一种用于试管的自动清洗干燥装置及其使用方法与流程

本发明属于实验器材领域，尤其涉及一种用于试管的自动清洗干燥装置及其使用方法。

背景技术：
试管是检验科和化学试验中经常用到的一种试验辅助器具，试管是由玻璃构成的如同手指形状的管子，顶端开口，底部呈U形，试管的长度从几厘米到20厘米不等，直径在几毫米到数厘米之间。在实验或工作过程中，往往会使用到试管进行各种化学实验。其中试管是整个检测过程中的重要工具，清洗用过的试管是实验后处理中的一个重要步骤。当大批量试管需要清洗时，因为数量多，手工清洁慢，会增加检测后处理的工作时间。如果能够提高样品瓶清洗步骤的效率，就可以很好地衔接上批次和下批次之间的工作间隙，提升检测工作的整体效率。而现有的手工清洗的过程中，存在以下问题：第一，清洗时,在每次做完实验之后都大量的试管需要进行清洗和消毒，目前试管清洗大都靠人工完成，效率低。第二，清洗时需要工作人员用手把试管中的溶液甩出来实现干燥，如果操作大批量试管时，重复性工作占用大量的工作时间，造成整个清洗过程的效率低下。第三，清洗过程中，因为是人工操作，手指等人体器官会接触到试管中的样品溶液，或者挥发性有机气体通过呼吸器官进入人体，而试管溶液中的溶剂有可能是甲苯、正己烷等有毒有害的有机溶剂，对人体健康造成极大的危害。第四，浪费大量的水。

技术实现要素：
为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种用于试管的自动清洗干燥装置及其使用方法，其可以实现试管的自动化运输、清洗、干燥和存储等，不但避免了人工清洗对身体的伤害，而且还可以提高试管清洗效率，节约水资源。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于试管的自动清洗干燥装置，包括试管架2、清洗装置4、水循环系统3、干燥装置5、输送装置、试管箱1和控制系统。试管架2为上下双层板结构，当安装在清洗干燥装置上时，上层板在清洗装置4的传输方向的垂直方向上比下层板2-6要短，上层板和下层板2-6由上下连接板连接固定形成试管架2。上层板中央设置有试管安装孔，下层板2-6的上表面设置有半圆孔，用于对试管定位。其中，试管安装孔的直径大于被清洗不同型号试管的最大直径，孔壁周向360度沿同一水平面方向上均布有6个孔，孔内设置有弹簧2-2，弹簧2-2一端固定在孔底面，另一端连接一个大于半球的球形壳体2-4，球形壳体2-4内嵌入一个球体2-3，球体2-3为树脂材料。当试管插入试管安装孔，球体2-3被压向试管壁，弹簧2-2收缩，6个弹簧2-2的反作用力压向试管，可以实现试管的夹持。具体上述孔结构的试管架2适用于不同型号试管的夹持。试管架2的下层板2-6的夹持面为锯齿形结构，相对应地，试管架夹持装置2-5的U型结构的底面上也设置为可以与下层板2-6的夹持面啮合的锯齿形结构。清洗装置4包括机架、视觉识别装置、试管架夹持装置2-5、夹持座体、清洗位置用传感器、清洗定时器、试管架夹持座体用驱动装置、毛刷、毛刷杆、毛刷用驱动电机4-1、毛刷用驱动电机4-1座体、出水口、出清洁剂口、水管、清洁剂管、用于控制清洁剂管道的电磁阀、清洁剂流量计、用于控制水管管道的电磁阀、排水孔3-6、三通接头、回收池3-5、二次利用水桶3-2、水位传感器。试管刷的刷体4-4内有一个空腔，毛刷杆为中空管，毛刷杆的空腔与刷体空腔相通，毛刷杆在毛刷供水腔4-3位置的对应杆壁上沿周向设置多个孔，作为进水端与供液管4-5连通。供液管4-5口连接三通接头，另外两个接头一端接水管，另一端接清洁剂管，清洁剂管另一端与清洁剂供应筒3-1连接，水管的另一端接三通接头，另外两个接头一端接清水桶3-3出水管，另一端接二次利用水桶3-2出水管。其中二次利用水桶3-2出水口、清水桶3-3出水口、清洁剂管处均设置电磁阀控制其通断。视觉识别装置设置在清洗装置4上游端。在机架两侧各设置一个夹持座体，夹持座体上固定设置U型试管架夹持装置2-5，在机架上设置夹持座体用驱动装置，夹持座体可以被驱动成可上下运动、左右运动、前后运动。相应地，试管架2夹持装置被驱动成可上下运动、左右运动、前后运动。试管架2夹持装置的上下运动可以实现试管架2的升降，试管架夹持装置2-5的左右运动可以实现试管架2的夹持和放开，试管架夹持装置2-5的前后运动可以实现试管架2在上游侧和试管箱1之间的自由传输。在毛刷用驱动电机4-1座体上沿上游侧至下游侧方向设置多个不同型号的毛刷，多个不同型号毛刷成列设置，不同型号的毛刷可按照试管规格进行选择。其中每个毛刷对应一个毛刷用驱动电机4-1，每个毛刷可以由毛刷用驱动电机4-1独立驱动旋转，毛刷用驱动电机4-1经毛刷联轴器4-2与毛刷杆连接。排水孔3-6接三通接头，另外两个接头一个通往废水槽3-7，另一个通往回收池3-5，通往废水槽3-7和通往回收池3-5的两个接头端均安装有电磁阀用于控制水流的方向。回收池3-5中有过滤网、PH控制装置。过滤网对废液中大颗粒物质进行过滤，PH控制装置包括PH电极、PH控制仪。当清洁完试管的水流入回收池3-5经过滤网后，PH控制装置检测经过滤网的液体的PH值，将PH值传送至控制系统中进行比较，若PH值在设定的范围内，则液体经循环泵3-4将符合规定的液体抽到二次利用水桶3-2中，若PH值在设定范围之外，则将液体排至废水槽3-7中。当试管架2在即将进入清洗装置4时，视觉识别装置检测到试管类型，并将信息传输至控制系统并对试管匹配相应的试管刷。随后，试管架2运送至匹配的试管刷对应的清洗位置处，清洗位置用传感器感应到试管架2，试管架夹持装置2-5开始运动将试管架2夹持住，试管架2被夹持着做上下升降运动，与此同时，相应的试管刷被试管架夹持座体用驱动装置驱动做旋转运动。其中，试管刷在开始旋转的同时进行供液，定时器开始计时，控制系统优先供二次利用水桶3-2中的水，并同时打开清洁剂阀，当清洁剂流量到达清洁剂流量计设定数值时，关闭清洁剂管处电磁阀停止供清洁剂仅供水。水位传感器检测到水位高度，当二次利用水桶3-2中的水位到达预定水位数值，停止二次利用水桶3-2中的水供应并转换成清水继续供水。在试管刷上下和旋转运动的同时，试管先供清洁剂和水清洗后再仅用水对试管冲洗，进而实现了试管的彻底清洁。干燥装置包括支架、热风机、位置传感器、干燥定时器、显示器，干燥定时器和热风机分别与控制系统电连接；当试管架2运行到烘干装置的烘干位置正下方时，位置传感器检测到信号，传送装置停止，热风机开启，对试管进行烘干，烘干的时间可在显示器上进行显示；在干燥装置下端的与试管架同一高度设置一个气缸推板装置，当达到设定时间，热风机停止工作，气缸推板装置启动，推板1-2在气缸1-1的推动下将试管架2至试推送至试管箱1，在进入试管箱之前，试管箱1的上游侧设置的视觉识别装置检测到试管架2，将检测信息传入控制系统，识别出不同型号的试管，并匹配试管箱相应的试管放置空间，使得一种型号的试管输送至对应的试管放置空间内；试管箱1包括箱体外壳、台板1-7、隔板、电机、编码器、联轴器、电机安装架、链条1-6、链轮1-4、气缸1-1、推杆、推板1-2，试管箱1由竖立的隔板隔成多个隔断，在相邻的两个隔板之间形成一个试管放置空间，在每个隔板四个角各安装有一个链轮1-4，每个隔板上相对竖直设置的两个链轮1-4上安装一链条1-6，每个隔断内设置的四个链条1-6，链条1-6上间隔设置试管承板1-5，四个链条1-6上同一高度的四个试管承板1-5可以承接一个台板1-7，台板1-7通过链轮1-4和链条1-6上下层叠的放置，最底层台板1-7的前端与传送装置相抵接，在位于试管箱上游侧、干燥装置的下部设置推杆1-2和气缸1-1，推杆上设置推板1-2可以推动台板1-7上的试管架2向传送装置方向运动，最终实现将试管架2推动至试管箱内，不同型号的试管放置在不同的隔断内，每一组相邻的隔板之间试管的型号相同，但为了实现各种试管的输送，不同型号试管选择相同的试管架2，试管架2放置在相应的台板1-7上，在每一个试管架2上设置有一个感应模块，储存装置上设置有识别感应模块的照相检测装置；电机上安装有编码器，通过确定电机的转动角度确定每一个试管架2的高度，进而控制电机转动，以实现将相应干燥后的试管架2运送至试管箱1最下端的台板1-7上。在试管的自动清洗干燥装置侧面还设置有操作面板，操作人员可根据需要在上面进行读取装置进程并进行相应操作。与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：1)整个操作过程不需要人工搬送试管，避免了因搬送过程中试管不慎摔落；2)该试管自动化清洗干燥装置可以根据不同类型试管自动选择试管刷，试管刷旋转运动、试管升降运动的联动可以提高了清洁效率；3)试管架适用于不同类型的试管，节约了成本，节省了材料，节约了空间。4)利用水循环系统二次利用水源，节约了水资源。附图说明图1是本发明的用于试管的自动清洗干燥装置的整体图；图2是本发明试管架截面结构示意图；图3是本发明的清洗装置的结构示意图；图4是本发明水循环系统的结构示意图；图5是本发明试管箱和气缸推板装置的结构示意图；图6是本发明的试管架夹持装置和试管架的锯齿结构示意图；附图标记如下：试管箱1，试管架2，水循环系统3，清洗装置4，干燥装置5，弹簧2-2，试管2-1，试管架夹持装置2-5，球形壳体2-4，球体2-3，下层板2-6，清洁剂供应筒3-1，二次利用水桶3-2，清水桶3-3，循环泵3-4，回收池3-5，废水槽3-7，排水孔3-6，毛刷用驱动电机4-1，毛刷联轴器4-2，毛刷供水腔4-3，刷体4-4，供液管4-5，气缸1-1，推板1-2，箱体外壳1-3，链轮1-4，试管承板1-5，链条1-6，台板1-7。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。图1展示了一种用于试管的自动清洗干燥装置的整体图，如图1所示，一种用于试管的自动清洗干燥装置，包括试管架2、清洗装置4、水循环系统3、干燥装置5、输送装置、试管箱1和控制系统。试管架2为上下双层板结构，当安装在清洗干燥装置上时，上层板在清洗装置4的传输方向的垂直方向上比下层板2-6要短，上层板和下层板2-6由上下连接板连接固定形成试管架2。上层板中央设置有试管安装孔，下层板2-6的上表面设置有半圆孔，用于对试管定位。其中，试管安装孔的直径大于被清洗不同型号试管的最大直径，孔壁周向360度沿同一水平面方向上均布有6个孔，孔内设置有弹簧2-2，弹簧2-2一端固定在孔底面，另一端连接一个大于半球的球形壳体2-4，球形壳体2-4内嵌入一个球体2-3，球体2-3为树脂材料。当试管插入试管安装孔，球体2-3被压向试管壁，弹簧2-2收缩，6个弹簧2-2的反作用力压向试管，可以实现试管的夹持。具体上述孔结构的试管架2适用于不同型号试管的夹持。试管架2的下层板2-6的夹持面为锯齿形结构，相对应地，试管架夹持装置2-5的U型结构的底面上也设置为可以与下层板2-6的夹持面啮合的锯齿形结构。清洗装置4包括试管架2、机架、视觉识别装置、试管架夹持装置2-5、夹持座体、清洗位置用传感器、清洗定时器、试管架夹持座体用驱动装置、毛刷、毛刷杆、毛刷用驱动电机4-1、毛刷用驱动电机4-1座体、出水口、出清洁剂口、水管、清洁剂管、用于控制清洁剂管道的电磁阀、清洁剂流量计、用于控制水管管道的电磁阀、排水孔3-6、三通接头、回收池3-5、二次利用水桶3-2、水位传感器。试管刷的刷体4-4内有一个空腔，毛刷杆为中空管，毛刷杆的空腔与刷体空腔相通，毛刷杆在毛刷供水腔4-3位置的对应杆壁上沿周向设置多个孔，作为进水端与供液管4-5连通。供液管4-5口连接三通接头，另外两个接头一端接水管，另一端接清洁剂管，清洁剂管另一端与清洁剂供应筒3-1连接，水管的另一端接三通接头，另外两个接头一端接清水桶3-3出水管，另一端接二次利用水桶3-2出水管。其中二次利用水桶3-2出水口、清水桶3-3出水口、清洁剂管处均设置电磁阀控制其通断。视觉识别装置设置在清洗装置4上游端。在机架两侧各设置一个夹持座体，夹持座体上固定设置U型试管架夹持装置2-5，在机架上设置夹持座体用驱动装置，夹持座体可以被驱动成可上下运动、左右运动、前后运动。相应地，试管架2夹持装置被驱动成可上下运动、左右运动、前后运动。试管架2夹持装置的上下运动可以实现试管架2的升降，试管架夹持装置2-5的左右运动可以实现试管架2的夹持和放开，试管架夹持装置2-5的前后运动可以实现试管架2在上游侧和试管箱1之间的自由传输。在毛刷用驱动电机4-1座体上沿上游侧至下游侧方向设置多个不同型号的毛刷，多个不同型号毛刷成列设置，不同型号的毛刷可按照试管规格进行选择。其中每个毛刷对应一个毛刷用驱动电机4-1，每个毛刷可以由毛刷用驱动电机4-1独立驱动旋转，毛刷用驱动电机4-1经毛刷联轴器4-2与毛刷杆连接。排水孔3-6接三通接头，另外两个接头一个通往废水槽3-7，另一个通往回收池3-5，通往废水槽3-7和通往回收池3-5的两个接头端均安装有电磁阀用于控制水流的方向。回收池3-5中有过滤网、PH控制装置。过滤网对废液中大颗粒物质进行过滤，PH控制装置包括PH电极、PH控制仪。当清洁完试管的水流入回收池3-5经过滤网后，PH控制装置检测经过滤网的液体的PH值，将PH值传送至控制系统中进行比较，若PH值在设定的范围内，则液体经循环泵3-4将符合规定的液体抽到二次利用水桶3-2中，若PH值在设定范围之外，则将液体排至废水槽3-7中。当试管架2在即将进入清洗装置4时，视觉识别装置检测到试管类型，并将信息传输至控制系统并对试管匹配相应的试管刷。随后，试管架2运送至匹配的试管刷对应的清洗位置处，清洗位置用传感器感应到试管架2，试管架夹持装置2-5开始运动将试管架2夹持住，试管架2被夹持着做上下升降运动，与此同时，相应的试管刷被试管架夹持座体用驱动装置驱动做旋转运动。其中，试管刷在开始旋转的同时进行供液，定时器开始计时，控制系统优先供二次利用水桶3-2中的水，并同时打开清洁剂阀，当清洁剂流量到达清洁剂流量计设定数值时，关闭清洁剂管处电磁阀停止供清洁剂仅供水。水位传感器检测到水位高度，当二次利用水桶3-2中的水位到达预定水位数值，停止二次利用水桶3-2中的水供应并转换成清水继续供水。在试管刷上下和旋转运动的同时，试管先供清洁剂和水清洗后再仅用水对试管冲洗，进而实现了试管的彻底清洁。干燥装置包括支架、热风机、位置传感器、干燥定时器、显示器，干燥定时器和热风机分别与控制系统电连接；当试管架2运行到烘干装置的烘干位置正下方时，位置传感器检测到信号，传送装置停止，热风机开启，对试管进行烘干，烘干的时间可在显示器上进行显示；在干燥装置下端的与试管架同一高度设置一个气缸推板装置，当达到设定时间，热风机停止工作，气缸推板装置启动，推板1-2在气缸1-1的推动下将试管架2至试推送至试管箱1，在进入试管箱之前，试管箱1的上游侧设置的视觉识别装置检测到试管架2，将检测信息传入控制系统，识别出不同型号的试管，并匹配试管箱相应的试管放置空间，使得一种型号的试管输送至对应的试管放置空间内；试管箱1包括箱体外壳、试管架2、台板1-7、隔板、电机、编码器、联轴器、电机安装架、链条1-6、链轮1-4、气缸1-1、推杆、推板1-2，试管箱1由竖立的隔板隔成多个隔断，在相邻的两个隔板之间形成一个试管放置空间，在每个隔板四个角各安装有一个链轮1-4，每个隔板上相对竖直设置的两个链轮1-4上安装一链条1-6，每个隔断内设置的四个链条1-6，链条1-6上间隔设置试管承板1-5，四个链条1-6上同一高度的四个试管承板1-5可以承接一个台板1-7，台板1-7通过链轮1-4和链条1-6上下层叠的放置，最底层台板1-7的前端与传送装置相抵接，在位于试管箱上游侧、干燥装置的下部设置推杆1-2和气缸1-1，推杆上设置推板1-2可以推动台板1-7上的试管架2向传送装置方向运动，最终实现将试管架2推动至试管箱内，不同型号的试管放置在不同的隔断内，每一组相邻的隔板之间试管的型号相同，但为了实现各种试管的输送，不同型号试管选择相同的试管架2，试管架2放置在相应的台板1-7上，在每一个试管架2上设置有一个感应模块，储存装置上设置有识别感应模块的照相检测装置；电机上安装有编码器，通过确定电机的转动角度确定每一个试管架2的高度，进而控制电机转动，以实现将相应干燥后的试管架2运送至试管箱1最下端的台板1-7上。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。