一种实验室离心机自动配平装置及其控制电路制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种实验室离心机自动配平装置及其控制电路，属于实验器械配平技术领域，解决现有的实验室所用离心机配平过程复杂、配平精度难以保证的技术问题。解决方案：实验室离心机自动配平装置包括转动盘、转轴、配重块、交流驱动电机和固定底座，交流驱动电机的转子竖直向上设置于固定底座中，固定底座中还设置有变压器；转轴竖直向上设置于交流驱动电机转子的上方，转动盘设置于转轴套管的上方；其控制电路包括单片机、时钟电路、复位电路和配重电机电路。本实用新型专利技术能够普遍适用于低、高、超速离心机的各种速度模式并可在一定限度内自动配平装置，有效地降低配平时间、提高配平精度，降低离心机使用事故的发生风险和延长离心机使用寿命。

An Automatic Leveling Device for Laboratory Centrifuge and Its Control Circuit

The utility model relates to an automatic balancing device for laboratory centrifuges and its control circuit, which belongs to the technical field of experimental equipment balancing, and solves the technical problems of complex balancing process and difficult to guarantee the balancing accuracy of existing laboratory centrifuges. Solution: The automatic leveling device of laboratory centrifuge includes rotating disc, rotating shaft, counterweight block, AC drive motor and fixed base. The rotor of AC drive motor is set vertically in the fixed base, and transformer is also set in the fixed base. The rotating shaft is set vertically above the rotor of AC drive motor, and the rotating disc is set above the sleeve of the rotating shaft. The circuit includes MCU, clock circuit, reset circuit and counterweight motor circuit. The utility model can be widely applied to various speed modes of low, high and super-speed centrifuges and can automatically balance devices within a certain limit, effectively reduce the balance time, improve the balance accuracy, reduce the risk of accidents in the use of centrifuges and prolong the service life of centrifuges.

【技术实现步骤摘要】
一种实验室离心机自动配平装置及其控制电路
本技术属于实验器械配平
，特别涉及一种实验室离心机自动配平装置及其控制电路。
技术介绍
实验室离心机是指常在实验室中使用的通过高转速产生离心力，借助不同物质分子所具备的不同分子特性如分子或颗粒体积、质量等，使得固液混合物或者液体混合物中的不同组成成分相互分离的设备。由于混合物中不同物质的状态、密度、颗粒大小不同，各组分受到离心力作用后在离心容器内聚集的位置不同，如悬浊液中固体颗粒发生沉积，乳浊液中不同密度的液体分子发生分层等，从而起到分离不同样本组分的作用。目前实验室用离心机被广泛应用于生物化学、微生物学、免疫学、检验学、遗传学等领域的实验、研究工作当中。目前离心机的精准、安全配平是保证离心机正常工作的重要因素，传统实验室配平装置仍然需要操作人员通过人工追加配平离心管完成配平工作，操作相对不便，而自动配平的离心机则可以简化离心机的使用步骤，更加方便实验人员的操作。简言之，现有的实验室所用离心机存在缺点如下：1：传统的离心机在进行离心操作时由重心偏移引起离心机失衡的情况时有发生，离心失衡不仅会造成离心机内部转子与外部壳体的碰撞，进而发出巨大响声，还会对离心机的使用寿命造成严重影响。因此，传统离心机在启动前需要人工进行离心管位置或装液量的调整，此过程较为繁琐，浪费时间。2：为了使离心机内相对的两支离心管尽量配平，需在进行离心操作前用电子天平对所配平的离心管进行称量，配比不当的部分需人工进行加液或取液调整，可导致由于操作不当及无法完全配平而造成的实验误差等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本技术提供一种普遍适用于低、高、超速离心机的各种速度模式并可在一定限度（20g）内自动配平装置及其控制电路，有效地降低配平时间、提高配平精度，降低离心机使用事故的发生和延长离心机使用寿命。本技术通过以下技术方案予以实现。一种实验室离心机自动配平装置，它包括转动盘、转轴、配重块、交流驱动电机和固定底座，其中：所述交流驱动电机的转子竖直向上设置于固定底座中，固定底座中还设置有变压器；所述转轴竖直向上设置于交流驱动电机转子的上方，转轴与交流驱动电机的转子通过联轴器连接，所述转轴包括上段转轴和下段转轴，上段转轴和下段转轴之间设置有连接弹簧，上段转轴的轴线方向相对于下段转轴的轴线方向产生弹性挠度，转轴的外部设置有转轴套筒，转轴套筒的下端面与下段转轴固定连接，上段转轴的上部与转轴套筒的内壁之间设置有上精密弹簧，上段转轴的下部与转轴套筒的内壁之间设置有下精密弹簧，若干精密弹簧的一端沿转轴的圆周方向均匀布置，精密弹簧的另一端与转轴套筒固定连接；在所述固定底座的上方并位于转轴套筒的外部设置有转轴套管，所述下段转轴的下部与转轴套管的内壁之间设置有多通道旋转导电环，所述多通道旋转导电环包括导电内滑环和导电外滑环，所述导电内滑环固定设置在下段转轴的下部，所述导电外滑环与导电内滑环位置相对应地设置于转轴套管的内壁上，导电内滑环外侧壁上由上至下依次设置有两组电机控制内电刷和两组电源线内电刷，导电外滑环的内壁上与两组电机控制内电刷位置对应处设置有两组电机控制外电刷，导电外滑环的内壁上与两组电源线内电刷位置对应处设置有两组电源线外电刷；所述转动盘设置于转轴套管的上方，转动盘上端面的边缘沿转动盘圆周方向均匀布置有若干离心管置入腔，转动盘的心部设置有单片机，转轴的上端面与转动盘固定连接，转动盘下端面与转轴之间设置有联动开关；转动盘的上端面沿圆周方向均匀布置有若干滑槽，所述配重块设置于滑槽中，配重块的下表面设置有齿条，配重块的下方设置有配重电机，配重电机的转子上设置有与齿条相啮合的齿轮；所述导电外滑环上的两组电源线外电刷通过导线并联后与变压器电连接，变压器的一端通过导线与交流电源电连接，变压器的另一端通过零火线接地，所述导电外滑环上的两组电机控制外电刷的信号输入端与单片机的信号输出端电连接，两组电机控制外电刷的信号输出端与交流驱动电机的信号输入端电连接；所述联动开关的信号输出端与单片机的信号输入端电连接，单片机的信号输出端与配重电机的信号输入端电连接。进一步地，所述联动开关包括导电毛刷、导电条、固定臂和导电针，导电针设置于上精密弹簧靠近转轴套筒一侧的1/4位置处，导电毛刷安装于导电条的下方，导电条设置于上精密弹簧的上方并通过固定臂安装于上精密弹簧上，导电条的外端部与上精密弹簧的外端部电连接。进一步地，所述离心管置入腔的轴线方向与转轴的轴线方向之间所呈的锐角夹角为60度。一种实验室离心机自动配平装置的控制电路，所述控制电路包括单片机、时钟电路、复位电路和配重电机电路；单片机的P0、P1、P2、P3端口为通用输入/输出并行口，其中：P0.0引脚和P0.1引脚分别与用于提示操作者配重电机工作状态的配重电机正反转显示器电连接，P0.0引脚与D1正转显示灯电连接，P0.1引脚与D2反转显示灯电连接；P1.0至P1.3引脚与所述配重电机电路电连接，配重电机电路包括U2配重电机驱动模块、U3配重电机驱动模块和U4配重电机驱动模块，U2配重电机驱动模块、U3配重电机驱动模块和U4配重电机驱动模块分别与配重电机电连接，U2配重电机驱动模块与对应的配重电机连接的导线上设置有D4指示灯、D5指示灯、D6指示灯和D7指示灯，U3配重电机驱动模块与对应的配重电机连接的导线上设置有D8指示灯、D9指示灯、D10指示灯和D11指示灯，U4配重电机驱动模块与对应的配重电机连接的导线上设置有D12指示灯、D13指示灯、D14指示灯和D15指示灯，所述配重电机正转时D4指示灯至D15指示灯从左往右依次亮起，配重电机反转时D4指示灯至D15指示灯从右到左依次亮起；P2.0至P2.3引脚与控制主控离心机模块电连接，主控离心机模块通过导线与交流驱动电机电连接，主控离心机模块与交流驱动电机连接的导线上设置有D16指示灯、D17指示灯、D18指示灯和D19指示灯；P3.0至P3.2引脚与电机启动转动按钮K1连接；复位电路：在所述复位电路中，导线的一端与单片机的RST复位引脚电连接，复位电路导线的另一端与单片机的引脚电连接，复位电路两端的导线之间安装有C3电解电容器；所述复位电路中还安装有复位开关和R0电阻，C3电解电容器一端与单片机的5V供电端连接；时钟电路：在所述时钟电路中，导线的一端与单片机的XTAL1引脚电连接，导线的另一端与单片机的XTAL2引脚电连接，靠近所述XTAL1引脚一侧的导线上安装有C1电容器，靠近所述XTAL2引脚一侧的导线上安装有C2电容器，靠近XTAL1引脚一侧的导线与靠近XTAL2引脚一侧的导线之间设置有X1晶体振荡器，C1电容器和C2电容器的另一端与单片机的GND引脚电连接。进一步地，所述单片机的引脚用于访问程序储存控制信号，其中“0”表示：仅访问外部程序储存器，“1”表示：从内部程序储存器开始访问，并可延续至外部程序储存器。要使单片机系统正常工作，须将接高电平，使单片机能将下载到内部的程序读出并执行。进一步地，所述单片机上还设置有用于与外部ROM读选通信号连接的引脚和用于与地址锁存控制信号连接的ALE引脚。进一步地，所述单片机的型号为MCS-51型单片机。与现有技术相比本技术的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室离心机自动配平装置，它包括转动盘（1.2）、转轴（1.13）、配重块（1.4）、交流驱动电机（1.19）和固定底座（1.14），其特征在于：所述交流驱动电机（1.19）的转子竖直向上设置于固定底座（1.14）中，固定底座中还设置有变压器（1.15）；所述转轴（1.13）竖直向上设置于交流驱动电机（1.19）转子的上方，转轴（1.13）与交流驱动电机（1.19）的转子通过联轴器（1.18）连接，所述转轴（1.13）包括上段转轴（1.13.1）和下段转轴（1.13.2），上段转轴（1.13.1）和下段转轴（1.13.2）之间设置有连接弹簧（1.12），上段转轴（1.13.1）的轴线方向相对于下段转轴（1.13.2）的轴线方向产生弹性挠度，转轴（1.13）的外部设置有转轴套筒（1.10），转轴套筒（1.10）的下端面与下段转轴（1.13.2）固定连接，上段转轴（1.13.1）的上部与转轴套筒（1.10）的内壁之间设置有上精密弹簧（1.8），上段转轴（1.13.1）的下部与转轴套筒（1.10）的内壁之间设置有下精密弹簧（1.12），若干精密弹簧的一端沿转轴（1.13）的圆周方向均匀布置，精密弹簧的另一端与转轴套筒（1.10）固定连接；在所述固定底座（1.14）的上方并位于转轴套筒（1.10）的外部设置有转轴套管（1.9），所述下段转轴（1.13.2）的下部与转轴套管（1.9）的内壁之间设置有多通道旋转导电环，所述多通道旋转导电环包括导电内滑环（1.17）和导电外滑环（1.16），所述导电内滑环（1.17）固定设置在下段转轴（1.13.2）的下部，所述导电外滑环（1.16）与导电内滑环（1.17）位置相对应地设置于转轴套管（1.9）的内壁上，导电内滑环（1.17）外侧壁上由上至下依次设置有两组电机控制内电刷（1.17.1）和两组电源线内电刷（1.17.2），导电外滑环（1.16）的内壁上与两组电机控制内电刷（1.17.1）位置对应处设置有两组电机控制外电刷（1.16.1），导电外滑环（1.16）的内壁上与两组电源线内电刷（1.17.2）位置对应处设置有两组电源线外电刷（1.16.2）；所述转动盘（1.2）设置于转轴套管（1.9）的上方，转动盘（1.2）上端面的边缘沿转动盘（1.2）圆周方向均匀布置有若干离心管置入腔（1.3），转动盘（1.2）的芯部设置有单片机（1.1），转轴（1.13）的上端面与转动盘（1.2）固定连接，转动盘（1.2）下端面与转轴（1.13）之间设置有联动开关（1.6）；转动盘（1.2）的上端面沿圆周方向均匀布置有若干滑槽，所述配重块（1.4）设置于滑槽中，配重块（1.4）的下表面设置有齿条，配重块的下方设置有配重电机（1.5），配重电机（1.5）的转子上设置有与齿条相啮合的齿轮；所述导电外滑环（1.16）上的两组电源线外电刷（1.16.2）通过导线并联后与变压器（1.15）电连接，变压器（1.15）的一端通过导线与交流电源电连接，变压器（1.15）的另一端通过零火线接地，所述导电外滑环（1.16）上的两组电机控制外电刷的信号输入端与单片机（1.1）的信号输出端电连接，两组电机控制外电刷（1.16.1）的信号输出端与交流驱动电机（1.19）的信号输入端电连接；所述联动开关（1.6）的信号输出端与单片机（1.1）的信号输入端电连接，单片机（1.1）的信号输出端与配重电机（1.5）的信号输入端电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种实验室离心机自动配平装置，它包括转动盘（1.2）、转轴（1.13）、配重块（1.4）、交流驱动电机（1.19）和固定底座（1.14），其特征在于：所述交流驱动电机（1.19）的转子竖直向上设置于固定底座（1.14）中，固定底座中还设置有变压器（1.15）；所述转轴（1.13）竖直向上设置于交流驱动电机（1.19）转子的上方，转轴（1.13）与交流驱动电机（1.19）的转子通过联轴器（1.18）连接，所述转轴（1.13）包括上段转轴（1.13.1）和下段转轴（1.13.2），上段转轴（1.13.1）和下段转轴（1.13.2）之间设置有连接弹簧（1.12），上段转轴（1.13.1）的轴线方向相对于下段转轴（1.13.2）的轴线方向产生弹性挠度，转轴（1.13）的外部设置有转轴套筒（1.10），转轴套筒（1.10）的下端面与下段转轴（1.13.2）固定连接，上段转轴（1.13.1）的上部与转轴套筒（1.10）的内壁之间设置有上精密弹簧（1.8），上段转轴（1.13.1）的下部与转轴套筒（1.10）的内壁之间设置有下精密弹簧（1.12），若干精密弹簧的一端沿转轴（1.13）的圆周方向均匀布置，精密弹簧的另一端与转轴套筒（1.10）固定连接；在所述固定底座（1.14）的上方并位于转轴套筒（1.10）的外部设置有转轴套管（1.9），所述下段转轴（1.13.2）的下部与转轴套管（1.9）的内壁之间设置有多通道旋转导电环，所述多通道旋转导电环包括导电内滑环（1.17）和导电外滑环（1.16），所述导电内滑环（1.17）固定设置在下段转轴（1.13.2）的下部，所述导电外滑环（1.16）与导电内滑环（1.17）位置相对应地设置于转轴套管（1.9）的内壁上，导电内滑环（1.17）外侧壁上由上至下依次设置有两组电机控制内电刷（1.17.1）和两组电源线内电刷（1.17.2），导电外滑环（1.16）的内壁上与两组电机控制内电刷（1.17.1）位置对应处设置有两组电机控制外电刷（1.16.1），导电外滑环（1.16）的内壁上与两组电源线内电刷（1.17.2）位置对应处设置有两组电源线外电刷（1.16.2）；所述转动盘（1.2）设置于转轴套管（1.9）的上方，转动盘（1.2）上端面的边缘沿转动盘（1.2）圆周方向均匀布置有若干离心管置入腔（1.3），转动盘（1.2）的芯部设置有单片机（1.1），转轴（1.13）的上端面与转动盘（1.2）固定连接，转动盘（1.2）下端面与转轴（1.13）之间设置有联动开关（1.6）；转动盘（1.2）的上端面沿圆周方向均匀布置有若干滑槽，所述配重块（1.4）设置于滑槽中，配重块（1.4）的下表面设置有齿条，配重块的下方设置有配重电机（1.5），配重电机（1.5）的转子上设置有与齿条相啮合的齿轮；所述导电外滑环（1.16）上的两组电源线外电刷（1.16.2）通过导线并联后与变压器（1.15）电连接，变压器（1.15）的一端通过导线与交流电源电连接，变压器（1.15）的另一端通过零火线接地，所述导电外滑环（1.16）上的两组电机控制外电刷的信号输入端与单片机（1.1）的信号输出端电连接，两组电机控制外电刷（1.16.1）的信号输出端与交流驱动电机（1.19）的信号输入端电连接；所述联动开关（1.6）的信号输出端与单片机（1.1）的信号输入端电连接，单片机（1.1）的信号输出端与配重电机（1.5）的信号输入端电连接。2.根据权利要求1所述的一种实验室离心机自动配平装置，其特征在于：所述联动开关（1.6）包括导电毛刷（1.6.4）、导电条（1.6.1）、固定臂（1.16.2）和导电针（...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽浩，徐琛，张升校，冯佳毅，王东凡，陈厚源，韩剑飞，张静，范嘉华，许仲妍，帖儒修，茹晋丽，
申请(专利权)人：黄泽浩，张升校，
类型：新型
国别省市：山西,14