【技术实现步骤摘要】
本技术属于实验室仪器设备领域，具体涉及了一种实验室cod自动加液机。
技术介绍
1、 cod（chemical oxygen demand）指化学需氧量，是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，在对工业废水化学性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，cod是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。
2、当下，实验室配制cod试剂通常采用传统的人工作业方式，其实施的常规步骤为：首先，实验员从空试管盘中取出一支试管并将瓶盖旋开；其次，一只手手持打开后的试管，另一只手采用移液枪将配备cod试剂所需的浓硫酸性溶液试剂a、试剂b、试剂c依次按照1ml、2ml、1ml精确定量滴加到同一试管中；最后，将加液完成的试管盖旋紧并依次放入试管盘中。这种作业方式生产效率低下，劳动强度高，且常因连续性的重复性劳动而出现操作失误，导致配制不精准；另外，配制完成的cod试管也容易因旋盖力度不到位，在贮存和运输过程中，存在滴漏的风险，对人员和环境造成危害。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种实验室cod自动加液机，通过采用分配精度在1‰之内精密柱塞泵与伺服驱动的多轴联动相结合，替代繁琐的人工作业，进而完成cod试剂的自动制备。
2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
3、一种实验室cod自动加液机，包括主机架构、分度盘转台模块、夹持模块、旋盖模块、加液模块、自动上下料模块、控制模块。
4、所述主机架构采用型材和板材相结合，
5、所述分度盘转台模块位于主机架构中心偏前部，其功能是实现试管的工序间传递和精确定位，关键机构由凸轮分割器完成，分度盘上设置5个工位，按照顺时针方向依次为自动上料工位、等待工位a、加液工位、等待工位b、自动下料工位。其中，自动上下料工位、加液工位附近均安装有接近开关传感器，以感应工位试管有无，并转换为电信号输送至plc，plc发出指令控制各功能模块启停。分度盘每转动1次，将相应试管精确传递至各个工位，各功能模块同时动作，从而完成cod试管的自动上料、自动加液、自动下料。
6、所述夹持模块与旋盖模块布置在主机架构中心最前部，其中，夹持模块安装在分度盘加液工位正下部，旋盖模块置于加液工位正上部。夹持模块由夹持电动夹爪、末端夹持夹具、连接板、接近开关传感器等组成，通过电动夹爪的开合对运动至加液工位处的空试管进行夹持和固定，以便于旋盖和加液；旋盖模块由单轴滑台模组、旋转电动夹爪、末端旋盖夹具、连接板等组成，对运动至加液工位处的空试管进行开盖以方便加液，并对加液完成的试管进行闭盖以方便转运至下一工位。单轴滑台模组采用伺服电机+滚珠丝杆的运动形式。
7、所述加液模块布置在主机架构右前部，该模块可分为注液和加液两部分。其中，注液部分由精密柱塞泵、电磁阀、原液试剂瓶、接头和毛细管等组成，因cod试剂需要三种不同成分，即：试剂a、（1ml）试剂b（2ml）、试剂c（1ml），为方便操作和减少加液时间，设计三个相同注液机构同时进行注液。精密注塞泵通过毛细管道将三种原液定量注入加液部分，加液部分包括x、y轴组成的两轴滑台模组、加液特定夹具，加液特定夹具安装在y轴滑台末端。两轴滑台模组x、y向同时运动，带动加液特定夹具左右、上下运动，完成加液动作。单轴滑台模组采用伺服电机+滚珠丝杆的运动形式。
8、所述自动上下料模块左右对称安装在主机架构两侧，空试管盘与加液完成试管盘分别布置在自动上下料模块附近，以减少试管的空间运动行程。自动上下料模块均采用x、y、z三轴悬臂滑台模组，单轴滑台模组采用伺服电机+滚珠丝杆的运动形式，z轴滑台模组末端安装有电磁夹爪，电磁夹爪末端安装有特定夹取夹具，通过电磁夹爪的开合完成试管的夹取，通过三轴悬臂滑台模组x、y、z轴向运动，完成试管在立体空间的前后、左右、上下运动，即完成单支试管从分度盘上下料工位到试管盘的转移。
9、 所述控制模块采用plc/touch panel自动控制与可视化人机交互。其中plc负责以上所述功能模块的数据采集、程序运算、指令输出，touch panel监视系统运行状态以及提供人机操作的界面，方便操作。
10、 作为优选，所述三种精密柱塞泵的量程分别与配备cod所需的三种试剂用量一致，即：1ml、2 ml、1ml，以使精密柱塞泵每次排液100%分配，即可保证每次吸排液重复性精度小于1‰。
11、作为优选，所述精密柱塞泵体、电磁阀、毛细管、接头等过流材质均选用聚四氟乙烯（ptfe）。
12、作为优选，所述滑台模组采用伺服电机驱动，滑台运行速度设置为50mm/s,重复性定位精度为0.03mm，保证各个功能模块运行效率与精准度。
13、作为优选，所述自动上下料模块三轴悬臂滑台模组x、y、z轴有效行程为400mm、275mm、200mm；所述旋盖模块单轴滑台模组有效行程为300mm；所述加液模块两轴滑台模组x、y轴有效行程均为100mm；以上滑台宽度皆为52mm，末端负载5kg。
14、作为优选，所述旋转电动夹爪、夹持电动夹爪内部集成伺服系统，其旋转速度、行程、力度可调可控，且所述设备采用电驱，通电即能用，避免使用气源，因此对使用环境没有限制。
15、作为优化，所述分度盘转台模块采用凸轮分割器机构，其通过共轭凸轮和分度盘的无间隙垂直啮合，实现精确的分割动作，定位精度为±30弧秒，即±0.008°。
16、作为优选，所述分度盘设置5个工位，按照顺时针方向依次为自动上料工位、等待工位a、加液工位、等待工位b、自动下料工位，分度盘形状设计为异形件，每个工位均凸起，以防止与其它功能模块动作相干涉，分度盘每转动1次，转动角度为72°，分度盘厚度10mm，每个工位开孔直径为17mm，适配试管管径为13-17mm。
17、作为优选，自动上下料模块分别设置在不同的工位，夹持、旋盖、加液模块设置在同一工位。
18、作为优化，设备生产能力或者节拍设置为：完成1支cod试剂加液时间为30秒。
19、本技术充分利用各模块的结构和功能特性，使用的过程中，只需人工将cod试管盘放置在指定位置，设备自动完成试管的上料、开盖、滴液、闭盖、下料等动作，具有自动化程度高、操作简单、加液精准、生产效率高、人工作业强度低等优势。
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1.一种实验室COD自动加液机，其特征在于，包括主机架构（1）、分度盘转台模块（2）、夹持模块（3）、旋盖模块（4）、加液模块（5）、自动上下料模块（6）、控制模块（7）；
2.根据权利要求1所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述分度盘（29）设置5个工位，按照顺时针方向依次为自动上料工位（291）、等待工位A（292）、加液工位（293）、等待工位B（294）、自动下料工位（295），分度盘（29）形状设计为异形件，每个工位均凸起，以防止与其它功能模块动作相干涉；由凸轮分割器（23）完成转动动作，其将调速电机（21）连续的输入运动转化为间歇式的分度运动，分度盘每转动1次，转动角度为72°，分度盘厚度10mm，每个工位开孔直径为17mm，适配试管管径为13-17mm。
3.根据权利要求2所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述夹持模块（3）中的夹持电动夹爪（31）与旋盖模块（4）中的旋转电动夹爪（43）均内部集成伺服系统，旋转速度、行程、力度可调可控，提高了旋盖的精准度；旋转电动夹爪（43）上下运行通过单轴滑台模组（41）实现。>
4.根据权利要求3所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述旋盖模块（4）中单轴滑台模组（41）通过第二L型连接板（42）与上安装板（12）刚性连接，单轴滑台模组（41）包括伺服电机（411）、滚珠丝杆滑台模组（412）、正向限位开关（413）、负向限位开关（414）、原点开关（415）、滑块（416）；旋转电动夹爪（43）通过第一连接板（44）与滑块（416）连接，末端安装有旋盖夹具（45），旋盖夹具（45）与夹持夹具（33）安装在同一竖直中心线上。
5.根据权利要求4所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述加液模块（5）的注液部分采用3组完全相同的注液机构完成，原液试剂瓶组（51）放置在PP托槽（52）内，入口电磁阀组（53）、出口电磁阀阀组（54）分别通过线槽（55）与机架（11）固定，精密柱塞泵组（56）通过第二连接板（57）与机架（11）固定；原液通过毛细管进行输送，按照流向依次经过：原液试剂瓶组（51）→入口电磁阀组（53）→精密柱塞泵组（56）→出口电磁阀阀组（54）→试管；所述加液部分中的两轴滑台模组（58）与上安装板（12）刚性连接，其末端安装加液特定夹具（59），设置废液收集装置（510）以防止设备启动时，毛细管的液体注射到上安装板（12）上，腐蚀面板；两轴滑台模组（58）中的单个滑台模组与所述单轴滑台模组（41）原理和结构相同。
6.根据权利要求1所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述加液模块（5）采用精密柱塞泵组（56）进行注液，所选型量程与注液量一致，精密柱塞泵次排液100%分配，保证每次吸排液重复性精度小于1‰，加液部分采用两轴滑台模组（58）带动加液特定夹具（59）左右、上下运动，完成加液动作。
7.根据权利要求4所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述自动上下料模块（6）左右对称安装在上安装板（12）两侧，左侧为上料三轴悬臂滑台模组（61），右侧为下料三轴悬臂滑台模组（62），单个滑台模组与所述单轴滑台模组（41）原理和结构相同；上下料三轴悬臂滑台模组Y轴末端分别通过第三连接板（63）安装上料电磁夹爪（64）、下料电磁夹爪（65），末端分别安装上下料夹具（66）；上下料模块附近分别设置空试管盘（67）、加液完成试管盘（68），固定摆放在高度可调节支撑桌（69）上，支撑桌（69）与下安装板（13）刚性连接，支撑桌面上设置试管盘限位条（610），作为试管盘重复放置的定位；所述自动上料工位（291）、自动下料工位（295）分别安装接近开关传感器，分别通过第二传感器固定架（613）与上安装板（12）连接。
8. 根据权利要求1所述的一种实验室COD自动加液机，其特征在于，所述控制模块（7）采用PLC/Touch Panel自动控制与可视化人机交互。
...【技术特征摘要】
1.一种实验室cod自动加液机，其特征在于，包括主机架构（1）、分度盘转台模块（2）、夹持模块（3）、旋盖模块（4）、加液模块（5）、自动上下料模块（6）、控制模块（7）；
2.根据权利要求1所述的一种实验室cod自动加液机，其特征在于，所述分度盘（29）设置5个工位，按照顺时针方向依次为自动上料工位（291）、等待工位a（292）、加液工位（293）、等待工位b（294）、自动下料工位（295），分度盘（29）形状设计为异形件，每个工位均凸起，以防止与其它功能模块动作相干涉；由凸轮分割器（23）完成转动动作，其将调速电机（21）连续的输入运动转化为间歇式的分度运动，分度盘每转动1次，转动角度为72°，分度盘厚度10mm，每个工位开孔直径为17mm，适配试管管径为13-17mm。
3.根据权利要求2所述的一种实验室cod自动加液机，其特征在于，所述夹持模块（3）中的夹持电动夹爪（31）与旋盖模块（4）中的旋转电动夹爪（43）均内部集成伺服系统，旋转速度、行程、力度可调可控，提高了旋盖的精准度；旋转电动夹爪（43）上下运行通过单轴滑台模组（41）实现。
4.根据权利要求3所述的一种实验室cod自动加液机，其特征在于，所述旋盖模块（4）中单轴滑台模组（41）通过第二l型连接板（42）与上安装板（12）刚性连接，单轴滑台模组（41）包括伺服电机（411）、滚珠丝杆滑台模组（412）、正向限位开关（413）、负向限位开关（414）、原点开关（415）、滑块（416）；旋转电动夹爪（43）通过第一连接板（44）与滑块（416）连接，末端安装有旋盖夹具（45），旋盖夹具（45）与夹持夹具（33）安装在同一竖直中心线上。
5.根据权利要求4所述的一种实验室cod自动加液机，其特征在于，所述加液模块（5）的注液部分采用3组完全相同的注液机构完成，原液试剂瓶组（51）放置在pp托槽（52）内，入口电磁阀组（53）、出口电磁阀阀组（54）分别通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆慧锋，田伟伟，洪江明，易力，
申请(专利权)人：浙江沃乐科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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