CN109821600B - 一种多管自动研磨器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多管自动研磨器，涉及研磨工具技术领域，其包括多个固定于滑动架上的研磨装置，滑动架的一端铰接于曲轴上，曲轴由固定于电机上的偏心轮带动旋转；研磨装置包括研磨盘和研磨棒，研磨棒包括手柄和固定于手柄一端的研磨球，手柄固定于气缸的活塞杆上，气缸固定于滑动架上；研磨盘的底端通过弹簧连接并支撑于工作台的容纳槽中，容纳槽内设置有电磁铁，研磨盘上设置有供电磁铁吸附的铁块；气缸上设置有电磁阀，电磁阀电连接于时间继电器上，时间继电器、电机以及电磁铁均与控制器电连接。解决了现有技术中的研磨器研磨力度和研磨时间不可控，且研磨效率低下的问题。

Description

一种多管自动研磨器

技术领域

本发明涉及研磨工具技术领域，特别是涉及一种多管自动研磨器。

背景技术

在食品和农产品安全检测中，常需要采用合适的样品前处理技术将目标待 测物从复杂基质中分离并富集。固相分散萃取法(Matrix solid phase dispersion，MSPD)可一步完成样品的均化，提取，净化等相关技术，降低了 成本和分析时间，是一种简便，高效，安全，对环境友好的前处理方法。MSPD 法操作原理为：将粘性、半固体、固体样品与各种固相萃取材料一起研磨，在 研磨过程中，利用剪刀力破坏样品的组织结构，提取目标化合物成分分离分散 在固体表面键和的有机相中，随后作为填料装柱，用适当溶剂将目标化合物洗脱，收集浓缩后即可进行仪器测定。

MSPD法的关键技术之一为研磨。研磨的力度，时间等决定了基质在固相萃 取材料表面分布的均匀性，而样品与吸附剂研磨是否充分均匀直接影响目标化 合物的提取效率和净化效率，目前的研磨步骤只能人工手动操作，手动操作存 在以下问题：(1)不同的人研磨力度不一样，即使研磨时间相同，目标化合物 提取效率仍然不一致，导致检测结果重现性差；(2)不同类别的样品，可能需 要不同的研磨时间，一般为3到5分钟，人工操作费时费力，如若样品数量大， 人工成本高，效率低下。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种多管自动研磨器，解决了 现有技术中的研磨器研磨力度和研磨时间不可控，且研磨效率低下的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种多管自动研磨器，其包括多个固定于滑动架上的研磨装置，滑动 架的一端铰接于曲轴上，曲轴由固定于电机上的偏心轮带动旋转；研磨装置包 括研磨盘和研磨棒，研磨棒包括手柄和固定于手柄一端的研磨球，手柄固定于 气缸的活塞杆上，气缸固定于滑动架上；研磨盘的底端通过弹簧连接并支撑于 工作台的容纳槽中，容纳槽内设置有电磁铁，研磨盘上设置有供电磁铁吸附的 铁块；气缸上设置有电磁阀，电磁阀电连接于时间继电器上，时间继电器、电 机以及电磁铁均与控制器电连接。

进一步地，滑动架与曲轴位于壳体围成的腔体中，壳体通过支脚支撑于工 作台上。通过壳体限制滑动架的活动空间，使滑动架在在曲轴的带动下能够往 复滑动，从而带动研磨棒在研磨盘中移动，多角度挤压研磨盘内的样品，使样 品研磨得更加充分。

进一步地，研磨盘的内壁为球面。该球面与研磨球的球面配合，使研磨区 域无死角，有利于充分研磨，提高研磨质量。

进一步地，研磨盘的顶部设置有盖板，盖板上设置有供手柄穿过的通孔。 盖板能够遮挡住研磨盘顶端的开口，避免研磨盘内的被研磨料蹦出，造成浪费 和污染环境。

进一步地，盖板由两块对称的扇形板拼接而成，每块扇形板转动连接于研 磨盘上。盖板通过两块扇形板转动拼接而成，使得研磨棒伸入、伸出研磨盘更 加方便。

进一步地，每个扇形板上均设置有转动把手。转动把手能够增加操作者转 动扇形板的方便性。

进一步地，电磁铁设置于研磨盘的正下方。电磁铁吸附研磨盘，断开电磁 铁的供电以后，研磨盘在弹簧的弹力作用下回弹并产生振动，将电磁铁设置在 研磨盘的正下方，使研磨盘在被吸附和回弹过程中始终垂直运动，避免与研磨 棒碰撞产生噪音和破损。

进一步地，电磁铁的四周设置有多个弹簧。弹簧起着连接和支撑研磨盘的 作用，设置多个弹簧能够降低单个弹簧的承重负担，增加弹簧的使用寿命。

进一步地，研磨球为实心球，研磨球上加工有内螺纹，该内螺纹与手柄端 部的外螺纹配合连接。实心球能够增加研磨球自身的重量，从而增加研磨力度； 研磨球与手柄通过螺纹连接，使得研磨球能够被拧下来进行清洗，避免了反复 拆卸手柄与气缸活塞杆的连接，降低安装精度，影响动力传递。

本发明的有益效果为：滑动架在电机的带动下能够使研磨球在研磨盘中左 右移动，通过电机的工作时间，达到控制研磨时间的目的；研磨球通过手柄连 接于气缸的活塞杆上，通过控制气缸活塞杆的伸缩来控制研磨球作用在研磨盘 内壁上的挤压力，从而达到控制研磨力度的目的；滑动架能够同时带动多个研 磨装置同时工作，提高了研磨效率，且每个研磨装置的研磨盘是相对独立的， 可以添加不同种类的样品同时进行研磨，提高了时效性。

通过电磁铁吸附研磨盘压缩弹簧，在电磁铁断电后，研磨盘在弹簧的弹力 作用下回弹而产生振动，粘附在研磨盘内壁的样品因振动而掉落，从而达到翻 动被研磨中样品的目的，使研磨更加充分，增加研磨质量。

电机、电磁铁和气缸均通过控制器自动控制，简化了操作步骤，提高了研 磨效率和研磨质量。

附图说明

图1为多管自动研磨器的结构示意图。

图2为图1中研磨装置部分的放大图。

图3为图2中盖板的俯视图。

其中，1、研磨装置；11、研磨盘；111、铁块；112、盖板；113、转动把手；12、研磨棒；121、手柄；122、研磨球；13、气缸；2、滑动架；3、曲轴；4、 偏心轮；5、电机；6、工作台；61、容纳槽；7、电磁铁；8、壳体；81、支脚； 9、弹簧。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理 解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的 普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精 神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保 护之列。

如图1所示，该多管自动研磨器包括多个固定于滑动架2上的研磨装置1， 滑动架2的一端铰接于曲轴3上，曲轴3由固定于电机5上的偏心轮4带动旋 转，滑动架2与曲轴3位于壳体8围成的腔体中，壳体8通过支脚81支撑于工 作台6上。滑动架2位于壳体8内的一个圆筒形的腔体中，该圆筒形的腔体对 滑动架2起着一个限位的作用，使滑动架2在曲轴3的带动下，只能沿着长度 方向摆动。

滑动架2的摆动周期由偏心轮4的形状决定，偏心轮4距离圆心较远的一 端转动到图1中电机5的左端，则滑动架2向左移动；偏心轮4距离圆心较远 的一端转动到图1中电机5的右端，则滑动架2向右移动。电机5通过继电器 与控制器电连接，控制器通过控制继电器来达到控制第一电机5是否通电，从 而控制电机5是否工作，以此来控制研磨时间。

研磨装置1包括研磨盘11和研磨棒12，研磨棒12包括手柄121和固定于 手柄121一端的研磨球122，手柄121固定于气缸13的活塞杆上，气缸13固定 于滑动架2上。研磨球122为实心球，研磨球122上加工有内螺纹，该内螺纹 与手柄121端部的外螺纹配合连接。

研磨盘11位于研磨球122的正下方，用于盛放待研磨的样品，研磨盘11 的内壁为球面，与研磨球122的球面对应，来增大研磨球122与研磨盘11的接 触面积，从而使样品研磨得更加充分。

为了在研磨过程中避免样品因受到挤压而蹦出，在研磨盘11顶部安装有盖 板112，为了不干涉研磨棒12的动作，盖板112上设置有供手柄121穿过的通 孔，由于研磨棒12要左右移动，该通孔设置成如图2所示的条形孔。为了方便 研磨棒12伸入或伸出研磨盘11，将盖板112设计成由两块对称的扇形板拼接而 成。

为了避免盖板112滑落，将盖板112可转动连接于研磨盘11上，具体实施 时，可以在研磨盘11的顶端采用粘接或焊接等方式固定一个安装块，该安装块 的顶面与研磨盘11的顶面齐平，然后用一个螺栓与螺母将安装块与扇形板在垂 直方向上的位置固定，为了使扇形板能够转动，螺母不能锁紧，且安装螺栓的 通孔孔径需大于螺栓的外径。为了方便转动扇形板，在每个扇形板上均垂直固 定有一个转动把手113。

工作台6上加工有与研磨装置1数量对应的且凹陷的圆弧形容纳槽61，容 纳槽61用于容纳研磨盘11。容纳槽61的底端中心位置设置有一个电磁铁7， 电磁铁7的吸附面与容纳槽21的底面齐平，在研磨盘11的底端面上固定有一 个铁块111，铁块111位于电磁铁7吸附面的垂直上方。在电磁铁7的四周设置 有多个弹簧9，弹簧9为压簧，弹簧9的一端固定于研磨盘11上，另一端固定 于容纳槽61的底面上。

在研磨过程中，可以通过给电磁铁7通电产生磁力来吸附铁块111，吸附以 后，研磨盘11挤压弹簧9，使弹簧9产生更大的形变，然后在给电磁铁7断电， 失去对铁块111的吸附，研磨盘11在弹簧9的弹力作用下回弹，使研磨盘11 产生振动，通过振动来翻动样品，使样品研磨得更加充分。

为了提高效率和降低劳动强度，将气缸13、电机5和电磁铁7均通过控制 器来自动控制。本实施例中，控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机芯片。 气缸13通过电磁阀来控制活塞杆的伸长和收缩，电磁阀优选型号为气动电磁阀 4V210-08DC24V，电磁阀通过时间继电器来控制器动作，时间继电器优选型号 为UP4S-S，时间继电器电连接于单片机的输出引脚上，由于单片机的输出电流 有限，需在时间继电器与单片机之间电连接一个三极管S8050，通过三极管来驱 动时间继电器。

电机5采用步进电机，本实施例中，只需要控制器控制电机5和电磁铁7 的定时通断电即可，同样可采用继电器连接在电机5和电磁铁7的供电电路上 来控制其通断电，由于电机5和电磁铁7的延时时间较长，需采用延时范围大 的空气阻尼式时间继电器，比如型号为SSR10DA的时间继电器。气缸13、电 机5和电磁铁7的动作通过向单片机芯片内输入程序进行控制。

气缸13的活塞杆伸长，带动研磨球122向下移动，直到研磨球122的底面 接触到研磨盘11，活塞杆继续伸长，挤压研磨盘11，同时研磨球122在滑动架 2的带动下左右移动，所以位于研磨球122与研磨盘11之间的样品在摩擦力的 作用下被研磨，间隔一定时间后，电磁铁7动作，振动研磨盘11，使样品从研 磨盘11壁上抖落，电磁铁7动作时，气缸13的活塞杆收缩，使研磨球122悬 空且位于研磨盘11靠近中心位置的上空。

通过更改控制电机5的时间继电器的延时时间，可以控制根据不同样品需 要的研磨时间，通过控制气缸13活塞杆的伸长量，可以控制研磨力度，且整个 过程是自动化控制，人工参与少，省时省力，多个研磨装置1同时动作，提高 研磨效率。

Claims (9)

1.一种多管自动研磨器，其特征在于，包括多个固定于滑动架(2)上的研磨装置(1)，所述滑动架(2)的一端铰接于曲轴(3)上，所述曲轴(3)由固定于电机(5)上的偏心轮(4)带动旋转；

所述研磨装置(1)包括研磨盘(11)和研磨棒(12)，所述研磨棒(12)包括手柄(121)和固定于所述手柄(121)一端的研磨球(122)，所述手柄(121)固定于气缸(13)的活塞杆上，所述气缸(13)固定于所述滑动架(2)上；

所述研磨盘(11)的底端通过弹簧(9)连接并支撑于工作台(6)的容纳槽(61)中，所述容纳槽(61)内设置有电磁铁(7)，所述研磨盘(11)上设置有与所述电磁铁(7)配合的铁块(111)；

所述气缸(13)上设置有电磁阀，所述电磁阀电连接于时间继电器上，所述时间继电器、电机(5)以及所述电磁铁(7)均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述滑动架(2)与曲轴(3)位于壳体(8)围成的腔体中，所述壳体(8)通过支脚(81)支撑于所述工作台(6)上。

3.根据权利要求1所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述研磨盘(11)的内壁为球面。

4.根据权利要求1或3所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述研磨盘(11)的顶部设置有盖板(112)，所述盖板(112)上设置有供所述手柄(121)穿过的通孔。

5.根据权利要求4所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述盖板(112)由两块对称的扇形板拼接而成，每块所述扇形板转动连接于所述研磨盘(11)上。

6.根据权利要求5所述的多管自动研磨器，其特征在于，每个所述扇形板上均设置有转动把手(113)。

7.根据权利要求1所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述电磁铁(7)设置于所述研磨盘(11)的正下方。

8.根据权利要求7所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述电磁铁(7)的四周设置有多个所述弹簧(9)。

9.根据权利要求1所述的多管自动研磨器，其特征在于，所述研磨球(122)为实心球，所述研磨球(122)上加工有内螺纹，所述内螺纹与所述手柄(121)端部的外螺纹配合连接。

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