萃取头切换装置的制作方法

1.本实用新型涉及固相微萃取技术领域，特别是涉及一种萃取头切换装置。


背景技术：

2.随着固相萃取技术的发展，出现了固相微萃取(solid
‑
phase microextraction简称spme)技术，固相微萃取是一种集采样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术。与固相萃取技术相比，固相微萃取操作更简单，携带更方便，操作费用也更加低廉。
3.传统spme萃取装置外形类似一支微量进样针，由手柄和萃取头两部分组成，以完成萃取和进样工作。手柄部分功能如针筒，有一活动推杆；萃取头为不锈钢针，针头内套有一根细长伸缩杆，伸缩杆上连有一根熔融石英纤维，表面涂覆聚合物吸附材料。伸缩杆可随着推杆在不锈钢针头内伸缩，前端吸附材料则进行吸附萃取。在进行spme萃取分析时，需要根据萃取对象选择合适的萃取头。
4.现有技术中spme萃取装置不能实现自动更换spme萃取头，采用手动切换的方法操作复杂，不利于检测过程的自动化和智能化。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种萃取头切换装置，能够有效实现spme萃取头的自动切换，操作简单，有利于检测过程的自动化和智能化。
6.一种萃取头切换装置，包括：运动机构，所述运动机构包括机架与运动组件，所述运动组件活动装设在所述机架上，所述运动组件上设有拾取部；第一托盘与第二托盘，所述第一托盘与所述第二托盘间隔装设于所述机架上，所述运动组件能在所述第一托盘与所述第二托盘之间来回移动，所述第一托盘用于放置萃取头，所述第二托盘用于放置进样件；切换组件，所述拾取部能用于切换式拾取所述切换组件和所述进样件，所述运动组件用于驱使所述切换组件将所述第一托盘上的萃取头抓取至所述第二托盘上，且所述运动组件还用于驱使所述拾取部拾取所述第二托盘上的装有萃取头的进样件。
7.上述萃取头切换装置，在安装过程中，首先将运动组件装设在机架上；然后将第一托盘与第二托盘装设在机架上。在使用过程中，将不同种类的萃取头放置在第一托盘上；再将进样件放置在第二托盘上，如此，启动萃取头切换装置后，运动组件能在机架上运动。当需要进行萃取头切换操作时，首先运动组件驱使拾取部拾取切换组件；然后运动组件带动切换组件运动到所述第一托盘处，并驱动切换组件将第一托盘上的萃取头抓取至所述第二托盘上的进样件上，使得萃取头装入进样件中；接着，运动组件驱动拾取部释放切换组件；然后运动组件驱动拾取部拾取第二托盘上的装有萃取头的进样件，进行固相微萃取操作。本萃取头切换装置能够自动选择和切换萃取头，在多种类样品分析或者连续大量样品分析时，无需停机手动更换萃取头，就能够实现不同萃取装置之间萃取头的自由切换，操作简单，有利于提升检测过程的自动化和智能化。同时也能减少甚至避免手动切换萃取头出现错误而导致实验结果发生偏差，进而提高实验结果的可靠性。
8.在其中一个实施例中，所述运动组件包括驱动件与运动臂，所述运动臂通过所述驱动件装设于所述机架上，所述拾取部设置于所述运动臂上，所述驱动件驱使所述运动臂沿着第一方向移动，所述运动臂驱使所述拾取部沿着第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向相交。
9.在其中一个实施例中，所述第一托盘上设有悬挂孔，所述悬挂孔用于供所述萃取头穿过，并使得所述萃取头悬挂在所述第一托盘上。
10.在其中一个实施例中，所述悬挂孔为两个以上，两个以上所述悬挂孔沿所述第一托盘的长度方向间隔设置。
11.在其中一个实施例中，相邻两个所述悬挂孔之间设有凸起，所述凸起的横截面积s从所述凸起靠近所述第一托盘的一端至所述凸起远离所述第一托盘的一端呈减小趋势。
12.在其中一个实施例中，所述切换组件包括切换本体与抓手结构，所述抓手结构装设于所述切换本体上，所述切换本体与所述拾取部可拆卸连接，所述抓手结构用于抓取和放置所述萃取头。
13.在其中一个实施例中，所述抓手结构包括抓手与传动件，所述传动件与所述抓手均装设于所述切换本体上，且所述抓手相对所述传动件远离或者靠拢移动，所述抓手与所述传动件抵触配合时，所述抓手处于张开状态，所述抓手与所述传动件脱离抵触时，所述抓手处于闭合状态，所述抓手用于抓取和放置所述萃取头。
14.在其中一个实施例中，所述切换本体上设有连接部，所述连接部与所述拾取部可拆卸连接。
15.一种萃取头切换方法，采用上述的萃取头切换装置，包括以下步骤：
16.启动运动组件，驱使拾取部拾取切换组件；
17.通过所述运动组件驱使切换组件运动到第一托盘位置上，并通过所述切换组件抓取所述第一托盘上的萃取头；
18.抓取后，通过所述运动组件，将所述切换组件运动到第二托盘位置上，并将所述萃取头装入至进样件上；
19.装入后，将所述切换组件移离所述第二托盘，并释放所述切换组件；
20.释放后，通过所述运动组件将所述拾取部运动到所述第二托盘位置上，并通过所述拾取部拾取装有萃取头的进样件，以进行后续固相微萃取操作。
21.上述萃取头切换方法，在安装过程中，首先将运动组件装设在机架上；然后将第一托盘与第二托盘装设在机架上。在使用过程中，将不同种类的萃取头放置在第一托盘上；再将进样件放置在第二托盘上，如此，启动萃取头切换装置后，运动组件能在机架上运动。当需要进行萃取头切换操作时，首先运动组件驱使拾取部拾取切换组件；然后运动组件带动切换组件运动到所述第一托盘处，并驱动切换组件将第一托盘上的萃取头抓取至所述第二托盘上的进样件上，使得萃取头装入进样件中；接着，运动组件驱动拾取部释放切换组件；然后运动组件驱动拾取部拾取第二托盘上的装有萃取头的进样件，进行固相微萃取操作。本萃取头切换装置能够自动选择和切换萃取头，在多种类样品分析或者连续大量样品分析时，无需停机手动更换萃取头，就能够实现不同萃取装置之间萃取头的自由切换，操作简单，有利于提升检测过程的自动化和智能化。同时也能减少甚至避免手动切换萃取头出现错误而导致实验结果发生偏差，进而提高实验结果的可靠性。
22.在其中一个实施例中，启动运动组件，驱使拾取部拾取切换组件的步骤包括：
23.启动驱动件，通过所述驱动件驱使所述运动臂沿着第一方向移动，使得所述拾取部位于所述切换组件的上方；
24.启动所述运动臂，通过所述运动臂驱使拾取部沿着第二方向移动，使得所述拾取部与所述切换组件接触，并完成连接。
附图说明
25.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为一实施例中所述的萃取头切换装置的结构示意图；
28.图2为一实施例中所述的第一托盘的结构示意图；
29.图3为一实施例中所述的切换组件的结构示意图；
30.图4为一实施例中所述的萃取头切换方法流程图一；
31.图5为一实施例中所述的萃取头切换方法流程图二。
32.附图标记说明：
33.100、萃取头切换装置，110、运动机构，111、机架，112、运动组件，1121、驱动件，1122、运动臂，113、拾取部，120、第一托盘，121、萃取头，122、悬挂孔，123、凸起，124、钳形固定座，130、第二托盘，131、进样件，140、切换组件，141、切换本体，1411、连接部，142、抓手结构，1421、抓手，1422、传动件。
具体实施方式
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.在一个实施例中，请参阅图1至图3，一种萃取头切换装置100，包括：运动机构110、第一托盘120、第二托盘130及切换组件140。运动机构110包括机架111与运动组件112，运动组件112装设活动在机架111上，运动组件112 上设有拾取部113。第一托盘120与第二托盘130间隔装设于机架111上，所述运动组件112能在所述第一托盘120与所述第二托盘130之间来回移动，第一托盘120用于放置萃取头121，第二托盘130用于放置进样件131。拾取部113 能用于切换式拾取切换组件140和进样件131，运动组件112用于驱使切换组件 140将第一托盘120上的萃取头121抓取至第二托盘130上，且运动组件112还用于驱使拾取部113拾取第二托盘130上的装有萃取头121的进样件131。
41.上述萃取头切换装置100，在安装过程中，首先将运动组件112装设在机架 111上；然后将第一托盘120与第二托盘130装设在机架111上。在使用过程中，将不同种类的萃取头121放置在第一托盘120上；再将进样件131放置在第二托盘130上，如此，启动萃取头切换装置100后，运动组件112能在机架111 上运动。当需要进行萃取头121切换操作时，首先运动组件112驱使拾取部113 拾取切换组件140；然后运动组件112带动切换组件140运动到第一托盘120处，并驱动切换组件140将第一托盘120上的萃取头121抓取至所述第二托盘130 上的进样件131上，使得萃取头121装入进样件131中；接着，运动组件112 驱动拾取部113释放切换组件140；然后运动组件112驱动拾取部113拾取第二托盘上130的装有萃取头121的进样件131，进行固相微萃取操作。本萃取头切换装置100能够自动选择和切换萃取头121，在多种类样品分析或者连续大量样品分析时，无需停机手动更换萃取头121，就能够实现不同萃取装置之间萃取头 121的自由切换，操作简单，有利于提升检测过程的自动化和智能化。同时也能减少甚至避免手动切换萃取头出现错误而导致实验结果发生偏差，进而提高实验结果的可靠性。
42.具体地，运动组件112通过导轨与机架111活动连接。如此，运动组件112 能够在机架111上沿导轨规矩运动，有利于提高运动组件112的运动稳定性，方便实时获取运动组件
112的实时位置坐标，有效保证程序控制下运动组件112 的运动精度，进而提高萃取头切换装置100的自动化程度。
43.可选地，运动组件112可以为二轴运动平台、三轴运动平台、四轴运动平台、机械手或其它运动装置。
44.具体地，请参阅图1，运动组件112包括驱动件1121与运动臂1122。运动臂1122通过驱动件1121装设于机架111上，拾取部113设置于运动臂1122上。驱动件1121驱使运动臂1122沿着第一方向移动，运动臂1122驱使拾取部113 沿着第二方向移动，第一方向与第二方向相交。在驱动件1121的驱动下，运动臂1122在机架111上运动。如此，本运动组件112结构简单，使得运动组件112 的移动更加稳定；同时也能够提高自动拾取萃取头121的精度要求，有利于节省萃取头切换装置100的研发和生产成本。此外，将运动组件112设计为驱动件1121与运动臂1122，还有利于简化自动控制的控制程序，减少自动控制的故障发生几率，提高萃取头切换装置100运行的可靠性，进而提高萃取头切换装置100的作业效率。本实施仅提供一种运动组件112的实施方式，但并不以此为限。
45.需要说明的是，拾取部113能用于切换式拾取切换组件140和进样件131 应理解为，驱动件1121作为动力源，给运动臂1122提供驱动力，拾取部113 能够在运动臂1122的带动下拾取切换组件140；同时，拾取部113也能够在运动臂1122的驱动下拾取进样件131。
46.其中，为了进一步说明和理解运动臂1122沿着第一方向移动以及运动臂 1122驱使所述拾取部113沿着第二方向移动，以图1为例，第一方向为s1任意箭头所示的方向；第二方向为s2任意箭头所示的方向。
47.具体地，第一方向与第二方向在平面内相互垂直。
48.进一步地，请参阅图1，运动组件112能在所述第一托盘120与所述第二托盘130之间来回移动应理解为，第一托盘120与第二托盘间隔设置在机架111 上，运动组件112能够沿机架111的长度方向运动，使得运动组件112能在所述第一托盘120与所述第二托盘130之间来回移动。
49.其中，为了进一步说明和理解沿机架111的长度方向运动，以图1为例，机架111的长度方向为s3任意箭头所示的方向。
50.进一步地，具体地，第一方向、第二方向与机架111的长度方向在空间内相互垂直。
51.在一个实施例中，请参阅图2，第一托盘120上设有悬挂孔122。悬挂孔122 用于供萃取头121穿过，并使得萃取头121悬挂在第一托盘120上。悬挂孔122 的设置有利于萃取头121的竖向悬挂，如此，使得第一托盘120上能够容纳更多萃取头121，并且有序排列，使得拾取部113的运动轨迹更加精简，便于切换组件140对不同萃取头121之间的抓取和切换，有利于简化自动控制的控制程序，减少自动控制的故障发生几率，提高萃取头切换装置100运行的可靠性，进而提高萃取头切换装置100的作业效率。
52.可选地，悬挂孔122的形状可以为圆形、方形、矩形、三角形或其它形状。
53.具体地，悬挂孔122为圆形。如此，有利于提高第一托盘120对萃取头121 固定的稳定性，便于切换组件140对不同萃取头121之间的抓取和切换，提高萃取头切换装置100运行的可靠性，进而提高萃取头切换装置100的作业效率。本实施例仅提供一种悬挂孔122的形状选择，但并不以此为限。
54.在一个实施例中，请参阅图1及图2，悬挂孔122为两个以上。两个以上悬挂孔122沿
第一托盘120的长度方向间隔设置。如此，两个以上悬挂孔122使得第一托盘120能够悬挂多个萃取头121；同时，使得萃取头121在第一托盘 120上有序排列，使得拾取部113的运动轨迹更加精简，便于切换组件140对不同萃取头121之间的抓取和切换，有利于简化自动控制的控制程序，减少自动控制的故障发生几率，提高萃取头切换装置100运行的可靠性，进而提高萃取头切换装置100的作业效率。
55.在一个实施例中，请参阅图2，相邻两个悬挂孔122之间设有凸起123。凸起123的横截面积s从凸起123靠近第一托盘120的一端至凸起123远离第一托盘120的一端呈减小趋势。如此，拾取部113在将萃取头121放置在第一托盘120的悬挂孔122时，萃取头121能够更加顺利的进入悬挂孔122，同时，凸起123的设置也有利于对运动组件112轨迹的标定，进而保证运动臂1122的定位精度，提高萃取头切换装置100运行的可靠性和作业效率。
56.可选地，第一托盘120与机架111的连接方式可以为螺栓连接、卡扣连接、螺纹连接、焊接、粘接或其他连接方式。
57.具体地，请参阅图2，第一托盘120通过钳形固定座124与机架111连接。如此，能够有效提高第一托盘120与机架111的连接稳定性；同时，钳形固定座124有利于第一托盘120的安装和拆卸的便利性，使得第一托盘120位置调节更加方便快捷，有利于提高萃取头切换装置100的整体品质和使用体验，进而提高萃取头切换装置100运行的可靠性和作业效率。本实施例仅提供一种第一托盘120与机架111的连接方式，但并不以此为限。
58.其中，横截面积s为平行于第一托盘120对凸起123作截面，所得到的面积s。
59.在一个实施例中，请参阅图3，切换组件140包括切换本体141与抓手结构 142。抓手结构142装设于切换本体141上，切换本体141与拾取部113可拆卸连接，抓手结构142用于抓取和放置萃取头121。模块化的设计有利于提高切换组件140和拾取部113的连接稳定性。一方面，通过抓手结构142抓取和放置萃取头121，能够有效简化切换组件140的结构，有利于切换组件140的维修和更换；另一方面，使得抓取和放置萃取头121的操作更加简单快捷，有利于提高萃取头切换装置100的整体品质和使用体验。
60.可选地，抓手结构142抓取和放置萃取头121的方式可以为切换本体141 驱动抓手结构142，使得抓手结构142能够实现张开和闭合，从而实现抓手结构 142抓取和放置萃取头121。或者是，切换组件140上设有传动件1422，切换组件140在与拾取部113连接后，在运动臂1122的驱动作用下，拾取部113驱动传动件1422，从而传动件1422带动抓手结构142抓取和放置萃取头121。又或者是其他抓取和放置的方式。
61.具体地，请参阅图3，抓手结构142包括抓手1421与传动件1422。传动件 1422与抓手1421均装设于切换本体141上，且抓手1421相对传动件1422远离或者靠拢移动，抓手1421与传动件1422抵触配合时，抓手1421处于张开状态，抓手1421与传动件1422脱离抵触时，抓手1421处于闭合状态，抓手1421用于抓取和放置萃取头121。如此，切换组件140通过传动件1422的传动作用，本身无需设置动力源，有利于简化切换组件140的结构，提高切换组件140的可靠性，从而提高萃取头切换装置100的运行可靠性和作业效率。同时，这样的设置使得切换组件140维修方便，也能够有效节省切换组件140的成产成本。本实施例仅提供一种抓手结构142抓取和放置萃取头121的方式，但并不以此为限。
62.在一个实施例中，请继续参阅图3，切换本体141上设有连接部1411，连接部1411与拾取部113可拆卸连接。如此，便于拾取部113与切换组件140连接，便于切换组件140对不同
萃取头121之间的抓取和切换，有利于简化自动控制的控制程序，减少自动控制的故障发生几率，提高萃取头切换装置100运行的可靠性，进而提高萃取头切换装置100的作业效率。
63.可选地，连接部1411与拾取部113可拆卸连接的方式可以为卡扣连接，螺纹连接、螺栓连接、粘接或其他连接方式。
64.具体地，连接部1411与拾取部113卡口连接。如此，有利于拾取部113的整体性，也便于提高连接部1411与拾取部113的连接与拆卸速度，进而提高萃取头切换装置100的工作效率，减少因拾取部113与连接部1411连接出错而导致自动化萃取作业发生出错，有利于保证萃取头切换装置100的可靠性，提高萃取头切换装置100的整体品质和使用体验。本实施例仅提供一种连接部1411与拾取部113的连接方式，但并不以此为限。
65.在一个实施例中，请参阅图4，一种萃取头切换方法，采用上述的萃取头切换装置100，包括以下步骤：
66.s10、启动运动组件112，驱使拾取部113拾取切换组件140；
67.s20、通过运动组件112驱使切换组件140运动到第一托盘120位置上，并通过切换组件140抓取第一托盘120上的萃取头121；
68.s30、抓取后，通过运动组件112，将切换组件140运动到第二托盘130位置上，并将萃取头121装入至进样件131上；
69.s40、装入后，将切换组件140移离第二托盘130，并释放切换组件140；
70.s50、释放后，通过运动组件112将拾取部113运动到第二托盘130位置上，并通过拾取部113拾取装有萃取头121的进样件131，以进行后续固相微萃取操作。
71.上述萃取头切换方法，在安装过程中，首先将运动组件112装设在机架111 上；然后将第一托盘120与第二托盘130装设在机架111上。在使用过程中，将不同种类的萃取头121放置在第一托盘120上；再将进样件131放置在第二托盘130上，如此，启动萃取头切换装置100后，运动组件112能在机架111 上运动。当需要进行萃取头121切换操作时，首先运动组件112驱使拾取部113 拾取切换组件140；然后运动组件112带动切换组件140运动到第一托盘120处，并驱动切换组件140将第一托盘120上的萃取头121抓取至所述第二托盘130 上的进样件131上，使得萃取头121装入进样件131中；接着，运动组件112 驱动拾取部113释放切换组件140；然后运动组件112驱动拾取部113拾取第二托盘上130的装有萃取头121的进样件131，进行固相微萃取操作。本萃取头切换装置100能够自动选择和切换萃取头121，在多种类样品分析或者连续大量样品分析时，无需停机手动更换萃取头121，就能够实现不同萃取装置之间萃取头 121的自由切换，操作简单，有利于提升检测过程的自动化和智能化。同时也能减少甚至避免手动切换萃取头出现错误而导致实验结果发生偏差，进而提高实验结果的可靠性。
72.在一个实施例中，请参阅图5，s10、启动运动组件112，驱使拾取部113 拾取切换组件140的步骤包括：
73.s11、启动驱动件1121，通过驱动件1121驱使运动臂1122沿着第一方向移动，使得拾取部113位于切换组件140的上方；
74.s12、启动运动臂1122，通过运动臂1122驱使拾取部113沿着第二方向移动，使得拾取部113与切换组件140接触，并完成连接。
75.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
76.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。