CN112337521A - 一种指夹式组合烧杯托架及烧杯移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种指夹式组合烧杯托架及烧杯移动装置，指夹式组合烧杯托架包括框架和若干杯托，框架包括水平矩形框和竖直支腿，水平矩形框上设有若干水平长杆；水平矩形框上固定设置有一对把手，若干杯托以M行N列均匀排列固定在水平长杆上，杯托是由第一圆弧指、第二圆弧指、竖直轴和扭簧共同构成的夹爪结构，第一圆弧指和第二圆弧指对接合拢形成的圆内径小于其所夹持烧杯的圆柱体外径；本技术方案适用于一定范围内不同直径且高度一致的烧杯批量移动，解决了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；满足了本领域对自动化设备的现实需求；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

一种指夹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，特别涉及一种指夹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，提供一种指夹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：

一种指夹式组合烧杯托架，包括框架和若干杯托；

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，水平矩形框上等间距平行固定有若干水平长杆；水平矩形框上固定设置有一对把手，一对把手对称设置；

若干杯托以M行N列均匀排列固定在水平长杆上；

杯托是由第一圆弧指、第二圆弧指、竖直轴和扭簧构成的夹爪结构，竖直轴用于铰接第一圆弧指的尾端和第二圆弧指的尾端，扭簧用于为第一圆弧指的首端和第二圆弧指的首端保持靠近提供扭转力，第一圆弧指和第二圆弧指对接合拢形成的圆内径小于其所夹持烧杯的圆柱体外径。

进一步地，所述杯托与水平长杆的固定结构为：杯托的竖直轴固定在水平短板的第一端，水平短板的第二端固定在水平长杆上；水平短板包括上水平短板和下水平短板，上水平短板和下水平短板分别设置在竖直轴的上端和下端。

进一步地，所述水平短板的长度方向与水平长杆的长度方向的夹角为45°，第一圆弧指和第二圆弧指关于水平短板的长度方向对称。

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，所述第一圆弧指和第二圆弧指的断面均为圆形，且断面外包裹有缓冲层，缓冲层的材质为弹性材料。

进一步地，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中第一圆弧指和第二圆弧指顶部之间的距离为h1，杯托所夹持烧杯的导流嘴的根部与烧杯底面之间的距离为h2，杯托中第一圆弧指和第二圆弧指顶部与竖直支腿的底面之间的距离为h3，h1＜h2＜h3。

一种烧杯移动装置，包括如上所述的指夹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用于带动指夹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；

所述指夹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；

所述指夹式组合烧杯托架的数量为2个，一个指夹式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个指夹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）托架适用于一定范围内不同直径且高度一致的烧杯批量移动；

（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是本发明实施例1中h1、h2、h3、h4的指示图；

图6是本发明实施例2的使用状态图；

图7是图6的侧视图；

图8是图7中Ⅰ部分的放大视图；

图9是本发明实施例3的结构示意图；

图10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11是图10的B-B剖视示意图；

图12是本发明实施例3中用于加热板上的第一指夹式组合烧杯托架及烧杯状态示意图；

图13是本发明实施例3中的第二指夹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-空穴，9-导流嘴，10-烧杯口大径，11-底边圆弧，12-水平长杆，13-上水平短板，14-T型槽，15-导向斜面B，16-第一圆弧指，17-相对分离段，18-第二圆弧指，19-竖直轴，20-坐标数字，21-缓冲层，22-扁平尾端Ⅱ，23-扁平尾端Ⅰ，24-下水平短板，25-扭簧，26-轴用弹性挡圈，27-加热器，28-加热板；

29-T型爪，291-水平板，292-梯形段，30-吊板，31-加强筋，32-左伸缩板，33-电动平行夹爪，34-矩形法兰，35-摄像头A，36-右伸缩板，37-PLC控制器，38-水平导轨齿条，39-主动转轴，40-伺服电机A，41-伺服电机B，42-伸缩轴Ⅰ，43-托板Ⅰ，44-键，45-从动转轴，46-齿轮，47-导向斜面C，48-连接杆,49-斜面D；

50-指夹式组合烧杯托架，51-食品液体试样，52-圆弧段，53-爪，54-旋转电动夹爪，55-移动体，56-管状直线电机，57-法兰盘，58-伺服电机C，59-托板Ⅱ，60-伺服电机D，61-伸缩轴Ⅱ，62-瓶套，63-瓶盖，64-溶液瓶，65-硬管Ⅰ，66-柔性管，67-卡环，68-支杆，69-摄像头B，70-硬管Ⅱ，71-微型流量阀，72-出液口，73-微型压力传感器，74-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，一种指夹式组合烧杯托架50，包括框架和40个杯托，40个杯托以5行8列均匀排列。

框架包括水平矩形框6，水平矩形框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上等间距平行固定有4个水平长杆12；水平矩形框6上固定设置有一对把手5，这一对把手5左右对称设置。

杯托是由第一圆弧指16、第二圆弧指18、竖直轴19和扭簧25共同构成的夹爪结构，竖直轴19用于铰接第一圆弧指16的扁平尾端Ⅰ23和第二圆弧指18的扁平尾端Ⅱ22，扭簧25用于为第一圆弧指16的首端和第二圆弧指18的首端保持靠近提供扭转力，第一圆弧指16和第二圆弧指18对接合拢形成的圆内径小于其所夹持烧杯7的圆柱体外径；第一圆弧指16和第二圆弧指18的断面均为圆形，且断面外包裹有缓冲层21，缓冲层21的材质为弹性材料。

每个水平长杆12上固定的杯托分为5行2列，即10个杯托，2列杯托对称分布在水平长杆12的左右两侧；杯托与水平长杆12的固定结构如图4所示：杯托的竖直轴19固定在水平短板的第一端，水平短板的第二端固定在水平长杆12上；水平短板包括上水平短板13和下水平短板24，上水平短板13和下水平短板24分别设置在竖直轴19的上端和下端，上水平短板13和下水平短板24与竖直轴19的上下限位通过轴用弹性挡圈26来实现；为了最大限度地利用水平矩形框6内的空间，特别将水平短板的长度方向与水平长杆12的长度方向的夹角设为45°，第一圆弧指16和第二圆弧指18关于水平短板的长度方向对称。

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27的加热板28保持接触，设定水平短杆2的底面与杯托中第一圆弧指16和第二圆弧指18顶部之间的距离为h1，杯托所夹持烧杯7的导流嘴9的根部与烧杯7底面之间的距离为h2，杯托中第一圆弧指16和第二圆弧指18顶部与竖直支腿1的底面之间的距离为h3，h1＜h2＜h3；这是为了当烧杯7放入杯托内后，烧杯7的底面可悬空，即烧杯7的底面接触不到工作台4的台面上，其重力都由竖直支腿1的底面承受；当本托架被放置到加热板28上时，托架内的所有烧杯7的底面将首先接触加热板28,当本托架继续下落的过程中，杯托沿烧杯7的外径下移，下移距离为h4，四个水平短杆2的底面分别接触加热板28上的四个角部，此时四个水平短杆2的底面仅承受托架自身重量，而不承受烧杯7的重量。

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的位置相对应的坐标数字20。

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10，烧杯口大径10大于圆柱形杯体部分的外径，敞开口处还设有导流嘴9，杯体的底端设有底边圆弧11。

（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，烧杯7稍稍倾斜，将烧杯7的底部压入杯托的第一圆弧指16和第二圆弧指18对接合拢形成的圆内，待烧杯7的底部完全进入该圆内之后，将烧杯7上下调正，再使烧杯7下移，至烧杯7的导流嘴9根部与杯托接触时，停止下移烧杯7；由于“第一圆弧指16和第二圆弧指18对接合拢形成的圆内径小于其所夹持烧杯7的圆柱体外径”，如图2中所示，杯托在夹持烧杯7时，第一圆弧指16的首端和第二圆弧指18的首端之间形成相对分离段17，所以在扭簧25的扭转力的作用下，杯托可以时刻保持对烧杯7的夹紧状态；图3中的第3列是未放入烧杯7的空穴8，也就是杯托初始状态示意；

（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27上对烧杯7底部进行加热时，将托架移至加热器27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27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28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）本托架适用于一定范围内不同直径且高度一致的烧杯批量移动；

（2）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；

（3）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；

（4）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中的指夹式组合烧杯托架50，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37，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用于带动指夹式组合烧杯托架50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37进行控制。

水平移动机构Ⅰ：包括托板Ⅰ43和伺服电机A40，托板Ⅰ43上设有主动转轴39和从动转轴45，主动转轴39和从动转轴45的两端均通过键44连接有齿轮46，伺服电机A40用于驱动主动转轴39转动，进而驱动齿轮46转动，齿轮46与水平导轨齿条38相啮合，水平导轨齿条38固定在机架上，齿轮46上设有导向斜面C47，导向斜面C47与水平导轨齿条38上的导向面相匹配，用于为齿轮46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B41和伸缩轴Ⅰ42，伺服电机B41固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ43上，伸缩轴Ⅰ42的外端固定设有矩形法兰34。

夹持机构Ⅰ：具体为电动平行夹爪33，电动平行夹爪33固定在矩形法兰34上，电动平行夹爪33包括左伸缩板32、右伸缩板36、吊板30和T型爪29，左伸缩板32和右伸缩板36用于对称相向和背向运动，左伸缩板32和右伸缩板36的悬出端部均固定有2个吊板30，左伸缩板32和右伸缩板36与其悬出端部的吊板30之间设有加强筋31，同在一端的2个吊板30之间通过连接杆48进行连接，增强结构刚性；吊板30的下端部设有T型爪29，T型爪29包括水平板291和梯形段292，水平板291为末端，梯形段292靠近水平板291处的截面积最大；

指夹式组合烧杯托架50把手5上设有与T型爪29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33的下表面中部固定设有摄像头A35，摄像头A35用于对烧杯7进行监控。

PLC控制器37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27，接收摄像头A35的输入信号。

本实施例用于固定设置在加热器27的上方，本实施例的使用：

（1）PLC控制器控制水平移动机构Ⅰ将吊板30移动至托架上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将吊板30下移至托架的两侧；

（2）PLC控制器控制夹持机构Ⅰ将左右两部分吊板30下端的T型爪29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30，使T型爪29上移，T型爪29的斜面D49与T型槽14的内斜面贴合，T型爪29的水平板291的上表面与T型槽14的下表面贴合，进而将托架吊起；

（3）PLC控制器控制水平移动机构Ⅰ将托架移动至加热器27的上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将托架放置于加热器27上；

（4）托架从托架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30固定连接在竖直升降机构Ⅰ的矩形法兰34上，将吊板30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：托架移动装置不能与托架分离，很难增加其他功能部件，如向烧杯内注入混合溶液的注液装置， 也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；托架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的指夹式组合烧杯托架50，关于2个指夹式组合烧杯托架50，在以下称作第一指夹式组合烧杯托架和第二指夹式组合烧杯托架；还增加了单个烧杯移取装置、注液装置、摄像头B69和警报器；第一指夹式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，第二指夹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C58和托板Ⅱ59，在伺服电机C58的带动下，托板Ⅱ59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38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D60和伸缩轴Ⅱ61，伺服电机D60固定在托板Ⅱ59上，伸缩轴Ⅱ61的下端固定设有法兰盘57。

前后移动机构：包括管状直线电机56，管状直线电机56固定在法兰盘57上，管状直线电机56的移动体55沿水平方向前后移动。

夹持机构Ⅱ：包括旋转电动夹爪54，旋转电动夹爪54固定在管状直线电机56的移动体55上，旋转电动夹爪54为平行两爪式，包括两个相互平行的爪53，每个爪53上均固定设有圆弧段52，两个圆弧段52同轴，每个爪53的两内端均设有橡胶触头74，橡胶触头74的形状为锥形，材质为耐火橡胶；4个橡胶触头74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73向PLC控制器37反馈的信号来控制，微型压力传感器73设置在橡胶触头74的内顶端。

注液装置：包括瓶套62、溶液瓶64、硬管Ⅰ65、柔性管66、硬管Ⅱ70和支杆68，瓶套62固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶64，溶液瓶64用于放置加热消解用混合液，溶液瓶64的顶部入料口处设有瓶盖63，溶液瓶64的底部出料口处连接有硬管Ⅰ65，硬管Ⅱ70竖直套接并固定在卡环67中，卡环67焊接固定在支杆68的悬出端部，支杆68水平固定在管状直线电机56的移动体55上，硬管Ⅰ65与硬管Ⅱ70通过柔性管66相连通，硬管Ⅱ70下端的出液口72处设有微型流量阀71，微型流量阀71的出口高于圆弧段52。

摄像头B69固定在支杆68上，用于监控烧杯7，并将监控信号上传至PLC控制器37；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71和警报器的动作均通过PLC控制器37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51的烧杯7放入第一指夹式组合烧杯托架中，实现杯托对烧杯7的竖直夹持，并将第一指夹式组合烧杯托架放置在规定位置；

（2）启动PLC控制器37，PLC控制器37控制托架移动装置将第一指夹式组合烧杯托架移至加热器27上，使烧杯7的底部与加热板直接接触；而后PLC控制器37控制托架移动装置离开第一指夹式组合烧杯托架的上空；

（3）启动加热器27对烧杯7进行加热；将第二指夹式组合烧杯托架放置在第一指夹式组合烧杯托架旁边的规定位置，第二指夹式组合烧杯托架和第一指夹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37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B69一并移至第一指夹式组合烧杯托架的上空，通过摄像头B69监控烧杯7中食品液体试样51的消解情况，摄像头B69将监控信号上传至PLC控制器37，PLC控制器37通过其内置影像分析软件对每个烧杯7中食品液体试样51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51抢先完成消解时，PLC控制器37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54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54上的两个圆弧段52位于坐标F位置处烧杯7的两侧，再控制旋转电动夹爪54夹持烧杯7，将烧杯7移至第二指夹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51在相近的时间内均完成消解时，启动PLC控制器37控制托架移动装置将第一指夹式组合烧杯托架移开加热器27，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)

1.一种指夹式组合烧杯托架，其特征是：包括框架和若干杯托；

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）上等间距平行固定有若干水平长杆（12）；水平矩形框（6）上固定设置有一对把手（5），一对把手（5）对称设置；

若干杯托以M行N列均匀排列固定在水平长杆（12）上；

杯托是由第一圆弧指（16）、第二圆弧指（18）、竖直轴（19）和扭簧（25）构成的夹爪结构，竖直轴（19）用于铰接第一圆弧指（16）的尾端和第二圆弧指（18）的尾端，扭簧（25）用于为第一圆弧指（16）的首端和第二圆弧指（18）的首端保持靠近提供扭转力，第一圆弧指（16）和第二圆弧指（18）对接合拢形成的圆内径小于其所夹持烧杯（7）的圆柱体外径。

2.根据权利要求1所述的指夹式组合烧杯托架，其特征是：所述杯托与水平长杆（12）的固定结构为：杯托的竖直轴（19）固定在水平短板的第一端，水平短板的第二端固定在水平长杆（12）上；水平短板包括上水平短板（13）和下水平短板（24），上水平短板（13）和下水平短板（24）分别设置在竖直轴（19）的上端和下端。

3.根据权利要求2所述的指夹式组合烧杯托架，其特征是：所述水平短板的长度方向与水平长杆（12）的长度方向的夹角为45°，第一圆弧指（16）和第二圆弧指（18）关于水平短板的长度方向对称。

4.根据权利要求1所述的指夹式组合烧杯托架，其特征是：所述框架上设有与每个杯托的位置相对应的坐标数字（20）。

5.根据权利要求1所述的指夹式组合烧杯托架，其特征是：所述第一圆弧指（16）和第二圆弧指（18）的断面均为圆形，且断面外包裹有缓冲层（21），缓冲层（21）的材质为弹性材料。

6.根据权利要求1所述的指夹式组合烧杯托架，其特征是：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）的底面与杯托中第一圆弧指（16）和第二圆弧指（18）顶部之间的距离为h1，杯托所夹持烧杯（7）的导流嘴（9）的根部与烧杯（7）底面之间的距离为h2，杯托中第一圆弧指（16）和第二圆弧指（18）顶部与竖直支腿（1）的底面之间的距离为h3，h1＜h2＜h3。

7.一种烧杯移动装置，其特征是：包括如权利要求1-6所述的指夹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（37），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用于带动指夹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（37）进行控制。

8.根据权利要求7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（43）和伺服电机A（40），托板Ⅰ（43）上设有主动转轴（39）和从动转轴（45），主动转轴（39）和从动转轴（45）的两端均设有齿轮（46），伺服电机A（40）用于驱动主动转轴（39）转动，进而驱动齿轮（46）转动，齿轮（46）与水平导轨齿条（38）相啮合，水平导轨齿条（38）固定在机架上，齿轮（46）上设有导向斜面C（47），导向斜面C（47）与水平导轨齿条（38）上的导向面相匹配，用于为齿轮（46）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（41）和伸缩轴Ⅰ（42），伺服电机B（41）固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ（43）上，伸缩轴Ⅰ（42）的下端固定设有矩形法兰（34）；

所述夹持机构Ⅰ为电动平行夹爪（33），包括左伸缩板（32）、右伸缩板（36）、吊板（30）和T型爪（29），左伸缩板（32）和右伸缩板（36）用于对称相向和背向运动，左伸缩板（32）和右伸缩板（36）的悬出端部均固定有吊板（30），吊板（30）的下端部设有T型爪（29），T型爪（29）包括水平板（291）和梯形段（292），水平板（291）为末端，梯形段（292）靠近水平板（291）处的截面积最大，电动平行夹爪（33）固定在矩形法兰（34）上；

所述指夹式组合烧杯托架的把手（5）上设有与夹持机构Ⅰ的T型爪（29）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。

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（69）；

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）；

所述指夹式组合烧杯托架的数量为2个，一个指夹式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个指夹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（62）、溶液瓶（64）、硬管Ⅰ（65）、柔性管（66）、硬管Ⅱ（70）和支杆（68），瓶套（62）固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶（64），溶液瓶（64）的顶部入料口处设有瓶盖（63），溶液瓶（64）的底部出料口处连接有硬管Ⅰ（65），硬管Ⅱ（70）竖直固定在支杆（68）的悬出端部，支杆（68）水平固定在前后移动机构的移动端，硬管Ⅰ（65）与硬管Ⅱ（70）通过柔性管（66）相连通，硬管Ⅱ（70）下端的出液口（72）处设有微型流量阀（71）；

摄像头B（69）固定在支杆（68）上，用于监控烧杯（7），并将监控信号上传至PLC控制器（37）；

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（71）的动作均通过PLC控制器（37）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（60）和伸缩轴Ⅱ（61），伺服电机D（60）固定在所述水平移动机构Ⅱ的活动端，伸缩轴Ⅱ（61）的下端固定设有法兰盘（57）；

所述前后移动机构包括管状直线电机（56），管状直线电机（56）固定在法兰盘（57）上，管状直线电机（56）的移动体（55）沿水平方向前后移动，夹持机构Ⅱ固定在管状直线电机（56）的移动体（55）上。

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