CN219313079U - 一种土壤样品装罐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种土壤样品装罐装置，用以将托盘中的土壤样品装入样品罐；包括柜体，柜体的前侧板开设有托盘进口及托盘出口，后侧板开设有样品罐进出口；设置于柜体内靠近托盘进口的第一托架；靠近托盘出口的第二托架；靠近样品罐进出口的第三托架；设置于柜体内的罐装组件，通过机械爪将放置在第一托架上的托盘取下，然后完成向放置在第三托架的样品罐的罐装，再将空的托盘放到第二托架。在第一托架放置托盘，第三托架取出空托盘可以采用人工操作或者机械自动操作。较人工操作更为精准并且，转为自动化操作，可以支持对于罐装环境进行一定程度的封闭，降低操作环境的扬尘污染。

Description

一种土壤样品装罐装置

技术领域

本实用新型涉及土壤样品的检测和处理，尤其涉及一种土壤样品装罐装置。

背景技术

无论是生活环境污染的治理，还是作物耕作成长环境的维护与管理，都需要对于各地的土壤进行采集和分析。

土壤进行采集之后，需要进行一定的处理才能开展相关的分析工作。从野外取回的土样，经登记编号后，都需经过一个制备过程：风干、磨细、过筛、混匀和装瓶，以备各项测定之用。例如，土壤重金属一般采用烘千样，半挥发性的持久性有机污染物的分析一般采用冷冻干燥样；挥发性有机污染物的测定一般用新鲜样。新鲜样可暂时保存于冰箱或冰柜中，但须在10天内进行提取处理。

传统的做法是在试验室或者检测机构对于土壤进行前处理后装瓶，各个试验室或者检测机构都要配备进行土壤样品处理的人手和设备，适合少量的土壤检测任务，要进行大批量检测时，则耗时耗力。一种理想的方法是，设置专门的自动化处理设备，对于采集的土壤以尽可能自动化的手段进行批量的处理，则可以快捷、高效地批量处理土壤样品，使其符合检测的要求。另外，这种专门的设备还有如此的用法，在一个区域内设置专门的地点配置处理设备，然后该区域内的存在的土壤样品处理需求，都集中到一起进行处理，然后在集中配送，运输，如此一来，则可以解放各检测机构及试验室的工作压力，将更多的精力放在土壤样品的检测和分析上，显然，这类工作对于人员的专业度和知识水平要求更高，这种处理方式，从宏观的资源配置上来说，是更合理的。

土壤样品被处理过程中，首先要进行批量的风干处理，然后在一些情况下，要对样品按份进行罐装，进行后续的处理，例如烘干处理。按份将土壤样品分开后，一般是装入一个特制的托盘，在一些处理或者中间的存放环节，也是由托盘按份装载土壤样品。在进行罐装时，也是把各托盘种按份定量的土壤样品直接装入样品罐中，托盘中土壤样品是平铺的，同时托盘的前端也是有一个收缩的开口，方便土壤样品的转移或者倾倒。在以往的操作中，往往是采用人工进行罐装操作，这种操作需要比较细致的操作，要足够耐心和稳定，以避免土壤样品洒落在样品罐的外部，造成处理环境的污染以及样品的少量损失。

所以，通过机械自动化手段实现土壤样品的装罐操作就成为一种需求。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种土壤样品装罐装置，提供自动化实现土壤样品从土壤样品托盘中罐装到样品罐中的硬件结构，较人工操作更为精准并且，转为自动化操作，可以支持对于罐装环境进行一定程度的封闭，降低操作环境的扬尘污染。以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种土壤样品装罐装置，用以将托盘中的土壤样品装入样品罐；包括

柜体，所述柜体包括

背板，

与所述背板相对的面板，

设置于所述面板和背板之间的前侧板，所述前侧板开设有托盘进口及托盘出口，

设置于所述面板和背板之间的与所述前侧板相对的后侧板，所述后侧板开设有样品罐进出口；

设置于所述柜体内靠近所述托盘进口的第一托架；靠近所述托盘出口的第二托架；靠近所述样品罐进出口的第三托架；

设置于柜体内的罐装组件，包括

设置于背板的内壁上的横向导轨，能够延所述横向导轨横向移动的横移台，

设置于横移台上的升降导轨，能够延所述升降导轨纵向移动的升降座，

设置于所述升降座上的转台，所述转台的转动轴线垂直于所述背板，所述转台上设置有机械爪，所述机械爪能够抓取托盘。

只需要用人工方式或者自动化设备将盛放有土壤样品的托盘放在第一托架上，然后罐装组件中的机械爪就可以抓取托盘，然后有两个方向的移动实现位置的移转，到了适合的位置之后，再控制转台旋转，带动机械爪改变托盘的放置角度，就可以实现将托盘中的土壤样品罐装到样品罐中，也可以支持在转台旋转的时候，些微调整升降和横移，让托盘的前端开口始终靠近着样品罐的开口。完成罐装之后，转台回转，托盘回到水平状态，再通过升降和横移带动机械爪将托盘放置在第二托架上，用人工或者自动化设备将空的托盘取走，盛装着土壤样品的样品罐，也可以通过人工方式或者自动化设备取走。至此能够完成土壤样品从托盘到样品罐的自动化罐装。因为采用自动化的机械结构实现，可以将罐装过程在相对封闭的柜体内实现，减少了对于工作环境的污染。另外，自动化的操作，每次执行的动作都是稳定且一致的，可以确保获得比人工更精准的操作，降低了土壤样品洒落的可能。为大批量进行土壤样品的处理和检测提供了可靠的硬件支持。

在优选的实施例中，所述第一托架的位置和所述第二托架的位置在竖直方向上对齐。

第一托架主要是放置盛装土壤样品的托盘，第二托架主要是放置清空的土壤样品托盘，罐装组件在横向上位置的行程要满足可以让机械爪完成在第一托架和第二托架的托盘的取放，这样的话，就支持实现横向行程尽可能短的需求，这是利于紧凑设计的。另外，将第一托架和第二托架对齐设置，可以增加柜体的紧凑性，靠近柜体的前侧板的一侧，第一托架和第二托架均紧凑的贴合着前侧板。

在优选的实施例中，所述第一托架位于所述第二托架的上方；所述第三托架的布置高度低于所述第二托架的布置高度。

如此进行布置，罐装组件的机械爪从第一托架取下托盘然后向后移动的同时向下移动，移动到托盘的前端接近样品罐的罐口上方，转台旋转，实现托盘中土壤样品的倾倒操作，完成倾倒后，转台再反向旋转，然后驱动机械爪继续向上向前移动，直至将清空的托盘放置在第二托架上。而后，可以等待下一个托盘放置在第一托架上，再重复执行操作，如此，整个罐装过程就是一个单向的循环过程，运行会比较顺畅，减少重复移动和动作，能够起到简化操作过程和相关控制设置的目的，也能缩短操作时间，节省能耗。

在优选的实施例中，所述升降座能够延所述升降导轨纵向移动的行程距离小于所述第三托架至所述柜体的顶部的距离；

所述升降座能够延所述升降导轨纵向移动的行程距离不小于所述第二托架至所述柜体的顶部的距离。

升降座的移动行程可以进行合理的设置，以使装置整体上更加的紧凑，所以行程的距离要满足能够让机械爪降落到第二托架以放置托盘，同时，也无需让行程超过第二托架至柜体的顶部之间的距离，满足紧凑设置的同时，足以让罐装组件有充足的活动空间。

在优选的实施例中，所述横向导轨选用直线模组，所述横移台安装于所述直线模组的滑块上；或者

所述升降导轨选用直线模组，所述升降座安装于所述直线模组的滑块上。

进行线性移动的元件均可以选购或者订购成品的直线模组，此为集成化的标准产品，相较于自己组装制作，更加节省成本，且精密度也完全符合使用要求。

在优选的实施例中，所述转台包括蜗轮蜗杆减速机，转台驱动单元；

所述转台驱动单元连接所述蜗轮蜗杆减速机的蜗杆端；所述机械爪连接所述蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴。

蜗轮蜗杆减速机比较适合驱动转台的转动动作，整体形状是扁平的，可以稳定支撑转台，也利于紧凑设计，让柜体的面板和背板之间距离不至于过宽。传动比也较大，可以用较小型号的电动机进行驱动。

在优选的实施例中，所述机械爪包括与所述转台连接的座体；

安装于座体之上的一对背向设置的气缸；

安装于所述气缸的活塞杆上的夹具，所述夹具包括与所述活塞杆连接的连接块，安装在连接块上的夹紧块，所述夹紧块形成有与所述托盘的侧边形状匹配的凹槽，所述凹槽的朝向指向所述气缸。

作为执行抓取操作的构造，机械爪采用简洁可靠的结构，托盘一般都是对称结构，而且大致上都是长条型状的，所以只需要对侧设置的被气缸驱动的夹紧块通过调整相对的距离，就可以实现对于托盘的夹紧，且夹紧之后能够稳固地固定住托盘，夹住托盘的两侧，则方便取放托盘。

在优选的实施例中，所述第三托架上方设置有除尘抽吸管道，所述除尘抽吸管道的一端设置有倒锥形抽吸口；所述除尘抽吸管道连通负压装置。

显然，采用机械自动化进行土壤样品的罐装的优点之一就可以进行相对封闭的操作，减少对于现场环境的污染，更可以在相对封闭的柜体中，进行罐装的位置设置抽吸管道，进行除尘，当开始罐装时，则开启抽吸，可以捕捉逸散的灰尘，保持柜体内部的清洁，这也能够保护直线模组以及气缸等元件。

同时，这也是让罐装时产生的扬尘绝大部分都被集中收集，如果有必要，对于此部分收集物，也可以方便做后续处理。

在优选的实施例中，所述托盘进口及托盘出口均设置有门板，所述门板的侧边设置有球形或者柱状凸起；

所述背板及面板的内壁设置有圆弧形槽道，所述圆弧形槽道的位置接近所述前侧板，所述门板通过球形或者柱状的凸起与所述圆弧形槽道滑动连接。

为尽量密闭柜体内部，所以将设置门板对托盘进口及托盘出口进行封闭。为方便托盘进出，将托盘进口和托盘出口的门板设置为滑动开启，选择在门板的侧边设置两个凸起，当推动门板的时候，门板就自动向上滑动开启，当门板需要关闭时，拉动门板的下边，然后倾斜到一定程度放开门板，门板就可以在自重作用下滑动关闭。

在优选的实施例中，所述横向导轨为平行的双导轨结构。

升降的构造，转台等构造的载荷都是集中施加在横移台上，所以将横向导轨选用双导轨结构，有利于保持横移稳定，顺畅。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中土壤样品装罐装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中土壤样品装罐装置的结构示意图，图中省略柜体的部分结构，以便展示内部结构；

图3为本实用新型一实施例中土壤样品装罐装置的局部结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1所绘示的实现方式中，揭露了一种土壤样品装罐装置，用以将托盘中的土壤样品装入样品罐；包括柜体100，如图，柜体呈方形，可以采用型材框架配合钣金结构制作壳体。柜体100包括背板103，与背板103相对的面板101，设置于面板101和背板103之间的前侧板102，前侧板102开设有托盘进口1021及托盘出口1022，设置于面板101和背板103之间的与前侧板102相对的后侧板104，后侧板104开设有样品罐进出口1041；也就是前侧板开设有供托盘进出的通道，而后侧板开设有供样品罐进出的通道。另外，面板还可以开设观察窗，以随时观察柜体的内部动作情况。

结合图2，绘示了柜体采用的框架105的结构，时主要的支撑结构，采用方管焊接制作，此外，装置还包括：设置于柜体100内靠近托盘进口的第一托架201；靠近托盘出口的第二托架202；靠近样品罐进出口的第三托架203；

结合图2和图3，装置中还包括设置于柜体内的罐装组件300，包括设置于背板的内壁上的横向导轨301，能够延横向导轨301横向移动的横移台302，设置于横移台302上的升降导轨303，能够延升降导轨303纵向移动的升降座304，设置于升降座304上的转台305，转台305的转动轴线垂直于背板，转台305上设置有机械爪306，机械爪306能够抓取托盘P。

通过上述结构，只需要用人工方式或者自动化设备将盛放有土壤样品的托盘放在第一托架上，然后罐装组件中的机械爪就可以抓取托盘，然后有两个方向的移动实现位置的移转，到了适合的位置之后，再控制转台旋转，带动机械爪改变托盘的放置角度，就可以实现将托盘中的土壤样品罐装到样品罐中，也可以支持在转台旋转的时候，些微调整升降和横移，让托盘的前端开口始终靠近着样品罐的开口。完成罐装之后，转台回转，托盘回到水平状态，再通过升降和横移带动机械爪将托盘放置在第二托架上，用人工或者自动化设备将空的托盘取走，盛装着土壤样品的样品罐，也可以通过人工方式或者自动化设备取走。至此能够完成土壤样品从托盘到样品罐的自动化罐装。因为采用自动化的机械结构实现，可以将罐装过程在相对封闭的柜体内实现，减少了对于工作环境的污染。另外，自动化的操作，每次执行的动作都是稳定且一致的，可以确保获得比人工更精准的操作，降低了土壤样品洒落的可能。为大批量进行土壤样品的处理和检测提供了可靠的硬件支持。

如图2，第一托架201的位置和第二托架202的位置在竖直方向上对齐。

第一托架主要是放置盛装土壤样品的托盘，第二托架主要是放置清空的土壤样品托盘，罐装组件在横向上位置的行程要满足可以让机械爪完成在第一托架和第二托架的托盘的取放，这样的话，就支持实现横向行程尽可能短的需求，这是利于紧凑设计的。另外，将第一托架和第二托架对齐设置，可以增加柜体的紧凑性，靠近柜体的前侧板的一侧，第一托架和第二托架均紧凑的贴合着前侧板。

此外如图2绘示的实施例中，第一托架201位于第二托架202的上方；第三托架203的布置高度低于第二托架202的布置高度。

如此进行布置，罐装组件的机械爪从第一托架取下托盘然后向后移动的同时向下移动，移动到托盘的前端接近样品罐的罐口上方，转台旋转，实现托盘中土壤样品的倾倒操作，完成倾倒后，转台再反向旋转，然后驱动机械爪继续向上向前移动，直至将清空的托盘放置在第二托架上。而后，可以等待下一个托盘放置在第一托架上，再重复执行操作，如此，整个罐装过程就是一个单向的循环过程，运行会比较顺畅，减少重复移动和动作，能够起到简化操作过程和相关控制设置的目的，也能缩短操作时间，节省能耗。

另外，在一个实施例中，升降座能够延升降导轨纵向移动的行程距离小于第三托架至柜体的顶部的距离；升降座能够延升降导轨纵向移动的行程距离不小于第二托架至柜体的顶部的距离。

升降座的移动行程可以进行合理的设置，以使装置整体上更加的紧凑，所以行程的距离要满足能够让机械爪降落到第二托架以放置托盘，同时，也无需让行程超过第二托架至柜体的顶部之间的距离，满足紧凑设置的同时，足以让罐装组件有充足的活动空间。

此外，上述实施例中，横向导轨可选用直线模组，横移台安装于直线模组的滑块上；升降导轨也可选用直线模组，升降座安装于直线模组的滑块上。

进行线性移动的元件均可以选购或者订购成品的直线模组，此为集成化的标准产品，相较于自己组装制作，更加节省成本，且精密度也完全符合使用要求。

而转台包括蜗轮蜗杆减速机，转台驱动单元；转台驱动单元连接蜗轮蜗杆减速机的蜗杆端；机械爪连接蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴。

蜗轮蜗杆减速机比较适合驱动转台的转动动作，整体形状是扁平的，可以稳定支撑转台，也利于紧凑设计，让柜体的面板和背板之间距离不至于过宽。传动比也较大，可以用较小型号的电动机进行驱动。

参考图3，机械爪306包括与转台305连接的座体；安装于座体之上的一对背向设置的气缸3601；安装于气缸3601的活塞杆上的夹具，夹具包括与活塞杆连接的连接块3602，安装在连接块3602上的夹紧块3603，夹紧块3603形成有与托盘P的侧边形状匹配的凹槽，凹槽的朝向指向气缸。

作为执行抓取操作的构造，机械爪采用简洁可靠的结构，托盘一般都是对称结构，而且大致上都是长条型状的，所以只需要对侧设置的被气缸驱动的夹紧块通过调整相对的距离，就可以实现对于托盘的夹紧，且夹紧之后能够稳固地固定住托盘，夹住托盘的两侧，则方便取放托盘。

如图2所示，第三托架203上方设置有除尘抽吸管道400，除尘抽吸管道400的一端设置有倒锥形抽吸口；除尘抽吸管道400连通负压装置(图未示)。

显然，采用机械自动化进行土壤样品的罐装的优点之一就可以进行相对封闭的操作，减少对于现场环境的污染，更可以在相对封闭的柜体中，进行罐装的位置设置抽吸管道，进行除尘，当开始罐装时，则开启抽吸，可以捕捉逸散的灰尘，保持柜体内部的清洁，这也能够保护直线模组以及气缸等元件。

同时，这也是让罐装时产生的扬尘绝大部分都被集中收集，如果有必要，对于此部分收集物，也可以方便做后续处理。

此外，托盘进口201及托盘出口202均设置有门板501，门板501的侧边设置有球形或者柱状凸起；

背板及面板的内壁设置有圆弧形槽道502，具体地，圆弧形槽道是一块具有弧形边的板，开设有圆弧形的槽道，图中，圆弧形的槽道还延伸有一段直线型的槽道。圆弧形槽道502的位置接近前侧板，门板501通过球形或者柱状的凸起与圆弧形槽道502滑动连接。

为尽量密闭柜体内部，所以将设置门板对托盘进口及托盘出口进行封闭。为方便托盘进出，将托盘进口和托盘出口的门板设置为滑动开启，选择在门板的侧边设置两个凸起，当推动门板的时候，门板就自动向上滑动开启，当门板需要关闭时，拉动门板的下边，然后倾斜到一定程度放开门板，门板就可以在自重作用下滑动关闭。

另外，如图，横向导轨为平行的双导轨结构。

升降的构造，转台等构造的载荷都是集中施加在横移台上，所以将横向导轨选用双导轨结构，有利于保持横移稳定，顺畅。

同理，升降导轨也可以采用双导轨结构。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种土壤样品装罐装置，用以将托盘中的土壤样品装入样品罐；其特征在于，包括

柜体，所述柜体包括

背板，

与所述背板相对的面板，

设置于所述面板和背板之间的前侧板，所述前侧板开设有托盘进口及托盘出口，

设置于所述面板和背板之间的与所述前侧板相对的后侧板，所述后侧板开设有样品罐进出口；

设置于所述柜体内靠近所述托盘进口的第一托架；靠近所述托盘出口的第二托架；靠近所述样品罐进出口的第三托架；

设置于柜体内的罐装组件，包括

设置于背板的内壁上的横向导轨，能够延所述横向导轨横向移动的横移台，

设置于横移台上的升降导轨，能够延所述升降导轨纵向移动的升降座，

设置于所述升降座上的转台，所述转台的转动轴线垂直于所述背板，所述转台上设置有机械爪，所述机械爪能够抓取托盘。

2.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述第一托架的位置和所述第二托架的位置在竖直方向上对齐。

3.如权利要求2所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述第一托架位于所述第二托架的上方；所述第三托架的布置高度低于所述第二托架的布置高度。

4.如权利要求3所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述升降座能够延所述升降导轨纵向移动的行程距离小于所述第三托架至所述柜体的顶部的距离；

所述升降座能够延所述升降导轨纵向移动的行程距离不小于所述第二托架至所述柜体的顶部的距离。

5.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述横向导轨选用直线模组，所述横移台安装于所述直线模组的滑块上；或者

所述升降导轨选用直线模组，所述升降座安装于所述直线模组的滑块上。

6.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述转台包括蜗轮蜗杆减速机，转台驱动单元；

所述转台驱动单元连接所述蜗轮蜗杆减速机的蜗杆端；所述机械爪连接所述蜗轮蜗杆减速机的蜗轮轴。

7.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述机械爪包括与所述转台连接的座体；

安装于座体之上的一对背向设置的气缸；

安装于所述气缸的活塞杆上的夹具，所述夹具包括与所述活塞杆连接的连接块，安装在连接块上的夹紧块，所述夹紧块形成有与所述托盘的侧边形状匹配的凹槽，所述凹槽的朝向指向所述气缸。

8.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述第三托架上方设置有除尘抽吸管道，所述除尘抽吸管道的一端设置有倒锥形抽吸口；所述除尘抽吸管道连通负压装置。

9.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述托盘进口及托盘出口均设置有门板，所述门板的侧边设置有球形或者柱状凸起；

所述背板及面板的内壁设置有圆弧形槽道，所述圆弧形槽道的位置接近所述前侧板，所述门板通过球形或者柱状的凸起与所述圆弧形槽道滑动连接。

10.如权利要求1所述的土壤样品装罐装置，其特征在于，所述横向导轨为平行的双导轨结构。

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