一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统，包括有：上盖、对接气嘴、采样瓶、壳体、采样器装载圆盘和控制电路部分；上盖内部有对接气嘴，电机驱动直线运动单元带动对接气嘴左右运动，完成与采样瓶的对接与分离。壳体包括外壳和底座，底座下端有抽气泵和旋转电机，抽气泵通过气管与对接气嘴连接，旋转电机通过电机转轴与角度传感器连接。采样器装载圆盘位于底座上面，其内部是一个圆桶，圆桶的顶部有冷却箱盖，下端面外围突出部分有一圈孔，孔的底部有弹簧，上端面开有槽，采样瓶装载时，其底端嵌入孔内，上端嵌入槽内。本发明型自动化程度高，能够进行自动更换采样瓶，自动连续采样、具有远程监控和定位防盗功能。
【专利说明】一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统【技术领域】[0001]本发明涉及空气微生物检测领域，具体涉及一种全自动液体撞击式生物采样机器 人系统。【背景技术】[0002]空气微生物对环境的污染及其危害，特别是对人群健康带来的危害日益严重并受 到各方的关注。在活性生物采样作业中，面临有毒气体，未知细菌，高温低温等各种未曾设 想的环境，具有一定危险性，在军事领域其危险程度更加不可预测。所以，准确地监测室内 外环境空气中的微生物污染，对制定环境标准，消除危害和保障人民健康都是十分重要的。[0003]为了准确的检测空气中微生物，人们研制了多种微生物采样器。目前，空气微生物 的采样方式主要有:基于固体培养基的采样法、基于液体采样介质的采样法、基于物理作用 及特性的采样法。其中，基于液体采样介质的采样法具有以下特点而被普遍使用:首先，基 于液体介质的采样器由玻璃烧制而成，结构简单，使用方便，易消毒，可反复使用；其次，液 体采样液对微生物具有保护作用，对脆弱的微生物也能采样；再次，采样过程中因气流冲击 和采样液搅动，可以把微生物粒子团中的多个微生物释放出来，均匀分布在采样液中，作进 一步的生物培养后能准确测出空气中的微生物数量。目前，基于液体采样介质采样法在采 样过程中基本上都离不开工作人员的现场操作，无法满足在任何工况和无人值守情况下， 对机器人进行远程控制，以及进行液体撞击式采样瓶的自动更换、自动连续采样等操作需 求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统，实现了在无人 值守的条件下，进行采样瓶的自动更换，自动连续采样等操作，使系统具备定位和防盗功能 以及远程控制能力，实现了在无人值守情况下，监测机器人的位置、运行工况、以及进行采 样瓶自动更换、自动连续采样等操作。[0005]为了达到上述目的，本发明采用的方案为:[0006]—种全自动液体撞击式生物米样机器人系统，包括有:上盖、对接气嘴、米样瓶、壳 体、采样器装载圆盘和控制电路部分。所述的壳体包括外壳和底座，所述的控制电路部分安 装在所述的底座下端，包括有主控电路模块；[0007]所述的上盖内部包括有对接气嘴、对接驱动单元、电机、直线运动单元、轴承。所述 的对接驱动单元包括有弹性套，所述的对接气嘴安装在所述的弹性套上，所述的对接气嘴 上有密封性橡胶圈，所述的对接驱动单元一端安装有定位插销；所述的直线运动单元一端 和所述对接驱动单元相连接，另一端与所述的电机相连接；所述的底座下端安装有抽气泵， 所述的抽气泵通过气管和所述的对接驱动单元完成与所述的对接气嘴的连接，所述的上盖 与所述的外壳通过铰链连接。[0008]所述采样器装载圆盘的内部中心位置是一个圆桶，所述的圆桶内部能够放入冷却介质，所述的圆桶顶部有冷却箱盖，所述的圆桶上端面均匀分布有一圈插销槽，所述的圆桶的下端面外围突出部分均匀分布有一圈孔，所述的圈孔的底部有弹簧，对应的上端面开有槽，所述的采样瓶底端嵌入在底部所述的圈孔内，上端嵌入所述的槽内，在所述的弹簧的作用下，所述的采样瓶被固定住，完成所述的采样瓶的装载过程，所述的圆桶的底部中心位置有花健和电机转轴。所述的采样器装载圆盘位于所述的底座的上端，所述的采样器装载圆盘通过所述的电机转轴和花健与所述的底座固定连接。
[0009]所述的底座的下端中心位置通过所述的电机转轴连接的有旋转电机与角度传感器。所述的主控电路模块控制所述的电机的正向转动，从而驱动所述的直线运动单元带动所述的对接气嘴和定位插销的前进，所述的定位插销嵌入所述的插销槽内，完成所述的对接气嘴和所述的采样瓶的无偏移对接。所述的主控电路模块控制所述的抽气泵启动工作，抽气完成后，所述的主控电路模块控制所述的电机反向转动，驱动所述的直线运动单元带动所述的对接气嘴和定位插销的后退，完成与所述采样瓶的分离，当所述的对接气嘴回到初始位置后，所述的主控电路模块控制所述的旋转电机开始工作，带动着所述的采样瓶装载圆盘的正向转动，通过所述的角度传感器对角度的判断旋转到下个所述的采样瓶的采样位置，所述的采样瓶装载圆盘旋转到下一采样位置，完成了一次所述的采样瓶的自动更换、自动连续采样过程。
[0010]上述的一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统中，还具有以下技术特征:所述的上盖合上后，所述的轴承嵌入所述的冷却箱盖内。
[0011]上述的一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统中，还具有以下技术特征:所述的控制电路部分还包括有GPRS模块和GPS模块。
[0012]GPS远程控制过程为:所述的主控电路模块通过串口与所述的GPRS模块通信。远程控制计算机发送采样指令，包括采样次数、采样开始时间、空气流量、抽气泵抽气时间，采样间隔等数据通过无线网络发送给所述的GPRS模块，所述的GPRS模块将数据通过串口发送给主控电路模块，主控电路模块根据采样指令进行无人值守的情况下的远程控制的自动采样工作。
[0013]GPS定位和防盗过程为:所述的主控电路模块通过串口与所述的GPS模块通信，所述的主控电路模块间隔读取GPS模块发送的经纬度信息，在所述的一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统开启或者发生位置移动的时候，所述的主控电路模块会通过所述的GPRS模块和无线网络向远程控制计算机发送当前位置的经纬度信息，达到定位和防盗的功倉泛。
[0014]本发明与现有技术相比的优点在于:本发明提出的一种全自动液体撞击式生物采样机器人系统，稳定性好，功耗低、支持长时间工作，体积小、环境适应性强，具备定位和防盗功能、自动化程度高，在无人值守的条件下，进行自动更换采样瓶，自动连续采样。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明型的剖面结构示意图；
[0016]图2是本发明采样器装载圆盘的结构图；
[0017]图3是一次完整的自动换瓶、自动连续采样流程图；
[0018]图4是GPRS远程控制过程；[0019]图5是GPS定位和防盗过程。【具体实施方式】[0020]下面主要结合附图对本发明型的结构组成和实施过程做进一步的详细说明，但本 发明并不局限于以下实施例。[0021]如图1,2所不，本发明型的一种全自动液体撞击式生物米样机器人系统的米样器 包括有:上盖1、采样瓶2、对接气嘴3、壳体4、采样器装载圆盘6和控制电路部分28。壳体 4包括外壳12和底座13，控制电路部分28安装在底座13下端，包括有主控电路模块29 ；[0022]上盖I内部有对接驱动单元25、定位插销26、对接气嘴3、密封性橡胶圈8、电机9、 直线运动单元10，对接驱动单元25包括有密封性橡胶圈8，定位插销26安装在对接驱动单 元25上，对接气嘴3安装在弹性套11上。外壳12与上盖I通过铰链14连接，底座13下 端安装有抽气泵5，抽气泵5通过气管7和对接驱动单元25完成与对接气嘴3的连接，底座 13的中心位置安装有旋转电机15，旋转电机15通过电机转轴16与角度传感器17进行连 接。采样器装载圆盘6位于底座13上面,采样器装载圆盘6通过电机转轴16、花健18与底 座13固定连接。采样瓶装载圆盘6的内部中心位置是一个圆桶19，圆桶19内部可放入冷 却介质，圆桶19的顶部有冷却箱盖20，采样器装载圆盘6运行时，轴承21嵌入冷却箱盖内 20 ;圆桶19上端面均匀分布有一圈插销槽27，圆桶19下端面外围突出部分均匀分布有一 圈孔22，孔22的底部有弹簧23，对应的上端面开有槽24，采样瓶2底端嵌入在圆桶19底部 的孔22内，上端嵌入在槽24内，在弹簧23的作用下，采样瓶2被固定住，完成采样瓶2的 装载过程。[0023]如图3所示，一次完整的自动换瓶和采样实施过程为:主控电路模块29控制电机 9的正向转动，从而驱动直线运动单元10带动对接气嘴3和定位插销26的前进，定位插销 26嵌入插销槽内27，完成对接气嘴与采样瓶2的无偏移对接。主控电路模块29控制抽气泵 5开始启动工作，抽气完成后，主控电路模块29控制电机9反向转动，驱动直线运动单元10 带动对接气嘴3和定位插销26的后退，完成与采样瓶2的分离，当对接气嘴3回到初始位 置后，主控电路模块29控制旋转电机15开始工作，带动着采样瓶装载圆盘6的正向转动， 通过角度传感器16对角度的判断旋转到下个采样瓶2的采样位置，采样瓶装载圆盘6旋转 到下一采样位置，完成了一次采样瓶2的自动更换、自动连续采样过程。[0024]如图1所示，控制电路部分28安装在所述的底座13下端，还包括有GPRS模块30 和GPS模块31。[0025]如图4所示，GPRS远程控制过程为:主控电路模块29通过串口 32与GPRS模块30 通信。远程控制计算机发送采样指令，包括采样次数、采样开始时间、空气流量、抽气泵抽气 时间，采样间隔等数据通过无线网络发送给GPRS模块30，GPRS模块30将数据通过串口 32 发送给主控电路模块29，主控电路模块29根据采样指令进行无人值守的情况下的远程控 制的自动采样工作。[0026]如图5所示，GPS定位和防盗过程为:主控电路模块29通过串口 32与GPS模块31 通信，主控电路模块29间隔读取GPS模块31发送到主控电路模块29上的经纬度信息，在 撞击式机器人的开启或者发生位置移动的时候，控制电路模块29会通过GPRS模块30和无 线网络向远程控制计算机发送当前位置的经纬度信息，达到定位和防盗的功能。[0027]本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
[0028]以上所述，仅为本发明部分【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种全自动液体撞击式生物米样机器人系统，其特征在于包括:上盖、对接气嘴、米样瓶、壳体、米样器装载圆盘和控制电路部分；所述的壳体包括外壳和底座，所述的控制电路部分安装在所述的底座下端，包括有主控电路模块； 所述的上盖内部包括有对接气嘴、对接驱动单元、电机、直线运动单元、轴承；所述的对接驱动单元包括有弹性套，所述的对接气嘴安装在所述的弹性套上，所述的对接气嘴上有密封性橡胶圈，所述的对接驱动单元一端安装有定位插销；所述的直线运动单元一端和所述对接驱动单元相连接，另一端与所述的电机相连接；所述的底座下端安装有抽气泵，所述的抽气泵通过气管和所述的对接驱动单元完成与所述的对接气嘴的连接，所述的上盖与所述的外壳通过铰链连接； 所述采样器装载圆盘的内部中心位置是一个圆桶，所述的圆桶内部能够放入冷却介质，所述的圆桶顶部有冷却箱盖，所述的圆桶上端面均匀分布有一圈插销槽，所述的圆桶的下端面外围突出部分均匀分布有一圈孔，所述的圈孔的底部有弹簧，对应的上端面开有槽，所述的采样瓶底端嵌入在底部所述的圈孔内，上端嵌入所述的槽内，在所述的弹簧的作用下，所述的采样瓶被固定住，完成所述的采样瓶的装载过程，所述的圆桶的底部中心位置有花健和电机转轴；所述的采样器装载圆盘位于所述的底座的上端，所述的采样器装载圆盘通过所述的电机转轴和花健与所述的底座固定连接； 所述的底座的下端中心位置通过所述的电机转轴连接的有旋转电机与角度传感器；所述的主控电路模块控制所述的电机的正向转动，从而驱动所述的直线运动单元带动所述的对接气嘴和定位插销的前进，所述的定位插销嵌入所述的插销槽内，完成所述的对接气嘴和所述的采样瓶的无偏移对接；所述的主控电路模块控制抽气泵启动工作，抽气完成后，所述的主控电路模块控制所述的电机反向转动，驱动所述的直线运动单元带动所述的对接气嘴和定位插销的后退，完成与所述采样瓶的分离，当所述的对接气嘴回到初始位置后，所述的主控电路模块控制所述的旋转电机开始工作，带动着所述的采样瓶装载圆盘的正向转动，通过所述的角度传感器对角度的判断旋转到下个所述的采样瓶的采样位置，所述的采样瓶装载圆盘旋转到下一采样位置，完成了一次所述的采样瓶的自动更换、自动连续采样过程。
2.根据权利要求1所述的一种全自动液体撞击式生物米样机器人系统，其特征在于:所述的上盖合上后，所述的轴承嵌入所述的冷却箱盖内。
3.根据权利要求1所述的一种全自动液体撞击式生物米样机器人系统，其特征在于:所述的控制电路部分还包括GPRS模块和GPS模块，所述的GPRS模块和GPS模块通信通过串口与所述的主控电路模块连接，使系统具备定位防盗功能和现场无人值守时的全过程远程控制。
【文档编号】G01N1/22GK103499473SQ201310502925
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】许金林, 孙振海, 刘杰云, 生甡, 占礼葵, 黄书海, 何江南, 李鑫, 李思, 赵四清 申请人:中国人民解放军军事医学科学院, 中国科学院合肥物质科学研究院