CN219915644U - 一种用于进样瓶检测的分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液体检测技术领域，特别涉及一种用于进样瓶检测的分析装置，分析装置包括平台、导轨、机器人、机械臂和驱动机构，平台设置至少一个检测工位，每个检测工位设有一个检测仪，检测仪具有送样口；导轨设置在平台上；机器人沿导轨移动，并可在各检测工位之间移动；机械臂安装在机器人上，所述机械臂包括机械臂本体，械臂本体上设有第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪设有用于夹持进样瓶架的第一夹持部和用于夹持托盘的第二夹持部，第二夹爪用于夹持进样瓶；驱动机构用于驱动机器人沿导轨移动，本实用新型的分析装置可以配合自动化使用场景，通过设置专门的机器人上送入检测仪进行检测，提高效率。

Description

一种用于进样瓶检测的分析装置

技术领域

本实用新型涉及液体检测技术领域，特别涉及一种用于进样瓶检测的分析装置。

背景技术

液相色谱质谱联用仪(LC/MS)，用于医学、化学、生物工程等领域，是实验室必备的常规样品检测仪器，但大多情况运用还是供给化学家人工使用，很少会运用到自动化领域。

如果没有自动化设备，化学家登记样品检测样品需要在仪器的系统中登记在手动放入系统指派的孔位。而人工送样检测的话无法24小时工作。

之前研制的一套自动化方案是AGV小车从取样设备的下料区，将取样完成的进样瓶一个个取到AGV的背上，再由AGV将其运送至LC/MS仪器前，AGV上的机械臂再拍照定位，再把已检测过的进样瓶丢弃，再把背上的进样瓶由机械臂将其一个个分别送入LC/MS仪器的内部待检测托盘上。这套方案的缺点：1、这套工序由AGV来完成，由于进样瓶是一个个夹取的，效率会比较低；取样装置和LC/MS仪器之间有一定距离，AGV运送有路程时间，且每个工位AGV到达后都需要拍照定位，节拍较长。2、由于进样瓶是由AGV小车上的机械臂将其从AGV背上的暂存工位一个个夹取至LC/MS仪器内部的托盘中，机械臂上的夹爪体积较大，托盘中的54个孔位不能被全部利用，夹具会和放置好的进样瓶有干涉，54个孔位中只能利用3个孔位。3、从取样装置到LCMS检测这段工艺由AGV小车完成，会占用AGV大部分时间，使其他的工作效能大大降低。实验室的检测仪器往往是相对比较紧缺的，LC/MS也一样，所以仪器难免会出现自动化和化学家混用的情况。但这种人机混用的情况常会出现化学家不熟悉自动化或误操作而导致全流程自动化的瘫痪，导致AGV在仪器前无法工作而暂停全流程。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的通过AGV小车上料至检测装置效率低的问题，本实用新型提供一种提高效率的用于进样瓶检测的分析装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于进样瓶检测的分析装置，包括：

平台，所述的平台设置至少一个检测工位，每个检测工位设有一个检测仪，检测仪具有送样口；

导轨，所述的导轨设置在平台上；

机器人，所述的机器人沿导轨移动，并可在各检测工位之间移动；

机械臂，所述的机械臂安装在所述的机器人上，所述机械臂包括机械臂本体，械臂本体上设有第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪设有用于夹持进样瓶架的第一夹持部和用于夹持托盘的第二夹持部，所述的第二夹爪用于夹持进样瓶；第一夹持部设置在第一夹爪的内侧壁。

驱动机构，所述的驱动机构用于驱动机器人沿导轨移动。

进一步的，所述的托盘包括托盘本体，所述的托盘本体可拆卸固定有板件，所述的板件具有外折部，外折部与托盘本体之间具有空隙，外折部设有槽口，所述的第二夹持部伸入到槽口进行夹持，第二夹持部包括用于伸入到外折部内侧的嵌部。

进一步的，所述的嵌部呈用于钩住外折部内壁的钩状，所述的第二夹爪呈长条柱状。长条柱状节省空间，减少与进样瓶的干涉空间。

进一步的，所述的平台设有进样瓶架暂存工位和托盘暂存工位。托盘为54孔，进样瓶架由上游取样设备输出，最多能承载5个进样瓶，进样瓶架暂存工位可承接上游取样装置输出的进样瓶架，进样瓶架暂存工位数量为3个，托盘暂存工位的个数为4个。

进一步的，所述的机械臂上设有扫码器，所述的进样瓶架和托盘上设有二维码。

进一步的，所述的平台外侧安装有手动升降门。

进一步的，全自动分析装置还包括用于检测手动升降门是否打开的检测装置。

进一步的，所述的平台上设有废瓶处理口，所述的废瓶处理口下方设有废弃桶。

进一步的，所述的检测工位个数为两个，检测仪包括对应设置在两个工位的第一检测仪和第二检测仪。

有益效果：

(1)本实用新型的分析装置可以配合自动化使用场景，该自动化分析设备可和上游的反应设备、取样设备和AGV承接起来，形成一条完整的自动化工艺线体，通过设置专门的机器人将托盘送入检测仪进行检测，提高效率；

(2)机器人前端的机械臂集成了种功能，第二夹爪能夹取进样瓶、第一夹爪能夹取托盘和进样瓶架，并且集成了扫码器，功能齐全；

(3)第一夹爪设置钩状的嵌部，通过嵌部嵌入板件的外折部的内侧，能够实现第一夹爪对托盘的稳定夹持，防止夹持晃动甚至造成托盘连同托盘上的进样瓶的整体掉落；

(4)第一夹爪的嵌部设置在第一夹爪的头部，这样就可以直接通过第一夹爪内侧壁进行夹取进样瓶架，不用额外设置夹持结构，而且嵌部设置在第一夹爪的头部，不会进样瓶架造成干涉；

(5)第二夹爪呈长条柱状，占用空间小，可以实现托盘上的进样瓶的紧密排列，增加每次检验的进样瓶的数量，进一步提升效率；

(6)可实现24小时不间断可无人看管运行，可解决了晚上反应完成的样品无法取样、无法送检的问题；

(7)可以节省人工成本，主要通过机器人进行送样至检测仪，相比人工送样节约化学家放样送样的时间；

(8)该设备可将两台LC/MS设备串联起来，自动运行时无论哪台仪器空闲，机械臂会自动判断将待检验样品送入空闲仪器内检测，可提高仪器的利用率；

(9)考虑人机混用模式，人工和自动化都能使用检测仪器，且确保自动化设备的运行和人工操作时互不影响和人工送样时的安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型的全自动分析装置(不带手动升降门)的结构示意图；

图2为为本实用新型的全自动分析装置(带手动升降门)的结构示意图；

图3为本实用新型的全自动分析装置(不带手动升降门)的俯视图；

图4为本实用新型的机器人的结构示意图；

图5为托盘的结构示意图；

图6为进样瓶架的结构示意图；

图7为机械臂抓取托盘的示意图；

图8为机械臂抓取进样瓶架的示意图；

图9为机械臂抓取进样瓶的示意图；

图10为上游取样装置与平台的位置关系图。

其中，1、平台，1-1、废瓶处理口，1-2、进样瓶架暂存工位，1-3、托盘暂存工位，2-1、第一检测仪，2-2、第二检测仪，2-3、送样口，3、导轨，4、机器人，5、机械臂，5-1、第一夹爪，5-11、第一夹持部，5-12、第二夹持部，5-121、嵌部，5-2、第二夹爪，6、进样瓶架，7、托盘，7-1、托盘本体，7-2、板件，7-21、外折部，7-22、槽口，8、进样瓶，9、手动升降门，10、上游取样装置。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供了一款用于进样瓶检测的分析装置，它的上游是一台用于合成过程中的在线取样和配样装置，该取样装置完成后输出一个进样瓶架，其进样瓶架上含有待检测的进样瓶样品。

本实用新型的一种用于进样瓶检测的分析装置，包括平台1，导轨3，机器人4，机械臂5和驱动机构，机械臂5为协作机械臂，并且是六轴机械臂，能适用于整个应用场景。

平台1设置至少一个检测工位，每个检测工位设有一个检测仪，检测仪具有送样口2-3；导轨3设置在平台1上；机器人4沿导轨3移动，并可在各检测工位之间移动；机械臂5安装在机器人4上，所述机械臂5包括机械臂本体，械臂本体上设有第一夹爪5-1和第二夹爪5-2，第一夹爪5-1设有用于夹持进样瓶架6的第一夹持部5-11和用于夹持托盘7的第二夹持部5-12，第二夹爪5-2用于夹持进样瓶8，第二夹爪5-2呈长条柱状，夹爪5-2每侧设置两侧柱状长条，夹取时，柱状长条贴住进样瓶8的外壁进行夹取，进一步的，为了增加摩擦力，可以在第二夹爪5-2上设置橡胶套等结构；驱动机构用于驱动机器人4沿导轨3移动。驱动机构包括伺服电机和齿轮齿条传动机构，也可以包括丝杆等机构，本实用新型中设置两个工位，该机构可带动机械臂在两个工位之间移动，使其一个机械臂的工作范围能覆盖两个工位。机械人4为协作机器人，机器人4前端的机械臂5集成了4种功能，第二夹爪5-2夹爪能夹取进样瓶8、第一夹爪5-1能夹取托盘7和进样瓶架6，并且集成了扫码器。

托盘7包括托盘本体7-1，托盘本体7-1可拆卸固定有板件7-2，板件7-2具有外折部7-21，外折部7-21与托盘本体7-1之间具有空隙，外折部7-21设有槽口7-22，第二夹持部5-12伸入到槽口7-22进行夹持，第二夹持部5-12包括用于伸入到外折部7-21内侧的嵌部5-121。作为本实用新型的优选实施例，嵌部5-121呈用于钩住外折部7-21内壁的钩状。第一夹爪5-1的头部钩状的嵌部5-121分别伸入到槽口7-22中，然后第一夹爪5-1闭合，两个钩状的嵌部5-121即嵌入外折部7-21内侧，为了增加稳定性，优选的，嵌部5-121的最大厚度可以与外折部7-21与托盘本体7-1之间的距离匹配，而嵌部5-121设置成钩状，可以方便嵌部5-121从外折部7-21的内侧脱出，即起到了夹持稳定的同时又不会出现卡滞的效果。

平台1设有进样瓶架暂存工位1-2和托盘暂存工位1-3。进样瓶架暂存工位1-2数量为3个，托盘暂存工位1-3的个数为4个。

平台1外侧安装有手动升降门9。全自动分析装置还包括用于检测手动升降门9是否打开的检测装置。检测装置可以采用传感器，或者微动开关等元器件。

检测工位个数为两个，检测仪包括对应设置在两个工位的第一检测仪2-1和第二检测仪2-2。本实用新型中，检测仪为液相色谱质谱联用仪，该仪器为标准的检测仪器。本装置主体框架结构为Q235方管焊接而成，由两部分独立框架左右组合拼接而成；每个独立框架上各有一台LC/MS检测仪器；机器人4装载在含有伺服机构的移动机构上，可在两个工位之间平行移动，可覆盖所有工作区域。平台1上每个检测仪对应设有废瓶处理口1-1，废瓶处理口1-1下方设有废弃桶。

一种如上述的一种用于进样瓶检测的分析装置的工作方法，包括自动检测模式和人机混用模式：

自动检测模式包括以下步骤：

S11:当该装置的上游取样装置取样完成后输出一个含有待检测样品的进样瓶架6；上游取样装置可以包括AGV小车。

S12:该装置的机械臂5的第一夹爪5-1将进样瓶架6夹抓取到进样瓶架6暂存工位，进行扫码；

S13:机械臂5的第二夹爪5-2将该进样瓶架6上的待检测进样瓶8码垛到托盘暂存工位的托盘7中；

S14:机械臂5的第一夹爪5-1把已码完的进样瓶架6还回上游的取样装置；

S15:当第一检测仪2-1或第二检测仪2-2空闲时，机械臂5接收到信号，机械臂5的第一夹爪5-1把第一检测仪2-1或第二检测仪2-2中的托盘7取出，将该托盘7中已检测过的进样瓶8倒入废弃桶中，再把该托盘7放到空的托盘暂存工位；

S16:机械臂5的第一夹爪5-1把含有待检测进样瓶8的托盘7放入第一检测仪2-1或第二检测仪2-2中内部进行检测；

S17:机械臂5回到原点位置，等待新的任务；

实验室的检测仪器往往是相对比较紧缺的，LC/MS也一样，所以仪器难免会出现自动化和化学家混用的情况。但这种人机混用的情况常会出现化学家不熟悉自动化或误操作而导致全流程自动化的瘫痪。考虑到上述情况，该设备配备人机混用模式，此模式可有效解决人机混用的难题，也可进一步保证混用时人工的安全性。人机混用模式包括以下步骤：

S21:当有待检测化学样品需要单独使用第一检测仪2-1或第二检测仪2-2时，需要来到该设备的人工操作侧，打开设备上的手动升降门9，将待检测样品从送样口2-3放入仪器，完成后再将手动升降门9关闭；

S22:如果当手动升降门9打开时，该设备端的机械臂5在和第一检测仪2-1或第二检测仪2-2有交互时，机械臂5将暂停工作，直至人工放完样后手动升降门9关闭机械臂5可恢复流程；

S23:如手动升降门9打开时，机械臂5没在和第一检测仪2-1或第二检测仪2-2交互，则不影响流程。

机器人的送样口2-3与人工的送样口可以采用一个，优选的，送样口分开设置，即设置机器人专用的送样口和人工专用的送样口。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于:包括：

平台(1)，所述的平台(1)设置至少一个检测工位，每个检测工位设有一个检测仪，检测仪具有送样口(2-3)；

导轨(3)，所述的导轨(3)设置在平台(1)上；

机器人(4)，所述的机器人(4)沿导轨(3)移动，并可在各检测工位之间移动；

机械臂(5)，所述的机械臂(5)安装在所述的机器人(4)上，所述机械臂(5)包括机械臂本体，械臂本体上设有第一夹爪(5-1)和第二夹爪(5-2)，第一夹爪(5-1)设有用于夹持进样瓶架(6)的第一夹持部(5-11)和用于夹持托盘(7)的第二夹持部(5-12)，所述的第二夹爪(5-2)用于夹持进样瓶(8)；

驱动机构，所述的驱动机构用于驱动机器人(4)沿导轨(3)移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的托盘(7)包括托盘本体(7-1)，所述的托盘本体(7-1)可拆卸固定有板件(7-2)，所述的板件(7-2)具有外折部(7-21)，外折部(7-21)与托盘本体(7-1)之间具有空隙，外折部(7-21)设有槽口(7-22)，所述的第二夹持部(5-12)伸入到槽口(7-22)进行夹持，第二夹持部(5-12)包括用于伸入到外折部(7-21)内侧的嵌部(5-121)。

3.根据权利要求2所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的嵌部(5-121)呈用于钩住外折部(7-21)内壁的钩状，所述的第二夹爪(5-2)呈长条柱状。

4.根据权利要求1所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的平台(1)设有进样瓶架暂存工位(1-2)和托盘暂存工位(1-3)。

5.根据权利要求4所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的机械臂(5)上设有扫码器，所述的进样瓶架(6)和托盘(7)上设有二维码。

6.根据权利要求1所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的平台(1)外侧安装有手动升降门(9)。

7.根据权利要求6所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：全自动分析装置还包括用于检测手动升降门(9)是否打开的检测装置。

8.根据权利要求1所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的平台(1)上设有废瓶处理口(1-1)，所述的废瓶处理口(1-1)下方设有废弃桶。

9.根据权利要求1所述的一种用于进样瓶检测的分析装置，其特征在于：所述的检测工位个数为两个，检测仪包括对应设置在两个工位的第一检测仪(2-1)和第二检测仪(2-2)。