CN218890581U - 一种化学试剂存取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化学试剂管理技术领域，更具体地，涉及一种化学试剂存取装置，其包括用于放置试剂瓶的试剂台、支架、水平导轨、若干个视觉相机和第一驱动机构；视觉相机与水平导轨滑动连接，水平导轨安装在支架上，支架安装在试剂台上，第一驱动机构用于驱动视觉相机在水平导轨上滑动。本实用新型克服了现有技术中人工逐一测量化学试剂余量较为繁琐的不足，通过利用视觉相机拍摄多个试剂瓶内溶液的图像信息，后期经过数据处理得到试剂瓶内溶液的余量，相较于人工逐一称量试剂瓶内试剂余量的方式更加简便，可提高试剂余量测量效率，并且不易出错，同时还可根据拍摄得的图像信息及时发现试剂变质。

Description

一种化学试剂存取装置

技术领域

本实用新型涉及化学试剂管理技术领域，更具体地，涉及一种化学试剂存取装置。

背景技术

在高校的化学实验室内，学生使用化学试剂之前，实验室管理员需要先提前称量并记录每种化学试剂的量，学生做完实验并且把试剂瓶放回原位之后，实验室管理员需要逐一称量每个试剂瓶内试剂的剩余量，再与原始余量对比，判断试剂瓶内的试剂消耗量是否超过实验所需量，若试剂剩余量与预计剩余量差距过多则需及时做出排查，防止试剂被大量偷取或乱用而引起严重后果。但由于试剂瓶较多，人工对多瓶试剂的余量逐一测量的方式较为繁琐，工作效率较低，因此需要一种可以同时对多个试剂瓶内试剂余量进行测量的装置来简化试剂余量的测量工作，提高试剂余量的测量效率。

实用新型内容

针对上述现有技术中人工逐一测量化学试剂余量较为繁琐的问题，本实用新型提供了一种化学试剂存取装置，该装置可以同时对多个试剂瓶的余量进行测量，简化试剂余量测量工作，提高试剂余量的测量效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种化学试剂存取装置，包括用于放置试剂瓶的试剂台、支架、安装在所述支架上的水平导轨、与所述水平导轨滑动连接的视觉相机和第一驱动机构；所述第一驱动机构用于驱动所述视觉相机在所述水平导轨上滑动。

在上述技术方案中，将多瓶带有标签的不同试剂沿着水平导轨的方向放置在试剂台上之后，利用第一驱动机构驱动视觉相机沿着水平导轨滑动，视觉相机一边移动一边拍摄试剂瓶及试剂瓶内部溶液的二维图像，得到试剂瓶在不同方位上的至少两帧二维图像，从而得到溶液的综合性轮廓和尺寸，最后经过处理计算得到试剂瓶内溶液的余量；学生做完实验并且将试剂瓶放回原位后，以相同的方式再测量得到试剂瓶内的试剂余量，当同一个试剂瓶中的试剂减少量与正常使用量偏差过多时，实验管理人员再对现场进行排查；同时，根据视觉相机拍摄的图像还能判断试剂的颜色和浑浊程度变化，及时发现变质试剂。

优选的，所述支架上还安装有垂直于所述水平导轨的竖直导轨，所述水平导轨与所述竖直导轨沿竖直方向滑动连接。视觉相机在同一水平高度上沿着水平导轨拍摄完所有图像后，使水平导轨沿着竖直导轨的方向上移或下移，让视觉相机切换一个视觉高度继续沿着水平导轨滑动并拍摄。通过增多试剂瓶在不同角度的图像可提高测量精度。

优选的，还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述水平导轨在所述竖直导轨上滑动。

其中，第一驱动机构和第二驱动机构均可为气缸机构、液压缸机构、丝杆驱动机构、同步带装置和电推杆中的一种。

优选的，所述试剂台台面上设置有多个用于放置试剂瓶的试剂格，所述试剂格沿着所述水平导轨的方向均匀分布在所述试剂台台面上。设置试剂格有利于试剂瓶摆放整齐，并且便于对试剂瓶的定位和寻找。

优选的，所述试剂台台面上还设置有发光源。设置发光源可提高试剂瓶的环境亮度，通过增大照射在试剂瓶及溶液上的总光强来提高图像亮度和图像质量，从而提高测量精度。

优选的，所述发光源位于所述试剂台台面中部，多个所述试剂格均匀分布在所述发光源外周。发光源和试剂格采用该布局方式可使每个试剂格内的试剂瓶均匀受光，提高图像质量的均匀性。

其中，水平导轨可为直线导轨和环形导轨中的一种。

优选的，所述水平导轨为环形导轨。在台面面积相同的试剂台上，位于环形导轨上的视觉相机沿着环形导轨滑动一周即可完成对所有试剂瓶的图像信息拍摄，视觉相机在一条环形导轨上滑动相较于在一条直线导轨上滑动来说，走过的路程更长，可拍摄的试剂瓶数量更多，因此可减少水平导轨的设置量和视觉相机的用量，降低设备成本。

优选的，还包括支撑台，所述支撑台位于所述试剂台下方，所述试剂台与所述支撑台转动连接。当实验人员不方便走到试剂台另一侧拿取试剂瓶时，可通过转动试剂台将距离较远的试剂瓶转动至靠近自己的一侧。

优选的，还包括第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述试剂台转动。第三驱动机构驱动试剂台转动相较于人工转动试剂台可使试剂台转动更加平稳，防止人工转动试剂台用力过猛而打翻试剂瓶。

优选的，还包括用于放置杂物的实验台，所述实验台与所述支撑台一侧连接。实验台可供实验人员暂时放置试剂瓶或调配溶液。

优选的，还包括警报器，警报器与PLC控制器电连接。当PLC控制器判断试剂瓶内的试剂减少量不合理并且试剂浑浊度和颜色出现异常时，警报器则发出警报提醒实验室管理人员及时排查试剂使用情况和试剂质量。

优选的，还包括设置在所述试剂台台面上的视觉显示器，所述视觉显示器与所述视觉相机电连接。在试剂台台面上设置视觉显示器可方便实验管理人员实时观察到试剂的颜色和浑浊程度。

本实用新型的有益效果：利用视觉相机拍摄多个试剂瓶内溶液的图像信息，后期经过数据处理得到试剂瓶内溶液的余量，相较于人工逐一称量试剂瓶内试剂余量的方式更加简便，可提高试剂余量测量效率，并且不易出错，同时还可根据拍摄得的图像信息及时发现试剂变质。

附图说明

图1是一种化学试剂存取装置实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中第一驱动机构和第二驱动机构的结构示意图；

图3是一种化学试剂存取装置实施例2的结构示意图；

图4是环形导轨的俯视示意图；

图5是环形导轨的侧视示意图；

图6是实施例2中第一驱动机构的示意图；

图7是第三驱动机构的结构示意图。

附图中：1-试剂台；2-支架；3-水平导轨；301-第一导向环槽；302-第二导向环槽；4-视觉相机；5-第一驱动机构；501-第一滑块；502-第一丝杆；503-第一电机；504-机架；5041-空腔；505-第三电机；506-第四电机；507-第一传动轮；508-第二传动轮；509-辅助滚轮；6-竖直导轨；7-第二驱动机构；701-第二电机；702-第二丝杆；703-第二滑块；704-第三滑块；8-试剂格；9-发光源；10-支撑台；11-第三驱动机构；1101-第五电机；1102-第一齿轮；1103-第二齿轮；1104-传动轴；12-实验台；13-视觉显示器。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

结合图1和图2所示的一种化学试剂存取装置，包括用于放置试剂瓶的试剂台1、支架2、安装在支架2上的水平导轨3、与水平导轨3滑动连接的视觉相机4、第一驱动机构5和PLC控制器；第一驱动机构5用于驱动视觉相机4在水平导轨3上滑动，视觉相机4与PLC控制器电连接。

进一步的，支架2上还安装有竖直导轨6，水平导轨3与竖直导轨6沿竖直方向滑动连接。视觉相机4在同一水平高度上沿着水平导轨3拍摄完所有图像后，使水平导轨3沿着竖直导轨6的方向上移或下移，让视觉相机4切换一个视觉高度继续沿着水平导轨3滑动并拍摄。通过增多试剂瓶在不同角度的图像可提高测量精度。

进一步的，还包括第二驱动机构7，第二驱动机构7用于驱动水平导轨3在竖直导轨6上滑动。

具体的，支架2包括四根矩形立柱，每根矩形立柱上均安装有竖直导轨6；水平导轨3为直线导轨并且设置有四条，第一驱动机构5和第二驱动机构7分别设置有四组且每根矩形立柱上均安装有一组第一驱动机构5和一组第二驱动机构7。其中，每组第一驱动机构5均包括第一滑块501、平行于水平导轨3的第一丝杆502和第一电机503，第一滑块501与水平导轨3沿水平方向滑动连接并且与第一丝杆502螺纹连接，视觉相机4固定安装在第一滑块501上；每组第二驱动机构7均包括固定安装在矩形立柱顶部的第二电机701、平行于竖直导轨6的第二丝杆702、第二滑块703和第三滑块704，第二丝杆702一端与第二电机701输出轴同轴固定连接，第二丝杆702另一端与矩形立柱转动连接，第二滑块703与第二丝杆702螺纹连接并且与第二丝杆702所在的矩形立柱上的竖直导轨6滑动连接，第三滑块704与相邻一根矩形立柱上的竖直导轨6滑动连接；第一电机503固定安装在第二滑块703上，第一丝杆502一端与第一电机503输出轴同轴固定连接，第一丝杆502另一端与第三滑块704转动连接；水平导轨3的两端分别与第二滑块703和第三滑块704固定连接。具体的，第一电机503和第二电机701分别与PLC控制器电连接。

同一根矩形立柱上的竖直导轨6和第二驱动机构7安装在不同的侧面上，而每组第二驱动机构7与和其配合的每个竖直导轨6均位于同一竖直平面上。

进一步的，试剂台1台面上设置有八个用于放置试剂瓶的试剂格8，试剂格8沿着水平导轨3的方向均匀分布在试剂台1台面上。设置试剂格8有利于试剂瓶摆放整齐，并且便于对试剂瓶的定位和寻找。

进一步的，试剂台1台面上设置有发光源9，发光源9位于试剂台1台面中部，八个试剂格8均匀分布在发光源9外周，具体的，发光源9为LED灯。设置发光源9可提高试剂瓶的环境亮度，通过增大照射在试剂瓶及溶液上的总光强来提高图像亮度和图像质量，从而提高测量精度。

进一步的，还包括警报器，警报器与PLC控制器电连接。当PLC控制器判断试剂瓶内的试剂减少量不合理并且试剂浑浊度和颜色出现异常时，警报器则发出警报提醒实验室管理人员及时排查试剂使用情况和试剂质量。

本实施例的工作原理或工作流程：将多瓶带有标签的不同试剂一一放在不同的试剂格8内之后，PLC控制器控制第一电机503转动，第一电机503驱动第一丝杆502转动而驱使第一滑块501沿着水平导轨3运动，第一滑块501运动的同时带动视觉相机4移动，视觉相机4一边移动一边拍摄试剂瓶及试剂瓶内部溶液的二维图像，四个视觉相机4分别在对应的水平导轨3上走完后，PLC控制器再控制所有的第二电机701转动，以驱动所有第二丝杆702转动，从而驱动所有第二滑块703在竖直方向上滑动，第二滑块703带动水平导轨6连同视觉相机4和第三滑块704移动至另一水平高度之后，PLC控制器控制第二电机701停止转动，此时水平导轨3静止在另一个水平高度上；接着PLC控制器再控制第一电机503转动，驱使视觉相机4在水平导轨3的方向上重新移动并重新拍摄图像信息，得到同一个试剂瓶在不同方位上的多帧二维图像，从而得到试剂瓶内试剂的综合性轮廓和尺寸，最后经过PLC控制器处理计算得到试剂瓶内溶液的余量；学生做完实验并且将试剂瓶放回原位后，以相同的方式再测量得到试剂瓶内的试剂余量，当PLC控制器判断同一个试剂瓶中的试剂减少量与正常使用量偏差过多时，PLC控制器控制警报器发出警报，实验管理人员再对现场进行排查；同时，当PLC控制器判断某个试剂瓶内的试剂颜色和浑浊程度变化异常时，也会控制警报器发出警报，提醒实验管理人员及时处理变质试剂。

本实施例的有益效果：利用视觉相机拍摄多个试剂瓶内溶液的图像信息，后期经过数据处理得到试剂瓶内溶液的余量，相较于人工逐一称量试剂瓶内试剂余量的方式更加简便，可提高试剂余量测量效率，并且不易出错，同时还可根据拍摄得的图像信息及时发现试剂变质。

实施例2

如图3所示的一种化学试剂存取装置，包括用于放置试剂瓶的试剂台1、支架2、安装在支架2上的水平导轨3、与水平导轨3滑动连接的视觉相机4、第一驱动机构5和PLC控制器；第一驱动机构5用于驱动视觉相机4在水平导轨3上滑动，视觉相机4与PLC控制器电连接。

进一步的，还包括第二驱动机构7，第二驱动机构7用于驱动水平导轨3在竖直方向上移动。

具体的，结合图3、图4、图5和图6所示，水平导轨3为环形导轨，水平导轨3上分别设有第一导向环槽301和第二导向环槽302，第一导向环槽301、第二导向环槽302和水平导轨3同心；第一驱动机构5包括与水平导轨3滑动连接的机架504，机架504设有空腔5041，机架504的空腔5041内固定安装有第三电机505和第四电机506，第三电机505输出轴末端固定连接有第一传动轮507，第一传动轮507与第一导向环槽301内壁抵接，第四电机506输出轴末端固定连接有第二传动轮508，第二传动轮508与第二导向环槽302内壁抵接；空腔5041内还设置有两个与水平导轨3顶面抵接的辅助滚轮509，两个辅助滚轮509分别与机架504转动连接，以避免机架504与水平导轨3之间发生摩擦；视觉相机4固定安装在机架504顶部。进一步的，第二驱动机构7为气缸机构并且设置有四个，支架2包括四根立柱，每个气缸机构分别安装在四根立柱顶部，每个气缸机构的活塞杆分别与水平导轨3底端固定连接，水平导轨3通过气缸机构与支架2连接。

具体的，气缸机构、第三电机505和第四电机506分别与PLC控制器电连接。需拍摄试剂瓶图像时，PLC控制器控制第三电机505和第四电机506转动而分别驱动第一传动轮507和第二传动轮508转动，利用第一传动轮507和第二传动轮508与水平导轨3之间的静摩擦力驱动机架504沿着水平导轨3滑动；机架504滑动的同时，两个辅助滚轮509受到机架504的静摩擦力而滚动；视觉相机4随着机架504的滑动而沿着水平导轨3一边移动一边拍摄图像，视觉相机4沿着水平导轨3走完一圈后，PLC控制器再控制第三电机505和第四电机506停止转动，并控制气缸机构的活塞杆伸出而推动水平导轨3移动至另一水平高度，接着再控制第三电机505和第四电机506转动，驱使视觉相机4继续沿着水平导轨3滑动并拍摄图像，最后得到试剂瓶在两个水平高度上的图像。

本实施的其他工作原理及有益效果与实施例1一致。

实施例3

本实施例在实施例2或实施例3的基础上，如图1或图3所示，还包括支撑台10，支撑台10位于试剂台1下方，试剂台1与支撑台10转动连接。当实验人员不方便走到试剂台1另一侧拿取试剂瓶时，可通过转动试剂台1将距离较远的试剂瓶转动至靠近自己的一侧。

进一步的，还包括第三驱动机构11，第三驱动机构11用于驱动试剂台1转动，具体的，如图7所示，第三驱动机构11包括分别安装在支撑台10内部的第五电机1101、第一齿轮1102、第二齿轮1103和传动轴1104，第五电机1101与PLC控制器电连接，第一齿轮1102与第五电机1101输出轴同轴连接，第二齿轮1103与传动轴1104一端同轴固定连接，传动轴1104另一端与试剂台1固定连接。当需要转动试剂台1拿取试剂瓶时，PLC控制器控制第五电机1101转动而驱动第一齿轮1102转动，通过第一齿轮1102与第二齿轮1103的啮合传动将扭矩传递至传动轴1104，最终通过传动轴1104驱动试剂台1转动。第三驱动机构11驱动试剂台1转动相较于人工转动试剂台1可使试剂台1转动更加平稳，防止人工转动试剂台1用力过猛而打翻试剂瓶。

进一步的，试剂台1台面中部还设置有视觉显示器13，视觉相机4与视觉显示器13电连接。设置视觉显示器13可方便实验管理人员实时观察到试剂的颜色和浑浊程度。

进一步的，还包括用于放置杂物的实验台12，实验台12与支撑台10一侧连接。实验台12可供实验人员暂时放置试剂瓶或调配溶液。

本实施的其他特征、工作原理以及有益效果与实施例2或实施例3一致。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化学试剂存取装置，其特征在于，包括用于放置试剂瓶的试剂台(1)、支架(2)、安装在所述支架(2)上的水平导轨(3)、与所述水平导轨(3)滑动连接的视觉相机(4)和第一驱动机构(5)；所述第一驱动机构(5)用于驱动所述视觉相机(4)在所述水平导轨(3)上滑动。

2.根据权利要求1所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，所述支架(2)上还安装有竖直导轨(6)，所述水平导轨(3)与所述竖直导轨(6)沿竖直方向滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，还包括第二驱动机构(7)，所述第二驱动机构(7)用于驱动所述水平导轨(3)在所述竖直导轨(6)上滑动。

4.根据权利要求1所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，所述试剂台(1)上设置有多个用于放置试剂瓶的试剂格(8)，所述试剂格(8)沿着所述水平导轨(3)的方向均匀分布在所述试剂台(1)台面上。

5.根据权利要求4所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，所述试剂台(1)台面上还设置有发光源(9)。

6.根据权利要求5所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，所述发光源(9)位于所述试剂台(1)台面中部，多个所述试剂格(8)均匀分布在所述发光源(9)外周。

7.根据权利要求1所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，所述水平导轨(3)为环形导轨。

8.根据权利要求1所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，还包括支撑台(10)，所述支撑台(10)位于所述试剂台(1)下方，所述试剂台(1)与所述支撑台(10)转动连接。

9.根据权利要求8所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，还包括第三驱动机构(11)，所述第三驱动机构(11)用于驱动所述试剂台(1)转动。

10.根据权利要求1至9任一所述的一种化学试剂存取装置，其特征在于，还包括设置在所述试剂台(1)台面上的视觉显示器(13)，所述视觉显示器(13)与所述视觉相机(4)电连接。

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