一种全自动土壤样品制备系统技术方案

本实用新型专利技术涉及土壤样品制备技术领域，特别涉及一种土壤样品制备系统。一种全自动土壤样品制备系统，它包括：粉碎研磨机构、筛分机构、装样机构、机械手以及清洁组件；其中：粉碎研磨机构用于对土壤样品进行研磨；筛分机构用于对研磨后的土壤样品进行过筛；装样机构用于对过筛后的土壤样品进行四分法装样；机械手用于对土壤样品进行转移；清洁组件用于对盛放土壤样品的容器进行清洁。本实用新型专利技术实现了土样制备过程的自动化，有效避免样品交叉污染改善了制样环境，降低劳动强度，提高了制样效率；本实用新型专利技术流程操作具有合规的一致性，实现了土样制备的全流程自动化。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动土壤样品制备系统
本技术涉及土壤样品制备
，特别涉及一种土壤样品制备系统。
技术介绍
土壤样品制备，是指土壤样品从田间采集后经历混匀、干燥、磨细和过筛的过程。如图1所示，传统土样制备流程包括：取样、去除土壤中混杂的砖块、石灰结核、根茎动植物残体等异物、风干、粗磨、细磨、称重装瓶等步骤。采用纯人工的方式对土壤样品进行制备，存在样品处理周期长、样品积存量大、制样效率较低、样品容易交叉污染等缺点。目前，市场上推出的一些针对土壤制样的装置，以期提高制样效率。土壤制样的装置从功能上主要分为研磨装置和筛分装置，研磨装置主流是采用球磨技术，如行星球磨机，用以替代手工操作的“研钵”；筛分装置可以添加多层土壤筛，靠电动振荡自动实现研磨后的土壤样品过筛，用于替代“手工筛土”，降低劳动强度和粉尘。研磨装置与筛分装置，虽然实现了土壤制样的仪器化，提高了效率降低了劳动强度和粉尘，但仍存在以下缺点：(1)研磨装置虽然可以同时完成多达4个样品的研磨，而筛分装置每次只能完成单个样品的过筛，制样效率受限于筛分装置，并不能实现真正高效；(2)有些实验室为了配合研磨装置的效率，设置多台筛分装置，但这样不仅增加成本又会大幅占用本就紧张的实验台空间；(3)筛分装置的操作也不够简便，需每次仔细安装多个土壤筛并密封，后续清洁费时费力，影响效率，因此很多实验室都更喜欢沿用“人工筛土”的做法，配合自动研磨装置完成土壤制样工作。
技术实现思路
本技术的目的是：针对现有技术的不足，提供一种全自动土壤样品制备系统。本技术的技术方案是：一种全自动土壤样品制备系统，它包括：粉碎研磨机构、筛分机构、装样机构、机械手以及清洁组件；粉碎研磨机构用于对土壤样品进行研磨；筛分机构用于对研磨后的土壤样品进行过筛；装样机构用于对过筛后的土壤样品进行四分法装样；机械手用于对土壤样品进行转移；清洁组件用于对盛放土壤样品的容器进行清洁。系统制备时，土壤样品通过机械手依次通过粉碎研磨机构、筛分机构、装样机构，实现土壤样品的粉碎研磨、筛分及装样的过程；装样完成后，利用清洁组件对盛放土壤样品的容器进行清洁。进一步的，在上述方案的基础上，该系统还可包括：干燥加热机构、称重机构、激光粒度分析机构、X射线荧光光谱仪中的任一设备或任意设备的组合；其中：干燥加热机构用于在进行粉碎研磨的过程之前对土壤样品进行干燥处理，干燥处理后的土壤样品通过机械手送至粉碎研磨机构；称重机构安装在筛分机构的下方，用于对过筛后的土壤样品进行称重；激光粒度分析机构用于在筛分或筛分称重至装样的过程中，对土壤样品的粒度以及粒型分布进行监测；X射线荧光光谱仪用于在装样过程之前，对土壤样品进行元素分析，能得出每个样品的元素含量。上述方案中，具体的：干燥加热机构包括：干燥筒以及辐射加热装置；干燥筒为采用透光材质的密闭筒体，工作时，干燥筒自身旋转且内部为负压状态，辐射加热装置对干燥筒内的土壤样品进行加热。粉碎研磨机构包括：能够上下翻转的研磨缸、安装在研磨缸内的切割研磨头、用于驱动研磨头的变频电机、能够自动开启/封闭研磨缸的盖板；通过调整切割研磨头的研磨时间、研磨速度以及不同刀片的选取，可得到不同目数的土壤样品。装样机构包括：能够前后移动的四分漏斗、安装在旋转支架上的一个以上的装样容器；四分漏斗内部分为等份的四个扇形区域，其中一组对角的扇形区域底部开放，另一组对角的扇形区域底部封闭；旋转支架能够上下转动；装样时，装样容器正对四分漏斗的底部。机械手具有左右、上下以及旋转三个方向的自由度，能够实现对土壤样品转运容器的夹持、移动以及倾倒。清洁组件包括：上清洁毛刷、下清洁毛刷以及清洁支架；清洁支架具有横向移动的自由度；上清洁毛刷与下清洁毛刷分别安装在清洁支架的上方、下方，并具有纵向移动的自由度；清洁组件能够以任意角度安装在系统内。有益效果：本技术实现了土样制备过程的自动化，有效避免样品交叉污染改善了制样环境，降低劳动强度，提高了制样效率；本技术流程操作具有合规的一致性，实现了土样制备的全流程自动化。附图说明图1为
技术介绍
中所述的传统土样制备流程示意图；图2为实施例1中本技术的结构示意图；图3为实施例2中粉碎研磨机构的结构示意图；图4为实施例2中筛分机构的结构示意图；图5为实施例2中装样机构的结构示意图；图6为实施例2中机械手的结构示意图；图7为实施例2中清洁组件的结构示意图；图8为实施例2中干燥加热机构的结构示意图；图9为实施例2中称重机构的结构示意图；其中：1-粉碎研磨机构、11-研磨缸、12-切割研磨头、13-变频电机、14-盖板、2-筛分机构、3-装样机构、31-四分漏斗、32-装样容器、33-旋转支架、4-机械手、5-清洁组件、51-上清洁毛刷、52-下清洁毛刷、53-清洁支架、6-干燥加热机构、61-干燥筒、62-干燥加热机构、7-称重机构、8-激光粒度分析机构、9-X射线荧光光谱仪。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。实施例1：参见附图2，一种全自动土壤样品制备系统，它包括：粉碎研磨机构1、筛分机构2、装样机构3、机械手4、清洁组件5，另外，系统可选择性的扩展配置干燥加热机构6、称重机构7、激光粒度分析机构8以及X射线荧光光谱仪9；干燥加热机构6用于对土壤样品进行干燥处理；粉碎研磨机构1用于对干燥处理后的土壤样品进行研磨；筛分机构2用于对研磨后的土壤样品进行过筛；称重机构7用于对筛分过筛后的土壤样品进行称重；装样机构3用于对筛分过筛后土壤样品进行四分法装样；机械手4用于对土壤样品进行转移；清洁组件5用于对盛放土壤样品的容器进行清洁；激光粒度分析机构8用于在筛分或筛分称重至装样的过程中，对土壤样品的粒度以及粒型分布进行监测，进一步提升样品制备智能化水平；X射线荧光光谱仪9用于在装样过程之前，对土壤样品进行元素分析，能得出每个样品的元素含量，使得该系统功能进一步扩展到土壤样品自动制备、自动分析一体化，具备分析流水线特征，形成“土壤环境监测智能实验室”功能。实施例2，在实施例1的基础上，对粉碎研磨机构1、筛分机构2、装样机构3、机械手4、清洁组件5、干燥加热机构6、称重机构7的具体结构做出限定：参见附图8，干燥加热机构6包括：干燥筒61以及辐射加热装置62；烘干时，干燥筒61自身旋转且内部为负压状态，能够加快水分蒸发提升干燥速度；同时辐射加热装置62能够消除因负压导致筒内气体体积膨胀时吸收热量而导致样品温度的急速降低，将干燥筒61内的样品维持在正常室温与土壤样品制备相关温度上限要求的合理区间，确保样品干燥效率；本例中，干燥筒61的材质采用石英或高硼硅，辐射加热装置62为能够产生红外光光波的加热棒。进一步的，为便于在干燥过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，它包括：粉碎研磨机构(1)、筛分机构(2)、装样机构(3)、机械手(4)以及清洁组件(5)；/n所述粉碎研磨机构(1)用于对土壤样品进行研磨；/n所述筛分机构(2)用于对研磨后的土壤样品进行过筛；/n所述装样机构(3)用于对过筛后的土壤样品进行四分法装样；/n所述机械手(4)用于对土壤样品进行转移；/n所述清洁组件(5)用于对盛放土壤样品的容器进行清洁。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，它包括：粉碎研磨机构(1)、筛分机构(2)、装样机构(3)、机械手(4)以及清洁组件(5)；
所述粉碎研磨机构(1)用于对土壤样品进行研磨；
所述筛分机构(2)用于对研磨后的土壤样品进行过筛；
所述装样机构(3)用于对过筛后的土壤样品进行四分法装样；
所述机械手(4)用于对土壤样品进行转移；
所述清洁组件(5)用于对盛放土壤样品的容器进行清洁。


2.如权利要求1所述的一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，所述系统还包括：干燥加热机构(6)；所述干燥加热机构(6)用于对土壤样品进行干燥处理，干燥处理后的土壤样品通过所述机械手(4)送至所述粉碎研磨机构(1)。


3.如权利要求2所述的一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，所述干燥加热机构(6)包括：干燥筒(61)以及辐射加热装置(62)；所述干燥筒(61)为采用透光材质的密闭筒体，工作时，所述干燥筒(61)自身旋转且内部为负压状态，所述辐射加热装置(62)对所述干燥筒(61)内的土壤样品进行加热。


4.如权利要求1所述的一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，所述系统还包括：称重机构(7)；所述称重机构(7)安装在所述筛分机构(2)的下方，用于对过筛后的土壤样品进行称重。


5.如权利要求1所述的一种全自动土壤样品制备系统，其特征在于，所述粉碎研磨机构(1)包括：能够上下翻转的研磨缸(11)、安装在所述研磨缸(11)内的切割研磨头(12)、用于驱动所述切割研磨头(12)的变频电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：马放均，史晓忠，李雪，陈洋，
申请(专利权)人：北京兰友科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11