CN109738576A - 多功能多通道自动化滴定装置 - Google Patents

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戴煦
刘文秋
陈益思
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Abstract

本发明公开了一种多功能多通道自动化滴定装置，包括：机架，所述机架呈矩形框结构；三轴运动系统，所述三轴运动系统安设于所述机架上，所述三轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统及Z轴运动系统，所述Y轴运动系统及Z轴运动系统安设于所述X轴运动系统上，所述Z轴运动系统安设于所述Y轴运动系统上；滴定瓶，所述机架内设置有用于存放滴定瓶的凹槽阵列，所述凹槽阵列的每个凹槽对应放置有一所述滴定瓶；滴定装置，所述滴定装置包括若干个注射泵系统，每个所述注射泵系统可对任一个所述滴定瓶进行滴定。本发明是一种能够实现规模化、自动化的多功能多通道自动化滴定装置。

Description

多功能多通道自动化滴定装置
技术领域
本发明涉及滴定设备技术领域，尤其涉及一种多功能多通道自动化滴定装置。
背景技术
滴定测试是化学实验中经常进行的操作。
现有技术中，实验室滴定分析采用的是人工滴定法，它是根据指示剂的颜色变化指示滴定终点，然后目测标准溶液消耗体积，计算分析结果；而现有的自动电位滴定法是通过电位的变化，由仪器自动判断终点，现有的自动电位滴定方法中，大多是由电机与注射泵模块组合形成，装置单一，自动化程度低，工作效率低，不能同时满足规模化、自动化的滴定测试。
因此，亟需一种多功能多通道自动化滴定装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能多通道自动化滴定装置。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：公开了一种多功能多通道自动化滴定装置，包括：
机架，所述机架呈矩形框结构；
三轴运动系统，所述三轴运动系统安设于所述机架上，所述三轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统及Z轴运动系统，所述Y轴运动系统及Z轴运动系统安设于所述X轴运动系统上，所述Z轴运动系统安设于所述Y轴运动系统上；
滴定瓶，所述机架内设置有用于存放滴定瓶的凹槽阵列，所述凹槽阵列的每个凹槽对应放置有一所述滴定瓶；
滴定装置，所述滴定装置安设于所述Z轴运动系统上，所述滴定装置包括若干个注射泵系统，每个所述注射泵系统可对任一个所述滴定瓶进行滴定。
每个所述注射泵系统包括外壳、电机、传动机构、注射器及三通阀，所述电机通过所述传动机构与所述注射器连接，所述注射器通过所述三通阀选择从试剂瓶抽取试剂，或给其中一个所述滴定瓶进行滴定试剂。
所述电机及注射器还分别通过一固定机构固定在所述外壳的内壁。
所述注射泵系统的所述外壳下端呈锥形结构，绕所述锥形结构外壁一圈设置有一环形激光发射器，且每个滴定瓶内设置有激光接收器，当所述环形激光发射器所发出的激光被其中一滴定瓶内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统对准该滴定瓶。
还包括试剂瓶放置槽，所述试剂瓶放置槽设于所述机架的边缘处，每个所述试剂瓶放置槽上均放置有所述试剂瓶。
所述X轴运动系统包括X轴电机及X轴丝杠，所述X轴电机固定在所述机架的一顶角处，所述X轴丝杠呈X方向布设于所述机架的上边缘处，所述Y轴运动系统及Z轴运动系统可由所述X轴电机与X轴丝杠配合驱动在X轴方向运动。
所述Y轴运动系统包括Y轴运动机构及Y轴导轨，所述Y轴运动机构可沿所述Y轴导轨在Y轴方向上运动。
所述Z轴运动系统，包括Z轴导轨、Z轴滑块及Z轴电机，所述Z轴导轨直接固定于所述Y轴运动机构的外壳上，所述Z轴滑块在Z轴方向滑动地设于所述Z轴导轨上，所述Z轴电机用于驱动所述Z轴滑块。
所述滴定装置包括：控制器、安装机构、机械手驱动电机、减速机构、机械手，所述安装机构包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分固定设于所述Z轴滑块上，所述机械手驱动电机通过所述减速机构后与所述机械手后端连接，所述注射泵系统装设于所述机械手前端上，所述机械手驱动电机可通过所述减速机构驱动所述机械手带动所述注射泵系统旋转，当所述环形激光发射器所发出的激光被其中一滴定瓶内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统对准该滴定瓶，所述激光接收器将信息反馈给所述控制器，所述控制器控制所述注射泵系统进行滴定。
所述机械手前端开设有若干用于放置所述注射泵系统的通槽，所述注射泵系统可快速固定于所述通槽内，或从所述通槽脱离。
与现有技术相比，由于在本发明多功能多通道自动化滴定装置中，包括三轴运动系统、滴定瓶，所述三轴运动系统能够精准地控制所述滴定装置，所述滴定装置包括若干个注射泵系统。如此，能够通过上位机编程控制所述三轴运动系统，自动地给任一个滴定瓶进行滴定。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1所示为本发明多功能多通道自动化滴定装置的一个实施例的示意图。
图2所示为本发明注射泵系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1、2所示，本发明实施例公开的多功能多通道自动化滴定装置100，包括：
机架1，所述机架呈矩形框结构；
三轴运动系统10，所述三轴运动系统安设于所述机架1上，具体是安设于所述机架1的上表面，沿X轴方向、Y轴方向及Z轴方向布设，所述三轴运动系统包括X轴运动系统10a、Y轴运动系统10b及Z轴运动系统10c，所述Y轴运动系统10b及Z轴运动系统10c安设于所述X轴运动系统10a上，所述Z轴运动系统10c安设于所述Y轴运动系统10b上；
滴定瓶2，所述机架1内设置有用于存放滴定瓶2的凹槽阵列，所述凹槽阵列的每个凹槽3对应放置有一所述滴定瓶2，图1所示的实施例中，所述凹槽阵列整体呈矩形状排列；
滴定装置4，所述滴定装置4安设于所述Z轴运动系统10c上，所述滴定装置4包括若干个注射泵系统5，每个所述注射泵系统5可对任一个所述滴定瓶2进行滴定。
如图2所示，每个所述注射泵系统5包括外壳51、电机52、传动机构53、注射器54及三通阀55，所述电机52通过所述传动机构53与所述注射器54连接，所述注射器54通过所述三通阀55选择从试剂瓶抽取试剂，或给其中一个所述滴定瓶2进行滴定试剂。
如图2所示，所述电机52及注射器54还分别通过一固定机构55固定在所述外壳51的内壁。
如图2所示，所述注射泵系统5的所述外壳51下端呈锥形结构56，绕所述锥形结构56外壁一圈设置有一环形激光发射器57，且每个滴定瓶2内设置有激光接收器(图上未示)，当所述环形激光发射器57所发出的激光被其中一滴定瓶2内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统5对准该滴定瓶2。
如图1所示，还包括试剂瓶放置槽6，所述试剂瓶放置槽6设于所述机架1的边缘处，每个所述试剂瓶放置槽6上均放置有所述试剂瓶。
如图1所示，所述X轴运动系统10a包括X轴电机11及X轴丝杠12，所述X轴电机11固定在所述机架1的一顶角处，所述X轴丝杠12呈X方向布设于所述机架1的上边缘处，所述Y轴运动系统10b及Z轴运动系统10c可由所述X轴电机11与X轴丝杠12配合驱动在X轴方向运动。需要说明的是，所述X轴电机11可以是步进电机或者伺服电机。
如图1所示，所述Y轴运动系统10b包括Y轴运动机构13及Y轴导轨14，所述Y轴运动机构13可沿所述Y轴导轨14在Y轴方向上运动。如图1所示的实施例中，所述Y轴运动机构13在启动时，可以自由在所述Y轴导轨14上运动，需要说明的是，所述Y轴运动机构13是由步进电机进行驱动的，可沿所述Y轴导轨14在Y轴方向运动的机构，该步进电机内置于所述Y轴运动机构13。
如图1所示，所述Z轴运动系统10c，包括Z轴导轨15、Z轴滑块16及Z轴电机17，所述Z轴导轨15直接固定于所述Y轴运动机构13的外壳上，所述Z轴滑块16在Z轴方向滑动地设于所述Z轴导轨15上，所述Z轴电机17用于驱动所述Z轴滑块16。
如图1和2所示，所述滴定装置4包括：控制器(图上未示)、安装机构21、机械手驱动电机18、减速机构19、机械手20，所述安装机构21包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分固定设于所述Z轴滑块16上，所述机械手驱动电机18通过所述减速机构19后与所述机械手20后端连接，所述注射泵系统5装设于所述机械手20前端上，所述机械手驱动电机18可通过所述减速机构19驱动所述机械手20带动所述注射泵系统5旋转，当所述环形激光发射器57所发出的激光被其中一滴定瓶2内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统5对准该滴定瓶2，所述激光接收器将信息反馈给所述控制器，所述控制器控制所述注射泵系统5进行滴定。
如图1所示，所述机械手20前端开设有若干用于放置所述注射泵系统5的通槽，所述注射泵系统5可快速固定于所述通槽内，或从所述通槽脱离。在本实施例中，所述通槽的数量是5，每个所述通槽内放置一个所述注射泵系统5，所述注射泵系统5可以快速地固定于所述通槽内或者从所述通槽脱离，如此能够极大地提高设备工作的持续性和提高工作效率。
下面详细地介绍一下本发明多功能多通道自动化滴定装置的工作原理：
(1)对三轴运动系统的运动轨迹预先编程，所述凹槽阵列的每个凹槽对应地在软件系统中设置对应的位置坐标(x，y)，通过所述三轴运动系统的运动，使得滴定装置能够按照预设程序到达每个凹槽对应的位置坐标(x，y)，而每个凹槽内对应地放置有滴定瓶，即使得滴定装置能够到达每个滴定瓶的上方；需要说明的是，此时所述滴定装置到达需要被滴定的滴定瓶上方，但是此时所述滴定装置上放置有若干个注射泵系统，还需要选择出需要进行滴定的注射泵系统对滴定瓶进行滴定，实际上至此，完成了所述注射泵系统对所述滴定瓶的粗对准；
(2)启动需要进行滴定的注射泵系统上的环形激光器，并通过控制器控制机械手驱动电机进行工作，此时机械手驱动电机通过减速机构带动机械手进行旋转，让机械手上的每个注射泵系统旋转经过需要被滴定的滴定瓶，当启动了环形激光器的注射泵经过需要被滴定的滴定瓶时，所述环形激光发射器所发出的激光被该滴定瓶内的所述激光接收器接收，表示完成了精对准，控制器停止机械手驱动电机工作；
(3)让需要进行滴定的注射泵系统对滴定瓶进行滴定。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，包括：
机架，所述机架呈矩形框结构；
三轴运动系统，所述三轴运动系统安设于所述机架上，所述三轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统及Z轴运动系统，所述Y轴运动系统及Z轴运动系统安设于所述X轴运动系统上，所述Z轴运动系统安设于所述Y轴运动系统上；
滴定瓶，所述机架内设置有用于存放滴定瓶的凹槽阵列，所述凹槽阵列的每个凹槽对应放置有一所述滴定瓶；
滴定装置，所述滴定装置安设于所述Z轴运动系统上，所述滴定装置包括若干个注射泵系统，每个所述注射泵系统可对任一个所述滴定瓶进行滴定。
2.如权利要求1所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，每个所述注射泵系统包括外壳、电机、传动机构、注射器及三通阀，所述电机通过所述传动机构与所述注射器连接，所述注射器通过所述三通阀选择从试剂瓶抽取试剂，或给其中一个所述滴定瓶进行滴定试剂。
3.如权利要求2所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述电机及注射器还分别通过一固定机构固定在所述外壳的内壁。
4.如权利要求2所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述注射泵系统的所述外壳下端呈锥形结构，绕所述锥形结构外壁一圈设置有一环形激光发射器，且每个滴定瓶内设置有激光接收器，当所述环形激光发射器所发出的激光被其中一滴定瓶内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统对准该滴定瓶。
5.如权利要求2所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，还包括试剂瓶放置槽，所述试剂瓶放置槽设于所述机架的边缘处，每个所述试剂瓶放置槽上均放置有所述试剂瓶。
6.如权利要求1所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述X轴运动系统包括X轴电机及X轴丝杠，所述X轴电机固定在所述机架的一顶角处，所述X轴丝杠呈X方向布设于所述机架的上边缘处，所述Y轴运动系统及Z轴运动系统可由所述X轴电机与X轴丝杠配合驱动在X轴方向运动。
7.如权利要求6所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述Y轴运动系统包括Y轴运动机构及Y轴导轨，所述Y轴运动机构可沿所述Y轴导轨在Y轴方向上运动。
8.如权利要求7所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述Z轴运动系统，包括Z轴导轨、Z轴滑块及Z轴电机，所述Z轴导轨直接固定于所述Y轴运动机构的外壳上，所述Z轴滑块在Z轴方向滑动地设于所述Z轴导轨上，所述Z轴电机用于驱动所述Z轴滑块。
9.如权利要求4所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述滴定装置包括：控制器、安装机构、机械手驱动电机、减速机构、机械手，所述安装机构包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分固定设于所述Z轴滑块上，所述机械手驱动电机通过所述减速机构后与所述机械手后端连接，所述注射泵系统装设于所述机械手前端上，所述机械手驱动电机可通过所述减速机构驱动所述机械手带动所述注射泵系统旋转，当所述环形激光发射器所发出的激光被其中一滴定瓶内的所述激光接收器接收时，所述注射泵系统对准该滴定瓶，所述激光接收器将信息反馈给所述控制器，所述控制器控制所述注射泵系统进行滴定。
10.如权利要求9所述的多功能多通道自动化滴定装置，其特征在于，所述机械手前端开设有若干用于放置所述注射泵系统的通槽，所述注射泵系统可快速固定于所述通槽内，或从所述通槽脱离。
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