CN111122890A - 一种固定剂量自动加样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定剂量自动加样装置，包括外壳，调节底座，舱门，合页，电机，主齿轮，拧盖装置，隔板，快速连接管，进料开关，数显流量计，分料管，调节阀，滴管，固定板，挡板，定量旋转装置，送盖管道，安装架和单片机，所述的调节底座固定在外壳底部；所述的电机固定在底板的圆心位置；所述的主齿轮安装在电机的转轴上；所述的拧盖装置均匀分布在主齿轮的四周；所述的数显流量计固定在进料开关的下方。本发明拧盖装置，快速连接管和定量旋转装置的设置，结构简单，调整方便，体积小巧，可实现自动加样，能够在野外环境进行自动取样，取样精度高，易实现密封环境取样，保护操作人员的人身安全，安全稳定性好，便于市场推广和应用。

Description

一种固定剂量自动加样装置

技术领域

本发明属于加样装置技术领域，尤其涉及一种固定剂量自动加样装置。

背景技术

加样装置是分子遗传学、微生物学、细胞生物学、生物化学、化学工程和能源学等各学科的常用装置，其应用范围十分广泛，包括医药、食品、农林、园艺、化工、冶金、采油和新底物的环保等方面。

随着技术的进步，自动加样设备在生化研究、理化性质分析、医疗检测等领域的应用越来越广泛，其中绝大部分自动加样装置都是在环境相对稳定的实验室使用的，但不少情况下取样的环境并不像实验室那样稳定，例如在海上油井采样，或者在条件恶劣的野外环境，如进行人工取样极易导致甲醛或其他挥发性且具有一定毒性的化学试剂对取样人员造成损伤。

因此，发明一种固定剂量自动加样装置显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种固定剂量自动加样装置，以解决现有加样装置存在着不能够在野外环境进行自动取样，取样精度差，不易实现密封环境取样，容易对操作人员造成人身危害的问题。一种固定剂量自动加样装置，包括外壳，调节底座，舱门，合页，电机，主齿轮，拧盖装置，隔板，快速连接管，进料开关，数显流量计，分料管，调节阀，滴管，固定板，挡板，定量旋转装置，送盖管道，安装架和单片机，所述的外壳上部为圆弧结构，下部为平面结构的透明亚克力壳体；所述的调节底座固定在外壳的底部；所述的舱门通过合页固定在外壳上；所述的电机固定在外壳底板内表面的圆心位置；所述的主齿轮安装在电机的转轴上；所述的拧盖装置呈圆环状均匀分布在主齿轮的四周；所述的隔板固定在外壳的内壁上；所述的快速连接管安装在外壳顶部的一侧，快速连接管顶部有螺纹；所述的进料开关安装在快速连接管的上部；所述的数显流量计固定在进料开关的下方；所述的分料管与快速连接管的末端相连，水平安装在装置内部的顶端；

所述的调节阀安装在分料管底部的孔洞上；所述的滴管一端连接在调节阀的出口，穿过固定板；所述的固定板固定在外壳中部的内壁上；所述的挡板固定在固定板的一侧；所述的定量旋转装置固定在安装架上；所述的安装架固定在外壳的顶部；所述的送盖管道螺旋分布在外壳的外表面上；

所述的单片机安装在外壳的底部，通过导线分别与舵机，电机，气压驱动和数显流量计相连；所述的拧盖装置包括转轴，从动齿轮，套筒，压紧弹簧，铰链和夹紧板，所述的转轴固定在从动齿轮的下部，安装在外壳的底板上；所述的从动齿轮与主齿轮啮合；所述的套筒安装在从动齿轮的上表面，直径与从动齿轮直径相同；所述的压紧弹簧固定在套筒的内壁；所述的夹紧板通过铰链固定在压紧弹簧上；所述的定量旋转装置包括舵机，气压缸，轴承，伸缩杆，试剂盖安装板，圆弧状通孔和树脂挡片，所述的舵机安装在安装架上；所述的气压缸安装在舵机的转轴上；所述的轴承安装在气压缸的下部，并镶嵌在外壳的顶端；所述的伸缩杆安装在气压缸上；所述的试剂盖安装板固定在伸缩杆的末端；所述的圆弧状通孔均匀分布在试剂盖安装板上；所述的树脂挡片安装在圆弧状通孔的底部，均匀分布在通孔下端的圆周上。

所述的调节底座底部有三个可以自主调节高度的调节支脚，支脚底部材质为丁晴橡胶，三个支脚均匀分布在调节底座的表面，两两之间呈一百二十度夹角。

所述的舱门与外壳之间呈交错状密封，舱门与外壳接触部分安装有密封橡胶。

所述的套筒为采用不锈钢材质制成的圆环状结构；所述的套筒直径与从动齿轮的外径相同；所述的套筒的安装位置为从动齿轮的上表面，与从动齿轮呈同心关系；所述的套筒长度为从隔板的下表面至从动齿轮的上表面。

所述的快速连接管上端表面分布有螺纹，螺纹为单线三角形螺纹。

所述的夹紧板为塑料材质制成的U型板材，表面有橡胶涂层；所述的夹紧板表面的橡胶涂层厚度为0.2厘米至0.5厘米；所述的夹紧板数量为三个，通过铰链安装在压紧弹簧上。

所述的试剂盖安装板为圆柱状结构；所述的试剂盖安装板圆周边缘均匀分布有六个圆弧状通孔；所述的试剂盖安装板圆弧状通孔处上部为凹槽，凹槽厚度为试剂盖安装板厚度的一半；所述的试剂盖安装板圆弧状通孔上端安装有弹簧压片；所述的试剂盖安装板圆心位置有安装孔，在两个圆弧状通孔之间分布有滴管孔。

所述的树脂挡片为树脂材料的锯齿状结构；所述的树脂挡片固定在圆弧状通孔圆周的底部；所述的树脂挡片向圆弧状通孔收缩，形成漏斗状结构。

所述的送盖管道呈螺旋状环绕在外壳的外部；所述的送盖管道进料口与出料口不在统一水平面上；所述的送盖管道采用手动和电动推动推杆的方式进行试剂盖的运送。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明调节底座的设置，通过分别调整三个支脚的长度确保装置的水平精度，有利于在野外等地势不平整的地点进行取样时，实现精确添加，进而提高实验结果的准确性，满足高精度的取样要求。

2.本发明的套筒的设置，便于试管的放置与固定，通过套筒将从动齿轮至隔板之间封闭起来，并为压紧弹簧提供安装位置，有利于试管的稳定存放,减少震动与晃动，提高加样计量的准确性，确保实验结果的可靠性。

3.本发明的夹紧板的设置，通过铰链对夹紧板的角度进行自动调节，并通过压紧弹簧给夹紧板一定的夹紧力，使夹紧板表面的橡胶涂层充分的与试管接触，将试管紧紧地固定在放置试管的通孔内，有利于减少误差发生的可能性，有利于下一步自动拧紧试剂盖的操作，避免不慎摔伤磕碰，保障使用安全。

4.本发明的快速连接管的设置，通过取样装置自身带有的螺纹管与放置样品溶剂的装置快速形成密封连接，有利于在取样过程中减少溶剂被污染的概率，使取样过程更加安全稳定，同时确保了操作人员的安全性。

5.本发明的试剂盖安装板的设置，通过其独特的外形关系，在舵机带动试剂盖安装板转动的过程中，安装板边缘部的圆弧状通孔可以实现试剂盖的自动装填，有利于减少人工的劳动力，提高工作效率，减少人工参与对试剂所造成的污染的可能性。

6.本发明的送盖管道的设置，通过提前将待有的试剂盖装填进送盖管道，管道缠绕在外壳的外部，通过手动或者电动推动推杆将试剂盖逐步向前推进，实现试剂盖的自动化添加。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的送盖管道结构示意图。

图3是本发明的试剂盖安装板结构示意图。

图4是本发明的拧盖装置结构主视图。

图5是本发明的拧盖装置结构俯视图。

图6是本发明的电气连接结构示意图。

图中：

1-外壳，2-调节底座，3-舱门，4-合页，5-电机，6-主齿轮，7-拧盖装置，71-转轴，72-从动齿轮，73-套筒，74-压紧弹簧，75-铰链，76-夹紧板，8-隔板，9-快速连接管，10-进料开关，11-数显流量计，12-分料管，13-调节阀，14-滴管，15-固定板，16-挡板，17-定量旋转装置，171-舵机，172-气压缸，173-轴承，174-伸缩杆，175-试剂盖安装板，176-圆弧状通孔，177-树脂挡片，送盖18-管道，19-安装架，20-单片机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围实施例：

如附图1至附图6所示

本发明提供一种固定剂量自动加样装置，包括外壳1，调节底座2，舱门3，合页4，电机5，主齿轮6，拧盖装置7，隔板8，快速连接管9，进料开关10，数显流量计11，分料管12，调节阀13，滴管14，固定板15，挡板16，定量旋转装置17，送盖管道18，安装架19和单片机20，本发明中，该装置可以通过底部的调节底座2对装置进行水平调节，使装置在取样过程中始终保持水平位置，试剂储存装置通过三角螺纹与快速连接管9形成密封连接，将试剂输送至加样装置，进料开关10控制试剂运输速率的开停及大小，试剂通过数显流量计11对流经管道的试剂体积进行统计，在初始位置时气压缸172静止，伸缩杆174处于收缩位置，送盖管道18未被挡板16阻挡，可调节调节阀13对滴管14流量大小进行控制，舵机171旋转，试剂盖在送盖管道18的推动下逐个进入试剂盖安装板175上的圆弧状通孔176内，并被树脂挡片177阻挡，防止进一步的滑落，在装填完毕后气压缸172充气，伸缩杆174伸长，挡板16阻挡送盖管道18，滴管14伸直，并被舵机171控制定位在指定位置，偏转合适的角度，将试剂注入试管，其后旋转设定好的角度，使试剂盖位于试管的正上方，伸缩杆174继续伸长至试管顶端，电机5带动主齿轮6转动，进而带动与之啮合的从动齿轮72，使试管旋转，将试剂盖安装至试管上，安装完成后电机5自动停止，伸缩杆174收缩，试剂盖被试管拉扯，从树脂挡片177上脱落，完成一次试剂的加样及密封，操作人员从舱门3处取出加样后的试管，同时放入新试管，重复上述操作。

单片机20安装在外壳1的底部，通过导线分别与舵机171，电机5，气压驱动和数显流量计11相连，单片机型号为STC89C51。

舱门3与外壳1之间呈交错状密封，形成凹凸连接，舱门3与外壳1接触部分安装有密封橡胶，有利于保证装置整体的密封性，减少外界环境对样品造成污染的可能性，同时也保障了操作人员的安全。

拧盖装置7包括转轴71，从动齿轮72，套筒73，压紧弹簧74，铰链75和夹紧板76，所述的舵机171型号为MG995。

套筒73为采用不锈钢材质制成的圆环状结构，该套筒73直径与从动齿轮72的外径相同；且套筒73的安装位置为从动齿轮72的上表面，与从动齿轮72呈同心关系；该套筒73长度为从隔板8的下表面至从动齿轮72的上表面，套筒73的设置便于试管的放置与固定，通过套筒73将从动齿轮72至隔板8之间封闭起来，并为压紧弹簧74提供安装位置，有利于试管的稳定存放,减少震动与晃动，提高加样计量的准确性，确保实验结果的可靠性。

所述的快速连接管9上端表面分布有螺纹，螺纹为单线三角形螺纹，有利于快速的与样品盛放装置形成可靠连接，保障在海上或野外等恶劣环境下连接的可靠性。

夹紧板76为塑料材质制成的U型板材，表面有橡胶涂层，该夹紧板76表面的橡胶涂层厚度为0.2厘米至0.5厘米；且夹紧板76数量为三个，通过铰链75安装在压紧弹簧74上，通过铰链75对夹紧板76的角度进行自动调节，并通过压紧弹簧74给夹紧板76一定的夹紧力，使夹紧板76表面的橡胶涂层充分的与试管接触，将试管紧紧地固定在放置试管的通孔内，有利于减少误差发生的可能性，有利于下一步自动拧紧试剂盖的操作，避免不慎摔伤磕碰，保障使用安全。

试剂盖安装板175为圆柱状结构，该试剂盖安装板175圆周边缘均匀分布有六个圆弧状通孔176；该试剂盖安装板175圆弧状通孔176处上部为凹槽，凹槽厚度为试剂盖安装板175厚度的一半，且试剂盖安装板175圆弧状通孔176上端安装有弹簧压片，试剂盖安装板175圆心位置有安装孔，在两个圆弧状通孔176之间分布有滴管孔，通过其独特的外形关系，在舵机171带动试剂盖安装板175转动的过程中，安装板边缘部的圆弧状通孔176可以实现试剂盖的自动装填，有利于减少人工的劳动力，提高工作效率，减少人工参与对试剂所造成的污染的可能性。

树脂挡片177为树脂材料的锯齿状结构，该树脂挡片177固定在圆弧状通孔176圆周的底部，且树脂挡片177向圆弧状通孔176收缩，形成漏斗状结构，有利于防止试剂盖在补偿的过程中滑落，同时有利于在试剂盖拧紧的过程中顺利的将试剂盖释放，提高装置的稳定性。

送盖管道18呈螺旋状环绕在外壳1的外部，该送盖管道18进料口与出料口不在统一水平面上，且送盖管道18采用手动和电动推动推杆的方式进行试剂盖的运送，通过提前将待用的试剂盖装填进送盖管道18，对试剂盖自动补偿，有利于实现试剂盖的自动化添加。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种固定剂量自动加样装置，其特征在于：包括外壳（1），调节底座（2），舱门（3），合页（4），电机（5），主齿轮（6），拧盖装置（7），隔板（8），快速连接管（9），进料开关（10），数显流量计（11），分料管（12），调节阀（13），滴管（14），固定板（15），挡板（16），定量旋转装置（17），送盖管道（18），安装架（19）和单片机（20），所述的外壳（1）上部为圆弧结构，下部为平面结构的透明亚克力壳体；所述的调节底座（2）固定在外壳（1）的底部；所述的舱门（3）通过合页（4）固定在外壳（1）上；所述的电机（5）固定在外壳（1）底板内表面的圆心位置；所述的主齿轮（6）安装在电机（5）的转轴上；所述的拧盖装置（7）呈圆环状均匀分布在主齿轮（6）的四周；所述的隔板（8）固定在外壳（1）的内壁上；所述的快速连接管（9）安装在外壳（1）顶部的一侧，快速连接管（9）顶部有螺纹；所述的进料开关（10）安装在快速连接管（9）的上部；所述的数显流量计（11）固定在进料开关（10）的下方；所述的分料管（12）与快速连接管（9）的末端相连，水平安装在装置内部的顶端；

所述的调节阀（13）安装在分料管（12）底部的孔洞上；所述的滴管（14）一端连接在调节阀（13）的出口，穿过固定板（15）；所述的固定板（15）固定在外壳（1）中部的内壁上；所述的挡板（16）固定在固定板（15）的一侧；所述的定量旋转装置（17）固定在安装架（19）上；所述的安装架（19）固定在外壳（1）的顶部；所述的送盖管道（18）螺旋分布在外壳（1）的外表面上；

所述的单片机（20）安装在外壳（1）的底部，通过导线分别与舵机（171），电机（5），气压驱动和数显流量计（11）相连；所述的拧盖装置（7）包括转轴（71），从动齿轮（72），套筒（73），压紧弹簧（74），铰链（75）和夹紧板（76），所述的转轴（71）固定在从动齿轮（72）的下部，安装在外壳（1）的底板上；所述的从动齿轮（72）与主齿轮（6）啮合；所述的套筒（73）安装在从动齿轮（72）的上表面，直径与从动齿轮（72）直径相同；所述的压紧弹簧（74）固定在套筒（73）的内壁；所述的夹紧板（76）通过铰链（75）固定在压紧弹簧（74）上；所述的定量旋转装置（17）包括舵机（171），气压缸（172），轴承（173），伸缩杆（174），试剂盖安装板（175），圆弧状通孔（176）和树脂挡片（177），所述的舵机（171）安装在安装架（19）上；所述的气压缸（172）安装在舵机（171）的转轴上；所述的轴承（173）安装在气压缸（172）的下部，并镶嵌在外壳（1）的顶端；所述的伸缩杆（174）安装在气压缸（172）上；所述的试剂盖安装板（175）固定在伸缩杆（174）的末端；所述的圆弧状通孔（176）均匀分布在试剂盖安装板（175）上；所述的树脂挡片（177）安装在圆弧状通孔（176）的底部，均匀分布在通孔下端的圆周上。

2.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的调节底座（2）底部有三个可以自主调节高度的调节支脚，支脚底部材质为丁晴橡胶，三个支脚均匀分布在调节底座（2）的表面，两两之间呈一百二十度夹角。

3.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的舱门（3）与外壳（1）之间呈交错状密封，舱门（3）与外壳（1）接触部分安装有密封橡胶。

4.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的套筒（73）为采用不锈钢材质制成的圆环状结构；所述的套筒（73）直径与从动齿轮（72）的外径相同；所述的套筒（73）的安装位置为从动齿轮（72）的上表面，与从动齿轮（72）呈同心关系；所述的套筒（73）长度为从隔板（8）的下表面至从动齿轮（72）的上表面。

5.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的快速连接管（9）上端表面分布有螺纹，螺纹为单线三角形螺纹。

6.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的夹紧板（76）为塑料材质制成的U型板材，表面有橡胶涂层；所述的夹紧板（76）表面的橡胶涂层厚度为0.2厘米至0.5厘米；所述的夹紧板（76）数量为三个，通过铰链（75）安装在压紧弹簧（74）上。

7.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的试剂盖安装板（175）为圆柱状结构；所述的试剂盖安装板（175）圆周边缘均匀分布有六个圆弧状通孔（176）；所述的试剂盖安装板（175）圆弧状通孔（176）处上部为凹槽，凹槽厚度为试剂盖安装板（175）厚度的一半；所述的试剂盖安装板（175）圆弧状通孔（176）上端安装有弹簧压片；所述的试剂盖安装板（175）圆心位置有安装孔，在两个圆弧状通孔（176）之间分布有滴管孔。

8.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的树脂挡片（177）为树脂材料的锯齿状结构；所述的树脂挡片（177）固定在圆弧状通孔（176）圆周的底部；所述的树脂挡片（177）向圆弧状通孔（176）收缩，形成漏斗状结构。

9.如权利要求1所述的固定剂量自动加样装置，其特征在于：所述的送盖管道（18）呈螺旋状环绕在外壳（1）的外部；所述的送盖管道（18）进料口与出料口不在统一水平面上；所述的送盖管道（18）采用手动和电动推动推杆的方式进行试剂盖的运送。

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