CN221707275U - 一种实验室近红外光谱仪自动进样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室近红外光谱仪自动进样系统，包括：样品架，样品架上设置有多个样品杯，样品架一侧设置有轨道，轨道上设置有机械臂，机械臂可沿轨道移动，机械臂的末端设置有机械夹爪，轨道一侧设置有近红外光谱仪，机械夹爪用于执行张开和收拢动作，以实现对样品杯的释放和夹取操作，机械臂用于带动机械夹爪在样品杯与近红外光谱仪之间移动，以将样品杯放置到近红外光谱仪上。本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统，可以将制备好的样品自动放入近红外光谱仪的检测口，实现自动连续样品检测，减少人手工操作，提升自动化程度，可以有效地解决实验室近红外光谱仪不能自动连续进样问题。

Description

一种实验室近红外光谱仪自动进样系统

技术领域

本实用新型涉及近红外检测技术领域，尤其涉及一种实验室近红外光谱仪自动进样系统。

背景技术

近红外分析技术属于二次分析技术，具有样品检测无损、速度快、无污染、纯绿色的特点，这些特点决定了近红外光谱分析技术与常规分析技术相比具有显著的优越性，广泛应用于各行业检测分析领域。随着大数据技术在卷烟产品设计领域应用，近红外检测技术以其快速便捷的优势，广泛应用于烟叶原料的检测。

由于目前使用的近红外光谱仪没有自动进样装置，应用近红外光谱仪对烟叶样品检测时，需人工将制备好的样品倒入检测杯，压平后，放入检测口进行检测，这一过程需要人手工长期操作，自动化程度较低。

因此，亟需一种实验室近红外光谱仪自动进样系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实验室近红外光谱仪自动进样系统，以解决上述现有技术中的问题，在放置好样品后不需要人再手工操作，能够实现自动进样。

本实用新型提供了一种实验室近红外光谱仪自动进样系统，包括：样品架，所述样品架上设置有多个样品杯，所述样品架一侧设置有轨道，所述轨道上设置有机械臂，所述机械臂可沿所述轨道移动，所述机械臂的末端设置有机械夹爪，所述轨道一侧设置有近红外光谱仪，所述机械夹爪用于执行张开和收拢动作，以实现对所述样品杯的释放和夹取操作，所述机械臂用于带动所述机械夹爪在所述样品杯与所述近红外光谱仪之间移动，以将所述样品杯放置到所述近红外光谱仪上。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述样品架包括若干竖直设置的立柱和若干沿水平方向架设在各所述立柱上的样品托盘，且各所述样品托盘在竖直方向上彼此平行。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，各所述样品托盘上设置有多个用于容纳所述样品杯的容纳孔。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述机械臂连接有第一电机，用于驱动所述机械臂动作；所述机械夹爪连接有第二电机，用于驱动所述机械夹爪动作。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述机械臂包括安装在所述轨道上的机械臂底座、所述机械臂底座顶端依次连接有第一伸缩旋转组件，第一旋转组件，第二旋转组件、第三旋转组件和第二伸缩旋转组件，其中，所述第一伸缩旋转组件和所述第二伸缩旋转组件可作伸缩动作和/或伸缩动作，所述第一旋转组件、所述第二旋转组件和所述第三旋转组件可作旋转动作，所述机械夹爪设置在所述第二伸缩旋转组件的末端。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述近红外光谱仪的顶端边缘位置设置有检测器，用于接收所述样品杯。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述样品杯包括杯底和设置在所述杯底上的杯体。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述杯底采用石英玻璃制成，所述杯体采用铝制成，且所述杯体为圆柱体。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述样品杯上盖设有杯盖。

如上所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其中，优选的是，所述杯盖采用橡胶制成。

本实用新型的实验室近红外光谱仪自动进样系统，通过机械臂带动机械夹爪在样品杯与近红外光谱仪之间移动，可以将制备好的样品自动放入近红外光谱仪的检测口，实现自动连续样品检测，减少人手工操作，提升自动化程度，可以有效地解决实验室近红外光谱仪不能自动连续进样问题；通过带有杯盖的样品杯，可以避免样品因长时间放置水分发生变化而导致的检测误差；机械臂通过第一伸缩旋转组件、第一旋转组件、第二旋转组件、第三旋转组件和第二伸缩旋转组件，旋转及伸缩动作，可以调节机械夹爪的位置；本实用新型结构简单、操作方便，很适合实验室近红外光谱仪自动进样分析大量烟丝或烟末样品。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统实施例的样品杯的结构示意图；

图3为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统实施例的样品杯与杯盖的分解结构示意图；

图4为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统的样品托盘的结构示意图。

图5为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统的样品架的结构示意图。

图6为本实用新型提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统的机械臂的结构示意图。

附图标记说明：1-样品杯，2-杯盖，3-样品架，4-轨道，5-机械臂，6-机械夹爪，7-近红外光谱仪，101-杯体，102-杯底，301-样品托盘，302-样品架立柱，303-容纳孔，501-机械臂底座，502-第一伸缩旋转组件，503-第一旋转组件，504-第二旋转组件，505-第三旋转组件，506-第二伸缩旋转组件，701-检测器。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：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、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

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，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，本实施例提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统包括：样品架3，所述样品架3上设置有多个样品杯1，所述样品架3一侧设置有轨道4，所述轨道4上设置有机械臂5，所述机械臂5可沿所述轨道4移动，所述机械臂5的末端设置有机械夹爪6，所述轨道4一侧设置有近红外光谱仪7，所述机械夹爪6用于执行张开和收拢动作，以实现对所述样品杯1的释放和夹取操作，所述机械臂5用于带动所述机械夹爪6在所述样品杯1与所述近红外光谱仪7之间移动，以将所述样品杯1放置到所述近红外光谱仪7上。

在本实用新型的一种实施方式中，轨道4位于样品架3的前端面一侧，机械臂5可在轨道4上左右移动，以改变位置。近红外光谱仪7位于轨道4的右端面一侧，需要说明的是，本实用新型对样品架、轨道4及近红外光谱仪7的相对位置不作具体限定。

其中，如图2和图3所示，所述样品杯1包括杯底102和设置在所述杯底102上的杯体101。示例性地，所述杯底102采用石英玻璃制成，所述杯体101采用铝制成，且所述杯体101为圆柱体，杯口与杯底102的直径一致。需要说明的是，本实用新型对杯底102的材质、杯体101的材质及形状不作具体限定。

进一步地，所述样品杯1上盖设有杯盖2，所述杯盖2可起到密封样品杯1的作用，防止样品杯1内的样品水分变化。在本实用新型的一些实施方式中，所述杯盖2采用橡胶制成。本领域技术人员可以理解的是，杯盖2的尺寸略大于样品杯1的尺寸，示例性地，杯盖2与样品杯1的直径比为1：0.9-0.98。需要说明的是，本实用新型对杯盖2的材质、形状及尺寸等不作具体限定。

进一步地，如图6所示，所述机械臂5连接有第一电机，用于驱动所述机械臂5动作；所述机械夹爪6连接有第二电机，用于驱动所述机械夹爪6动作。在本实用新型的一些实施方式中，所述第一电机和所述第二电机连接有控制器，用于控制所述第一电机和所述第二电机动作，从而控制机械臂5和机械夹爪6的动作。示例性地，所述控制器为可编程逻辑控制器(PLC)。在本实用新型的一些实施方式中，控制器的型号为西门子S7-300，需要说明的是，本实用新型对控制器的类型及型号不作具体限定。

更进一步地，如图4和图5所示，所述样品架3包括若干竖直设置的立柱302和若干沿水平方向架设在各所述立柱上的样品托盘301，且各所述样品托盘301在竖直方向上彼此平行。在本实用新型的一些实施方式中，立柱302的数量为4个，4个立柱302围设成长方形，且各立柱302的长度相等。示例性地，样品托盘301的数量为2-3个，例如为2个。需要说明的是，本实用新型对立柱302和样品托盘301的数量及分布方式不作具体限定。

进一步地，各所述样品托盘301上设置有多个用于容纳所述样品杯1的容纳孔303。在具体实现中，可在所述样品杯1中装好样品后，使用杯盖2密封盖住样品杯1中，然后将样品杯1放置于样品托盘301中的容纳孔303内。本技术人员可以理解的是，容纳孔303的直径比样品杯1的杯底102的直径稍大，容纳孔303与杯底102的直径比为1：0.9-0.98，例如为1：0.95。在本实用新型的一些实施方式中，多个容纳孔303在各所述样品托盘301上呈矩阵形式分布。示例性地，各样品托盘301上分布有8-10个容纳孔303。需要说明的是，本实用新型对容纳孔303的数量、尺寸及分布方式不作具体限定。另外，不同样品托盘301上的容纳孔303的数量、尺寸及分布方式可以相同，也可以不同，本实用新型对此不作具体限定。在具体思想中，可按照样品杯1所处的位置，即样品杯1放置于哪层样品托盘301中的哪个容纳孔303内，可通过控制器编制好进样序列，即可按照进样序列，按顺序完成样品杯1的抓取、移动、放回动作，实现多个样品的自动进样操作。

在工作中，当进行自动进样操作时，机械臂5在轨道4上水平移动至样品杯1正前方，通过机械臂5带动机械夹爪6移动至样品杯1正上方，机械夹爪6执行收拢动作，抓取到样品杯1后，机械臂5在轨道4上移动至靠近近红外光谱仪7侧的一端，通过机械臂5带动抓取有样品杯1的机械夹爪6移动至近红外光谱仪7上，机械夹爪6执行张开动作，将样品杯1放置于近红外光谱仪7上，此时，近红外光谱仪7的操作人员即可进行光谱扫描工作。在样品扫描完成后，机械夹爪6执行收拢动作，以抓取样品杯1，机械臂5通过原路线返回至样品杯1的原位置，机械夹爪6执行张开动作，放下样品杯1，实现一个样品杯1的自动进样操作。

更进一步地，如图6所示，所述机械臂5包括安装在所述轨道4上的机械臂底座501、所述机械臂底座501顶端依次连接有第一伸缩旋转组件502，第一旋转组件503，第二旋转组件504、第三旋转组件505和第二伸缩旋转组件506，其中，所述第一伸缩旋转组件502和所述第二伸缩旋转组件506可作伸缩动作和/或伸缩动作，所述第一旋转组件503、所述第二旋转组件504和所述第三旋转组件505可作旋转动作，所述机械夹爪6设置在所述第二伸缩旋转组件506的末端。

具体而言，如图6所示，机械臂底座501安装在轨道4上，机械臂底座501的另一端与第一伸缩旋转组件502连接；所述第一伸缩旋转组件502的一端与机械臂底座501连接，另一端与第一旋转组件503连接，第一伸缩旋转组件502可在伸缩运动时改变机械臂5的高度，同时可在旋转运动时改变机械臂5的角度；第一旋转组件503的一端与第一伸缩旋转组件502连接，另一端与第二旋转组件504连接，其可绕与第二旋转组件504的连接处自由转动；所述第二旋转组件504的一端与第一旋转组件503连接，另一端与第三旋转组件505连接，可绕与第三旋转组件505的连接处自由转动；第三旋转组件505的一端与第二旋转组件504连接，另一端与第二伸缩旋转组件506连接，可绕与第二伸缩旋转组件506的连接处自由转动；所述第二伸缩旋转组件506的一端与第三旋转组件505连接，另一端安装有机械夹爪6，可在伸缩运动时改变机械夹爪位置，可在旋转运动时改变机械夹爪6的角度。

进一步地，如图1所示，所述近红外光谱仪7的顶端边缘位置设置有检测器701，用于接收所述样品杯1。在进样过程中，机械臂5通过第一伸缩旋转组件502，第一旋转组件503、第二旋转组件504、第三旋转组件505和第二伸缩旋转组件506的伸缩及旋转，使得抓取有样品杯1的机械夹爪6移动至近红外光谱仪7的检测器701上。

本实用新型实施例提供的实验室近红外光谱仪自动进样系统，通过机械臂带动机械夹爪在样品杯与近红外光谱仪之间移动，可以将制备好的样品自动放入近红外光谱仪的检测口，实现自动连续样品检测，减少人手工操作，提升自动化程度，可以有效地解决实验室近红外光谱仪不能自动连续进样问题；通过带有杯盖的样品杯，可以避免样品因长时间放置水分发生变化而导致的检测误差；机械臂通过第一伸缩旋转组件、第一旋转组件、第二旋转组件、第三旋转组件和第二伸缩旋转组件，旋转及伸缩动作，可以调节机械夹爪的位置；本实用新型结构简单、操作方便，很适合实验室近红外光谱仪自动进样分析大量烟丝或烟末样品。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，包括：样品架，所述样品架上设置有多个样品杯，所述样品架一侧设置有轨道，所述轨道上设置有机械臂，所述机械臂可沿所述轨道移动，所述机械臂的末端设置有机械夹爪，所述轨道一侧设置有近红外光谱仪，所述机械夹爪用于执行张开和收拢动作，以实现对所述样品杯的释放和夹取操作，所述机械臂用于带动所述机械夹爪在所述样品杯与所述近红外光谱仪之间移动，以将所述样品杯放置到所述近红外光谱仪上。

2.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述样品架包括若干竖直设置的立柱和若干沿水平方向架设在各所述立柱上的样品托盘，且各所述样品托盘在竖直方向上彼此平行。

3.根据权利要求2所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，各所述样品托盘上设置有多个用于容纳所述样品杯的容纳孔。

4.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述机械臂连接有第一电机，用于驱动所述机械臂动作；所述机械夹爪连接有第二电机，用于驱动所述机械夹爪动作。

5.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述机械臂包括安装在所述轨道上的机械臂底座、所述机械臂底座顶端依次连接有第一伸缩旋转组件，第一旋转组件，第二旋转组件、第三旋转组件和第二伸缩旋转组件，其中，所述第一伸缩旋转组件和所述第二伸缩旋转组件可作伸缩动作和/或伸缩动作，所述第一旋转组件、所述第二旋转组件和所述第三旋转组件可作旋转动作，所述机械夹爪设置在所述第二伸缩旋转组件的末端。

6.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述近红外光谱仪的顶端边缘位置设置有检测器，用于接收所述样品杯。

7.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述样品杯包括杯底和设置在所述杯底上的杯体。

8.根据权利要求7所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述杯底采用石英玻璃制成，所述杯体采用铝制成，且所述杯体为圆柱体。

9.根据权利要求1所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述样品杯上盖设有杯盖。

10.根据权利要求9所述的实验室近红外光谱仪自动进样系统，其特征在于，所述杯盖采用橡胶制成。