CN111896760A - 封闭空间的控制方法及自动进样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种封闭空间的控制方法和自动取样方法，所述封闭空间形成在一端开口一端封闭的管体内，所述管体上端的盖体具有延伸到管体外侧的第一延伸部和第二延伸部；所述封闭空间的控制方法包括以下步骤：(A1)承载件和第一移动件相对移动，第一移动件处于承载件的通孔的下侧；所述承载件包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳所述管体的通孔和适于所述第二延伸部卡入的定位槽；(A2)第一移动件上移，顶着承载件通孔内的管体上移，所述第二延伸部脱离所述定位槽；(A3)夹持机构夹住所述管体；第二移动件与所述盖体连接；(A4)正向旋转所述第二移动件，所述盖体脱离所述管体的开口端，所述管体打开。本发明具有自动化、效率高、安全等优点。

Description

封闭空间的控制方法及自动进样方法
技术领域
本发明涉及进样，特别涉及封闭空间的控制方法及自动进样方法。
背景技术
目前，对封存在管体中的试剂进行取样过程中，为防止管体内试剂挥发，变质，会采用盖体进行试剂密封存储或者为了自动化采取管体敞开方式。在人工对待测试剂的取样中，需要人工手动打开盖体，同时使得取样单元伸入管体内取样，之后再利用盖体封闭管体。在现有自动化设备中，管体一般不采用盖体密封，或采用橡胶塞进行密封，通过三维移动模组带动钢针进行位置移动，钢针扎破橡胶塞进行取样操作。现有方式具有诸多不足，如：
1.盖体的打开依赖人工，效率低，还可能接触待测对象，安全性差；
2.人工手动取样量不能精准控制、重复定位精度差；
3.管体敞开会导致试剂挥发、氧化；
4.橡胶塞无法满足取样单元是软、脆性材质等使用要求。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种自动化、效率高、安全的封闭空间的控制装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
封闭空间的控制方法，所述封闭空间形成在一端开口一端封闭的管体内，所述管体上端的盖体具有延伸到管体外侧的第一延伸部和第二延伸部；所述封闭空间的控制方法包括以下步骤：
(A1)承载件和第一移动件相对移动，第一移动件处于承载件的通孔的下侧；所述承载件包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳所述管体的通孔和适于所述第二延伸部卡入的定位槽；
(A2)第一移动件上移，顶着承载件通孔内的管体上移，所述第二延伸部脱离所述定位槽；
(A3)夹持机构夹住所述管体；第二移动件与所述盖体连接；
(A4)正向旋转所述第二移动件，所述盖体脱离所述管体的开口端，所述管体打开。
本发明的目的还在于提供了应用上述封闭空间的控制方法的自动进样方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
自动取样方法，所述自动取样方法包括以下步骤：
(B1)利用上述的封闭空间的控制方法打开管体；
(B2)随着旋转单元旋转到竖直状态的取样单元被移动平台驱动下移，并伸入到所述管体内取样；
(B3)所述取样单元被所述移动平台驱动上移，并离开所述管体所对应的通孔的上侧。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本专利申请研究了现有管体和盖体的特点：盖体具有延伸到管体外的延伸部，并针对性地提出了高通量的承载件，使得各个通孔内管体上端的盖体的延伸方向一致，利于第二移动件与盖体间的固定和旋转(仅需平移无需旋转即能实现第二移动件和盖体间的固定)，为控制和取样的自动化工作打下基础。基于此，达到了：
1.实现了自动化控制，效率高；
利用各种移动机构实现了管体的上移、固定和盖体的旋转，也即实现了自动化操控，无需手工操作，相应地提高了控制和取样效率；
2.缩小了结构的体积；
承载件的二维移动、夹持机构和第二移动件的相对固定，二维的移动平台，这些设计均避免了复杂的三维移动机构的使用，缩小了装置和系统的体积；
鉴于承载件上各个管体对应的盖体的延伸方向一致，第二连接件与盖体间的固定连接仅需平移第二移动件即能实现，无需旋转第二移动件，降低了装置体积；
夹持机构和第二移动件同步移动，同时实现了对管体的夹持，以及第二连接件和盖体间的连接，工作效率高、结构紧凑，所需体积小；
3.稳定性好；
在管体的上下移动中，盖体的一端始终与管体连接，限位槽保证了管体的竖直运动，进而确保了第二移动件和盖体间的准确连接，以及管体回位时，第二延伸部准确地卡入定位槽内，避免了外凸的不归位的管体和盖体碰触夹持机构而造成无法夹持其它管体的不利影响；
4.高通量；
承载单元的阵列式设计，提高了后续的检测通量；
5.安全；
无需手工操作盖体，有效地避免了接触管体内的待测物，提高了安全性。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例的封闭空间的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的自动进样方法的流程图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的封闭空间的控制方法的流程图，如图1所示，所述封闭空间的控制方法包括以下步骤：
(A1)承载件和第一移动件相对移动，第一移动件处于承载件的通孔的下侧；
所述封闭空间形成在一端开口一端封闭的管体内，所述管体上端的盖体具有延伸到管体外侧的第一延伸部和第二延伸部；所述承载件包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳所述管体的通孔和适于所述第二延伸部卡入的定位槽；
(A2)第一移动件在驱动机构驱动下上移，顶着承载件通孔内的管体的底端上移，所述第二延伸部脱离所述定位槽；
(A3)夹持机构夹住所述管体；第二移动件与所述盖体连接；
(A4)正向旋转所述第二移动件，所述盖体脱离所述管体的开口端，所述管体打开。
为了重新封闭管体，进一步地，所述封闭空间的控制方法还包括以下步骤：
(A5)反向旋转所述第二移动件，所述盖体与所述管体的开口端连接，封闭所述管体；
(A6)夹持机构松开所述管体，所述第二移动件与盖体脱离；
(A7)所述管体和盖体在所述通孔内下移，所述第二延伸部卡入所述定位槽内。
为了防止管体旋转地上移，保证管体的仅能竖直上下移动，进而确保第二移动件准确地与盖体固定，进一步地，在所述管体的上下移动中，所述第二延伸部在所述定位槽上侧的竖直设置的限位槽内移动。
为了高效地夹持管体，进一步地，夹住所述管体的方式为：
第一夹持部和第二夹持部相向移动并挤压所述管体，所述管体被固定。
为了提高控制效率，缩小结构体积，进一步地，所述第二移动件和第二夹持部同步水平移动。
为了方便地夹持上移的管体，进一步地，利用电动夹爪水平驱动所述第一夹持部和第二夹持部。
为了保证第二移动件无需旋转即可与盖体间固定，进一步地，在第一方向上，多个通孔依次相邻设置，多个定位槽依次相邻设置；在第二方向上，任意二个定位槽之间为通孔；所述第一方向和第二方向间的夹角为直角或锐角。
为了便于固定盖体进而去旋转，进一步地，所述管体和盖体为一体式，所述第二延伸部为所述管体和盖体间的连接铰链；或者，
所述管体和盖体为分体式，所述盖体的一端适于封闭所述管体的开口端，另一端套在所述开口端下侧的管体上，所述第二延伸部为所述盖体的连接铰链。
实施例2：
根据发明实施例1的封闭空间的控制方法在自动取样方法中的应用例。
在本应用例中，如图2所示，自动取样方法包括以下步骤：
(B1)利用实施例1中的封闭空间的控制方法打开管体；
(B2)随着旋转单元旋转到竖直状态的取样单元被移动平台驱动下移，并伸入到所述管体内取样；
所述取样单元随着所述移动平台二维移动，所述二维移动包括上下移动及相对控制装置中支架的左右移动，不存在相对支架的前后移动；取样单元是本领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；
所述旋转单元设置在所述移动平台上，所述取样单元在所述旋转单元驱动下正向和反向旋转，在二维移动的基础上叠加旋转，即使这样也不存在纯粹的前后移动；所述取样单元所在的旋转面垂直于所述移动平台的竖直的二维移动面；
(B3)所述取样单元被所述移动平台驱动上移，并离开所述管体所对应的通孔的上侧。
为了重新封闭管体，进一步地，所述自动取样方法还包括步骤：
(B4)利用实施例1中的封闭空间的控制方法封闭所述管体。
实施例3：
根据发明实施例2的自动取样方法的应用例。
在本应用例中，自动取样方法包括以下步骤：
(B1)自动化打开管体，具体方式包括以下步骤：
(A1)二维移动机构驱动所述承载件在水平面内二维移动，使得第一移动件处于任一通孔的下侧；二维移动机构是现有技术，如螺杆驱动方式，具体结构和工作方式在此不再赘述；
管体和盖体为一体成型式的塑料件，盖体适于卡入管体的开口端，第二延伸部为所述管体和盖体间的连接铰链；自上而下地，所述管体的外径变小，对应地，内径也变小；开口端的外径大于通孔的内径；
在承载件的第一方向上，多个通孔依次相邻设置，多个定位槽依次相邻设置；在承载件的第二方向上，任意二个定位槽之间为通孔；使得当管体处于通孔内，第二延伸部卡入定位槽内时，每一管体上盖体的延伸方向一致，第二延伸部均处于管体的右侧，第一延伸部处于管体的左侧，第二延伸部、盖体卡入开口端的部分和第一延伸部依次排列；在水平面上，所述第一方向和第二方向间的夹角为直角；所述管体的长度大于所述通孔的深度，当管体处于通孔内时，管体的底端处于通孔外，本体的下侧；
(A2)第一移动件在第一驱动机构驱动下上移，顶着承载件通孔内的管体的底端上移，所述第二延伸部脱离所述定位槽；在管体的上升过程中，所述第二延伸部在竖直设置的限位槽内移动，确保管体和盖体是竖直向上移动；
第一驱动机构采用电机，固定在支架上，所述第一移动件在所述第一驱动机构驱动下仅能竖直上下移动；
(A3)夹持机构夹住所述管体，同时，第二移动件与所述盖体连接，具体方式为：
第二驱动机构采用电动夹爪，驱动导轨(设置在支架上)上的具有与所述管体外壁匹配的第一弧形夹持部的第一部分和具有与所述管体外壁匹配的第二弧形夹持部的第二部分分别朝相反方向移动，二个部分间的距离越来越小，从而从相反方向共同挤压和固定管体；
同时，设置在第二部分的上侧的第二移动件随着第二部分同步水平平移，所述第一延伸部卡入第二移动件的凹槽内；
(A4)动力机构驱动所述第二移动件在弧形导轨(如弧形的腰型孔)上正向旋转，所述盖体脱离所述管体的开口端，所述管体打开，旋转角度不小于90度；
动力机构驱动第二移动件旋转，这种技术是本领域的现有技术，如通过电机带动旋转臂旋转，旋转臂连接第二移动件；
(B2)通过所述二维移动机构和移动平台，使得随着旋转单元如电机旋转到竖直状态的取样单元处于已经打开盖体的管体的上侧，取样单元下移并伸入到所述管体内取样；
移动平台利用皮带、主动轮和从动轮的组合，不存在相对支架的前后移动；取样单元是本领域的现有技术，如端部装有取样针取样，具体结构和工作方式在此不再赘述；
(B3)所述取样单元被所述移动平台驱动上移，并离开所述管体所对应的通孔的上侧；
(B4)自动化封闭所述管体，具体方式包括以下步骤：
(A5)动力机构反向旋转所述第二移动件，所述盖体与所述管体的开口端连接，封闭所述管体的开口端；
(A6)第二驱动机构移动第一部分和第二部分，第一部分和第二部分远离，第一弧形夹持部和第二弧形夹持部松开所述管体，同时，随着第二部分移动的所述第二移动件与盖体脱离；
(A7)所述管体和盖体在所述通孔内下移，所述第二延伸部在限位槽内下移，最后卡入所述定位槽内。
在上述自动进样方法中，在盖体被打开之前，支架上的扫码单元识别盖体上的条码或二维码，该天马或二维码与管体内的待测对象一一对应。
实施例4：
根据发明实施例2的自动取样方法的应用例，与实施例3不同的是：
1.盖体的一端套在管体外，且处于开口端下侧，不是一体成型；
2.移动平台上，左右移动具有二重机构，在一重左右移动机构上叠加另一重左右移动机构，使得占用体积小，行程长；
3.第二驱动机构采用螺杆驱动。
上述实施例示例性地给出了第二驱动机构采用电动夹爪、螺杆，当然还可以采用以下机构：第二驱动机构包括设置在支架上的电机、主动轮、从动轮和皮带，第一部分连接主动轮和从动轮上侧的皮带，第二部分连接主动轮和从动轮下侧的皮带，使得第一部分和第二部分运动方向始终相反。

Claims (10)

1.封闭空间的控制方法，所述封闭空间形成在一端开口一端封闭的管体内，所述管体上端的盖体具有延伸到管体外侧的第一延伸部和第二延伸部；所述封闭空间的控制方法包括以下步骤：
(A1)承载件和第一移动件相对移动，第一移动件处于承载件的通孔的下侧；所述承载件包括呈阵列式分布的多个承载单元，所述承载单元包括适于容纳所述管体的通孔和适于所述第二延伸部卡入的定位槽；
(A2)第一移动件上移，顶着承载件通孔内的管体上移，所述第二延伸部脱离所述定位槽；
(A3)夹持机构夹住所述管体；第二移动件与所述盖体连接；
(A4)正向旋转所述第二移动件，所述盖体脱离所述管体的开口端，所述管体打开。
2.根据权利要求1所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：所述封闭空间的控制方法还包括以下步骤：
(A5)反向旋转所述第二移动件，所述盖体与所述管体的开口端连接，封闭所述管体；
(A6)夹持机构松开所述管体，所述第二移动件与盖体脱离；
(A7)所述管体和盖体在所述通孔内下移，所述第二延伸部卡入所述定位槽内。
3.根据权利要求2所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：在所述管体的上下移动中，所述第二延伸部在所述定位槽上侧的竖直设置的限位槽内移动。
4.根据权利要求1所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：夹住所述管体的方式为：
第一夹持部和第二夹持部相向移动并挤压所述管体，所述管体被固定。
5.根据权利要求4所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：所述第二移动件和第二夹持部同步水平移动。
6.根据权利要求4所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：利用电动夹爪水平驱动所述第一夹持部和第二夹持部。
7.根据权利要求1所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：在第一方向上，多个通孔依次相邻设置，多个定位槽依次相邻设置；在第二方向上，任意二个定位槽之间为通孔；所述第一方向和第二方向间的夹角为直角或锐角。
8.根据权利要求1所述的封闭空间的控制方法，其特征在于：所述管体和盖体为一体式，所述第二延伸部为所述管体和盖体间的连接铰链；或者，
所述管体和盖体为分体式，所述盖体的一端适于封闭所述管体的开口端，另一端套在所述开口端下侧的管体上，所述第二延伸部为所述盖体的连接铰链。
9.自动取样方法，所述自动取样方法包括以下步骤：
(B1)利用权利要求1-8中任一所述的封闭空间的控制方法打开管体；
(B2)随着旋转单元旋转到竖直状态的取样单元被移动平台驱动下移，并伸入到所述管体内取样；
(B3)所述取样单元被所述移动平台驱动上移，并离开所述管体所对应的通孔的上侧。
10.根据权利要求9所述的自动取样方法，其特征在于：所述自动取样方法还包括步骤：
(B4)利用权利要求2所述的封闭空间的控制方法封闭所述管体。
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