自动式匹配试剂实验台装置的制作方法

本发明涉及自动式匹配试剂实验台装置。

背景技术：

实验仪器是自然科学具体实验时用到的仪器，主要是物理学、化学、生物学使用仪器较多，现代常用的实验仪器有试管、烧杯、蒸发皿、坩埚、酒精灯、布氏漏斗、洗气瓶、干燥管、托盘天平、量筒、容量瓶、滴定管和量器装置等。

在化学实验当中经常需要配液，也就是将一种反应溶液滴加到反应容器中，使其与其它溶液进行化学反应，对于精确度要求高的化学实验，该反应溶液滴加的量、滴加的速率都有严格的要求，现有技术利用滴管进行手工操作，达不到上述要求，而且有些实验溶液有毒有腐蚀性，也容易发生危险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种自动式匹配试剂实验台装置；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种自动式匹配试剂实验台装置，包括机架；还包括设置在机架上的由数控电机驱动旋转的旋转工作台、分布在旋转工作台上且用于夹取的试剂管的中转机械手装置、以及设置在机架上且旋转工作台旋转位置对应的装卡工位、一次加液工位、二次加液工位、辅助反应工位、存储工位、清理工位、和烘干工位。

作为上述技术方案的进一步改进：

中转机械手装置包括设置在旋转工作台上的中转六轴机械臂、设置在中转六轴机械臂上的中转摆动马达、设置在中转六轴机械臂端部的中转抖动马达、以及设置在中转六轴机械臂外端头且截面呈c型的中转手爪；在中转手爪一侧壁上横向设置有中转侧向顶紧螺杆，在中转手爪一侧壁径向探出有中转加长臂，在中转加长臂上径向设置有由控制电机驱动的中转松紧齿条。

在中转手爪中夹持有管夹取装置；管夹取装置包括对半设置且相互扣合且一端铰接的夹取第一卡座与夹取第二卡座、分别设置在夹取第一卡座中部的夹取半圆处与夹取第一卡座中部的夹取半圆处且用于与试剂管外侧壁接触的夹取内弧垫片、设置在夹取第一卡座外端贴合面上的夹取第一磁铁、设置在夹取第二卡座外端贴合面处的中空豁口、轴心线为竖直状态且旋转设置在中空豁口处且为棱柱结构的夹取第二旋转磁铁、设置在夹取第二卡座上且通过转轴与夹取第二旋转磁铁连接且用于与中转松紧齿条啮合的夹取第二旋转齿轮；

夹取第一卡座的中部夹取半圆处与夹取第一卡座的中部夹取半圆处对合用于夹取试剂管；

夹取第一磁铁与夹取第二旋转磁铁相互吸合或相互排斥。

在装卡工位设置有管夹取装置的夹具输送带，在夹具输送带输出端设置有用于放置试剂管的空管存放架，在空管存放架上对应的试剂管位置设置有空间标签；通过人工或机械手将空管存放架上的试剂管安装到管夹取装置上。

在一次加液工位与二次加液工位设置有结构相同的电子秤，在电子秤一侧设置有其中一工位位于电子秤上方的定量加注机械手，在电子秤一侧设置有其中一工位位于电子秤上方且位于定量加注机械手下方的取液机械手，在取液机械手上设置有取液夹持托，在取液夹持托上竖直放置有取液针管或滴管，在取液机械手一侧设置有溶剂存放箱；对应的取液针管或滴管在溶剂存放箱处吸取对应的溶剂；在电子秤托盘上放置有称量架托，在称量架托上设置有为锥孔且用于放置试剂管的称量管定位孔，在称量管定位孔上设置有用于托举管夹取装置的称量托槽；在定量加注机械手上设置有加注机械爪，在加注机械爪上竖直设置有加注直线螺杆，在加注直线螺杆上端设置有加注数控电机。

在加注机械爪下端设置有吹风支架，在吹风支架上设置有用于套装在取液针管或滴管外侧的吸管豁口，在吹风支架上设置有向下吹风的吹风轴向风嘴。

在辅助反应工位设置有加热器/光感元件/电解器，在存储工位设置有反应管存储箱，在反应管存储箱下方设置有反应管传送带；在清理工位设置有清洗装置，在烘干工位设置有烘干器。

在试剂管外侧壁上粘贴有智能标签。本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明立体的结构示意图。

图2是本发明局部一的结构示意图。

图3是本发明局部二的结构示意图。

图4是本发明局部三的结构示意图。

100、试剂管；101、智能标签；102、旋转工作台；103、中转机械手装置；104、装卡工位；105、一次加液工位；106、二次加液工位；107、辅助反应工位；108、存储工位；109、清理工位；110、烘干工位；111、中转六轴机械臂；112、中转手爪；113、中转侧向顶紧螺杆；114、中转加长臂；115、中转松紧齿条；116、中转摆动马达；117、中转抖动马达；118、管夹取装置；119、夹取第一卡座；120、夹取第二卡座；121、夹取内弧垫片；122、夹取半圆处；123、夹取第一磁铁；124、夹取第二旋转磁铁；125、夹取第二旋转齿轮；126、空管存放架；127、空间标签；128、夹具输送带；129、电子秤；130、称量架托；131、称量管定位孔；132、称量托槽；133、溶剂存放箱；134、定量加注机械手；135、取液机械手；136、取液夹持托；137、取液针管或滴管；138、加注机械爪；139、加注直线螺杆；140、加注数控电机；141、吹风支架；142、吸管豁口；143、吹风轴向风嘴；144、加热器/光感元件/电解器；145、反应管存储箱；146、反应管传送带；147、清洗装置；148、烘干器。

具体实施方式

如图1-4所示，本实施例的自动式匹配试剂实验台装置，包括机架；还包括设置在机架上的由数控电机驱动旋转的旋转工作台102、分布在旋转工作台102上且用于夹取的试剂管100的中转机械手装置103、以及设置在机架上且旋转工作台102旋转位置对应的装卡工位104、一次加液工位105、二次加液工位106、辅助反应工位107、存储工位108、清理工位109、和/或烘干工位110。

中转机械手装置103包括设置在旋转工作台102上的中转六轴机械臂111、设置在中转六轴机械臂111上的中转摆动马达116、设置在中转六轴机械臂111端部的中转抖动马达117、以及设置在中转六轴机械臂111外端头且截面呈c型的中转手爪112；在中转手爪112一侧壁上横向设置有中转侧向顶紧螺杆113，在中转手爪112一侧壁径向探出有中转加长臂114，在中转加长臂114上径向设置有由控制电机驱动的中转松紧齿条115。

在中转手爪112中夹持有管夹取装置118；管夹取装置118包括对半设置且相互扣合且一端铰接的夹取第一卡座119与夹取第二卡座120、分别设置在夹取第一卡座119中部的夹取半圆处122与夹取第一卡座119中部的夹取半圆处122且用于与试剂管100外侧壁接触的夹取内弧垫片121、设置在夹取第一卡座119外端贴合面上的夹取第一磁铁123、设置在夹取第二卡座120外端贴合面处的中空豁口、轴心线为竖直状态且旋转设置在中空豁口处且为棱柱结构的夹取第二旋转磁铁124、设置在夹取第二卡座120上且通过转轴与夹取第二旋转磁铁124连接且用于与中转松紧齿条115啮合的夹取第二旋转齿轮125；

夹取第一卡座119的中部夹取半圆处122与夹取第一卡座119的中部夹取半圆处122对合用于夹取试剂管100；

夹取第一磁铁123与夹取第二旋转磁铁124相互吸合或相互排斥。

在装卡工位104设置有管夹取装置118的夹具输送带128，在夹具输送带128输出端设置有用于放置试剂管100的空管存放架126，在空管存放架126上对应的试剂管100位置设置有空间标签127；通过人工或机械手将空管存放架126上的试剂管100安装到管夹取装置118上。

在一次加液工位105与二次加液工位106设置有结构相同的电子秤129，在电子秤129一侧设置有其中一工位位于电子秤129上方的定量加注机械手134，在电子秤129一侧设置有其中一工位位于电子秤129上方且位于定量加注机械手134下方的取液机械手135，在取液机械手135上设置有取液夹持托136，在取液夹持托136上竖直放置有取液针管或滴管137，在取液机械手135一侧设置有溶剂存放箱133；对应的取液针管或滴管137在溶剂存放箱133处吸取对应的溶剂；在电子秤129托盘上放置有称量架托130，在称量架托130上设置有为锥孔且用于放置试剂管100的称量管定位孔131，在称量管定位孔131上设置有用于托举管夹取装置118的称量托槽132；在定量加注机械手134上设置有加注机械爪138，在加注机械爪138上竖直设置有加注直线螺杆139，在加注直线螺杆139上端设置有加注数控电机140。

在加注机械爪138下端设置有吹风支架141，在吹风支架141上设置有用于套装在取液针管或滴管137外侧的吸管豁口142，在吹风支架141上设置有向下吹风的吹风轴向风嘴143。

在辅助反应工位107设置有加热器/光感元件/电解器144，在存储工位108设置有反应管存储箱145，在反应管存储箱145下方设置有反应管传送带146；在清理工位109设置有清洗装置147，在烘干工位110设置有烘干器148。

在试剂管100外侧壁上粘贴有智能标签101。

使用本发明时，实现试剂管100自动精准定量加注溶剂或试剂，特别适合液体溶剂实验，通过智能标签101方便读取与记录对应试管的编号与溶剂名称，旋转工作台102实现了各个工位的自动旋转衔接，中转机械手装置103实现了对试管的转速，装卡工位104方便夹取干净的试管，一次加液工位105，二次加液工位106实现加注不同要求的试剂，辅助反应工位107方便根据反应，对应安装不同的反应装置，存储工位108实现将反应后或正在反应的试管存储并输出，清理工位109实现对反应后倾倒之后的试管进行清洗，烘干工位110实现清洗后的烘干，通过中转六轴机械臂111实现中转手爪112模仿人体工程学，在中转侧向顶紧螺杆113实现对夹具一端的夹持或松开，中转加长臂114实现中转松紧齿条115对另一端的齿轮进行驱动，中转摆动马达116实现手爪的倾斜，通过中转抖动马达117实现驱动反应液充分混合，管夹取装置118方便夹持试管，夹取第一卡座119，夹取第二卡座120通过铰接端摆动扣合，通过夹取内弧垫片121增大与试管接触的摩擦力，夹取半圆处122对合后实现对试管的夹持，夹取第一磁铁123，夹取第二旋转磁铁124实现对快速磁力吸合或磁力相斥打开，夹取第二旋转齿轮125驱动棱体状的第二旋转磁铁124的n/s极快速更换，空管存放架126放置对应试管，空间标签127记录其对应唯一的编号，夹具输送带128方便夹紧的上料，本发明的一大特别之处在于，传统的加注液体时人工加注，或通过传感器或激光的模仿人工眼睛，通过观察刻度来实现精准计量，但是由于液面存在表面张力，以及液体飞溅到侧壁上，以及刻度、试管制作等本身误差以及观察角度等都造成测量不准确，从而影响最后测试结果。本发明采用电子秤129通过重量称量，将容量换算为质量，直接计算重量变化数值得到精准数值，可以忽略试管与其他辅具的影响，通过螺杆松开夹具，使得试管与夹紧整体放置在称量管定位孔131，称量托槽132中，记录初始重量，通过取液机械手135的取液夹持托136抓取溶剂存放箱133对应的吸管或针管，并通过人工或机械手（未画出）吸取一定的试剂，然后，来到试管正上方，通过加注数控电机140驱动加注直线螺杆139向下定尺寸一定，从而，将吸管或针管或滴管中的溶液挤出下到试管中，从而避免了观测测量误差，实现精准计量，改变了现有计量思路。

定量加注机械手134方便加注机械爪138上下移动，从而实现对取液针管或滴管137的操作，吹风支架141实现支撑，吸管豁口142方便滴管或针管等进入，吹风轴向风嘴143向下吹风，避免因为张力的原因，使得液滴在存在，通过吹风来克服表面张力，使得液珠快速下落，可以通过加热器/光感元件/电解器144或紫光灯等进行辅助反应，反应管存储箱145方便放置反应的试管，并通过反应管传送带146将箱体输出或输入，或通过机械手将其反应液体倒入存储箱中空置的容器中，（例如试管、杯子等），通过清洗装置147，烘干器148将倾倒液体后的试管进行相应的冲洗与烘干。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。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实施例技术方案的精神和范围。