CN204882287U - 中小流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重机械装置 - Google Patents
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Abstract
中小流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重机械装置，所述装置包括恒温恒湿箱（1），支撑底座（2），存储架（3），机械手（4），称重装置（5），其中支撑底座（2）、存储架（3）、机械手（4）、称重装置（5）均布置在恒温恒湿箱（1）的内部，支撑底座（2）布置在恒温恒湿设备（1）内部的最下面，底座（2）的上面后部左侧安装存储架（3），支撑底座（2）的上面后部右侧安装称重装置（5），底座（2）的上面前部安装机械手（4）。本装置可以适用于中小流量的圆形滤膜样本的称量，称量过程全程由机器操作，不用人工干预，减少了称量工作人员的劳动强度，提高了称量的准确定和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种称重装置，特别是涉及中小流量环境空气颗粒物（PM2.5）滤膜的自动称重机械装置。
背景技术
随着当今经济的发展，工业水平的不断提升，人类对环境的影响也越来越大，致使人们赖以生存的大气污染严重。大气污染致使大气中的固体颗粒物的含量急剧增加，而直径小于2.5μm的悬浮颗粒物更会被人入肺部和支气管中，直接危害了人体的健康，因此PM2.5的监控测量及有效解决就显得十分迫切。
目前对大气的PM2.5的监控测量的一个重要方法是重量法，而重量法中对滤膜样本的称重又是一个极为关键的步骤。传统的滤膜样本称重主要是依靠人工，该过程称量人员的工作量大，称重效率和称重精度低，称重的效果十分不理想。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够实现高效、稳定、自动化地对中小流量的PM2.5滤膜样本进行称量的机械装置。
为解决上述目的，本发明提供了一种适用于中小流量PM2.5滤膜的自动称重机械装置，用来实现对中小尺寸的圆形的滤膜片的称量。所述装置包括恒温恒湿箱1，支撑底座2，存储架3，机械手4，称重装置5。其中支撑底座2、存储架3、机械手4、称重装置5均布置在恒温恒湿箱1的内部。支撑底座2布置在恒温恒湿设备1内部的最下面，底座2的上面后部左侧安装存储架3，支撑底座2的上面后部右侧安装称重装置5，底座2的上面前部安装机械手4。
存储架3由电机座3-1，驱动电机3-2，联轴器3-3，连接轴3-4，轴固定器3-5，连接盘3-6，支撑轴3-7，托盘3-8，定位锥3-9，卡子3-10等组成。其中，驱动电机3-2通过电机座3-1安装在支撑底座2的下侧，驱动电机3-2轴的前端安装有联轴器3-3，并通过联轴器3-3将动力传递给连接轴3-4。轴固定器3-5安装在支撑底座2的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的连接轴3-4的轴向定位和自由的转动。这样，连接轴3-4就通过轴固定器3-5实现了与支撑底座2的相对转动。连接轴3-4上部的末端安装有连接盘3-6，连接盘3-6可随连接轴3-4同步的转动。连接盘3-6的上侧安装有三根成120度角的支撑轴3-7，支撑轴3-7每隔一定的高度通过卡子3-10固定一个托盘3-8，支撑轴3-7上可依实际需要固定有多个托盘3-8。托盘3-8的形状为总体为圆形，在其边缘上有交替布置的心形的边缘支撑架和矩形的支撑柱，支撑架和支撑柱用于实现对滤膜样本的支撑。在每个支撑架的两个心形凸缘和支撑柱的两端均布置1个定位锥3-9，支撑柱上面的2个定位锥和相邻两个支撑架上面的各1个定位锥共4个定位锥3-9可实现对1个滤膜样本的定位。
机械手4是由机械手驱动电机4-1，机械手电机座4-2，机械手联轴器4-3，机械手支撑轴4-4，机械手轴固定器4-5，线性模组4-6，手爪4-7，机械手定位锥4-8等组成。其中，机械手驱动电机4-1通过机械手电机座4-2安装在支撑底座2的下侧，机械手驱动电机4-1轴的前端安装有机械手联轴器4-3，并通过机械手联轴器4-3将动力传递到机械手支撑轴4-4上。机械手轴固定器4-5安装在支撑底座2的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的机械手支撑轴4-4自由的转动。这样，机械手支撑轴4-4就通过机械手轴固定器4-5实现了与支撑底座2的相对转动。机械手支撑轴4-4的末端圆盘上安装有线性模组4-6，线性模组4-6上安装有手爪4-7，通过线性模组4-6的运动实现了手爪4-7的上下移动。手爪4-7的前端开有与托盘3-8相应的缺口，用于实现对滤膜样本的支撑，手爪4-7的前端关于其中心轴线对称布置4个机械手定位锥4-8，实现对1个滤膜样本的定位。
称重装置5是由连接器5-1，天平座5-2，天平5-3，称重支架5-4，滤膜托盘架5-5，称重支撑锥5-6，扫码器5-7，扫码器支撑杆5-8，称重线性模组5-9，防扰罩5-10，称重连杆5-11等组成。其中，称重线性模组5-9通过连接器5-1安装在支撑底座2上，称重线性模组5-9上安装有称重连杆5-11，称重连杆5-11的末端安装有防扰罩5-10，防扰罩5-10通过称重连杆5-11可随着称重线性模组5-9上下运动。在称重线性模组5-9的右前端是天平5-3，天平5-3安装在天平座5-2上，并通过天平座5-2固定在支撑底座2上。天平5-3上安装有称重支架5-4，称重支架5-4上安装有滤膜托盘架5-5，滤膜托盘架5-5上安装有称重支撑锥5-6，用以放置和定位中小流量的滤膜样本。扫码器支撑杆5-8安装在天平5-3外侧的天平座5-2上，扫码器支撑杆5-8的末端安装有扫码器5-7，用以对滤膜样本进行扫码。
本发明装置具有如下优点：
（1）本装置在恒温恒湿箱中进行一次行的对多个滤膜样本进行称量，极大地减少了外界的干扰，提高了称量的效率；
（2）本装置可以适用于中小流量的圆形滤膜样本的称量，特别是针对直径为90mm圆形的中流量滤膜样本或直径为47mm圆形小流量滤膜样本的称重；
（3）本装置的称量过程全程由机器操作，不用人工干预，减少了称量工作人员的劳动强度，提高了称量的准确定和稳定性。
附图说明
图1是本发明装置内部结构示意图；
图2是本发明装置存储架的主视图；
图3是本发明装置存储架的俯视图；
图4是本发明装置机械手的主视图；
图5是本发明装置机械手的手爪的俯视图；
图6是本发明装置的主视图；
图7是本发明装置机械手抓取滤膜样本示意图。
具体实施例
结合附图1-7对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明的装置包括恒温恒湿箱1，支撑底座2，存储架3，机械手4，称重装置5。其中恒温恒湿箱1是保证整个测量精确的重要装置，可依需求在市场中购买。支撑底座2、存储架3、机械手4、称重装置5均布置在恒温恒湿箱1的内部。支撑底座2是内部结构的基础部分，其布置在恒温恒湿设备1内部的最下面，底座2的上面后部左侧安装存储架3，支撑底座2的上面后部右侧安装称重装置5，底座2的上面前部安装机械手4。
存储架3由电机座3-1，驱动电机3-2，联轴器3-3，连接轴3-4，轴固定器3-5，连接盘3-6，支撑轴3-7，托盘3-8，定位锥3-9，卡子3-10组成。其中，驱动电机3-2通过电机座3-1安装在支撑底座2的下侧，驱动电机3-2轴的前端安装有联轴器3-3，并通过联轴器3-3将动力传递给连接轴3-4。轴固定器3-5安装在支撑底座2的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的连接轴3-4的轴向定位和自由的转动。这样，连接轴3-4就通过轴固定器3-5实现了与支撑底座2的相对转动。连接轴3-4上部的末端安装有连接盘3-6，连接盘3-6可随连接轴3-4同步的转动。连接盘3-6的上侧安装有三根成120度角的支撑轴3-7，支撑轴3-7每隔一定的高度通过卡子3-10固定一个托盘3-8，支撑轴3-7上可依实际需要固定有多个托盘3-8。托盘3-8的形状为总体为圆形，在其边缘上有交替布置的心形的边缘支撑架和矩形的支撑柱，支撑架和支撑柱用于实现对滤膜样本的支撑。在每个支撑架的两个心形凸缘和支撑柱的两端均布置1个定位锥3-9，支撑柱上面的2个定位锥和相邻两个支撑架上面的各1个定位锥共4个定位锥3-9可实现对1个滤膜样本的定位。
机械手4是由机械手驱动电机4-1，机械手电机座4-2，机械手联轴器4-3，机械手支撑轴4-4，机械手轴固定器4-5，线性模组4-6，手爪4-7，机械手定位锥4-8组成。其中，机械手驱动电机4-1通过机械手电机座4-2安装在支撑底座2的下侧，机械手驱动电机4-1轴的前端安装有机械手联轴器4-3，并通过机械手联轴器4-3将动力传递到机械手支撑轴4-4上。机械手轴固定器4-5安装在支撑底座2的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的机械手支撑轴4-4自由的转动。这样，机械手支撑轴4-4就通过机械手轴固定器4-5实现了与支撑底座2的相对转动。机械手支撑轴4-4的末端圆盘上安装有线性模组4-6，线性模组4-6上安装有手爪4-7，通过线性模组4-6的运动实现了手爪4-7的上下移动。手爪4-7的前端开有与托盘3-8相应的缺口，用于实现对滤膜样本的支撑，手爪4-7的前端关于其中心轴线对称布置4个机械手定位锥4-8，实现对1个滤膜样本的定位。
称重装置5是由连接器5-1，天平座5-2，天平5-3，称重支架5-4，滤膜托盘架5-5，称重支撑锥5-6，扫码器5-7，扫码器支撑杆5-8，称重线性模组5-9，防扰罩5-10，称重连杆5-11组成。其中，称重线性模组5-9通过连接器5-1安装在支撑底座2上，称重线性模组5-9上安装有称重连杆5-11，称重连杆5-11的末端安装有防扰罩5-10，防扰罩5-10通过称重连杆5-11可随着称重线性模组5-9上下运动。在称重线性模组5-9的右前端是天平5-3，天平5-3安装在天平座5-2上，并通过天平座5-2固定在支撑底座2上。天平5-3上安装有称重支架5-4，称重支架5-4上安装有滤膜托盘架5-5，滤膜托盘架5-5上安装有称重支撑锥5-6，用以放置和定位中小流量的滤膜样本。扫码器支撑杆5-8安装在天平5-3外侧的天平座5-2上，扫码器支撑杆5-8的末端安装有扫码器5-7，用以对滤膜样本进行扫码。
把中流量（圆形，直径为90mm）或小流量（圆形，直径为47mm）的PM2.5采样滤膜放置在存储架3上的托盘3-8上，并通过定位锥3-9进行定位，然后按照国家标准进行温湿度平衡后即可进行滤膜称重。开始时存储架3在驱动电机3-2的带动下进行旋转，并将需要称量的滤膜样本旋转到指定的待取区域。机械手4在初始空位，机械手4经线性模组4-6的带动运动，到规定的高度停止；线性模组4-6停止工作，此时安装在底座2上的机械手驱动电机4-1启动并带动机械手4转动，到达待取区域后停止工作，手爪4-7在线性模组4-6的作用下向上运动，将滤膜样本托起如图7所示，到达指定的高度后停止运动；机械手驱动电机4-1启动并开始工作，带机械手4顺时针旋转，到达中间调整空位时停止运动；机械手4进行高度调整，以便进入称重区进行滤膜样本的放置；同时，防扰罩5-10在称重线性模组5-9的带动下向上抬起，到达设定高度后停止运动；此时机械手4继续顺时针，至天平5-3的正上方，机械手驱动电机4-1停止运动；线性模组4-6启动并带动手爪4-7向下运动，至将滤膜样本平稳放置在滤膜托盘架5-5上，机械手爪4-7继续向下运动一段后停止竖直运动，然后在机械手驱动电机4-1的带动下移出称重工作区。防扰罩5-10下降至与工作台面相接处；天平5-3开始称重；在同一时间扫码器5-7对滤膜样本进行扫码。待称重完成，防扰罩5-10上升至指定高度，机械手4从新返回到滤膜托盘架5-5的正下方，机械手4上移将称好的滤膜样本抬起，然后在机械手驱动电机4-1和线性模组4-6的带动下将滤膜样本放回到存储架3上。
存放架3为圆形有多层，每层可放置多片滤膜样本，也就是说存放架3可以存放多片滤膜。每片滤膜样本的称量都同上述所示，这样就实现了多片滤膜样本的自动化称量。
Claims (4)
1.中小流量环境空气颗粒物滤膜的自动称重机械装置，所述装置包括恒温恒湿箱（1），支撑底座（2），存储架（3），机械手（4），称重装置（5），其中支撑底座（2）、存储架（3）、机械手（4）、称重装置（5）均布置在恒温恒湿箱（1）的内部，支撑底座（2）布置在恒温恒湿设备（1）内部的最下面，底座（2）的上面后部左侧安装存储架（3），支撑底座（2）的上面后部右侧安装称重装置（5），底座（2）的上面前部安装机械手（4），其特征在于，所述存储架（3）包括电机座（3-1），驱动电机（3-2），联轴器（3-3），连接轴（3-4），轴固定器（3-5），连接盘（3-6），支撑轴（3-7），托盘（3-8），定位锥（3-9），卡子（3-10）；机械手（4）包括机械手驱动电机（4-1），机械手电机座（4-2），机械手联轴器（4-3），机械手支撑轴（4-4），机械手轴固定器（4-5），线性模组（4-6），手爪（4-7），机械手定位锥（4-8）；称重装置（5）包括连接器（5-1），天平座（5-2），天平（5-3），称重支架（5-4），滤膜托盘架（5-5），称重支撑锥（5-6），扫码器（5-7），扫码器支撑杆（5-8），称重线性模组（5-9），防扰罩（5-10），称重连杆（5-11）。
2.根据权利要求1所述的自动称重机械装置，其特征在于，所述驱动电机（3-2）通过电机座（3-1）安装在支撑底座（2）的下侧，驱动电机（3-2）轴的前端安装有联轴器（3-3），并通过联轴器（3-3）将动力传递给连接轴（3-4），轴固定器（3-5）安装在支撑底座（2）的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的连接轴（3-4）的轴向定位和自由的转动，这样，连接轴（3-4）就通过轴固定器（3-5）实现了与支撑底座（2）的相对转动，连接轴（3-4）上部的末端安装有连接盘（3-6），连接盘（3-6）可随连接轴（3-4）同步的转动，连接盘（3-6）的上侧安装有三根成120度角的支撑轴（3-7），支撑轴（3-7）每隔一定的高度通过卡子（3-10）固定一个托盘（3-8），支撑轴（3-7）上可依实际需要固定有多个托盘（3-8），托盘（3-8）的形状为总体为圆形，在其边缘上有交替布置的心形的边缘支撑架和矩形的支撑柱，支撑架和支撑柱用于实现对滤膜样本的支撑，在每个支撑架的两个心形凸缘和支撑柱的两端均布置1个定位锥（3-9），支撑柱上面的2个定位锥和相邻两个支撑架上面的各1个定位锥共4个定位锥（3-9）可实现对1个滤膜样本的定位。
3.根据权利要求1所述的自动称重机械装置，其特征在于，所述机械手驱动电机（4-1）通过机械手电机座（4-2）安装在支撑底座（2）的下侧，机械手驱动电机（4-1）轴的前端安装有机械手联轴器（4-3），并通过机械手联轴器（4-3）将动力传递到机械手支撑轴（4-4）上，机械手轴固定器（4-5）安装在支撑底座（2）的上侧，其里面安装有一套轴承组，可实现其内部的机械手支撑轴（4-4）自由的转动，这样，机械手支撑轴（4-4）就通过机械手轴固定器（4-5）实现了与支撑底座（2）的相对转动，机械手支撑轴（4-4）的末端圆盘上安装有线性模组（4-6），线性模组（4-6）上安装有手爪（4-7），通过线性模组（4-6）的运动实现了手爪（4-7）的上下移动，手爪（4-7）的前端开有与托盘（3-8）相应的缺口，用于实现对滤膜样本的支撑，手爪（4-7）的前端关于其中心轴线对称布置4个机械手定位锥（4-8），实现对1个滤膜样本的定位。
4.根据权利要求1所述的自动称重机械装置，其特征在于，所述称重线性模组（5-9）通过连接器（5-1）安装在支撑底座2上，称重线性模组（5-9）上安装有称重连杆（5-11），称重连杆（5-11）的末端安装有防扰罩（5-10），防扰罩（5-10）通过称重连杆（5-11）可随着称重线性模组（5-9）上下运动，在称重线性模组（5-9）的右前端是天平（5-3），天平（5-3）安装在天平座（5-2）上，并通过天平座（5-2固定在支撑底座（2上，天平（5-3上安装有称重支架（5-4），称重支架（5-4）上安装有滤膜托盘架（5-5），滤膜托盘架（5-5）上安装有称重支撑锥（5-6），用以放置和定位中小流量的滤膜样本，扫码器支撑杆（5-8）安装在天平（5-3）外侧的天平座（5-2）上，扫码器支撑杆（5-8）的末端安装有扫码器（5-7），用以对滤膜样本进行扫码。
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