一种全自动智慧称量仪的制作方法

文档序号:32069903发布日期:2022-11-05 01:59阅读:27来源:国知局

1.本发明属于实验室试剂称量技术领域,尤其涉及一种全自动智慧称量仪。


背景技术:

2.试剂、药品称量是实验室日常检测工作中必不可少的一个重要环节,随着科学技术的发展,实验室的许多工作实现了自动化。但是,试剂称量作为实验室非常重要的一个环节,绝大部分仍采用原始的人工称量方法。人工称量方法:先将坩埚放置在高精度天平上(万分之一天平),置零,用称样勺加入试剂,快到目标值时放慢速度,一点点的加入,随时读取天平数据,判断是否合格;不合格时需要添加或减少试剂。这个过程有时需要反复多次,不但称量时间长,操作繁琐,而且质量不稳定(特别是易吸潮样品)。
3.为解决以上技术问题,本领域技术人员设计了多种自动称量装置,具有代表性的机构就是:设置料仓供料,利用振动器实现不间断下料,采用可升降、旋转式转盘机构作为坩埚转换机构,坩埚转换机构下面是高精度称量机构。上述结构虽然能够实现自动称量的目的,但受限于对振动下料器的振动精度控制,在称量精度上只能做到
±
0.0005g,称量速度也在80秒以上,该速度要比人工称量速度慢。而大部分实验室要求称量精度在
±
0.0002g,时间小于50秒。
4.而且传统的称量仪器对称量样品时所用的坩埚尺寸有一定的要求,并不是所有坩埚都适用,这样就需要用一套坩埚先专门称量样品,然后把称量好的样品再转移到用户实际使用的坩埚中,在这个转移过程中会出现所称量的样品中有微量样品粘附于坩埚内壁而造成无法全部转移,导致称量的实际样品量偏低。


技术实现要素:

5.为了解决以上问题,本发明提供了一种全自动智慧称量仪。
6.本发明是这样实现的:一种全自动智慧称量仪,包括箱体,所述箱体内固定设置有四轴协作机械臂,所述箱体内位于四轴协作机械臂的一侧设置有料仓,对实验试剂进行存储,所述料仓的下端设置有下料管,所述下料管的下方设置有下料单元,所述下料单元的外部设置有保护壳,对基块进行防护,所述保护壳的上端开设有进料孔,所述下料管的下端设置于进料孔内,所述下料单元内固定设置有基块,所述基块的上端开设有料槽,所述料槽与进料孔的位置相对应,料仓内的试剂沿下料管与进料孔落入下料单元内基块上的料槽中,所述基块的一侧设置有第一电机与第二电机,背离所述第一电机与第二电机一侧的基块下端开设有第一排料孔,所述保护壳的下端开设有第二排料孔,所述第一排料孔与第二排料孔的位置相对应,保证试剂排出的流畅性,所述基块内水平对称开设有第一输料管与第二输料管,所述第一输料管与第二输料管都连通料槽与第一排料孔,料槽中的试剂落入第一输料管与第二输料管中,所述第一输料管的管径大于第二输料管的管径,对坩埚中进行注料时,通过第一输料管进行快速下料,在接近目标值时通过第二输料管进行缓慢下料,从而实现快速、精准下料,所述第一输料管内设置有第一输料螺杆,所述第一输料螺杆的一端与
第一电机的传动轴轴连接,所述第一输料螺杆的另一端位于第一排料孔的上方,启动第一电机,第一输料螺杆转动,将第一输料管中的试剂输送至第一排料孔处,试剂沿第一排料孔与第二排料孔落下,所述第二输料管内设置有第二输料螺杆,所述第二输料螺杆的一端与第二电机的传动轴轴连接,所述第二输料螺杆的另一端位于第一排料孔的上方,启动第二电机,第二输料螺杆转动,将第二输料管中的试剂输送至第一排料孔处,试剂沿第一排料孔与第二排料孔落下,所述箱体内位于下料单元的下方固定设置有高精度称量仪,对试剂进行精准称量,所述高精度称量仪的中心与第二排料孔的位置相对应,保证沿第二排料孔落下的试剂全部落入高精度称量仪上放置的坩埚中,所述下料单元设置于下料位置调整单元上,通过下料位置调整单元对下料单元的位置进行调整,当根据需要将不同规格尺寸的坩埚放置在高精度称量仪上时,能够对下料单元与坩埚之间的距离进行调整,既保证试剂全部落入坩埚中,又降低了试剂落入坩埚时冲击力对称量结果的影响,所述箱体内的一侧水平固定设置有第一支撑板,所述第一支撑板的上方设置有样品盘,对坩埚进行承载,所述样品盘上开设有多个第一凹槽,所述第一凹槽内设置有坩埚,保证坩埚放置的稳定性,位于所述第一凹槽底部的样品盘内设置有坩埚检测器,便于四轴协作机械臂识别放置合格品坩埚的位置,所述第一支撑板上端固定设置有不合格品样品盘,用于对称量不合格的坩埚进行承载,所述不合格品样品盘上开设有多个第二凹槽,保证坩埚放置的稳定性,位于所述第二凹槽底部的不合格品样品盘内设置有不合格品坩埚检测器,便于四轴协作机械臂识别放置不合格品坩埚的位置,所述四轴协作机械臂的末端设置有电动夹爪,所述电动夹爪的末端设置有移动杆,电动夹爪为移动杆的水平移动提供动力,所述移动杆的一端固定设置有l形连接杆,所述连接杆的下端固定设置有机械爪,通过四轴协作机械臂带动电动夹爪进行移动,当移动到指定位置后,通过移动杆与连接杆使机械爪打开及闭合,对坩埚进行抓取,所述箱体上设置有箱门,保证箱体内的密封,避免坩埚内的试剂受潮,所述箱体上设置有触摸屏与操作按钮,进行启动、复位、暂停等操作。
7.优选的,所述下料位置调整单元包括水平设置的横板,所述保护壳的下端与横板固定连接,使横板与下料单元成为一个整体,从而便于根据实际情况通过横板来对下料单元的位置进行调整,所述横板的两端竖直固定设置有架板,所述箱体内位于横板的下方水平固定设置有第二支撑板,所述第二支撑板上端竖直对称设置有立柱,所述立柱的下端对称开设有第一螺纹孔,所述第二支撑板上均匀开设有多个第二螺纹孔,所述第一螺纹孔与第二螺纹孔的位置相对应,穿过所述第一螺纹孔与第二螺纹孔设置有第一螺栓,既保证立柱与第二支撑板之间的可靠连接,又拆装方便快捷,能够对立柱的位置进行调整,从而对下料单元水平方向上的位置进行调整,所述立柱靠近架板的一侧竖直固定设置有滑柱,所述架板靠近滑柱一侧的中部位置开设有第一卡槽,所述滑柱设置于第一卡槽中,架板带动横板上的下料单元沿滑柱进行上下移动,所述滑柱的上端水平固定设置有卡块,所述卡块的中部位置开设有第三螺纹孔,所述卡块的上方设置有旋钮,所述旋钮下端的中部位置竖直固定设置有第一螺杆,所述架板上端的中部位置开设有第四螺纹孔,所述第三螺纹孔与第四螺纹孔的位置相对应,所述第一螺杆穿过第三螺纹孔与第四螺纹孔,顺时针转动旋钮,第一螺杆的下端深入第四螺纹孔中,架板在第一螺杆的作用下向上运动,从而下料单元向上运动,逆时针转动旋钮,第一螺杆在第四螺纹孔中的长度减少,架板在第一螺杆的作用下向下运动,从而下料单元向下运动。
8.优选的,所述架板的两侧开设有第一通槽,所述第一通槽内设置有第二螺杆,所述第二螺杆的一端固定设置有夹紧件,所述夹紧件与滑柱抵在一起,所述第二螺杆上套设有螺母,通过旋紧螺母,使夹紧件与滑柱紧密抵在一起,进一步保证架板位置的稳定性。
9.优选的,所述架板上开设有第二通槽,所述第二通槽的内径大于第一通槽的内径,所述夹紧件设置于第二通槽中。
10.优选的,所述第一支撑板上端并列对称固定设置有多组限位块,相对应的所述限位块之间的距离与样品盘的宽度相同,样品盘在第一支撑板上的限位块之间进行移动,通过限位块对样品盘的位置进行限定,保证样品盘移动轨迹的稳定,所述限位块靠近箱门一侧的内壁上设置有坡口,便于样品盘平滑的进入限位块之间,所述第一支撑板上端背离箱门一侧固定设置有样品盘定位传感器,所述样品盘的一端与样品盘定位传感器抵在一起,确保样品盘移动到指定位置。
11.优选的,所述箱门的上端与箱体的连接处对称设置有伸缩杆,便于进行箱门的启闭,所述第一支撑板上端靠近箱门处固定设置有电磁锁,当箱门闭合时,电磁锁与箱门抵在一起,保证箱门闭合时的可靠性。
12.优选的,所述样品盘的两端设置有拉柄,便于对样品盘进行转运。
13.优选的,所述下料管上设置有料位传感器,当检测到下料管内没有试剂时,料位传感器发出报警信号,提醒实验人员添加试剂。
14.优选的,所述机械爪上固定设置有硅胶垫,既能增加坩埚抓取的稳固性,又能对坩埚进行保护,所述连接杆上开设有多个第五螺纹孔,所述机械爪上开设有第六螺纹孔,所述第五螺纹孔与第六螺纹孔的位置相对应,穿过所述第五螺纹孔与第六螺纹孔设置有第二螺栓,便于根据坩埚的大小对机械爪的开度进行调整。
15.优选的,所述箱体两侧下部固定设置有搬运扶手,便于对箱体进行搬运,所述箱体下端并列对称设置有水平调节地脚,便于对箱体进行调节,保证箱体处于水平状态,所述箱门上设置有门把手,便于打开箱门。
16.本发明的有益效果是:本发明结构设计合理,实现了试剂的自动化称量,无需人员参与,误差小,省时省力;对坩埚中进行下料时,通过第一输料管进行快速下料,在接近目标值时通过第二输料管进行缓慢下料,从而实现快速、精准下料,称量精度高、称量速度快;通过下料位置调整单元对下料单元的位置进行调整,能够对下料单元与坩埚之间的距离进行调整,既保证试剂全部落入坩埚中,又降低了试剂落入坩埚时冲击力对称量结果的影响;称量不合格品自动放置在不合格品样品盘上,实现了分区摆放,便于实验人员识别,不易出错;能够直接抓取目前行业内各类尺寸的坩埚,称量样品无需二次转移,保证了坩埚内试剂量的准确性;称量过程中箱门闭合,隔绝外部环境、空气湿度、气流对称量稳定性的影响。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图;图2为本发明的内部结构示意图;图3为下料单元与立柱的连接结构示意图;图4为立柱与第二支撑板的连接结构示意图;图5为基块的俯视结构示意图;
图6为下料单元与基块的侧视连接结构示意图;图7为架板与滑柱的连接结构示意图;图8为架板与滑柱的俯视连接结构示意图;图9为移动杆与机械爪的连接结构示意图;图10为连接杆与机械爪的连接结构示意图;图11为第一支撑板与样品盘的连接结构示意图;图中:1.箱体;2.四轴协作机械臂;3.料仓;4.下料管;5.下料单元;6.进料孔;7.基块;8.料槽;9.第一电机;10.第二电机;11.第一排料孔;12.第二排料孔;13.第一输料管;14.第二输料管;15.第一输料螺杆;16.第二输料螺杆;17.高精度称量仪;18.下料位置调整单元;19.第一支撑板;20.样品盘;21.第一凹槽;22.坩埚;23.坩埚检测器;24.不合格品样品盘;25.第二凹槽;26.不合格品坩埚检测器;27.电动夹爪;28.移动杆;29.连接杆;30.机械爪;31.箱门;32.触摸屏;33.操作按钮;34.横板;35.架板;36.第二支撑板;37.立柱;38.第一螺纹孔;39.第二螺纹孔;40.第一螺栓;41.滑柱;42.第一卡槽;43.卡块;44.第三螺纹孔;45.旋钮;46.第一螺杆;47.第四螺纹孔;48.第一通槽;49.第二螺杆;50.夹紧件;51.螺母;52.第二通槽;53.限位块;54.坡口;55.样品盘定位传感器;56.伸缩杆;57.电磁锁;58.拉柄;59.料位传感器;60.硅胶垫;61.第五螺纹孔;62.第六螺纹孔;63.第二螺栓;64.搬运扶手;65.水平调节地脚;66.门把手。
具体实施方式
18.为了能更清楚地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进一步说明。
19.如图1-11所示的一种全自动智慧称量仪,包括箱体1,所述箱体1内固定设置有四轴协作机械臂2,所述箱体1内位于四轴协作机械臂2的一侧设置有料仓3,对实验试剂进行存储,所述料仓3的下端设置有下料管4,所述下料管4上设置有料位传感器59,当检测到下料管4内没有试剂时,料位传感器59发出报警信号,提醒实验人员添加试剂,所述下料管4的下方设置有下料单元5,所述下料单元5的外部设置有保护壳,对基块7进行防护,所述保护壳的上端开设有进料孔6,所述下料管4的下端设置于进料孔6内,所述下料单元5内固定设置有基块7,所述基块7的上端开设有料槽8,所述料槽8与进料孔6的位置相对应,料仓3内的试剂沿下料管4与进料孔6落入下料单元5内基块7上的料槽8中,所述基块7的一侧设置有第一电机9与第二电机10,背离所述第一电机9与第二电机10一侧的基块下端开设有第一排料孔11,所述保护壳的下端开设有第二排料孔12,所述第一排料孔11与第二排料孔12的位置相对应,保证试剂排出的流畅性,所述基块7内水平对称开设有第一输料管13与第二输料管14,所述第一输料管13与第二输料管14都连通料槽8与第一排料孔11,料槽8中的试剂落入第一输料管13与第二输料管14中,所述第一输料管13的管径大于第二输料管14的管径,对坩埚22中进行注料时,通过第一输料管13进行快速下料,在接近目标值时通过第二输料管14进行缓慢下料,从而实现快速、精准下料,所述第一输料管13内设置有第一输料螺杆15,所述第一输料螺杆15的一端与第一电机9的传动轴轴连接,所述第一输料螺杆15的另一端位于第一排料孔11的上方,启动第一电机9,第一输料螺杆15转动,将第一输料管13中的试剂输送至第一排料孔11处,试剂沿第一排料孔11与第二排料孔12落下,所述第二输料管14内设置有第二输料螺杆16,所述第二输料螺杆16的一端与第二电机10的传动轴轴连接,所
述第二输料螺杆16的另一端位于第一排料孔11的上方,启动第二电机10,第二输料螺杆16转动,将第二输料管14中的试剂输送至第一排料孔11处,试剂沿第一排料孔11与第二排料孔12落下,所述箱体1内位于下料单元5的下方固定设置有高精度称量仪17,对试剂进行精准称量,所述高精度称量仪17的中心与第二排料孔12的位置相对应,保证沿第二排料孔12落下的试剂全部落入高精度称量仪17上放置的坩埚22中,所述下料单元5设置于下料位置调整单元18上,所述下料位置调整单元18包括水平设置的横板34,所述保护壳的下端与横板34固定连接,使横板34与下料单元5成为一个整体,从而便于根据实际情况通过横板34来对下料单元5的位置进行调整,所述横板34的两端竖直固定设置有架板35,所述箱体1内位于横板34的下方水平固定设置有第二支撑板36,所述第二支撑板36上端竖直对称设置有立柱37,所述立柱37的下端对称开设有第一螺纹孔38,所述第二支撑板36上均匀开设有多个第二螺纹孔39,所述第一螺纹孔38与第二螺纹孔39的位置相对应,穿过所述第一螺纹孔38与第二螺纹孔39设置有第一螺栓40,既保证立柱37与第二支撑板36之间的可靠连接,又拆装方便快捷,能够对立柱37的位置进行调整,从而对下料单元5水平方向上的位置进行调整,所述立柱37靠近架板35的一侧竖直固定设置有滑柱41,所述架板35靠近滑柱41一侧的中部位置开设有第一卡槽42,所述滑柱41设置于第一卡槽42中,架板35带动横板34上的下料单元5沿滑柱41进行上下移动,所述滑柱41的上端水平固定设置有卡块43,所述卡块43的中部位置开设有第三螺纹孔44,所述卡块43的上方设置有旋钮45,所述旋钮45下端的中部位置竖直固定设置有第一螺杆46,所述架板35上端的中部位置开设有第四螺纹孔47,所述第三螺纹孔44与第四螺纹孔47的位置相对应,所述第一螺杆46穿过第三螺纹孔44与第四螺纹孔47,顺时针转动旋钮45,第一螺杆46的下端深入第四螺纹孔47中,架板35在第一螺杆46的作用下向上运动,从而下料单元5向上运动,逆时针转动旋钮45,第一螺杆46在第四螺纹孔47中的长度减少,架板35在第一螺杆46的作用下向下运动,从而下料单元5向下运动,所述架板35的两侧开设有第一通槽48,所述第一通槽48内设置有第二螺杆49,所述第二螺杆49的一端固定设置有夹紧件50,所述夹紧件50与滑柱41抵在一起,所述第二螺杆49上套设有螺母51,通过旋紧螺母51,使夹紧件50与滑柱41紧密抵在一起,进一步保证架板35位置的稳定性,所述架板35上开设有第二通槽52,所述第二通槽52的内径大于第一通槽48的内径,所述夹紧件50设置于第二通槽52中,通过下料位置调整单元18对下料单元5的位置进行调整,当根据需要将不同规格尺寸的坩埚22放置在高精度称量仪17上时,能够对下料单元5与坩埚22之间的距离进行调整,既保证试剂全部落入坩埚22中,又降低了试剂落入坩埚22时冲击力对称量结果的影响,所述箱体1内的一侧水平固定设置有第一支撑板19,所述第一支撑板19的上方设置有样品盘20,对坩埚22进行承载,所述样品盘20的两端设置有拉柄58,便于对样品盘20进行转运,所述第一支撑板19上端并列对称固定设置有两组限位块53,相对应的所述限位块53之间的距离与样品盘20的宽度相同,样品盘20在第一支撑板19上的限位块53之间进行移动,通过限位块53对样品盘20的位置进行限定,保证样品盘20移动轨迹的稳定,所述限位块53靠近箱门31一侧的内壁上设置有坡口54,便于样品盘20平滑的进入限位块53之间,所述第一支撑板19上端背离箱门31一侧固定设置有样品盘定位传感器55,所述样品盘20的一端与样品盘定位传感器55抵在一起,确保样品盘20移动到指定位置,所述样品盘20上开设有21个第一凹槽21,所述第一凹槽21内设置有坩埚22,保证坩埚22放置的稳定性,位于所述第一凹槽21底部的样品盘20内设置有坩埚检测器23,便于四轴协作机械
臂2识别放置合格品坩埚22的位置,所述第一支撑板19上端固定设置有不合格品样品盘24,用于对称量不合格的坩埚22进行承载,所述不合格品样品盘24上开设有三个第二凹槽25,保证坩埚22放置的稳定性,位于所述第二凹槽25底部的不合格品样品盘24内设置有不合格品坩埚检测器26,便于四轴协作机械臂2识别放置不合格品坩埚22的位置,所述四轴协作机械臂2的末端设置有电动夹爪27,所述电动夹爪27的末端设置有移动杆28,电动夹爪27为移动杆28的水平移动提供动力,所述移动杆28的一端固定设置有l形连接杆29,所述连接杆29的下端固定设置有机械爪30,通过四轴协作机械臂2带动电动夹爪27进行移动,当移动到指定位置后,通过移动杆28与连接杆29使机械爪30打开及闭合,对坩埚22进行抓取,所述机械爪30上固定设置有硅胶垫60,既能增加坩埚22抓取的稳固性,又能对坩埚22进行保护,所述连接杆29上开设有三个第五螺纹孔61,所述机械爪30上开设有第六螺纹孔62,所述第五螺纹孔61与第六螺纹孔62的位置相对应,穿过所述第五螺纹孔61与第六螺纹孔62设置有第二螺栓63,便于根据坩埚22的大小对机械爪30的开度进行调整,所述箱体1上设置有箱门31,保证箱体1内的密封,避免坩埚22内的试剂受潮,所述箱门31的上端与箱体1的连接处对称设置有伸缩杆56,便于进行箱门31的启闭,所述第一支撑板19上端靠近箱门31处固定设置有电磁锁57,当箱门31闭合时,电磁锁57与箱门31抵在一起,保证箱门31闭合时的可靠性,所述箱体1上设置有触摸屏32与操作按钮33,进行启动、复位、暂停等操作,称量中途可以直接按“暂停”键停止工作,取走已经称好的样品,按“复位”后又可继续完成后续工作,所述箱体1两侧下部固定设置有搬运扶手64,便于对箱体1进行搬运,所述箱体1下端并列对称设置有水平调节地脚65,便于对箱体1进行调节,保证箱体1处于水平状态,所述箱门31上设置有门把手66,便于打开箱门31。
20.以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。
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