用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統的製作方法
2023-12-09 15:13:31 2
專利名稱：用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及水體綜合毒性檢測技術領域，更具體地說，涉及一種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統。
背景技術：
對水體綜合毒性的檢測，一般利用發光菌的發光特性進行檢測。發光菌在正常的生理條件下能發出波長在450nm 490nm的藍綠色可見光，在一定的試驗條件下發光強度是恆定的，與待檢測水體接觸後，由於水體中的毒性物質具有抑制發光的作用，故使發光菌的發光強度有所改變，變化的程度與水體的濃度在一定範圍內呈相關關係，同時與水體中毒物的毒性大小有關，因此，測量發光菌的發光強度就能得知水體的綜合毒性。在檢測水體綜合毒性之前，首先需要將待檢測水樣和發光菌進行混合，使之接觸反應，然後提取混合液樣品，由特定的精密測光儀檢測混合液中發光菌的發光強度，進而得出待測水體的綜合毒性。無論在混合待檢測水樣和發光菌過程中，還是提取所述混合溶液過程中，都需要吸放裝置提取溶液，並且，通過定位系統控制所述吸放裝置的位置。目前，在線毒性分析儀進行檢測，定位系統一般採用皮帶輪帶動機械臂做水平運動，偏心輪機構帶動機械壁做升降運動。但是該系統在取樣過程中經常出現取樣機械臂定位不準的問題，導致取樣失敗，當在錯誤的取樣情況下繼續執行後續命令，致使檢測水體毒性結果不準確。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統， 以解決由於機械臂的定位不準造成的取樣失敗的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案—種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，包括上、下板，以及設置於所述上、 下板之間的底板，其中所述上板上設置有升降步進電機，該升降步進電機的主軸上連接有滾珠絲槓；所述滾珠絲槓上連接有升降臺；所述底板上設置有限定所述升降臺運動軌跡的直線導軌；所述升降臺上設置有平動步進電機，該平動步進電機的主軸上套接有機械臂，該機械壁上安裝有取樣頭；還包括控制所述升降步進電機和平動步進電機運轉的控制器。優選地，所述控制器包括發出控制指令的上位機；控制單元，用於接收所述上位機發出的控制指令並將其轉化為控制脈衝並發送；驅動器，用於接收所述控制單元發送的控制脈衝，分別驅動所述升降步進電機和平動步進電機運轉。
優選地，所述機械臂包括主體，該主體上設置有半圓柱凹槽，且設置有所述半圓柱凹槽的主體外壁上安裝有緊定螺釘；通過手擰螺絲連接在所述主體上的夾板，該夾板與所述主體設置半圓柱凹槽相對應的位置上，設置有與所述半圓柱凹槽相應的凹槽。優選地，還包括設置於所述直線導軌上的上、下限位開關，用於限制所述升降臺的上下移動極限行程。優選地，所述定位系統還包括設置於所述升降臺上的左、右限位開關，用於限制所述機械臂的轉動的極限行程。優選地，所述定位系統還包括設置於所述直線導軌上的第一定位光耦，當所述升降臺觸發所述第一定位光耦時，由該第一定位光耦反饋信號與控制單元，並由其將所述信號傳輸至所述上位機。優選地，所述定位系統還包括設置於所述升降臺上的第二定位光耦，當所述機械臂觸發所述第二定位光耦時，由該第二定位光耦反饋信號與控制單元，並由其將所述信號傳輸至所述上位機。優選地，所述定位系統還包括設置於所述升降步進電機上的第一編碼器，用來根據所述升降步進電機主軸轉動情況生成反饋脈衝，並通過所述控制單元傳輸至所述上位機。優選地，所述定位系統還包括設置於所述平動步進電機上的第二編碼器，用來根據所述平動步進電機主軸轉動情況生成反饋脈衝，並通過所述控制單元傳輸至所述上位機。優選地，所述上、下板與升降臺之間均設置有保護罩。由此可見，本發明所提供的用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，在所述控制器的控制下，所述升降步進電機運轉，實現所述機械壁在豎直方向上的移動，所述平動步進電機運轉，實現所述機械臂在水平方向上的轉動。所述升降步進電機可精確地控制滾珠絲槓轉動的角度，進而為所述機械臂在豎直方向精確定位，並且，所述平動步進電機可在水平方向上精確地控制所述機械臂轉動的角度，為其在水平方向上精確定位，解決了現有的定位系統由於機械臂的定位不準造成的取樣失敗的問題。
為了更清楚地說明本發明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種用於水體綜合毒性檢測的取樣系統結構主視圖；圖2為本發明實施例提供的一種用於水體綜合毒性檢測的取樣系統結構側視圖；圖3為本發明實施例提供的一種用於水體綜合毒性檢測的吸放裝置結構俯視圖；圖4為本發明實施例公開的機械臂的俯視圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護範圍。本發明實施例提供一種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，以解決由於機械臂的定位不準造成的取樣失敗的問題。結合圖1、圖2和圖3所示，所述用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，包括上板1、下板2，以及設置於上、下板之間的底板3，其中上板1上設置有升降步進電機101，該升降步進電機的主軸上連接有滾珠絲槓301 ；滾珠絲槓301連接有升降臺303 ；底板3上設置限定升降臺303運動軌跡的直線導軌302 ；升降臺303前端設置有平動步進電機304，該平動步進電機的主軸上套接有機械臂305，該機械壁上安裝有取樣頭306 ；為了控制升降步進電機101和平動步進電機304運轉，該系統還包括控制器(圖中未繪示)。本發明實施例公開的定位系統中，滾珠絲槓301由螺杆、螺母和滾珠組成，能夠將迴轉運動轉化為直線運動，升降臺303連接在滾珠絲槓301螺母上，可以在滾珠的作用下沿著螺杆轉動，實現上下移動。並且，在上板1與升降臺303之間，以及下板2與升降臺303之間設置有保護罩， 具有防塵防水功能。在毒性檢測過程中，取樣頭306直接深入存放溶液的凹槽，由於取樣頭306使用耐腐蝕不透光材料製作而成，這樣能使得所提取的液體免受外界光照影響。在吸放裝置的作用下，溶液沿取樣頭306進入該吸放裝置，完成取液過程。由於在使用吸放裝置提取溶液前，需控制該吸放裝置的位置，使其準確作用於盛放溶液的凹槽，即需要控制機械臂305的位置，使設置於機械臂305上的取樣頭306準確的插入存放溶液的凹槽，這就需要本發明實施例公開的空位系統工作。具體的，控制器控制升降步進電機101和平動步進電機304動作，升降步進電機 101的主軸轉動，可以帶動與該主軸相連的滾珠絲槓301轉動，在滾珠絲槓301的轉動下， 升降臺303根據其轉動方向的不同，沿其軸心上下移動，升降臺303的上下移動可以帶動設置於升降臺303前端的平動步進電機304上下移動，最終使設置於平動步進電機304上的機械臂305上下移動，進而確定其在豎直方向上的位置；之後，平動步進電機304主軸運轉， 可以帶動套接在平動步進電機304主軸上的機械臂305在水平方向上，沿以平動步進電機 304為圓心、以機械臂305長度為半徑沿圓周運動，確定其在水平方向上的位置。當需要一次性吸取多個存放溶液的凹槽內容的溶液時，在機械臂305上設置有多個取樣頭306，對機械臂305進行定位，分別將多個取樣頭306分別插入與之相對應的凹槽內，通過吸放裝置提取溶液。 並且，所述控制器可以包括上位機，控制單元以及驅動器，其中，所述上位機用於根據檢測要求發出控制指令；所述控制單元可以將所述上位機發出的控制指令轉化為控制脈衝，並作用於所述驅動器，該驅動器控制所述升降步進電機和平動步進電機主軸的運轉。 具體的，為了操作方便，所述升降步進電機和平動步進電機分別設置一臺驅動器。所述驅動器還可以將所述升降步進電機和平動步進電機的工作情況反饋於控制單元，由該控制單元轉發至所述上位機。
由於升降步進電機和平動步進電機的主軸轉動角度精確度較高，可以將所述上位機發送的控制指令精確地作用於機械臂305，精確地控制其在豎直方向和水平方向上的移動距離，實現對機械臂305的精確定位。該機械臂的具體結構如圖4所示，包括主體201以及連接在主體201上的夾板 202，其中主體201和夾板202相對應的位置上分別設置有半圓柱形凹槽，當夾板202通過手緊螺絲204連接在主體201上之後，分別設置於主體201和夾板202上的半圓柱形凹槽拼接成圓柱形通孔，用於放置取樣頭306。根據提取溶液的不同，需要取樣頭306的直徑也不相同，由於設置在主體201和夾板202上的半圓柱形凹槽的規格不同更改，這樣形成的放置取樣頭的圓柱形通孔的直徑不變，此時只能放置一種直徑的取樣頭，對毒性檢測造成了一定的限制。為了解決上述問題， 機械臂的主體201上還設置有緊定螺釘203，安裝於主體201設置有半圓柱形凹槽的外壁上，這樣，就可以通過緊定螺釘203調節主體201和夾板202的間距，進而調節放置取樣頭的圓柱形通孔的直徑。機械臂305在升降步進電機101和平動步進電機304的帶動下，可以在豎直方向上上下移動，水平方向上圓周轉動。當沒有控制機械臂305的運動範圍時，可能造成在操作不慎的情況下，對機械臂305造成碰撞，造成定位不準的問題。為了避免上述現象的發生，本發明實施例公開的定位系統，在直線導軌302上設置限位開關，限定升降臺303的移動行程。具體的，參見圖1和圖2，在直線導軌302的上端設置上限位開關401，下端設置下限位開關402，當升降臺303接觸到上限位開關401或下限位開關402，由於該限位開關的阻擋作用，升降臺303將停止移動，此時，被觸發的限位開關反饋信號給控制單元，由其傳輸至上位機進行報警。同時，在升降臺303上還設置限位開關，限定機械臂305的水平轉動的極限行程。具體的，參見圖1和圖3，在機械臂305的左端設置左限位開關403，在右端設置右限位開關404，同樣，當機械臂305水平轉動的過程中， 當接觸到左限位開關403或右限位開關404時，由於該限位開關的阻擋作用，機械臂305將停止移動，並且，被觸發的限位開關反饋信號給控制單元，由其傳輸至上位機進行報警。每次毒性檢測試驗結束後，需要將機械臂305的位置歸零，即歸初始位置，為下次毒性檢測試驗的取液工作做準備。為此，在直線導軌302上設置有第一定位光耦406，在升降臺303上設置第二定位光耦405。當一次毒性檢測結束後，將機械臂305移動至第二定位光耦405處，觸發該定位光耦，此時，第二定位光耦405反饋信號至控制單元，由其轉發至上位機，由其發送控制指令，並通過控制單元轉化為控制脈衝，控制驅動器驅動平動步進電機304運轉，帶動機械臂305轉回至初始位置，完成機械臂305水平方向上的歸零；再將升降臺303移至第一定位光耦406處，觸發該定位光耦，同樣，第一定位光耦406反饋信號至控制單元，由其轉發至上位機，由其發送控制指令，並通過控制單元轉化為控制脈衝，控制驅動器驅動升降步進電機101運轉，帶動升降臺303轉回至初始位置，完成機械臂305豎直方向上的歸零。在上述實施例公開的定位系統，為了實時觀測機械臂305的運轉位置，在升降步進電機101上設置有第一編碼器102，在平動步進電機304上設置有第二編碼器103。在升降步進電機101運轉過程中，第一編碼器102實時監測升降步進電機101主軸的轉動情況， 將其通過控制單元反饋至上位機，由上位機判斷所述升降步進電機101主軸轉動的角度是否有誤，如果有誤，則發出報警。同樣，在平動步進電機304運轉過程中，設置於其上的第二編碼器103會實時將所述平動步進電機304主軸的轉動情況通過控制單元反饋至上位機， 由上位機判斷所述平動步進電機304主軸轉動的角度是否有誤，如果有誤，則發出報警。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，其特徵在於，包括上、下板，以及設置於所述上、下板之間的底板，其中所述上板上設置有升降步進電機，該升降步進電機的主軸上連接有滾珠絲槓；所述滾珠絲槓上連接有升降臺；所述底板上設置有限定所述升降臺運動軌跡的直線導軌；所述升降臺上設置有平動步進電機，該平動步進電機的主軸上套接有機械臂，該機械壁上安裝有取樣頭；還包括控制所述升降步進電機和平動步進電機運轉的控制器。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述控制器包括發出控制指令的上位機；控制單元，用於接收所述上位機發出的控制指令並將其轉化為控制脈衝並發送；驅動器，用於接收所述控制單元發送的控制脈衝，分別驅動所述升降步進電機和平動步進電機運轉。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述機械臂包括主體，該主體上設置有半圓柱凹槽，且設置有所述半圓柱凹槽的主體外壁上安裝有緊定螺釘；通過手擰螺絲連接在所述主體上的夾板，該夾板與所述主體設置半圓柱凹槽相對應的位置上，設置有與所述半圓柱凹槽相應的凹槽。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述直線導軌上的上、下限位開關，用於限制所述升降臺的上下移動極限行程。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述升降臺上的左、右限位開關，用於限制所述機械臂的轉動的極限行程。
6.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述直線導軌上的第一定位光耦，當所述升降臺觸發所述第一定位光耦時，由該第一定位光耦反饋信號與控制單元， 並由其將所述信號傳輸至所述上位機。
7.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述升降臺上的第二定位光耦，當所述機械臂觸發所述第二定位光耦時，由該第二定位光耦反饋信號與控制單元，並由其將所述信號傳輸至所述上位機。
8.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述升降步進電機上的第一編碼器，用來根據所述升降步進電機主軸轉動情況生成反饋脈衝，並通過所述控制單元傳輸至所述上位機。
9.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，還包括設置於所述平動步進電機上的第二編碼器，用來根據所述平動步進電機主軸轉動情況生成反饋脈衝，並通過所述控制單元傳輸至所述上位機。
10.根據權利要求1至9任意一項所述的系統，其特徵在於，所述上、下板與升降臺之間均設置有保護罩。
全文摘要
本發明公開了一種用於綜合毒性檢測吸放裝置的定位系統，包括上、下板，及設置於上、下板之間的底板，其中上板上設置有升降步進電機，該升降步進電機的主軸上連接有滾珠絲槓；滾珠絲槓上連接有升降臺；底板上設置有限定升降臺運動軌跡的直線導軌；升降臺上設置有平動步進電機，該平動步進電機的主軸上套接有機械臂，該機械壁上安裝有取樣頭；還包括控制升降步進電機和平動步進電機運轉的控制器。升降步進電機可精確地控制滾珠絲槓轉動的角度，進而為機械臂在豎直方向精確定位，並且，平動步進電機可在水平方向上精確地控制機械臂轉動的角度，為其在水平方向上精確定位，解決了現有的定位系統由於機械臂的定位不準造成的取樣失敗的問題。
文檔編號G05B19/402GK102236335SQ20101015634
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者葉勝枝, 崔海松, 張立鵬, 鄒爽 申請人:杭州綠潔水務科技有限公司