一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置的制作方法

1.本发明属于清洁设备技术领域，具体涉及一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置。


背景技术：

2.压汞仪是利用汞对固体表面的不浸润特性，利用汞侵入法将汞压入多孔材料的空隙中，根据汞压入空隙内的总压力与孔径成反比的关系，求得多孔材料孔径分布及其特性方法的一种仪器，广泛应用于地球科学、能源科学技术、环境科学技术、建筑技术及资源科学技术、安全科学技术领域中。由于汞侵入法需要将重金属汞通过压力压入膨胀仪中，在实验结束后会有汞残留在膨胀仪以及测试样品内。目前，实验人员通常是手工清洗膨胀仪，会有与汞接触或吸入汞的风险，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
3.因此，本发明提供了一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置，包括用于提供支撑的骨架机构、用于对压汞仪膨胀计进行抓取的抓取机构、设于骨架机构上并与抓取机构相连接用于驱动抓取机构移动的移动机构、以及设于骨架机构上对抓取的膨胀计进行清洁的清洗机构。
7.进一步地，骨架机构为四根工字型梁a和八根工字型梁b连接而成的框架结构。
8.进一步地，移动机构包括设于顶部两根工字型梁b之间的导轨，以及滑动设于导轨上的滑块；滑块上开设有与导轨相适配的滑槽，滑块通过滑槽滑动嵌装于导轨上；导轨一端设有滑动头，滑动头上开设有与工字型梁b相适配的卡装槽，导轨一端通过卡装槽活动嵌装于一侧的工字型梁b上、另一端则放置于另一侧的工字型梁b上。
9.进一步地，滑块连接有驱动其运行的第一直线电机，导轨连接有驱动其运行的第二直线电机。
10.进一步地，抓取机构包括与滑块相连接的云台、与云台相连接的第三直线电机、与第三直线电机伸缩杆铰接相连的转动关节、以及与转动关节相连接用于抓取膨胀计的夹具，转动关节铰接轴连接有驱动其转动的第一旋转电机。
11.进一步地，夹具包括与转动关节相连接的夹板、设于夹板中心的电磁铁齿条、以及对称设于夹板上的两个夹条，夹板上开设有与夹条相适配的长条形夹槽，夹条插装于对应的夹槽内，每个夹条连接有驱动其在夹槽内移动用于调节两夹条间距的第四直线电机，电磁铁齿条中心开设有与膨胀计塞子凸柱相适配的插装孔，膨胀计塞子凸柱嵌装于插装孔内。
12.进一步地，清洗机构包括清洗筒、与清洗筒连接用于驱动清洗筒转动的转动体、设于导轨下方的超声波清洗池、以及设于清洗筒下方的废液槽。
13.进一步地，清洗筒包括筒体、套装于筒体头部的筒盖、以及插设于筒体上的插销，筒体头部外侧设有外螺纹，筒盖内侧设有与外螺纹相适配的内螺纹，筒盖通过螺纹套装于筒体头部。
14.进一步地，筒体内以其圆心为中心由上至下开设有相连通的第一孔、第二孔和第三孔，第一孔的直径为膨胀计装上高压套后的最大直径加1mm，第二孔的直径为膨胀计最大直径加1mm，第三孔的直径为膨胀计最小直径加1mm，筒盖中心开设有清洁剂添加孔，筒体顶部开设有与插销相适配的插销孔，插销插装于插销孔内。
15.进一步地，转动体包括第二旋转电机、与第二旋转电机连接的转盘、与转盘相连接的转动杆、以及与转动杆相连接的套夹，套夹上开设有与筒体相适配的套装孔，筒体装套于套装孔内。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有实验人员手工清洗膨胀仪而发生汞接触或汞吸入风险的技术问题，采用了一种膨胀计自动清洁装置，以避免实验人员与汞发生直接接触，保护实验人员的人身安全。
18.本发明包括骨架机构、抓取机构、移动机构和清洁机构。压汞测试结束后，抓取机构在移动机构的驱动下将套有高压套的膨胀计从压汞仪高压舱内取出并转移至清洁机构中进行自动清洗，最后得到干净无汞的膨胀计。整个清洗过程中实验人员不会与膨胀计直接接触，避免汞对实验人员造成危害。清洁机构的清洗包括膨胀计塞子分离与超声清洗，膨胀计残余汞液倾倒、冲洗与超声清洗，确保了清洁的有效性。
附图说明
19.图1为本发明结构示意图(各电机未示出)。
20.图2为本发明骨架机构与移动机构连接图。
21.图3为本发明滑块放大图。
22.图4为本发明滑动头放大图。
23.图5为本发明抓取机构结构图(各电机未示出)。
24.图6为本发明转动关节与夹具连接图。
25.图7为本发明夹具放大图。
26.图8为本发明清洗机构放大图(废液槽和超声波清洗池未示出)。
27.图9为本发明清洗筒套入膨胀计后的爆炸图。
28.图10为本发明筒体剖面图。
29.图11为本发明筒盖放大图。
30.其中，附图标记对应的名称为：
31.1-骨架机构、2-抓取机构、3-移动机构、4-清洗机构、5-膨胀计、6-膨胀计塞子、7-高压套、11-工字型梁a、12-工字型梁b、20-第一旋转电机、21-云台、22-第三直线电机、23-转动关节、24-夹具、25-夹板、26-电磁铁齿条、27-夹条、28-夹槽、29-第四直线电机、31-导轨、32-滑块、33-滑槽、34-滑动头、35-卡装槽、36-第一直线电机、37-第二直线电机、41-清
洗筒、42-转动体、43-废液槽、44-超声波清洗池、45-第二旋转电机、46-转盘、47-转动杆、48-套夹、49-套装孔、231-关节座、232-关节臂、233-铰接轴、261-插装孔、411-筒体、412-筒盖、413-插销、414-第一孔、415-第二孔、416-第三孔、417-清洁剂添加孔、418-插销孔。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
35.如图1-11所示，本发明提供的一种用于压汞仪膨胀计的自动清洁装置，包括用于提供支撑的骨架机构1、用于对压汞仪膨胀计进行抓取的抓取机构2、设于骨架机构1上并与抓取机构2相连接用于驱动抓取机构2移动的移动机构3、以及设于骨架机构1上对抓取的膨胀计进行清洁的清洗机构4。
36.本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了现有实验人员手工清洗膨胀仪而发生汞接触或汞吸入风险的技术问题，采用了一种膨胀计自动清洁装置，以避免实验人员与汞发生直接接触，保护实验人员的人身安全。压汞测试结束后，抓取机构2在移动机构3的驱动下将套有高压套的膨胀计从压汞仪高压舱内取出并转移至清洁机构4中进行自动清洗，最后得到干净无汞的膨胀计。整个清洗过程中实验人员不会与膨胀计直接接触，避免汞对实验人员造成危害。清洁机构4的清洗包括膨胀计塞子分离与超声清洗，膨胀计残余汞液倾倒、冲洗与超声清洗，确保了清洁的有效性。
37.本发明的骨架机构1为四根工字型梁a11和八根工字型梁b12连接而成的框架结构。所述工字型梁a11长度优选1600mm、工字型梁b12长度优选600mm。
38.本发明的移动机构3包括设于顶部两根工字型梁b12之间的导轨31，以及滑动设于导轨31上的滑块32；滑块32上开设有与导轨31相适配的滑槽33，滑块32通过滑槽33滑动嵌装于导轨31上；导轨31一端设有滑动头34，滑动头34上开设有与工字型梁b12相适配的卡装槽35，导轨31一端通过卡装槽35活动嵌装于一侧的工字型梁b12上、另一端则放置于另一侧的工字型梁b12上。一方面滑块32可沿导轨31产生三维空间的x轴移动，另一方面导轨31还可沿工字型梁b12产生三维空间的y轴移动，同时滑块32随导轨31也同步移动，如此扩大与移动机构3相连接的抓取机构2的移动范围。所述滑块32和导轨31的驱动方式为手动或电动
驱动。
39.当滑块32和导轨31的驱动方式采用电动驱动，滑块32连接有驱动其运行的第一直线电机36，导轨31连接有驱动其运行的第二直线电机37。第一直线电机36和第二直线电机37直线伸缩分别驱动滑块32和导轨31移动。
40.本发明的抓取机构2包括与滑块32相连接的云台21、与云台21相连接的第三直线电机22、与第三直线电机22伸缩杆铰接相连的转动关节23、以及与转动关节23相连接用于抓取膨胀计的夹具24，转动关节23铰接轴连接有驱动其转动的第一旋转电机20。第三直线电机22可实现夹具24的移动伸缩，第三直线电机22的伸缩长度优选200mm～400mm。第一旋转电机20便于转动关节23的转动，扩大夹具24的转动角度，转动角度优选90
°
、即将夹具24与第三直线电机22伸缩杆的角度从90
°
调节至180
°
。
41.本发明的夹具24包括与转动关节23相连接的夹板25、设于夹板25中心的电磁铁齿条26、以及对称设于夹板25上的两个夹条27，夹板25上开设有与夹条27相适配的长条形夹槽28，夹条27插装于对应的夹槽28内，每个夹条27连接有驱动其在夹槽28内移动用于调节两夹条27间距的第四直线电机29，电磁铁齿条26中心开设有与膨胀计塞子6凸柱相适配的插装孔261，膨胀计塞子6凸柱嵌装于插装孔261内。电磁铁齿条26可将膨胀计5上的膨胀计塞子6吸附并分离出，而两夹条27可分别在各自直线电机的驱动下移动来调节两夹条27之间的间距，如此进行膨胀计的抓取与松开。作为优选，夹板25内嵌装有旋转电机，旋转电机的旋转轴与电磁铁齿条26相连接用于驱动电磁铁齿条26转动，如此膨胀计5上的膨胀计塞子6可通过旋转电机带动电磁铁齿条26将吸附的膨胀计塞子6从膨胀计5上旋松，更利于吸附分离。
42.本发明所述的转动关节23包括安装于第三直线电机22伸缩杆上的关节座231，通过铰接轴233转动安装于关节座231上的关节臂232，以及安装于关节座231上并与铰接轴233相连接用于驱动关节臂232转动运行的第一旋转电机20。
43.本发明的清洗机构4包括清洗筒41、与清洗筒41连接用于驱动清洗筒41转动的转动体42、设于导轨31下方的超声波清洗池44、以及设于清洗筒41下方的废液槽43。所述清洗筒41用于膨胀计5残余汞液倾倒和冲洗，超声波清洗池44用于膨胀计5和膨胀计塞子6的超声清洗，废液槽43用于残余汞液和冲洗废液的收集，而转动体42用于清洗筒41的竖直翻转以此进行残余汞液倾倒。
44.本发明的清洗筒41包括筒体411、套装于筒体411头部的筒盖412、以及插设于筒体411上的插销413，筒体411头部外侧设有外螺纹，筒盖412内侧设有与外螺纹相适配的内螺纹，筒盖412通过螺纹套装于筒体411头部。筒体411内以其圆心为中心由上至下开设有相连通的第一孔414、第二孔415和第三孔416，第一孔414的直径为膨胀计5装上高压套7后的最大直径加1mm，第二孔415的直径为膨胀计5最大直径加1mm，第三孔416的直径为膨胀计5最小直径加1mm，筒盖412中心开设有清洁剂添加孔417，筒体411顶部开设有与插销413相适配的插销孔418，插销413插装于插销孔418内。转动体42包括第二旋转电机45、与第二旋转电机45连接的转盘46、与转盘46相连接的转动杆47、以及与转动杆47相连接的套夹48，套夹48上开设有与筒体411相适配的套装孔49，筒体411装套于套装孔49内。
45.具体清洗操作为：压汞测试结束后，两夹条27收紧将套有高压套6的膨胀计5从压汞仪高压舱取出，并由导轨31上的滑块32带入筒体411上方；两夹条27放松，套有高压套6的
膨胀计5落入筒体411中，其中膨胀计5大部贯穿第三孔416和第二孔415并伸出筒体411下方，膨胀计5上部带有高压套7落入第一孔414内，两夹条27放松移动的同时，膨胀计5顶部的膨胀计塞子6被电磁铁齿条26的磁力吸附而被拔出，然后转移至超声波清洗池44中进行超声清洗；筒体411在接受膨胀计5后插入插销413，第二旋转电机45驱动套装孔49带动筒体411在竖直方向倒置，将膨胀计5内残余的汞液和其他固体废物倾倒至下方的废液槽43内；然后通过第二旋转电机45将筒体411转回原位，拔出插销413并套装上筒盖412，将清洁剂由筒盖412上的清洁剂添加孔417倒入筒体411对膨胀计5进行冲洗，冲洗后的清洁废液沿第三孔416流入废液槽43内；冲洗结束后打开筒盖412，第二旋转电机45将筒体411再次缓慢旋转将膨胀计5倾倒至废液槽43旁的超声波清洗池44中进行超声清洗。所述清洗过程中实验人员不会与膨胀计直接接触，避免汞对实验人员造成危害，保护实验人员人身安全。
46.本发明所用第一旋转电机20、第一直线电机36、第二直线电机37、第三直线电机22、电磁铁齿条26、第四直线电机29、第二旋转电机45、超声波清洗池44均为现有已知电气设备，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、电路、以及控制原理均为现有已知技术，因此，关于第一旋转电机20、第一直线电机36、第二直线电机37、第三直线电机22、电磁铁齿条26、第四直线电机29、第二旋转电机45、超声波清洗池44的结构、电路、以及控制原理在此不赘述。
47.本发明所用的第一直线电机36、第二直线电机37、第三直线电机22、第四直线电机29、第二旋转电机45均通过电机安装座固定于骨架机构1上或骨架机构1外部的电机固定结构上。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。