CN112191292A - 一种片簧式组合烧杯托架及烧杯移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种片簧式组合烧杯托架及烧杯移动装置，片簧式组合烧杯托架包括框架和杯托集成层，框架包括水平矩形框和竖直支腿，水平矩形框上设置有一对把手，杯托集成层水平固定在水平矩形框上，杯托集成层包括以M行N列均匀紧密排列的若干杯托；杯托为圆环形，每个杯托上均固定设有P个圆弧片簧，P≥3，P个圆弧片簧关于杯托的轴线圆周均布，圆弧片簧的弧形凸出朝向杯托的轴线，圆弧片簧用于夹持烧杯；本技术方案解决了批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯的技术问题，大大提高了工作效率；满足了检测人员批量移动烧杯和在加热板上批量取放烧杯的现实需求；有效防止了烧杯放置定位的偏差，大大降低由于烧杯放置位置不当而引发的事故率。

Description

一种片簧式组合烧杯托架及烧杯移动装置

技术领域

本发明涉及食品检测用辅助装置技术领域，特别涉及一种片簧式组合烧杯托架及烧杯移动装置。

背景技术

由于食品检验批次量较大，需用较多数量的烧杯来盛放食品试样及相关试剂，在移动这些烧杯时，通常采用检测人员人工逐个取放烧杯的方式，这种操作方式存在其固有的缺点：（1）工作效率低；（2）易出差错；（3）难以适应自动化检测的要求。

例如，采用加热消解法检测食品重金属过程时，需先将称量后的食品液体试样放入相应编号的烧杯内，再将烧杯移放置至发热板上，由于是人工逐个取放烧杯，所以放置在发热板上的烧杯不是很齐整，在加热消解过程中检测人员要观察加热板上的各烧杯内试样受热消解程度，并向达到一定消解程度的烧杯内注入混合试剂，由于加热板上的烧杯放置无规律、不齐整, 且烧杯上的手写编号在受热时存在识别困难的状况，所以常会将混合试剂注错烧杯内，若加热板上某个或某几个烧杯内的食品液体试样抢先消解完毕，检测人员要及时手持夹子将其取离加热板，当剩余烧杯内的食品液体试样在相近的时间段内全部消解完毕后，检测人员要及时逐个夹取烧杯移离加热板；对于手工夹持方式来说，将剩余的大部分烧杯要同时移离加热板基本是不可能做到的，故检测人员常常手忙脚乱；另外，检测人员直接接触高温有毒气体和烟雾会对身体有伤害，当烟雾聚集时更增大了检测人员观察难度，在此环境中仅靠肉眼观察判定、操作存在人为干扰因素，检测质量和效率不高。

那么，如何解决如上弊端并采用自动化的方式来解决批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯的技术问题，目前尚无适宜的装置或方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种插取快捷的片簧式组合烧杯托架及烧杯移动装置。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种片簧式组合烧杯托架，其特征是：包括框架和杯托集成层，

框架包括水平矩形框和固定于水平矩形框下方的若干竖直支腿，水平矩形框的左右两侧分别固定设置有把手，两个把手对称设置；

杯托集成层水平固定在水平矩形框上，杯托集成层包括若干杯托，若干杯托以M行N列均匀紧密排列；

杯托为圆环形，每个杯托上均固定设有P个圆弧片簧，P≥3，P个圆弧片簧关于杯托的轴线圆周均布，圆弧片簧的弧形凸出朝向杯托的轴线，圆弧片簧用于夹持烧杯；圆弧片簧为自然状态时，P个圆弧片簧的弧形凸出顶点所在圆的半径小于其所夹持烧杯的圆柱体外径。

进一步地，所述杯托是采用圆管焊接而成的圆环形，相邻的两个杯托通过焊接固定连接在一起。

进一步地，所述圆弧片簧包括第一端和第二端，圆弧片簧的第一端固定在杯托上，圆弧片簧的第二端设有导向孔；杯托上还设有与圆弧片簧相匹配的竖直短杆，竖直短杆的顶端固定在杯托上，竖直短杆的底端悬出；竖直短杆穿过圆弧片簧上的导向孔，导向孔的直径大于竖直短杆的直径，圆弧片簧产生变形时，导向孔沿竖直短杆竖直窜动。

进一步地，所述框架上设有与每个杯托的位置相对应的坐标数字。

进一步地，所述水平矩形框包括一对横撑和一对纵撑，所述竖直支腿的数量为8个，水平矩形框的每个横撑和纵撑的两端均固定设有1个竖直支腿；水平矩形框的每个角处相邻的两个竖直支腿通过水平短杆相连，水平短杆的底面高于竖直支腿的底面；每个竖直支腿上面向相邻竖直支腿的底边处均设有导向斜面A；水平短杆的底面与杯托之间的距离为h1，圆弧片簧所夹持烧杯的导流嘴根部与烧杯底面之间的距离为h2，h1＜h2。

一种烧杯移动装置，包括如上所述的片簧式组合烧杯托架和托架移动装置，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器，机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动片簧式组合烧杯托架共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器进行控制。

进一步地，所述水平移动机构Ⅰ包括托板Ⅰ和伺服电机A，托板Ⅰ上设有主动转轴和从动转轴，主动转轴和从动转轴的两端均设有齿轮，伺服电机A用于驱动主动转轴转动，进而驱动齿轮转动，齿轮与水平导轨齿条相啮合，水平导轨齿条固定在机架上，齿轮上设有导向斜面C，导向斜面C与水平导轨齿条上的导向面相匹配，用于为齿轮的直线运动提供导向；

所述竖直升降机构Ⅰ包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B和伸缩轴Ⅰ，伺服电机B固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ上，伸缩轴Ⅰ的下端固定设有矩形法兰；

所述夹持机构Ⅰ为电动平行夹爪，包括左伸缩板、右伸缩板、吊板和T型爪，左伸缩板和右伸缩板用于对称相向和背向运动，左伸缩板和右伸缩板的悬出端部均固定有吊板，吊板的下端部设有T型爪，T型爪包括水平板和梯形段，水平板为末端，梯形段靠近水平板处的截面积最大，电动平行夹爪固定在矩形法兰上；

所述片簧式组合烧杯托架的把手上设有与夹持机构Ⅰ的T型爪匹配使用的T型槽，T型槽的纵向切面为等腰梯形，T型槽的开口处设有由一对导向斜面B形成的喇叭口。

进一步地，还包括摄像头A，摄像头A固定在电动平行夹爪的下表面中部。

进一步地，还包括单个烧杯移取装置、注液装置和摄像头B；

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于所述机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行左右水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯；

所述片簧式组合烧杯托架的数量为2个，一个片簧式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个片簧式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯；

注液装置包括瓶套、溶液瓶、硬管Ⅰ、柔性管、硬管Ⅱ和支杆，瓶套固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶，溶液瓶的顶部入料口处设有瓶盖，溶液瓶的底部出料口处连接有硬管Ⅰ，硬管Ⅱ竖直固定在支杆的悬出端部，支杆水平固定在前后移动机构的移动端，硬管Ⅰ与硬管Ⅱ通过柔性管相连通，硬管Ⅱ下端的出液口处设有微型流量阀；

摄像头B固定在支杆上，用于监控烧杯，并将监控信号上传至PLC控制器；

水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀的动作均通过PLC控制器进行控制。

进一步地，所述竖直升降机构Ⅱ包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D和伸缩轴Ⅱ，伺服电机D固定在所述水平移动机构Ⅱ的活动端，伸缩轴Ⅱ的下端固定设有法兰盘；

所述前后移动机构包括管状直线电机，管状直线电机固定在法兰盘上，管状直线电机的移动体沿水平方向前后移动，夹持机构Ⅱ固定在管状直线电机的移动体上。

本发明可以达到的有益效果为：

（1）适用于一定范围内不同直径且高度一致的烧杯批量移动，插取便捷；

（2）托架既可应用于人工批量移动烧杯，也可应用于自动化移动设备，大大提高了工作效率；满足了检测人员批量移动烧杯和在加热板上批量取放烧杯的现实需求；有效防止了烧杯放置定位的偏差，大大降低由于烧杯放置位置不当而引发的事故率。

（3）烧杯移动装置通过自动化的方式实现了批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯，不仅节省了人工，提高了工作效率，保证了烧杯放置位置的准确性，还有效防止了由于烧杯内的某些物质受热散发出的气体对检测人员造成不适感或伤害。

附图说明

图1是本发明实施例1使用状态中的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2中的A-A局部剖视图；

图5是图4的B向局部放大视图；

图6是本发明实施例1中圆弧片簧的展开视图；

图7是本发明实施例2的使用状态图Ⅰ；

图8是本发明实施例2的使用状态图Ⅱ；

图9是图8的侧视图；

图10是图9中Ⅰ部分的放大视图；

图11是本发明实施例3的结构示意图；

图12是本发明实施例3中的单个烧杯移取装置和注液装置结构示意图；

图13是图12中的C-C剖视示意图；

图14是本发明实施例3中用于加热板上的第一片簧式组合烧杯托架及烧杯状态示意图；

图15是本发明实施例3中的第二片簧式组合烧杯托架及烧杯状态示意图；

图中：1-竖直支腿，2-水平短杆，3-导向斜面A，4-工作台，5-把手，6-水平矩形框，7-烧杯，8-导流嘴，9-烧杯口大径，10-底边圆弧，11-圆弧片簧，12-竖直短杆，13-杯托，14-T型槽，15-导向斜面B，16-焊接点，17-坐标数字，18-固定连接端，19-导向孔，20-半圆豁口，21-加热板，22-加热器；

23-T型爪，231-水平板，232-梯形段，24-吊板，25-加强筋，26-左伸缩板，27-电动平行夹爪，28-矩形法兰，29-伸缩轴Ⅰ，30-右伸缩板，31-摄像头A，32-伺服电机B，33-水平导轨齿条，34-主动转轴，35-伺服电机A，36-托板Ⅰ，37-键，38-从动转轴，39-齿轮，40-导向斜面C，41-PLC控制器，42-轴座，43-连接杆，44-斜面D；

45-片簧式组合烧杯托架，46-食品液体试样，47-圆弧段，48-爪，49-旋转电动夹爪，50-移动体，51-管状直线电机，52-法兰盘，53-伺服电机C，54-托板Ⅱ，55-伺服电机D，56-伸缩轴Ⅱ，57-瓶套，58-瓶盖，59-溶液瓶，60-硬管Ⅰ，61-柔性管，62-卡环，63-支杆，64-摄像头B，65-硬管Ⅱ，66-微型流量阀，67-出液口，68-微型压力传感器，69-橡胶触头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1-图3所示，一种片簧式组合烧杯托架45，包括框架和杯托集成层。

框架包括水平矩形框6，平矩形框6包括一对横撑和一对纵撑，竖直支腿1的数量为8个，水平矩形框6的每个横撑和纵撑的两端均固定设有1个竖直支腿1；水平矩形框6的每个角处相邻的两个竖直支腿1通过水平短杆2相连，水平短杆2的底面高于竖直支腿1的底面；每个竖直支腿1上面向相邻竖直支腿1的底边处均设有导向斜面A3；水平矩形框6的左右两侧分别固定设置有把手5，两个把手5对称设置。

杯托集成层水平固定在水平矩形框6上，杯托集成层包括40个杯托13，40个杯托13以5行8列均匀紧密排列；杯托13为圆环形，采用圆管焊接而成，相邻的两个杯托13通过焊接固定连接在一起，形成杯托集成层，图2中示出了焊接点16；每个杯托13上均固定设有至少3个圆弧片簧11，本实施例采用的是4个圆弧片簧11，4个圆弧片簧11关于杯托13的轴线圆周均布，圆弧片簧11的弧形凸出朝向杯托13的轴线，圆弧片簧11用于夹持烧杯7；圆弧片簧11为自然状态时，4个圆弧片簧11的弧形凸出顶点所在圆的半径小于其所夹持烧杯7的圆柱体外径；圆弧片簧11的材质为310S不锈钢。

如图6所示，圆弧片簧11展开后为一矩形板，包括第一端和第二端，第一端处设有半圆豁口20，半圆豁口20的对称面将第一端分成了2个左右对称的固定连接端；如图5所示，圆弧片簧11的第一端固定在杯托13上，第二端设有导向孔19；杯托13上还设有与圆弧片簧11相匹配的竖直短杆12，竖直短杆12的顶端固定在杯托13上，竖直短杆12的底端悬出；竖直短杆12穿过圆弧片簧11上的导向孔19，导向孔19的直径大于竖直短杆12的直径，圆弧片簧11产生变形时，导向孔19沿竖直短杆12竖直窜动；从而更好地保证圆弧片簧11对烧杯7的夹持力。

为了使本托架在应用于在加热板上批量加热时，保证每个烧杯7底面均与加热器22的加热板21保持接触，则设计水平短杆2的底面与杯托13之间的距离为h1，圆弧片簧11所夹持烧杯7的导流嘴8根部与烧杯7底面之间的距离为h2，h1＜h2，如图4所示，当烧杯7的导流嘴8根部至圆弧片簧11的弧形凸出顶点时，水平短杆2的底面与烧杯7的底面之间的距离约为30mm。

为了便于准确识别每个杯托的位置，在框架上设有与每个杯托13的位置相对应的坐标数字17。

本实施例的使用：

根据本领域技术人员的常识，常规的烧杯7包括圆柱形杯体部分，杯体顶端为敞开口，敞开口处设有外翻边缘，此外翻边缘为烧杯口大径9，烧杯口大径9大于圆柱形杯体部分的外径，敞开口处还设有导流嘴8，杯体的底端设有底边圆弧10。

（1）将本托架水平放置于工作台4上，人工或机械手握持烧杯7的敞口处，将烧杯7置入杯托13的内圈中，并将烧杯7的底部压入4个圆弧片簧11的弧形凸出顶点所在圆中，并持续将烧杯7下移，至烧杯7的导流嘴8根部与圆弧片簧11接触时，停止下移烧杯7，此时烧杯7的敞口处仍高于杯托13的顶部，此过程中由于“4个圆弧片簧11的弧形凸出顶点所在圆的半径小于其所夹持烧杯7的圆柱体外径”，故圆弧片簧11始终保持对烧杯7的夹紧状态；

（2）40个烧杯7全部放置好之后，人工或者采用移动装置将本托架移至规定处；

（3）当本托架应用于将烧杯移动至加热器22上对烧杯7底部进行加热时，将托架移至加热器22的正上方，使托架缓慢下移，当托架的4个水平短杆2置于加热器22的边缘上时，下移自然停止，此时烧杯7的底部均置于加热板21上，等待加热；竖直支腿1同时起到前后左右限位的作用，在向下搁置的过程中，竖直支腿1上的导向斜面A3起到导向的作用。

本实施例的优点：

（1）本托架既可应用于人工批量移动烧杯，也可应用于自动化移动设备，大大提高了工作效率；

（2）满足了检测人员批量移动烧杯和在加热板上批量取放烧杯的现实需求；

（3）有效防止了烧杯放置定位的偏差，大大降低由于烧杯放置位置不当而引发的事故率。

实施例2

一种烧杯移动装置，包括托架移动装置和实施例1的片簧式组合烧杯托架45，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器41，机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动片簧式组合烧杯托架45共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器41进行控制。

水平移动机构Ⅰ：包括托板Ⅰ36和伺服电机A35，托板Ⅰ36上设有主动转轴34和从动转轴38，主动转轴34和从动转轴38均通过轴座42与托板Ⅰ36相连；主动转轴34和从动转轴38的两端均通过键37连接有齿轮39，伺服电机A35用于驱动主动转轴34转动，进而驱动齿轮39转动，齿轮39与水平导轨齿条33相啮合，水平导轨齿条33固定在机架上，齿轮39上设有导向斜面C40，导向斜面C40与水平导轨齿条33上的导向面相匹配，用于为齿轮39的直线运动提供导向。

竖直升降机构Ⅰ：包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B32和伸缩轴Ⅰ29，伺服电机B32固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ36上，伸缩轴Ⅰ29的外端固定设有矩形法兰28。

夹持机构Ⅰ：具体为电动平行夹爪27，电动平行夹爪27固定在矩形法兰28上，电动平行夹爪27包括左伸缩板26、右伸缩板30、吊板24和T型爪23，左伸缩板26和右伸缩板30用于对称相向和背向运动，左伸缩板26和右伸缩板30的悬出端部均固定有2个吊板24，左伸缩板26和右伸缩板30与其悬出端部的吊板24之间设有加强筋25，同在一端的2个吊板24之间通过连接杆43进行连接，增强结构刚性；吊板24的下端部设有T型爪23，T型爪23包括水平板231和梯形段232，水平板231为末端，梯形段232靠近水平板231处的截面积最大；

片簧式组合烧杯托架45的把手5上设有与T型爪23匹配使用的T型槽14，T型槽14的纵向切面为等腰梯形，T型槽14的开口处设有由一对导向斜面B15形成的喇叭口。

电动平行夹爪27的下表面中部固定设有摄像头A31，摄像头A31用于对烧杯7进行监控。

PLC控制器41用于：控制水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ、加热器22，接收摄像头A31的输入信号。

本实施例用于固定设置在加热器22的上方，本实施例的使用：

（1）PLC控制器41控制水平移动机构Ⅰ将吊板24移动至托架上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将吊板24下移至托架的两侧；

（2）PLC控制器41控制夹持机构Ⅰ将左右两部分吊板24下端的T型爪23较细处插入托架把手5上的T型槽14内，再通过竖直升降机构Ⅰ提升吊板24，使T型爪23上移，T型爪23的斜面D44与T型槽14的内斜面贴合，T型爪23的水平板231的上表面与T型槽14的下表面贴合，进而将托架吊起；

（3）PLC控制器41控制水平移动机构Ⅰ将托架移动至加热器22的上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将托架放置于加热器22上；

（4）托架从移动装置上卸下的过程为步骤（2）-（3）的逆过程。

当然，本领域技术人员也可以在本实施例的指导下，省略夹持机构Ⅰ，直接将吊板24固定连接在竖直升降机构Ⅰ的矩形法兰28上，将吊板24与把手5固定连接在一起，则使用动作更加简单，与上述结构所产生的的技术效果的区别是：移动装置不能适应多种规格的托架。

本实施例的优点：通过自动化的方式实现了批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯，不仅节省了人工，提高了工作效率，保证了烧杯放置位置的准确性，还有效防止了由于烧杯内的某些物质受热散发出的气体对检测人员造成不适感或伤害；移动装置可以适应多种规格的托架。

实施例3

一种烧杯移动装置，在实施例2的基础上，又增加了一个实施例1的片簧式组合烧杯托架45，关于2个片簧式组合烧杯托架45，在以下称作第一片簧式组合烧杯托架和第二片簧式组合烧杯托架；还增加了单个烧杯移取装置、注液装置、摄像头B64和警报器；第一片簧式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，第二片簧式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯7。

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行左右水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯7。

水平移动机构Ⅱ：水平移动机构Ⅱ与水平移动机构Ⅰ的结构原理相同，包括伺服电机C53和托板Ⅱ54，在伺服电机C53的带动下，托板Ⅱ54得以水平直线运动，水平移动机构Ⅱ与水平移动机构Ⅰ设置在同一机架上，直线移动导向均通过水平导轨齿条33来实现。

竖直升降机构Ⅱ：包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D55和伸缩轴Ⅱ56，伺服电机D55固定在托板Ⅱ54上，伸缩轴Ⅱ56的下端固定设有法兰盘52；

前后移动机构：包括管状直线电机51，管状直线电机51固定在法兰盘52上，管状直线电机51的移动体50沿水平方向前后移动。

夹持机构Ⅱ：包括旋转电动夹爪49，旋转电动夹爪49固定在管状直线电机51的移动体50上，旋转电动夹爪49为平行两爪式，包括两个相互平行的爪48，每个爪48上均固定设有圆弧段47，两个圆弧段47同轴，每个爪48的两内端均设有橡胶触头69，橡胶触头69的形状为锥形，材质为耐火橡胶；4个橡胶触头69共同作用实现对单个烧杯7的抓取，抓取力度通过微型压力传感器68向PLC控制器41反馈的信号来控制，微型压力传感器68设置在橡胶触头69的内顶端。

注液装置：包括瓶套57、溶液瓶59、硬管Ⅰ60、柔性管61、硬管Ⅱ65和支杆63，瓶套57固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶59，溶液瓶59用于放置加热消解用混合液，溶液瓶59的顶部入料口处设有瓶盖58，溶液瓶59的底部出料口处连接有硬管Ⅰ60，硬管Ⅱ65竖直套接并固定在卡环62中，卡环62焊接固定在支杆63的悬出端部，支杆63水平固定在管状直线电机51的移动体50上，硬管Ⅰ60与硬管Ⅱ65通过柔性管61相连通，硬管Ⅱ65下端的出液口67处设有微型流量阀66，微型流量阀66的出口高于圆弧段47；

摄像头B64固定在支杆63上，用于监控烧杯7，并将监控信号上传至PLC控制器41；水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀66和警报器的动作均通过PLC控制器41进行控制，PLC控制器37还用于运行其存储的影像分析软件。

本实施例的使用：

（1）通过人工或机械手将多个盛有食品液体试样46的烧杯7放入第一片簧式组合烧杯托架中，实现杯托对烧杯7的竖直夹持，并将第一片簧式组合烧杯托架放置在规定位置；

（2）启动PLC控制器41，PLC控制器41控制托架移动装置将第一片簧式组合烧杯托架移至加热器22上，使烧杯7的底部与加热板21直接接触；而后PLC控制器41控制托架移动装置离开第一片簧式组合烧杯托架的上空；

（3）启动加热器22对烧杯7进行加热；将第二片簧式组合烧杯托架放置在第一片簧式组合烧杯托架旁边的规定位置，第二片簧式组合烧杯托架和第一片簧式组合烧杯托架依照单个烧杯移取装置和托架移动装置的对应顺序直线排列；

（4）PLC控制器41控制单个烧杯移取装置的水平移动机构Ⅱ水平移动，带动摄像头B64一并移至第一片簧式组合烧杯托架的上空，通过摄像头B64监控烧杯7中食品液体试样46的消解情况，摄像头B64将监控信号上传至PLC控制器41，PLC控制器41通过其内置影像分析软件对每个烧杯7中食品液体试样46的消解程度进行判断；

（5）当判断出某一坐标F位置处的烧杯7中的食品液体试样46抢先完成消解时，PLC控制器41控制单个烧杯移取装置的水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构联动，完成旋转电动夹爪49相对于坐标F位置处烧杯7的水平方向精确定位，使旋转电动夹爪49上的两个圆弧段47位于坐标F位置处烧杯7的两侧，再控制旋转电动夹爪49夹持烧杯7，将烧杯7移至第二片簧式组合烧杯托架中坐标F处的杯托中；然后重复步骤（4）；如此单个移动几个抢先完成消解的烧杯7，如图12和图13所示；

（6）当剩余多数的烧杯7中的食品液体试样46在相近的时间内均完成消解时，启动PLC控制器41控制托架移动装置将第一片簧式组合烧杯托架移开加热器22，并将其放置于初始位置，同时控制警报器发出提示音，用以告知操作人员消解全部完成。

本实施例的优点：

实现了批量移动烧杯和单个烧杯移取的双重功能，还可以自动滴加混合液，在食品加热消解过程中防止了差错发生，改善了检测人员的工作环境，实现了消解过程自动化，提高了检测质量和工作效率，为其他批量移动烧杯和自动化提供了可行实例。

在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种片簧式组合烧杯托架，其特征是：包括框架和杯托集成层，

框架包括水平矩形框（6）和固定于水平矩形框（6）下方的若干竖直支腿（1），水平矩形框（6）的左右两侧分别固定设置有把手（5），两个把手（5）对称设置；

杯托集成层水平固定在水平矩形框（6）上，杯托集成层包括若干杯托（13），若干杯托（13）以M行N列均匀紧密排列；

杯托（13）为圆环形，每个杯托（13）上均固定设有P个圆弧片簧（11），P≥3，P个圆弧片簧（11）关于杯托（13）的轴线圆周均布，圆弧片簧（11）的弧形凸出朝向杯托（13）的轴线，圆弧片簧（11）用于夹持烧杯（7）；圆弧片簧（11）为自然状态时，P个圆弧片簧（11）的弧形凸出顶点所在圆的半径小于其所夹持烧杯（7）的圆柱体外径。

2.根据权利要求1所述的片簧式组合烧杯托架，其特征是：所述杯托（13）是采用圆管焊接而成的圆环形，相邻的两个杯托（13）通过焊接固定连接在一起。

3.根据权利要求1所述的片簧式组合烧杯托架，其特征是：所述圆弧片簧（11）包括第一端和第二端，圆弧片簧（11）的第一端固定在杯托（13）上，圆弧片簧（11）的第二端设有导向孔（19）；杯托（13）上还设有与圆弧片簧（11）相匹配的竖直短杆（12），竖直短杆（12）的顶端固定在杯托（13）上，竖直短杆（12）的底端悬出；竖直短杆（12）穿过圆弧片簧（11）上的导向孔（19），导向孔（19）的直径大于竖直短杆（12）的直径，圆弧片簧（11）产生变形时，导向孔（19）沿竖直短杆（12）竖直窜动。

4.根据权利要求1所述的片簧式组合烧杯托架，其特征是：所述框架上设有与每个杯托（13）的位置相对应的坐标数字（17）。

5.根据权利要求1所述的片簧式组合烧杯托架，其特征是：所述水平矩形框（6）包括一对横撑和一对纵撑，所述竖直支腿（1）的数量为8个，水平矩形框（6）的每个横撑和纵撑的两端均固定设有1个竖直支腿（1）；水平矩形框（6）的每个角处相邻的两个竖直支腿（1）通过水平短杆（2）相连，水平短杆（2）的底面高于竖直支腿（1）的底面；每个竖直支腿（1）上面向相邻竖直支腿（1）的底边处均设有导向斜面A（3）；水平短杆（2）的底面与杯托（13）之间的距离为h1，圆弧片簧（11）所夹持烧杯（7）的导流嘴（8）根部与烧杯（7）底面之间的距离为h2，h1＜h2。

6.一种烧杯移动装置，其特征是：包括如权利要求1-5所述的片簧式组合烧杯托架和托架移动装置，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器（41），机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动片簧式组合烧杯托架共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器（41）进行控制。

7.根据权利要求6所述的烧杯移动装置，其特征是：所述水平移动机构Ⅰ包括托板Ⅰ（36）和伺服电机A（35），托板Ⅰ（36）上设有主动转轴（34）和从动转轴（38），主动转轴（34）和从动转轴（38）的两端均设有齿轮（39），伺服电机A（35）用于驱动主动转轴（34）转动，进而驱动齿轮（39）转动，齿轮（39）与水平导轨齿条（33）相啮合，水平导轨齿条（33）固定在机架上，齿轮（39）上设有导向斜面C（40），导向斜面C（40）与水平导轨齿条（33）上的导向面相匹配，用于为齿轮（39）的直线运动提供导向；

所述竖直升降机构Ⅰ包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B（32）和伸缩轴Ⅰ（29），伺服电机B（32）固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ（36）上，伸缩轴Ⅰ（29）的下端固定设有矩形法兰（28）；

所述夹持机构Ⅰ为电动平行夹爪（27），包括左伸缩板（26）、右伸缩板（30）、吊板（24）和T型爪（23），左伸缩板（26）和右伸缩板（30）用于对称相向和背向运动，左伸缩板（26）和右伸缩板（30）的悬出端部均固定有吊板（24），吊板（24）的下端部设有T型爪（23），T型爪（23）包括水平板（231）和梯形段（232），水平板（231）为末端，梯形段（232）靠近水平板（231）处的截面积最大，电动平行夹爪（27）固定在矩形法兰（28）上；

所述片簧式组合烧杯托架的把手（5）上设有与夹持机构Ⅰ的T型爪（23）匹配使用的T型槽（14），T型槽（14）的纵向切面为等腰梯形，T型槽（14）的开口处设有由一对导向斜面B（15）形成的喇叭口。

8.根据权利要求7所述的烧杯移动装置，其特征是：还包括摄像头A（31），摄像头A（31）固定在电动平行夹爪（27）的下表面中部。

9.根据权利要求7所述的烧杯移动装置，其特征是：还包括单个烧杯移取装置、注液装置和摄像头B（64）；

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于所述机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行左右水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯（7）；

所述片簧式组合烧杯托架的数量为2个，一个片簧式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个片簧式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯（7）；

注液装置包括瓶套（57）、溶液瓶（59）、硬管Ⅰ（60）、柔性管（61）、硬管Ⅱ（65）和支杆（63），瓶套（57）固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶（59），溶液瓶（59）的顶部入料口处设有瓶盖（58），溶液瓶（59）的底部出料口处连接有硬管Ⅰ（60），硬管Ⅱ（65）竖直固定在支杆（63）的悬出端部，支杆（63）水平固定在前后移动机构的移动端，硬管Ⅰ（60）与硬管Ⅱ（65）通过柔性管（61）相连通，硬管Ⅱ（65）下端的出液口（67）处设有微型流量阀（66）；

摄像头B（64）固定在支杆（63）上，用于监控烧杯（7），并将监控信号上传至PLC控制器（41）；

水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀（66）的动作均通过PLC控制器（41）进行控制。

10.根据权利要求9所述的烧杯移动装置，其特征是：所述竖直升降机构Ⅱ包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D（55）和伸缩轴Ⅱ（56），伺服电机D（55）固定在所述水平移动机构Ⅱ的活动端，伸缩轴Ⅱ（56）的下端固定设有法兰盘（52）；

所述前后移动机构包括管状直线电机（51），管状直线电机（51）固定在法兰盘（52）上，管状直线电机（51）的移动体（50）沿水平方向前后移动，夹持机构Ⅱ固定在管状直线电机（51）的移动体（50）上。

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