CN217084838U

CN217084838U - 一种全自动顶空进样器样品移送装置

Info

Publication number: CN217084838U
Application number: CN202220346373.4U
Authority: CN
Inventors: 刘军伟
Original assignee: Beijing Zhongyi Yusheng Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Zhongyi Yusheng Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2032-02-21

Abstract

本实用新型涉及挥发性有机物前处理技术领域，尤其涉及一种全自动顶空进样器样品移送装置，通过设置矩形样品供样盘，同体积下最大化增大样品存储容量；为了配合矩形样品供样盘，通过设计XYZ三轴悬臂式轴向移位装置，抓取样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，控制XYZ三轴精准移动，使磁体到达预设坐标位置，使用磁体磁力吸附铁质瓶盖而吸起样品瓶；在放置样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，通过三轴精准移动到其坐标位置，当样品瓶进入样品瓶室预设高度时，控制磁体在水平方向沿斜向移动，使样品瓶落入样品瓶室内，磁体磁力消除；通过强力钕磁铁与铁质瓶盖的方案，不仅确保了实验室的安全，而且有效减低了使用成本。

Description

一种全自动顶空进样器样品移送装置

技术领域

本实用新型涉及挥发性有机物前处理技术领域，尤其涉及一种全自动顶空进样器样品移送装置。

背景技术

顶空进样器是气相色谱法中一种方便快捷的样品前处理方法，其原理是将待测样品置入一密闭的容器中，通过加热升温使挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气液或气固两相中达到平衡，直接抽取顶部气体进行色谱分析，从而检验样品中挥发性组分的成分和含量。

目前顶空进样器样品供样盘大部分使用圆形转盘，移送模块采用气动夹爪抓取样品，现有仪器大多采用圆形供样盘模式，圆形供样盘样品存储量有限，如果需要增大存储容量就需要加大供样盘，因此圆形供样盘空间利用率低；且现有仪器大多采用的是气动夹爪抓取样品瓶，这种模式的弊端在于气动夹爪需要气源，然而实验室的气源主要以氮气为主，采用气动夹爪会造成氮气的浪费和增加实验室气源的不稳定性。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种全自动顶空进样器样品移送装置，通过设置矩形样品供样盘，同体积下最大化增大样品存储容量；为了配合矩形样品供样盘，通过设计XYZ三轴悬臂式轴向移位装置，抓取样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，通过三轴精准移动到其坐标位置，使用磁体磁力吸起样品瓶；在放置样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，通过三轴精准移动到其坐标位置，当样品瓶进入样品瓶室预设高度时，磁体在水平方向沿斜向移动，磁体磁力消除，使样品瓶落入样品瓶室内，通过强力钕磁铁与铁质瓶盖的方案，不仅确保了实验室的安全，而且有效减低了使用成本。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：

一种全自动顶空进样器样品移送装置，包括用于放置若干个样品瓶的矩形供样盘、依据预设指令吸取或放置任一所述样品瓶的轴向移位装置及控制所述轴向移位装置移位的控制装置；

其中，所述轴向移位装置包括活动相连的移送X轴单元、移送Y轴单元及活动安装在所述移送Y轴单元上的移送Z轴单元；所述移送Z轴单元包括位于下部用于吸附所述样品瓶的吸附装置和位于上部用于传送所述样品瓶升降的传动装置。

在一些实施例中，所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元均设有步进电机，所述步进电机分别驱动所述移送X轴单元沿X轴移位，所述移送Y轴单元沿Y轴移位。

在一些实施例中，所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元间连接有连接元件，实现所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元在所述控制装置的控制下联动至预设位置。

在一些实施例中，所述矩形供样盘盛放的若干个所述样品瓶沿X轴、Y轴呈等间距排列。

在一些实施例中，所述吸附装置与所述传动装置通过紧固件固连为一体。

在一些实施例中，所述吸附装置包括竖向放置的顶杆单元，位于所述顶杆单元上部的光电传感器、间隙外套于所述顶杆单元下端的环形磁铁，所述顶杆单元设有的顶杆外套有弹簧，在所述弹簧处于压缩状态时，所述顶杆触及所述光电传感器，所述弹簧处于自然状态时，所述顶杆离开所述光电传感器。

在一些实施例中，所述顶杆的上端固连有顶杆顶端、所述顶杆的下端设有顶杆滑片，所述顶杆滑片的底面为平面。

在一些实施例中，所述传动装置包括位于顶端与所述控制装置连接的步进电机、由所述步进电机驱动的丝杠及沿所述丝杠上下移动的滑块，所述滑块与所述吸附装置连接。

在一些实施例中，所述样品瓶设有铁质瓶盖，所述瓶盖的上表面为平面，所述瓶盖的上表面与所述顶杆滑片的底面平行。

在一些实施例中，所述控制装置包括计算机及与所述计算机连接的传感装置，所述传感装置包括位于所述移送X轴单元设有的X轴上的X轴传感器挡片、X轴传感器，位于所述移送Y轴单元设有的Y轴上的Y轴传感器挡片、Y轴传感器及位于所述移送Z轴单元设有的所述光电传感器。

有益效果

本实用新型提供一种全自动顶空进样器样品移送装置，通过设置矩形样品供样盘，同体积下最大化增大样品存储容量；为了配合矩形样品供样盘，通过设计XYZ三轴悬臂式轴向移位装置，抓取样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，通过三轴精准移动到其坐标位置，使用磁体磁力吸起样品瓶，完成磁吸抓取动作；在放置样品瓶时，通过计算机计算瓶位坐标，通过三轴精准移动到其坐标位置，当样品瓶进入样品瓶室预设高度时，磁体水平方向沿斜向移动，使样品瓶落入样品瓶室内，磁体磁力消除，完成放置样品瓶动作；通过强力钕磁铁与铁质瓶盖的方案，不仅确保了实验室的安全，而且有效减低了制造和使用成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的全自动顶空进样器样品移送装置结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为本实用新型实施例提供的移送Z轴单元结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的移送Z轴单元放置样品瓶时的结构示意图。

其中，附图标记说明：

样品瓶1；瓶盖11；矩形供样盘2；移送Z轴单元3；Z轴外壳31；传动装置32；Z轴电机321；丝杠322；滑块323；滑轨324；螺钉325；吸附装置33；光电传感器331；顶杆顶端332；顶杆333；检瓶压簧334；环形磁铁335；顶杆滑片336；移送X轴单元4；X轴传感器挡片41；X轴传感器42；X轴电机43；X轴工作滑台44；移送Y轴单元5；Y轴传感器51；Y轴传感器挡片52；Y轴电机53；Y轴工作滑台54；XY轴连接件6；加热炉7；样品瓶室71；计算机8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“若干个”指多于两个；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1－图4，本实用新型技术方案：

一种全自动顶空进样器样品移送装置，包括用于放置若干个样品瓶1的矩形供样盘2、依据计算机8计算后预设的指令吸取或放置任一所述样品瓶1的轴向移位装置，所述轴向移位装置包括互联的移送X轴单元4、移送Y轴单元5、移送Z轴单元3，及控制所述移送X轴单元4、所述移送Y轴单元5及所述移送Z轴单元3移位的控制装置，所述控制装置包括传感装置及计算机8；所述移送Z轴单元3包括位于下部用于吸附所述样品瓶1的吸附装置33和位于上部用于传送所述样品瓶1升或降的传动装置32。

如图1－图4，本实用新型提供一种优选实施例：

一种全自动顶空进样器样品移送装置，包括用于放置若干个样品瓶1的矩形供样盘2，所述矩形供样盘2内设有若干个样品瓶室71，所述样品瓶室71沿X轴、Y轴呈等间距排列；轴向移位装置包括互联的移送X轴单元4、移送Y轴单元5及固定安装在所述移送Y轴单元5设有的Y轴上的移送Z轴单元3，所述移送X轴单元4、所述移送Y轴单元5、所述移送Z轴单元3位于所述矩形供样盘2上部移动，所述移送Z轴单元3能够到达任一个所述样品瓶室71的上端；所述移送X轴单元4、所述移送Y轴单元5、所述移送Z轴单元3的移动由控制装置控制；所述移送Z轴单元3包括位于下部用于吸附所述样品瓶1的吸附装置33和位于上部用于传送所述样品瓶1升或降的传动装置32；所述控制装置包括传感装置及计算机8控制。

在一些实施例中，所述移送X轴单元4与所述移送Y轴5单元分别设有X轴电机43、Y轴电机53，所述X轴电机43驱动所述移送X轴单元沿X轴移位，所述Y轴电机53驱动所述移送Y轴单元5沿Y轴移位。

在一些实施例中，所述移送X轴单元4与所述移送Y轴单元5间连接有XY轴连接件6，实现所述移送X轴单元4与所述移送Y轴单元5在计算机8的控制下联动，使所述移送Z轴单元3的吸附装置33位于所述计算机8计算出的精准的样品瓶1或样品瓶室71上部位置，以实现吸附装置33吸取样品瓶1或放置样品瓶1。

在一些实施例中，所述移送Z轴单元3包括外套于所述吸附装置33、所述传动装置32外的Z轴外壳31。

所述吸附装置33包括竖向放置的顶杆单元，位于所述顶杆单元上部、通过紧固件固装在所述Z轴外壳31内壁上的光电传感器331、位于所述顶杆单元下端、通过紧固件固装在所述Z轴外壳31内壁上的环形磁铁335，所述环形磁铁335与所述顶杆单元设有的顶杆333间设有间隙；所述顶杆333外套有检瓶压簧334，所述顶杆333上端通过螺纹连接顶杆顶端332，所述顶杆333的下端设有顶杆滑片336，所述顶杆滑片336的底面为平面。

在所述检瓶压簧334处于压缩状态时，所述顶杆顶端332触及所述光电传感器331，在所述检瓶压簧334处于自然状态时，所述顶杆顶端332离开所述光电传感器331。

在一些实施例中，所述传动装置32包括位于顶端的Z轴电机321，所述Z轴电机321与计算机8电相连，所述Z轴电机321下端驱动连接有丝杠322及沿所述丝杠322上下移动的滑块323，所述Z轴外壳31内壁通过紧固件竖向固定安装有滑轨324，所述滑块323可沿所述滑轨324上、下滑动，所述滑块323与所述吸附装置通过螺钉325紧固连接。

在一些实施例中，所述样品瓶1设有铁质的瓶盖11，所述瓶盖11的上表面为平面，所述瓶盖11的上表面与所述顶杆滑片336的底面平行。

在一些实施例中，所述控制装置包括计算机8及与所述计算机8连接的传感装置，所述传感装置包括固装于所述移送X轴单元4设有的X轴上的X轴传感器42及安装在所述XY轴连接件6上的X轴传感器挡片41，所述XY轴连接件6滑动安装在X轴工作滑台44上，X轴工作滑台44通过紧固件固定安装在X轴上；位于所述移送Y轴单元5设有的Y轴上的Y轴传感器51及固装于所述Z轴外壳31上的Y轴传感器挡片52，Y轴工作滑台54通过紧固件固定安装在Y轴上，所述移送Z轴单元3滑动安装在Y轴工作滑台54上，还包括所述光电传感器331。

具体工作方式：

抓取、放置样品瓶的过程：

首先实验员在矩形供样盘2中放入若干个样品瓶1，在上位机软件操作，点击开始，轴向移位装置移动，当X轴传感器挡片41随移送Y轴单元5移动时遮挡X轴传感器42时，X轴传感器42发出信号；当Y轴传感器挡片52随移送Z轴单元3移动时遮挡Y轴传感器51时，Y轴传感器51发出信号，轴向移位装置执行初始化归零，以备计算机8计算每个样品瓶1的坐标点；依据预获取的样品瓶1，计算机8控制X轴电机43、Y轴电机53分别驱动X轴、Y轴以联动方式通过最短距离移动到所述样品瓶1上部，Z轴电机321控制传动装置32带动吸附装置33下移到瓶盖11位置，由于环形磁铁335为强磁钕磁铁，在磁力的作用下，环形磁铁335吸起样品瓶1，瓶盖11顶起顶杆333，顶杆顶端332触发光电传感器331，系统检测到此信号，确认成功吸起样品瓶1，即抓取样瓶1操作成功。

计算机8控制X轴电机43、Y轴电机53分别驱动X轴、Y轴以联动方式通过最短距离移动到加热炉7的预设的样品瓶室71上方，Z轴电机321控制传动装置32带动吸附装置33下移，当样品瓶1逐步进入到预设的样品瓶室71内，当下移的所述样品瓶1的瓶盖11上表面距离所述加热炉7的样品瓶室71存放的样品瓶1的瓶盖11上表面为H时，如图4所示，计算机8控制吸附装置33以与X轴、Y轴成45⁰方向侧移，在样品瓶室71壁的阻力下吸附装置33与所述样品瓶1分离，所述样品瓶1安全落入所述样品瓶室71中，在预设的H距离下，所述吸附装置33与所述样品瓶室71内存放的所有样品瓶1均不再产生吸附力，所述轴向移位装置完成放置所述样品瓶1操作。

Claims

1.一种全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，包括用于放置若干个样品瓶的矩形供样盘、依据预设指令吸取或放置任一所述样品瓶的轴向移位装置及控制所述轴向移位装置移位的控制装置；

其中，所述轴向移位装置包括活动相连的移送X轴单元、移送Y轴单元及活动安装在所述移送Y轴单元上的移送Z轴单元；所述移送Z轴单元包括位于下端用于吸附所述样品瓶的吸附装置和位于上端用于传送所述样品瓶升降的传动装置。

2.根据权利要求1所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元均设有步进电机，所述步进电机分别驱动所述移送X轴单元沿X轴移位，所述移送Y轴单元沿Y轴移位。

3.根据权利要求2所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元间连接有连接元件，实现所述移送X轴单元与所述移送Y轴单元在所述控制装置的控制下联动至预设位置。

4.根据权利要求3所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述矩形供样盘盛放的若干个所述样品瓶沿X轴、Y轴呈等间距排列。

5.根据权利要求1所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述吸附装置与所述传动装置通过紧固件固连为一体。

6.根据权利要求5所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述吸附装置包括竖向放置的顶杆单元，位于所述顶杆单元上部的光电传感器、间隙外套于所述顶杆单元下端的环形磁铁，所述顶杆单元设有的顶杆外套有弹簧，使得当所述弹簧处于压缩状态时，所述顶杆触及所述光电传感器，所述弹簧处于自然状态时，所述顶杆离开所述光电传感器。

7.根据权利要求6所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述顶杆的上端固连有顶杆顶端、所述顶杆的下端设有顶杆滑片，所述顶杆滑片的底面为平面。

8.根据权利要求5所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述传动装置包括位于顶端与所述控制装置连接的步进电机、由所述步进电机驱动的丝杠及沿所述丝杠上下移动的滑块，所述滑块与所述吸附装置连接。

9.根据权利要求8所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述样品瓶设有铁质的瓶盖，所述瓶盖的上表面为平面，所述瓶盖的上表面与顶杆滑片的底面平行。

10.根据权利要求1所述的全自动顶空进样器样品移送装置，其特征在于，所述控制装置包括计算机及与所述计算机连接的传感装置，所述传感装置包括位于所述移送X轴单元设有的X轴上的X轴传感器挡片、X轴传感器，位于所述移送Y轴单元设有的Y轴上的Y轴传感器挡片、Y轴传感器及位于所述移送Z轴单元设有的光电传感器。