CN212621661U - 自动定量取样装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动定量取样装置及其系统。主要解决了现有技术中无法自动定体积、定质量量取样品的技术问题。提供一种无法自动定体积量取样品的自动定量取样装置，包括：L型箱体与天平，L型箱体包括操作台与竖直设置在操作台上的支撑板，操作台上设有样品架、取样头架、废取样头储存桶与样品盘，支撑板远离操作台的一端设置有机械手臂，所述机械手臂上设有吸液泵管结构；L型箱体的背部内置用于控制机械手臂运动的驱动电机和运行控制芯片，及其系统的技术方案，较好地解决了该问题。适用于试验过程中定体积量取样品的工业应用中。

Description

自动定量取样装置及其系统

技术领域

本实用新型涉及一种自动定量取样装置及其系统。

背景技术

在分析检测领域，许多检测方法都需要称取一定量质量或一定体积的试样装入实验管\瓶内进行后续分析检测。传统的实验室分析检测取样都是人工手动天平秤样完成，手动天平秤样耗时，耗力。

随着现在工业和信息的发展自动化程度越来越高，实验室样品检测分析量也越来越多，人工手动天平称样越来越不能满足高效率、高批量的实验检测需求；同时，高批量的人工手动称样，易产生计量及称样不准确，且人工计数易漏计或误记导致实验检测结果不准确，造成一系列不可预知的错误。

中国专利公告号CN208999165U，公开了一种定量取样装置，但该装置不能自动定量取样。因此，中国专利公告号CN110736647 AC公开的一种自动定量取样装置，该装置中的XYZ三轴运动平台由X、Y、Z轴机构组成，Z轴机构的滑块上装有取样夹爪，XYZ三轴运动平台前面放置有精密天平、样品瓶和取样泵体架；取样时，取样夹爪从取样泵体架中取一个取样螺旋泵，运动至取样工位处，Z轴机构带动取样夹爪及取样螺旋泵从样品瓶中取一定量的样品，再运动至精密天平处的放样处，将样品释放至试管内，精密天平即可称量出试管内样品的重量，此即完成了自动定量取样的过程，但是该装置只能定质量取样，不能定体积取样，且未实现全自动化过程，每次完成取样后需人工移走天平上称好的试样，等待称样过程耗时。本发明可高精度全自动定质量\定体积取待检测样品，并将待检测样品装入实验管\瓶内，与现有技术相比可实现实验样品取样多样化，提高取样准确性和工作效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题之一的是现有技术中无法自动定体积量、定质量取样品的技术问题，提供一种自动定量取样装置，用于实现自动定体积量取样品。本实用新型所要解决的技术问题之二的是提供一种与解决技术问题之一的自动定量取样装置相对应的系统。

为解决技术问题之一，本实用新型采用的技术方案如下：

一种自动定量取样装置，包括：L型箱体与天平，所述L型箱体包括操作台与竖直设置在所述操作台上的支撑板，所述操作台上设有样品架、取样头架、废取样头储存桶与样品盘，所述支撑板远离操作台的一端设置有机械手臂，所述机械手臂上设有吸液泵管结构；所述L型箱体的背部内置用于控制机械手臂运动的驱动电机和运行控制芯片。

优选地，所述机械手臂包括横臂与竖臂，所述竖臂包括固定臂、活动臂以及L型盛滴盘，所述横臂的第一端转动连接于所述支撑板远离所述操作台的一端，所述横臂为倒凹型结构，所述横臂的凹型槽内设有竖臂的移动轨道，所述固定臂的第一端与所述移动轨道滑动连接，所述固定臂的第二端设有液位传感器，所述活动臂与固定臂通过螺丝连接安装在吸液泵管结构的左右两侧；所述活动臂为筒状结构，所述活动臂的内腔远离所述横臂的一端处设有磁铁吸条，且所述磁铁吸条距离活动臂远离横臂的一端有一定距离；所述L型盛滴盘的第一端内嵌有第一磁块，且所述L型盛滴盘的第一端正好伸入所述活动臂的内腔，第一磁块与磁铁吸条通过磁力连接；所述吸液泵管结构设置于所述固定臂与活动臂之间。

优选地，所述吸液泵管结构包括驱动泵头、驱动活塞柱、泵管活塞柱、泵管以及取样头套筒；驱动泵头内置驱动电机和控制芯片，且所述驱动泵头含有一个可伸缩的驱动活塞柱，所述驱动活塞柱与泵管活塞柱耦合连接，泵管活塞柱远离驱动活塞柱的一端伸入泵管内，所述驱动泵头内置的控制芯片控制驱动活塞柱带动泵管活塞柱沿着泵管的轴线方向上移动；所述取样头套筒设置在所述泵管远离驱动泵头的一端，所述取样头套筒用于安装取样头。

优选地，所述泵管外套设有泵管保护壳。

优选地，所述自动定量取样装置还包括：防震台，所述天平放置于所述防震台上，且所述防震台位于所述操作台内且放置于地面上；所述天平外套设有挡风罩，所述挡风罩的顶部开设有放样口。

优选地，所述样品架上设有若干工位，每个所述工位上设置螺纹式平垫圈。

为解决技术问题之二，本实用新型采用的技术方案如下：

一种系统，包括前述的自动定量取样装置，还包括：电脑控制端与扫码枪，所述扫码枪与所述电脑控制端通讯连接；所述电脑控制端分别与运行控制芯片、吸液泵管结构、天平以及机械手臂通讯连接。

优选地，所述系统还包括：天平开关按钮，所述天平开关按钮设置在所述天平上，用于手动控制天平的打开与关闭；紧急暂停按钮，所述紧急暂停按钮与所述电脑控制端通讯连接。

本实用新型提供的一种自动定量取样装置及其系统，能够带来以下有益效果：

本实用新型的自动化成程度高，操作简便，能够高效率、高精度完成扫码、称重、数据储存、记录的自动取样工作，可以完全替代单一繁琐的实验室手工编号，称重取样工作，实现定体积、定质量的自动量取样品。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对自动定量取样装置及其系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是自动定量取样装置及其系统的结构简图；

图2是竖臂处的结构示意图；

图3是吸液泵管结构的结构示意图。

附图标号说明：

1-L型箱体，2-样品盘，3-工位，4-取样头架，5-取样头架孔，6-防震台，7-天平，8-挡风罩，9-样品架，10-横臂，11-固定臂，11a-液位传感器，12-活动臂，12a-磁铁吸条，13-吸液泵管结构，14-废取样头储存桶，15-电脑控制端，16-扫码枪，17-L型盛滴盘，17a-第一磁块，18-驱动泵头，19-驱动活塞柱，20-泵管活塞柱，21-泵管，22-泵管保护壳，23-取样头套筒，24-取样头。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1～图3所示，本实施例公开了一种自动定量取样装置的具体实施方式，包括：L型箱体1与天平7，L型箱体1包括操作台与竖直设置在该操作台上的支撑板，其中，操作台上设有样品架9、取样头架4、废取样头储存桶14与样品盘2，样品架9上设有若干工位3，每个工位3的直径规格可调，通过设置多层不同规格螺纹式平垫圈实现。取样头架4上设有取样头架孔5，该取样头架孔5处放置有取样头24，支撑板远离操作台的一端(即图1中的支撑板的上端)设置有机械手臂，该机械手臂上设有吸液泵管结构13，吸液泵管结构13用于量取液体。

为了控制机械手臂的移动，L型箱体1的背部内置用于控制机械手臂运动的驱动电机和运行控制芯片。箱体下置可锁移动滑轮，便于箱体移动。

如图1与图2所示，机械手臂包括横臂10与竖臂，竖臂包括固定臂11、活动臂12以及L型盛滴盘17，横臂10的第一端转动连接于支撑板远离操作台的一端，横臂10为倒凹型结构，横臂10的凹型槽内设有竖臂的移动轨道，固定臂11的第一端(即图1的固定臂11的上端)与移动轨道滑动连接，固定臂11的第二端(即图1的固定臂11的下端)设有液位传感器11a。液位传感器11a用于取样时测量样品液位位置，液位传感器11a使用电信号的形式输出液位的高低，输送至电脑控制端15，控制取样头伸入样品的位置；液位传感器11a也用于测量天平7上方废液瓶中液位高低，防止废液过满溢出，污染天平，影响称量精密度，活动臂12与固定臂11通过螺丝连接安装在吸液泵管结构13的左右两侧。

如图2所示，活动臂12为筒状结构，活动臂12的内腔远离横臂10的一端处设有磁铁吸条12a，且磁铁吸条12a距离活动臂12远离横臂10的一端为2cm。L型盛滴盘17用于盛接取样头取样时外壁粘附的样品在机械手臂移动过程中由于自身重力粘附的部分样品滴入样品盘2上放置的其他试样中，L型盛滴盘17可避免试样间的这种交叉污染。L型盛滴盘17的第一端内嵌有第一磁块17a，且L型盛滴盘17的第一端正好伸入活动臂12的内腔，第一磁块17a与磁铁吸条12a通过磁力连接。吸液泵管结构13通过螺母固定连接于固定臂11与活动臂12之间。装取L型盛滴盘17时只需将第一磁块17a端对准活动臂12的内腔推入/拉出至第一磁块17a与磁铁吸条12a吸合/分开即可。

具体的，如图3所示，吸液泵管结构13包括驱动泵头18、驱动活塞柱19、泵管活塞柱20、泵管21、泵管保护壳22以及取样头套筒23。驱动泵头18内置驱动电机和控制芯片，且驱动泵头18含有一个可伸缩的驱动活塞柱19，控制芯片控制驱动电机带动驱动活塞柱19伸出或者缩回驱动泵头18内，驱动活塞柱19与泵管活塞柱20耦合连接，泵管活塞柱20远离驱动活塞柱19的一端伸入泵管21内，泵管21外套设有泵管保护壳22。驱动泵头18内置的控制芯片控制驱动活塞柱19带动泵管活塞柱20沿着泵管21的轴线方向上移动。

取样头套筒23设置在泵管21远离驱动泵头18的一端，取样头套筒23用于安装取样头24。在运行过程中，取样头24内的液体样本与吸液泵管结构13的泵管活塞柱20分隔开来，实现整个取样过程无交叉污染。

如图1所示，本实施例还包括防震台6，天平7放置于该防震台6上，避免L型箱体1振动传导至天平7处，且防震台6位于操作台内且放置于地面上。天平7外套设有挡风罩8，挡风罩8的顶部开设有放样口。

本实施例还公开一种系统，该系统包括前述的自动定量取样装置、电脑控制端15、扫码枪16与紧急暂停按钮，扫码枪16与电脑控制端15通讯连接。电脑控制端15分别与运行控制芯片、吸液泵管结构13、天平7、紧急暂停按钮以及机械手臂通讯连接。

天平7开关按钮设置在天平7上，用于手动控制天平7的打开与关闭。

本实施例的自动定量取样装置的系统实施原理如下：

以质量为单位取样：驱动电机控制机械手臂移动至取样头24盘处，通过取样头套筒23安装上取样头24，然后移动至样品盘2处取样，试样储存在取样头24内，随后机械手臂移动至天平7上方，电脑控制端15控制天平7置零(天平7上放置废液瓶)，此时，驱动泵头18推动泵管活塞柱20定体积加v₁试样，天平7上显示质量m₁，通讯电缆将数据质量m₁传入电脑控制端15，电脑控制端15依据公式ρ＝m₁/v₁自动计算储存试样的密度ρ，随后控制电脑控制端15依据用户录入的拟取样量m₂和储存的试样密度ρ，反计算需加体积v₂＝m₂/ρ，随后，机械手臂移动至样品架9对应的工位3处，驱动泵头18再次推动泵管活塞柱20加v₂体积试样，所加体积v₂即为用户录入需取样量，至此单次高精度取样完成，电脑控制端15依次循环上述操作，实现批量自动取样。

以体积为单位取样：驱动电机控制机械手臂移动至取样头24盘处，通过取样头套筒23安装上取样头24，然后移动至样品盘2处取样，试样储存在取样头24内，随后机械手臂直接移动至样品架9对应的工位3处，驱动泵头18控制推动泵管活塞柱20加一定体积试样。

例如：以质量为单位批量取样，开机设备初始化，准备好样品扫码录入样品拟取样m₂(eg：m₂＝12.000g)，电脑控制端15控制整个系统运行，机械手臂移动至取样头架4处驱动泵头18内置电机控制取样头套筒23上移，吸液泵管结构13下移插入取样头中，装好取样头24。返回样品盘2处取样，随后机械手臂移动至天平7处，天平7置零，定体积v₁(eg：v₁＝1.00ml)加样，天平7显示m1(eg：m₁＝0.9000g)，电脑控制端15计算试样密度ρ(eg：ρ＝0.9000g/ml)，机械手臂移动至样品架9处，电脑控制端15控制吸液泵管结构13定体积加样v₂(eg：v₂＝12/0.9000＝13.33ml)，随后机械手臂移动至废取样头储存桶14处，驱动泵头18内置驱动电机控制取样头套筒23下推，排掉废取液头，单次取样完成；然后移动至样品盘2处开始下一个样品取样，依次循环上述流程，实现批量自动取样。

定体积批量取样，开机初始化设备，准备好样品扫码录入样品拟取样v₁(eg：12.00ml)，电脑控制端15控制整个系统运行，机械手臂移动至取样头架4处装好取样头24，返回样品盘2位置定体积v₁(eg：v₁＝12.00ml)取样，随后将机械手臂移动至样品架9处，电脑控制端15控制吸液泵管结构13定体积加样v₁(eg：v₁＝12.00ml)；随后机械手臂移动至废取样头储存桶14处松开取样头24锁扣，然后移动至样品盘2处循环上述流程，实现批量自动取样。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动定量取样装置，其特征在于，包括：

L型箱体与天平，所述L型箱体包括操作台与竖直设置在所述操作台上的支撑板，所述操作台上设有样品架、取样头架、废取样头储存桶与样品盘，所述支撑板远离操作台的一端设置有机械手臂，所述机械手臂上设有吸液泵管结构；

所述L型箱体的背部内置用于控制机械手臂运动的驱动电机和运行控制芯片。

2.根据权利要求1所述的自动定量取样装置，其特征在于：

所述机械手臂包括横臂与竖臂，所述竖臂包括固定臂、活动臂以及L型盛滴盘，所述横臂的第一端转动连接于所述支撑板远离所述操作台的一端，所述横臂为倒凹型结构，所述横臂的凹型槽内设有竖臂的移动轨道，所述固定臂的第一端与所述移动轨道滑动连接，所述固定臂的第二端设有液位传感器，所述活动臂与固定臂通过螺丝连接安装在吸液泵管结构的左右两侧；

所述活动臂为方筒状结构，所述活动臂的内腔远离所述横臂的一端处设有磁铁吸条，且所述磁铁吸条距离活动臂远离横臂的一端有一定距离；

所述L型盛滴盘的第一端内嵌有第一磁块，且所述L型盛滴盘的第一端正好伸入所述活动臂的内腔，第一磁块与磁铁吸条通过磁力连接；

所述吸液泵管结构设置于所述固定臂与活动臂之间。

3.根据权利要求2所述的自动定量取样装置，其特征在于：

所述吸液泵管结构包括驱动泵头、驱动活塞柱、泵管活塞柱、泵管以及取样头套筒；

驱动泵头内置驱动电机和控制芯片，且所述驱动泵头含有一个可伸缩的驱动活塞柱，所述驱动活塞柱与泵管活塞柱耦合连接，泵管活塞柱远离驱动活塞柱的一端伸入泵管内，所述驱动泵头内置的控制芯片控制驱动活塞柱带动泵管活塞柱沿着泵管的轴线方向上移动；

所述取样头套筒设置在所述泵管远离驱动泵头的一端，所述取样头套筒用于安装取样头。

4.根据权利要求3所述的自动定量取样装置，其特征在于：

所述泵管外套设有泵管保护壳。

5.根据权利要求1所述的自动定量取样装置，其特征在于，还包括：

防震台，所述天平放置于所述防震台上，且所述防震台位于所述操作台内且放置于地面上；

所述天平外套设有挡风罩，所述挡风罩的顶部开设有放样口。

6.根据权利要求1所述的自动定量取样装置，其特征在于：

所述样品架上设有若干工位，每个所述工位上设置螺纹式平垫圈。

7.一种系统，包括权利要求1所述的自动定量取样装置，其特征在于，还包括：

电脑控制端与扫码枪，所述扫码枪与所述电脑控制端通讯连接；

所述电脑控制端分别与运行控制芯片、吸液泵管结构、天平以及机械手臂通讯连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

天平开关按钮，所述天平开关按钮设置在所述天平上，用于手动控制天平的打开与关闭；

紧急暂停按钮，所述紧急暂停按钮与所述电脑控制端通讯连接。

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