上，过滤网座512上的过滤网下方的工作台61上开设有过滤后的液体通过的过液口，过滤时，过滤网上与过滤网等大的过滤纸完全覆盖过滤网。第一驱动单元和第二驱动单元包括设置在工作台61下端面的第一驱动气缸和第二驱动气缸，第一驱动气缸驱动垂直穿过工作台61且另一端固定在上压盖510侧边的第一顶升杆513上下运动；第二驱动气缸驱动垂直穿过工作台61且另一端固定在中间过滤槽511侧边的第二顶升杆514上下运动。

过滤机构51还包括第一清洗单元，第一清洗单元包括三通阀515，上压盖510上设置有清洗口，三通阀515设置在清洗口上，三通阀515的另外两端分别与第二进液管和第二进气管连接，其中第二进液管用于清洗上压盖510、中间过滤槽511、过滤网座512形成的腔体，第二进气管不仅用于风干腔体，并且还用于在过滤过程中对腔体进行加压，从而加快过滤。具体的，过液口的正下方设置有废水收集桶，用于收集清洗腔体后的废水，防止污染环境。优化的，上压盖510与中间过滤槽511接触的侧面上设置有密封圈，中间过滤槽511和过滤网座512接触的侧面上也设置有密封圈。可以防止使用气体加压时待过滤的液体溅出腔体。

过滤机构51的工作过程为：

S511、第一驱动气缸驱动上压盖510向上运动运动到设定高度后停止工作，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向上运动到设定高度后停止工作；

S512、放滤纸机构54在过滤网座512上放置过滤纸后，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向下运动压住过滤网座512后停止工作；

S513、倾倒机构52将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽511中后，第一驱动气缸驱动上压盖510向下运动压住中间过滤槽511；

S514、第二进气管通气，加速过滤；

S15、过滤完毕后，第一驱动气缸驱动上压盖510向上运动运动到设定高度后停止工作，第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向上运动到设定高度后停止工作，刮纸机构55刮出过滤网座512上使用过的滤纸；

S516、第二驱动气缸驱动中间过滤槽511向下运动压住过滤网座512后停止工作，第一驱动气缸驱动上压盖510向下运动压紧中间过滤槽511；

S517、第二进液管通清洗液，清洗腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，第二进气管通气风干腔体。

2、倾倒机构52

如图10-11所示，倾倒机构52包括放置试剂瓶的第一放置槽521、清洗试剂瓶的第二清洗单元524，第一放置槽521的外侧面上设置有使第一放置槽521前后移动且旋转的第三驱动单元。第一放置槽521包括三个工位，第一个工位是位于放置试剂瓶的机械手装置7的正下方。第二个工位是位于过滤机构51侧边且第一放置槽521内的试剂瓶口向上压盖510下方的中间过滤槽511内倒入待过滤的混合液。第三个工位是将第一放置槽521中的试剂瓶对准第二清洗单元524。

由于试剂瓶随着第一放置槽521旋转，为防止试剂瓶从第一放置槽521内掉落，因此需要将试剂瓶固定在第一放置槽521内，本实施例中，第一放置槽521内侧壁上安装有顶升气缸522，具体的，为SMC型微型外螺纹针型气缸，当机械手装置7将试剂瓶放置到第一放置槽521内后，顶升气缸522工作顶住试剂瓶的外侧壁从而将试剂瓶固定在第一放置槽521内。

第三驱动单元包括第三驱动气缸、第四电机523、固定板525，第三驱动气缸的固定端固定在支撑架62上，驱动端与固定板525一端固定连接，所述第三驱动气缸驱动固定板525前后移动，固定板525另一端从操作口611处伸出且固定有第四电机523，固定板525上设置有第四电机523驱动端穿过的孔，第四电机523的驱动端端部固定有第一放置槽521，第四电机523驱动第一放置槽521相对于固定板525绕第四电机523的驱动端的中轴线转动。

第二清洗单元524固定在支撑架62上且为倾斜向上的状态，当试剂瓶需要清洗时，试剂瓶旋转至设定角度对准第二清洗单元524的端口，清洗后的废液回流至第二清洗单元524的废液槽中。另外的实施例中，第二清洗单元524位于试剂瓶在第一工位时的正下方，此时第一放置槽521的第三工位相对于第一工位是将第一放置槽521倒置。

倾倒机构52的工作过程为：

S521、第三驱动气缸开始工作，第三驱动气缸驱动第一放置槽521向靠近过滤机构51的方向运动，移动到设定距离，实现倾倒前的水平位移；

S522、第三驱动气缸停止工作，第四电机523开始工作，驱动第一放置槽521旋转，直至设定角度，实现倾倒，设定时间后第四电机523回转第一放置槽521，即倾倒完毕后第一放置槽521回正，防止试剂瓶内的残留液在运送时滴落；

S523、第四电机523停止工作，第三驱动气缸开始工作，驱动第一放置槽521回到第一工位后，第三驱动气缸停止工作；

S524、启动第四电机523工作，直至试剂瓶的端口对准第二清洗单元524，开始启动第二清洗单元524对试剂瓶进行清洗。优化的，第二清洗单元524还可以包括风干部件，使得试剂瓶在工作完毕后为干燥状态。

3、接液机构53

如图10-11所示，接液机构53包括第四驱动单元532、第五驱动单元、第二放置槽531，第四驱动单元532的固定端固定在操作口611下方的支撑架62上，第四驱动单元532的驱动端与第五驱动单元的固定端连接，第五驱动单元的驱动端与第二放置槽531固定连接。第二放置槽531内放置接液瓶，第四驱动单元532驱动第二放置槽531水平方向上移动，第五驱动单元驱动第二放置槽531在竖直方向上移动。在该实施例中，第四驱动单元532和第五驱动单元均为气缸。

接液机构53的工作过程为：

S531、第四驱动单元532驱动第二放置槽531内的接液瓶水平运动至工作台61上过液口的正下方，从第一工位运动到第二工位，获取过滤机构51过滤后的液体；

S532、待过滤完毕后，第四驱动单元532驱动接液瓶水平运动至操作口611处，且位于机械手装置7的正下方，第二放置槽531从第二工位回到第一工位，第五驱动单元驱动接液瓶向上运动穿过操作口611水平高度超过工作台61，第二放置槽531从第一工位运动到第三工位；

S533、机械手装置7从第二放置槽531中取出接液瓶至检测工序中，第五驱动单元驱动第二放置槽531向下运动回到第一工位。

4、放滤纸机构54

如图10-11所示，所述工作台61上还设置有放置滤纸的凹槽，放滤纸机构54包括吸盘541、一端固定吸盘541的悬臂杆542、支撑杆543，支撑杆543一端与悬臂杆542的另一端连接，支撑杆543另一端穿过工作台61与固定在工作台61下方支撑架62上的第六驱动单元545连接，第六驱动单元545驱动支撑杆543上的悬臂杆542绕支撑杆543的中轴线水平转动和上下运动。悬臂杆542在水平转动时包括两个工位，一个工位是使吸盘541位于凹槽的正上方，一个工位是使吸盘541位于过滤机构51中过滤网座512的正上方。第六驱动单元545驱动吸盘541上下运动，从而使悬臂杆542上的吸盘541的水平高度与凹槽内的滤纸叠放后的高度适配，同时保证吸盘541与过滤网座512在工作台61上的高度适配，当吸盘541朝过滤机构51方向转动时，如果高度不够，吸盘541就会撞到过滤网座512的侧边，当高度过高，会撞击到中间过滤槽511的侧边，均不能将过滤纸放置到过滤网上。当吸盘541朝凹槽处转动时，如果高度不够，则可能将过滤纸推出凹槽，如果高度过高，可能造成吸盘541的负压不能吸住过滤纸。

放滤纸机构54还包括气路上依次连接的压缩机、真空发生器、调节阀544、调节阀544的气体输出端连接的气体管路的另一端固定在吸盘541的下侧面，压缩机通过真空发生器产生负压气体，负压气体通过调节阀544调节大小，然后吸取吸盘541下方的滤纸。

放滤纸机构54的工作过程如下：

S541、调节好调节阀544后启动压缩机，吸盘541从凹槽内吸附一张过滤纸；

S542、第六驱动单元545驱动旋转悬臂杆542和调节悬臂杆542的水平高度后停止工作，使吸盘541位于过滤网座512上方；

S543、关闭压缩机，吸盘541上的滤纸掉落到过滤网座512上；

S544、启动第六驱动单元545选准悬臂杆542返回到吸盘541的第一工位；

S545、依次循环上述四个步骤至指定次数后，吸盘541回到第一工位时，第六驱动单元545驱动吸盘541向下运动，调节吸盘541与凹槽内最上方滤纸的距离。

5、刮纸机构55

如图11所示，刮纸机构55包括刮板551，刮板551固定在第七驱动单元上，第七驱动单元驱动刮板551在靠近过滤机构51的方向上水平移动，且驱动刮板551上下移动。

详细地说，第七驱动单元包括水平驱动气缸552、竖直驱动气缸553、驱动固定架554，竖直驱动气缸553驱动水平驱动气缸552竖直方向上上下运动，水平驱动气缸552的驱动端与刮板551固定连接，水平驱动气缸552驱动刮板551水平移动。优化的，刮板551与过滤网座512相对的下底面上设置弹性材料，防止刮板551在刮滤纸时损坏过滤网座512上表面。

刮纸机构55的工作过程如下：

S551、待过滤机构51过滤完毕后，上压盖510和中间过滤槽511向上运动到设定高度后，第七驱动单元驱动刮板551向上运动且向上前运动，刮板551穿过中间过滤槽511和过滤网座512之间，刮板551运动时穿过过滤网座512上过滤纸的直径；

S552、第七驱动单元驱动刮板551向下运动，直至刮板551与过滤纸接触，第七驱动单元驱动刮板551水平回收，使得过滤纸离开过滤网座512从操作口611处掉落到废纸回收箱内。然后刮板551回归到最初位置。

该该取液装置的工作方法步骤如下：

S51、过滤机构51的驱动使过滤机构51的中间过滤槽511和过滤网座512上下分离，放滤纸机构54实现在过滤网座512上放置过滤纸，然后过滤机构51的驱动中间过滤槽511压住过滤网座512上的滤纸；同时接液机构53驱动接液机构53中的第二放置槽531移动到过滤机构51的下方；

S52、倾倒机构52将试剂瓶中的液体完全倒入到中间过滤槽511中；

S53、过滤机构51上压盖510上设置的第二进气管通气，加速过滤；

S54、过滤完毕后，过滤机构51的驱动使过滤机构51的中间过滤槽511和过滤网座512上下分离，刮纸机构55刮出过滤网座512上使用过的滤纸；

S55、过滤机构51复位到初始位置，过滤机构51上压盖510上设置的第二进液管通清洗液，清洗上压盖510和过滤网座512之间的腔体，设定时间后第二进液管停止通清洗液，第二进气管通气风干腔体。

在步骤S4或S5的同时，接液机构53驱动接液机构53中的第二放置槽531移出到设定位置。

7.机械手装置7

如图12所示，机械手装置7包括相互垂直的X轴导轨71、Y轴导轨72、Z轴导轨73、机械爪74、X轴伺服驱动电机75、Y轴伺服驱动电机76、Z轴伺服驱动电机77。机械爪74在Z轴伺服驱动电机77的作用下在Z轴导轨73上且面向工作台61来回移动，Z轴导轨73在Y轴伺服驱动电机76的作用下在Y轴导轨72上来回移动，Y轴导轨72在X轴伺服驱动电机75的作用下在X轴导轨71上来回移动，从而实现机械爪74在三维空间内任意移动。机械爪74的型号为SMC型气动三爪气缸，即机械爪74本身就直接可以实现抓取试剂瓶和接液瓶。

在工作台上，还设置有试剂瓶放置区8和接液瓶放置区9。空的试剂瓶用于装下料装置释放的土样和接配液装置中释放的浸提液。接液瓶放置区用于存放接有整个系统最终的过滤后的溶液接液瓶。

该系统的工作方法如下：

S1、准备多个干净且干燥过的空的试剂瓶放置到试剂瓶放置区8；

S2、向下料装置中加入待检测的土壤，控制装置控制机械手装置7从试剂瓶放置区8取出依次取出多个干净且干燥过的空的试剂瓶，依次放置到称重装置上，使试剂瓶的端口对准下料装置的下料端，然后控制装置控制下料装置往试剂瓶内下确定量的土壤；

S3、控制装置控制机械手装置7将装有定量土壤的试剂瓶移动到配液装置2上，然后控制配液装置2将试剂瓶移动到确定位置后加入确定量的确定的适配液；

S4、控制装置控制机械手装置7将一个试剂瓶移动到pH值检测装置4处进行检测获得pH值，另外的试剂瓶放置到振荡装置3中振荡一定时间；

S5、控制装置控制机械手装置7依次将振荡装置3上的试剂瓶移动到取液装置上，且控制取液装置工作，控制每个试剂瓶中过滤后的溶液进入相应的接液瓶中，并依次将接液瓶放置到接液瓶放置区9确定位置。

该系统实现土壤自动浸提预处理系统，同时包括取液和pH值检测两个系统过程。

还可以单独实现pH值检测的系统和用于取液的系统。

用于pH值检测的系统，包括下料装置、配液装置2、pH值检测装置4、机械手装置7。

使用该系统的方法为：

S1、控制转置控制下料装置向称重装置上的试剂瓶内添加土壤，直至称重装置上显示土壤量到达确定量，控制装置控制下料装置停止下料；

S2、控制装置控制机械手装置7将称重装置上的含有土壤的试剂瓶放置到配液装置2上，然后控制配液装置2向试剂瓶内添加适应种类的定量浸提剂。

S3、控制装置控制机械手装置7将配液装置2上已添加浸提剂的试剂瓶移动到pH值检测装置4的搅拌器上，并且在步骤S1、步骤S2、步骤S3中任一步骤中往试剂瓶中加入搅拌子，控制装置控制搅拌器工作，搅拌1min分钟后静置30min；

S4、控制装置控制pH值检测装置4中的探头401移动到试剂瓶内，控制装置获得探头401信号端的信号，并显示pH；

S5、控制装置控制pH值检测装置4中的探头在探头净化机构405内清洗和风干pH值检测后的探头401。

2.用于取液的系统包括下料装置、配液装置2、振荡装置3、取液装置5、机械手装置7。

使用该系统的方法为：

S1、控制转置控制下料装置向称重装置上的试剂瓶内添加土壤，直至称重装置上显示土壤量到达确定量，控制装置控制下料装置停止下料；

S2、控制装置控制机械手装置7将称重装置上的含有土壤的试剂瓶放置到配液装置2上，然后控制配液装置2向试剂瓶内添加适应种类的定量浸提剂；

S3、控制装置控制机械手装置7将配液装置2上已添加浸提剂的试剂瓶移动到振荡装置3上振动设定时间后静置一定时间；

S4、控制装置控制控制机械手装置7将振荡装置3上已振荡后的试剂瓶移动取液装置5的倾倒机构52上，并且控制放滤纸机构54向过滤机构51内添加新的滤纸，控制装置还控制机械手装置7将接液瓶放置到接液机构53上，且控制接液瓶运动到过滤机构51的正下方；

S5、控制装置控制倾倒机构52将试剂瓶内的液体倾倒至过滤机构51内；

S6、控制装置控制倾倒机构52和接液机构53回位，刮纸机构55将过滤机构51内用过的滤纸刮离过滤机构51，控制机械手装置7将接液瓶放置到接液瓶放置区内。

本发明中各驱动单元、控制装置中驱动相应部件水平运动、竖直运动、转动的均属于现有技术，并且启动相应驱动单元内的相应电机在特定时间内工作，涉及到电路部分，均属于现有技术，再该实施例中不做具体的描述。而本发明主要保护的是基于现有技术中的电路部分为实现自动浸提的机械结构。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浸提系统，其特征在于，包括支座(6)、设置在支座(6)上的

下料装置，用于向称重装置上的试剂瓶内添加土壤；

配液装置(2)，用于向装有土壤的试剂瓶内添加相应的适配液形成检测液；

振荡装置(3)，用于检测液的振荡混合，将土壤中待检测的成分溶解至适配液中；

pH值检测装置(4)，用于检测待检液体的pH值；

取液装置(5)，对振荡后的检测液过滤处理，获得用于检测的纯检测液；

机械手装置(7)，用于将试剂瓶在称重装置、配液装置(2)、振荡装置(3)、pH值检测装置(4)、取液装置(5)之间移位。

2.根据权利要求1所述的一种浸提系统，其特征在于，所述下料装置包括第一壳体(11)、第一转轴(145)、驱动第一转轴(145)相对于第一壳体(11)转动的驱动机构，第一壳体(11)包括下料端，第一转轴(145)上设置有螺纹结构(1451)，螺纹结构(1451)穿过第一壳体(11)的下料端，下料端内侧面为平滑面。

3.根据权利要求2所述的一种浸提系统，其特征在于，所述下料装置还包括开设有转板孔(1011)的转动板(101)、将转动板(101)上的土壤刮至转板孔(1011)内的刮料部，所述第一转轴(145)位于螺纹结构(1451)的上端部垂直穿过转动板(101)中心，所述刮料部位于转动板(101)的上方且绕第一转轴(145)的中轴线相对于转动板(101)转动。

4.根据权利要求3所述的一种浸提系统，其特征在于，所述下料装置还包括下料板(102)，下料板(102)包括与转动板(101)贴合且相对转动板(101)转动的水平部(1022)，第一转轴(145)位于螺纹结构(1451)的上端部依次穿过下料板(102)和水平部(1022)的中部，转动板(101)上设置有用于输入土壤的转板孔(1011)，所述下料板(102)上开设有若干个下料孔(1021)，下料孔(1021)到第一转轴(145)的中轴线距离与转板孔(1011)到第一转轴(145)的中轴线的距离相等，所述转板孔(1011)的数量小于下料孔(1021)的数量。

5.根据权利要求1所述的一种浸提系统，其特征在于，pH值检测装置(4)包括

探头(401)，用于检测试剂瓶内液体的pH值；

探测支架(402)，用于固定探头(401)；

搅拌器(403)，用于搅拌试剂瓶内的液体；

探头净化机构(405)，用于清洗和风干pH值检测后的探头(401)；

探头驱动机构，用于驱动探测支架(402)旋转和上下运动从而使探头(401)在搅拌器(403)上的试剂瓶中和探头净化机构(405)中来回移动；

控制装置，与探头(401)的输出端、探头驱动机构的受控端分别连接。

6.根据权利要求5所述的一种浸提系统，其特征在于，所述探头净化机构(405)包括内胆(4052)和外胆(4051)，内胆(4052)包括探头(401)可伸入的胆腔(4054)，内胆(4052)和外胆(4051)之间形成夹层腔(4053)，外胆上设置有与夹层腔(4053)导通的进液口，所述内胆(4052)上设置有将夹层腔(4053)内的清洗液喷射至胆腔(4054)的若干个细孔(4057)。

7.根据权利要求1所述的一种浸提系统，其特征在于，取液装置(5)包括

过滤机构(51)，用于过滤从试剂瓶中倒出的混合物；

倾倒机构(52)，用于固定试剂瓶，并且通过移动和旋转试剂瓶，将试剂瓶内的混合物倾倒入过滤机构(51)的入口处；

接液机构(53)，用于固定和移动接液瓶，接液瓶用于获取过滤机构(51)过滤后的液体；

放滤纸机构(54)，用于向过滤机构(51)中放入新的过滤纸；

刮纸机构(55)，用于把过滤机构(51)中用过的过滤纸刮出过滤机构(51)。

8.根据权利要求7所述的一种浸提系统，其特征在于，所述过滤机构(51)包括中间过滤槽(511)、过滤网座(512)，还包括驱动中间过滤槽(511)上下运动的第二驱动单元，过滤时中间过滤槽(511)和过滤网座(512)之间夹有可替换的过滤纸，过滤网座(512)的下端部固定在支座(6)上，且支座(6)位于过滤网座(512)中的过滤网正下方设有过滤后的液体通过的过液口。

9.根据权利要求7所述的一种浸提系统，其特征在于，所述倾倒机构(52)包括用于放置试剂瓶的第一放置槽(521)、驱动第一放置槽(521)朝着过滤机构(51)方向来回移动且可旋转的第三驱动单元，所述第一放置槽(521)内设置有防止试剂瓶从第一放置槽(521)内掉落的固定单元。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的一种浸提系统，其特征在于，所述放滤纸机构(54)包括用于吸附过滤纸的吸盘(541)、一端固定吸盘(541)的悬臂杆(542)、支撑杆(543)，支撑杆(543)一端与悬臂杆(542)的另一端连接，支撑杆(543)另一端与驱动第四驱动单元(545)连接，第四驱动单元(545)驱动支撑杆(543)上的悬臂杆(542)水平转动和上下运动。