CN111623859A - 润滑油称重系统及称重方法 - Google Patents

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徐鹏
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Abstract

本发明涉及自动化控制设备技术领域，公开了一种润滑油称重系统，包括机架，在机架上设置样品输入单元、称重单元和样品输出单元，所述样品输入单元包括设置在机架的工作台上的样品阵列和设置在机架上方的移液装置，所述样品输出单元包括设置在机架的工作台上的容器阵列和设置在机架上方的容器搬运装置，所述称重单元设置在样品阵列和容器阵列之间，所述称重单元包括天平和天平上的容器固定架。本发明还公开了润滑油称重方法。本发明实现自动取样，自动称重和自动输出，使润滑油定量称重输出过程自动化，提高称重精度和效率。

Description

润滑油称重系统及称重方法
技术领域
本发明涉及自动化控制设备技术领域，尤其涉及一种润滑油称重系统及称重方法。
背景技术
在传统的石化实验室中，对于各类润滑油的待测样品，通常通过人工称量的方式来进行取样分类，并且同一重样品会因参照实验的标准不同而被分类成不同的容器及对应不同的重量，其操作效率低下。目前人工操作时，平均约300-400只样品/天，称重后分类为1200-1600只/天，在整个称量的过程中，人为因素对称量结果也会造成一定影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种润滑油称重系统及称重方法，实现自动取样，自动称重和自动输出，使润滑油定量称重输出过程自动化，提高称重精度和效率。
本发明采取的技术方案是：
一种润滑油称重系统，其特征是，包括机架，在机架上设置样品输入单元、称重单元和样品输出单元，所述样品输入单元包括设置在机架的工作台上的样品阵列和设置在机架上方的移液装置，所述样品输出单元包括设置在机架的工作台上的容器阵列和设置在机架上方的容器搬运装置，所述称重单元设置在样品阵列和容器阵列之间，所述称重单元包括天平和天平上的容器固定架，所述样品输出单元将容器阵列中的称重容器放置至称重单元的容器固定架上，所述样品输入单元的移液装置从样品阵列中吸取超过预定量的样品，送至称重单元天平上的称重容器中，并称重至预定量，所述样品输出单元将称重完成的称重容器搬回至容器阵列中。
进一步，所述机架的工作台上还设置吸头盒和吸头丢弃盒，所述移液装置包括安装头和顶块，所述安装头从吸头盒内压装吸头，所述顶块将吸头从安装头上卸载，所述移液装置在吸取样品前安装吸头，在移液完成后卸载吸头。
进一步，所述称重单元一侧设置注液单元，所述注液单元包括注液管和转动支架，所述转动支架设置在天平的一侧，所述注液管设置在转动支架上，注液时，所述转动支架向天平上的称重容器位置转动，将所述注液管移至称重容器上方注液。
进一步，所述转动支架一侧还设置废液罐。
进一步，所述样品阵列包括样品定位架和样品托盘，所述样品定位架定位在工作台上，所述样品托盘上布置样品容器，样品托盘配合在样品定位架上，所述吸头盒和吸头丢弃盒分别设置在样品阵列的两侧。
进一步，所述样品输出单元的容器阵列为多个，每个容器阵列包括容器定位架和容器托架，所述容器定位架定位在工作台上，所述容器托架配合在容器定位架上。
进一步，所述样品输入单元的移液装置和样品输出单元的容器搬运装置均为多个，所这称重单元也为多个，称重系统同时进行多组样品的称重操作。
进一步，所述移液装置和容器搬运装置均为机械臂，设置在机架顶部的水平轨道上，在机架顶部还设置水平轴，所述水平轴设置在水平轨道的两侧，所述水平轴上设置滑动轴承，所述机械臂上的连接线缆和气路管道跨接在滑动轴承上。
一种润滑油称重方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将样品阵列、容器阵列和吸头盒中分别布置样品容器、称样容器和吸头，布置于工作台的预定位置；
（2）驱动移液装置移至吸头盒，将吸头装至移液装置的安装头上；
（3）移液装置移至样品阵列位置，从样品容器中吸取超过预定量的样品；
（4）驱动容器搬运装置将容器阵列中的称重容器搬运至天平的容器固定架上；
（5）移液装置移至称重容器上方，进行注液，同时天平称重，当注液至预定重量时，停止注液，
（6）移液装置退回至吸头丢弃盒位置，将吸头卸载至吸头丢弃盒；
（7）容器搬运装置将装有预定重量样品的称重容器搬运回容器阵列；
（8）重复步骤（2）-（7），直至所有称重容器完成样品分装。
进一步，所述步骤（7）之前还包括通过注液单元对称重容器进行注液的步骤。
本发明的有益效果是：
（1）改变简单重复人工称重操作，提高实验室工作人员的效率；
（2）容器架适应多种不同规格的容器，兼容性强；
（3）移液过程吸头更换方便，防滴液，防污染，环保安全。
附图说明
附图1是本发明的整体结构示意图；
附图2是本发明除去壳体后的一个视角的示意图；
附图3是样品托盘的结构示意图；
附图4是移液装置的局部放大图；
附图5是本发明除去壳体后的另一个视角的示意图；
附图6是称重装置的局部放大图；
附图7是承载线缆和气路管道的水平轴的局部放大图。
附图中的标号分别为：
1. 机架； 2. 壳体；
3. 工作台； 4. 水平轨道；
5. 样品输入单元； 6. 样品输出单元；
7. 称重单元； 8. 称重容器；
9. 样品阵列； 10. 移液装置；
11. 样品定位架； 12. 样品托盘；
13. 样品容器； 14. 容器固定槽；
15. Y轴； 16. 升降部件；
17. 吸头盒； 18. 吸头；
19. 吸头丢弃盒； 20. 安装头；
21. 顶块； 22. 容器阵列；
23. 容器搬运装置； 24. 容器定位架；
25. 容器托架； 26. 废液罐；
27. 夹爪； 28. 天平；
29. 称重头； 30. 容器固定架；
31. 注液单元； 32. 转动支架；
33. 水平轴； 34. 滑动轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明润滑油称重系统及称重方法的具体实施方式作详细说明。
参见附图1，称重系统的机架1为钢结构，外面设置有壳体2，机架1下方为工作台3，上方设置梁式水平轨道4。在机架1的左侧为样品输入单元5，右侧为样品输出单元6，中间为称重单元7。样品输出单元6将称重容器8布置于称重单元7，样品输入单元5将样品液体定质量地注入至称重容器8，样品输出单元6将称重完成的称重容器8复位。
参见附图2，样品输入单元5包括设置在机架1的工作台3上的样品阵列9和设置在机架1上方的移液装置10。
样品阵列9包括样品定位架11和样品托盘12，样品定位架11定位在工作台3上，样品托盘12上布置样品容器13，样品托盘12配合在样品定位架11上。样品托盘12上设置阵列式容器固定槽14，一般可选用4*6，4*8或其它阵列。每个容器固定槽14内设置多个不同直径的孔，用于布置不同直径的容器，具体为最下在的小径孔，中间的中径孔和最上面的大径孔（参见附图3）。
移液装置10为机械臂上带有注液口，通过压力气管驱动进行吸液和注液。机械臂设置在机架1上方的水平轨道4上，水平轨道4为X轴，水平轨道4上架设Y轴15，Y轴15在X轴上位移，移液装置10在Y轴15上移动，注液口通过升降部件16实现上下位移。
在工作台3上样品定位架11的一侧设置吸头盒17，吸头盒17与工作台3定位固定，吸头盒17中布置吸头18，吸头18按12*8的数量排布，提供样品阵列9的3次或4次完整称重操作。在样品定位架11的另一侧设置吸头丢弃盒19，用于放置更换并丢弃的吸头18。
参见附图4，移液装置10包括安装头20和顶块21，安装头20从吸头盒17内压装吸头18，顶块21将吸头18从安装头20上卸载，移液装置10在吸取样品前安装吸头18，在移液完成后卸载吸头18。
参见附图5，样品输出单元6包括设置在机架1的工作台3上的容器阵列22和设置在机架1上方的容器搬运装置23。
容器阵列22包括容器定位架24和容器托架25，容器定位架24定位在工作台3上，容器托架25配合在容器定位架24上，容器托架25上布置称重容器8。容器托架25被容器定位架24支撑，上面布置容器插孔，一般用于放置试管。数量为4*6，4*8或其它阵列。容器定位架24和容器托架25排列多组，可以是相同的称重容器8也可以是不同的称重容器8。
容器搬运装置23为机械臂上带有夹爪27，通过气动或电动驱动夹爪27实现对称重容器8的夹持搬运。机械臂设置在机架1上方的水平轨道4上，水平轨道为X轴，水平轨道4上架设Y轴15，Y轴15在X轴上位移，容器搬运装置23在Y轴15上移动，夹爪27也通过升降部件16实现上下位移。
容器搬运装置23和移液装置10分别位于机架1的左右两侧，共用机架1上的水平轨道4，通过各种的驱动部件实现分步运动或同步运动。
参见附图6，在样品输入单元5和样品输出单元6中间设置称重单元7，称重单元7包括固定在工作台3下方的天平28，天平28的称重头29从工作台3上伸出，称重头29上设置容器固定架30。用于固定从容器搬运装置23运送过来的称重容器8。
称重单元7一侧设置注液单元31，注液单元31包括注液管（图中未示出）和转动支架32，转动支架32设置在天平28的一侧，注液管设置在转动支架32上，注液时，转动支架32向天平28上的称重容器8位置转动，将注液管移至称重容器8上方注液。转动支架32一侧还设置废液罐26，废液罐26位于转动支架32复位位置的注液管下方，用于接漏注液管的残留液滴。
参见附图7，由于移液装置10和容器搬运装置23的Y轴15都是架空式的，其上布置的线缆和气路管道（图中未示出）拖曳不方便，在机架1顶部还设置水平轴33，水平轴33安装在壳体2上（图中壳体2隐藏），水平轴33设置在水平轨道4的两侧，水平轴33上设置滑动轴承34，机械臂上的连接线缆和气路管道跨接在滑动轴承34上，滑动轴承34可承载线缆和气路管道的重量并实现移动。
样品输入单元5和样品输出单元6可同时对多组样品进行称重操作，图中的样品输入单元5和样品输出单元6均包括四个机械臂，称重单元7也为四个。四个机械臂之间的位置可以相互约束，针对样品容器13和称重容器8的数量进设定同时处理的进程。并可通过操作过程的设定，实现多组多种样品溶液的称重。
润滑油称重过程如下：
（1）将样品阵列9、容器阵列22和吸头盒17中分别布置样品容器13、称样容器和吸头18，布置于工作台3的预定位置；
（2）驱动移液装置10移至吸头盒17，将吸头18装至移液装置10的安装头20上；
（3）移液装置10移至样品阵列9位置，从样品容器13中吸取超过预定量的样品；
（4）驱动容器搬运装置23将容器阵列22中的称重容器8搬运至天平28的容器固定架30上；
（5）移液装置10移至称重容器8上方，进行注液，同时天平28称重，当注液至预定重量时，停止注液，
（6）移液装置10退回至吸头丢弃盒19位置，将吸头18卸载至吸头丢弃盒19。完成后，可根据工艺需求，通过注液单元31对称重容器8进行注液
（7）容器搬运装置23将装有预定重量样品的称重容器8搬运回容器阵列22；
（8）重复步骤（2）-（7），直至所有称重容器8完成样品分装。
本发明不只是针对润滑油的称重，适用于各种低粘度的有机溶剂、无机溶剂等。替代现有的以体积计量的移液系统，更适用于低剂量的实验操作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种润滑油称重系统，其特征在于：包括机架，在机架上设置样品输入单元、称重单元和样品输出单元，所述样品输入单元包括设置在机架的工作台上的样品阵列和设置在机架上方的移液装置，所述样品输出单元包括设置在机架的工作台上的容器阵列和设置在机架上方的容器搬运装置，所述称重单元设置在样品阵列和容器阵列之间，所述称重单元包括天平和天平上的容器固定架，所述样品输出单元将容器阵列中的称重容器放置至称重单元的容器固定架上，所述样品输入单元的移液装置从样品阵列中吸取超过预定量的样品，送至称重单元天平上的称重容器中，并称重至预定量，所述样品输出单元将称重完成的称重容器搬回至容器阵列中。
2.根据权利要求1所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述机架的工作台上还设置吸头盒和吸头丢弃盒，所述移液装置包括安装头和顶块，所述安装头从吸头盒内压装吸头，所述顶块将吸头从安装头上卸载，所述移液装置在吸取样品前安装吸头，在移液完成后卸载吸头。
3.根据权利要求1所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述称重单元一侧设置注液单元，所述注液单元包括注液管和转动支架，所述转动支架设置在天平的一侧，所述注液管设置在转动支架上，注液时，所述转动支架向天平上的称重容器位置转动，将所述注液管移至称重容器上方注液。
4.根据权利要求3所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述转动支架一侧还设置废液罐。
5.根据权利要求2所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述样品阵列包括样品定位架和样品托盘，所述样品定位架定位在工作台上，所述样品托盘上布置样品容器，样品托盘配合在样品定位架上，所述吸头盒和吸头丢弃盒分别设置在样品阵列的两侧。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述样品输出单元的容器阵列为多个，每个容器阵列包括容器定位架和容器托架，所述容器定位架定位在工作台上，所述容器托架配合在容器定位架上。
7.根据权利要求6所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述样品输入单元的移液装置和样品输出单元的容器搬运装置均为多个，所这称重单元也为多个，称重系统同时进行多组样品的称重操作。
8.根据权利要求6所述的润滑油称重系统，其特征在于：所述移液装置和容器搬运装置均为机械臂，设置在机架顶部的水平轨道上，在机架顶部还设置水平轴，所述水平轴设置在水平轨道的两侧，所述水平轴上设置滑动轴承，所述机械臂上的连接线缆和气路管道跨接在滑动轴承上。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的润滑油称重系统的润滑油称重方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将样品阵列、容器阵列和吸头盒中分别布置样品容器、称样容器和吸头，布置于工作台的预定位置；
（2）驱动移液装置移至吸头盒，将吸头装至移液装置的安装头上；
（3）移液装置移至样品阵列位置，从样品容器中吸取超过预定量的样品；
（4）驱动容器搬运装置将容器阵列中的称重容器搬运至天平的容器固定架上；
（5）移液装置移至称重容器上方，进行注液，同时天平称重，当注液至预定重量时，停止注液，
（6）移液装置退回至吸头丢弃盒位置，将吸头卸载至吸头丢弃盒；
（7）容器搬运装置将装有预定重量样品的称重容器搬运回容器阵列；
（8）重复步骤（2）-（7），直至所有称重容器完成样品分装。
10.根据权利要求9所述的润滑油称重方法，其特征在于：所述步骤（7）之前还包括通过注液单元对称重容器进行注液的步骤。
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