CN107238581B - 一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪 - Google Patents

一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，包括测量装置和控量装置，测量装置包括支撑机构，支撑机构包括若干支撑单元，支撑单元包括支撑轴、支撑套管和支撑块，控量装置包括控量机构，控量机构包括驱动单元、支杆、烧杯、平板、连杆、堵塞块、滴管和两个弹簧，驱动单元包括驱动电机、驱动轮和若干主动齿，该基于物联网的操作难度低的智能型折光仪通过角度调节单元调节测量组件的角度，使折光棱镜位于滴管的正下方，并利用控量机构严格控制待测液的滴取量，不仅如此，通过支撑单元支撑测量组件，使使用者在观察时能够避免因手部抖动导致观察示数模糊，保证数据读取的准确性，降低了实际操作的难度，提高了设备的实用性。

Description

一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪
技术领域
本发明涉及光学分析设备领域，特别涉及一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪。
背景技术
光线从一种介质进入另一种介质时会产生折射现象，且入射角正弦之比恒为定值，此比值称为折光率。果蔬汁液中可溶性固形物含量与折光率在一定条件下(同一温度、压力)成正比例，故测定果蔬汁液的折光率，可求出果蔬汁液的浓度(含糖量的多少)。常用仪器是手持式折光仪，也称糖镜、手持式折光仪，通过测定果蔬可溶性固形物含量(含糖量)，可了解果蔬的品质，大约估计果实的成熟度。
现有的折光仪虽然能够满足检测的功能，但是在实际使用过程中，对操作者的要求较高。具体表现在：在测试过程中需要在折光棱镜上滴一至两滴待测液，在滴待测液时，使用者难以精确控制待测液的用量，导致折光棱镜上滴下的待测液过多，有时也会由于使用者手部的抖动，使待测液无法滴在折光棱镜上，为了控制待测液的滴落范围，使用者有时会将滴管贴近折光棱镜，这种操作方式也会因使用者手部抖动，导致滴管与折光棱镜碰撞造成折光棱镜表面磨损，损坏设备，不仅如此，在观察目镜的读数时，还会因手臂的抖动导致读数不准确。由于这些因素，导致现有的折光仪在实际使用过程中操作难度较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，包括测量装置和控量装置，所述测量装置包括平台、支撑机构、角度调节单元、支撑架、测量组件和两个固定套管，所述支撑机构设置在平台下方，所述角度调节单元设置在平台的上方且与支撑架传动连接，所述支撑架的竖向截面的形状为H形，所述支撑架的底端与角度调节单元连接，所述支撑架的顶端分别与两个固定套管固定连接，所述测量组件依次包括目镜、光学***管路、折光棱镜和盖板，两个所述固定套管均套设在光学***管路上；
所述支撑机构包括若干支撑单元，所述支撑单元周向均匀分布在平台上，所述支撑单元包括支撑轴、支撑套管和支撑块，所述支撑轴的顶端固定在平台的下方，所述支撑轴的底端设置在支撑套管内，所述支撑块固定在支撑套管的底端，所述支撑轴的外周设有外螺纹，所述支撑套管内设有内螺纹，所述支撑套管内的内螺纹与支撑轴上的外螺纹相匹配；
所述控量装置包括底座、支柱、侧板和控量机构，所述支柱的底端固定在底座上，所述侧板固定在支柱的一侧且靠近测量装置，所述控量机构设置在侧板上；
所述控量机构包括驱动单元、支杆、烧杯、平板、连杆、堵塞块、滴管和两个弹簧，所述烧杯设置在侧板上，所述侧板上设有通孔，所述滴管设置在通孔内且与烧杯的底部连通，所述驱动单元设置在烧杯的上方且与支杆传动连接，所述平板设置在烧杯内且与支杆的底端固定连接，所述堵塞块设置在滴管内且通过连杆与平板固定连接，两个所述弹簧分别设置在连杆的两侧，所述平板通过弹簧与烧杯的底部固定连接，所述弹簧处于压缩状态。
为了带动支杆移动，所述驱动单元包括支架、驱动电机、驱动轮和若干主动齿，所述支架的竖向截面的形状为L形，所述支架的一端固定在烧杯的顶端，所述驱动电机固定在支架的另一端且与驱动轮传动连接，所述主动齿均匀分布在驱动轮的半圆周面上，所述支杆靠近驱动单元的一侧设有条形齿，所述支杆上的条形齿与驱动轮上的主动齿啮合。
为了固定支杆的移动方向，所述烧杯内设有限位单元，所述限位单元包括限位环和设置在限位环两侧的限位杆，所述限位环套设在支杆上且通过限位杆与烧杯的内壁固定连接。
为了方便检测滴管是否位于折光棱镜的上方，所述烧杯远离支柱的一端设有侧杆，所述侧杆的下方设有键相传感器，所述光学***管路上设有反光纸。
作为优选，为了能够调节测量组件的角度，所述角度调节单元包括驱动轮、传动轮、链条和把手，所述驱动轮通过链条与传动轮传动连接，所述把手固定在驱动轮的上方，所述支撑架固定在传动轮的上方。
作为优选，为了实现测量组件的角度精确调节，所述传动轮的半径为驱动轮的半径的5倍。
作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止支撑架变形，所述支撑架的材质为钛合金。
作为优选，为了方便将平台调节至水平角度，所述平台上还设有水平仪。
作为优选，为了便于控量装置的移动，所述底座的下方设有滑轮。
作为优选，利用橡胶块表面粗糙的特点，为了防止支撑单元支撑平台时发生滑动，所述支撑块为橡胶块。
为了方便精确控制待测液的滴落量并将其滴在折光棱镜上，首先转动支撑单元中的支撑套管，使支撑套管在支撑轴上移动，进而改变各支撑单元的总体长度，从而改变平台的水平角度，通过观察水平仪使平台处于水平角度，而后在角度调节单元中，通过把手转动驱动轮，以链条为中介带动传动轮转动，使支撑架上测量组件发生转动，当控量装置中侧杆下方的键相传感器检测到光学***管路上反光纸传来的键相信号后，表示此时滴管位于折光棱镜的正上方，此时，将待测液倒入烧杯内，并利用控量机构精确控制待测液的用量。控量机构运行时，由驱动电机带动驱动轮传动半周，使驱动轮半圆周面上的主动齿与支杆上的条形齿接触，使支杆向下移动，通过连杆带动堵塞块向下移动，从而使滴管与烧杯连通，方便待测液流入滴管并准确滴在折光棱镜上。由于主动齿均匀分布在驱动轮的半圆周面上，当驱动轮转过半周后，烧杯底部压缩的弹簧对平板产生向上的作用力，使连杆向上移动，带动堵塞块上移堵住烧杯，防止烧杯内的待测液滴落过多。在滴落待测液后，盖上盖板，同时通过角度调节单元转动测量组件，方便在合适的角度位置观察，而后根据自身的高度位置，调节支撑单元的长度，使视线高度与目镜高度保持一致，并观察光学***管路检测的折光率，由于观察时，通过支撑单元支撑整个测量组件，相比于手持观察，能够有效防止因手部抖动导致观察示数模糊，保证数据读取的准确性，降低了实际操作的难度，提高了设备的实用性。
本发明的有益效果是，该基于物联网的操作难度低的智能型折光仪通过角度调节单元调节测量组件的角度，使折光棱镜位于滴管的正下方，并利用控量机构严格控制待测液的滴取量，不仅如此，通过支撑单元支撑测量组件，使使用者在观察时能够避免因手部抖动导致观察示数模糊，保证数据读取的准确性，降低了实际操作的难度，提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪的角度调节单元的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪的控量机构的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪的驱动单元的结构示意图；
图中：1.平台，2.支撑轴，3.支撑套管，4.支撑块，5.角度调节单元，6.水平仪，7支撑架，8.固定套管，9.目镜，10.光学***管路，11.反光纸，12.折光棱镜，13.盖板，14.底座，15.滑轮，16.支柱，17.侧板，18.控量机构，19.传动轮，20.第一驱动轮，21.把手，22.驱动单元，23.支杆，24.限位环，25.限位杆，26.烧杯，27.平板，28.弹簧，29.连杆，30.堵塞块，31.滴管，32.侧杆，33.键相传感器，34.支架，35.驱动电机，36.第二驱动轮，37.条形齿，38.链条，39.主动齿。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图4所示，一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，包括测量装置和控量装置，所述测量装置包括平台1、支撑机构、角度调节单元5、支撑架7、测量组件和两个固定套管8，所述支撑机构设置在平台1下方，所述角度调节单元5设置在平台1的上方且与支撑架7传动连接，所述支撑架7的竖向截面的形状为H形，所述支撑架7的底端与角度调节单元5连接，所述支撑架7的顶端分别与两个固定套管8固定连接，所述测量组件依次包括目镜9、光学***管路10、折光棱镜12和盖板13，两个所述固定套管8均套设在光学***管路10上；
所述支撑机构包括若干支撑单元，所述支撑单元周向均匀分布在平台1上，所述支撑单元包括支撑轴2、支撑套管3和支撑块4，所述支撑轴2的顶端固定在平台1的下方，所述支撑轴2的底端设置在支撑套管3内，所述支撑块4固定在支撑套管3的底端，所述支撑轴3的外周设有外螺纹，所述支撑套管3内设有内螺纹，所述支撑套管3内的内螺纹与支撑轴2上的外螺纹相匹配；
所述控量装置包括底座14、支柱16、侧板17和控量机构18，所述支柱16的底端固定在底座14上，所述侧板17固定在支柱16的一侧且靠近测量装置，所述控量机构18设置在侧板17上；
所述控量机构18包括驱动单元22、支杆23、烧杯26、平板27、连杆29、堵塞块30、滴管31和两个弹簧28，所述烧杯26设置在侧板17上，所述侧板17上设有通孔，所述滴管31设置在通孔内且与烧杯26的底部连通，所述驱动单元22设置在烧杯26的上方且与支杆23传动连接，所述平板27设置在烧杯26内且与支杆23的底端固定连接，所述堵塞块30设置在滴管31内且通过连杆29与平板27固定连接，两个所述弹簧28分别设置在连杆29的两侧，所述平板27通过弹簧28与烧杯26的底部固定连接，所述弹簧28处于压缩状态。
为了带动支杆23移动，所述驱动单元22包括支架34、驱动电机35、第二驱动轮36和若干主动齿39，所述支架34的竖向截面的形状为L形，所述支架34的一端固定在烧杯26的顶端，所述驱动电机35固定在支架34的另一端且与第二驱动轮36传动连接，所述若干主动齿39均匀分布在第二驱动轮36的半圆周面上，所述支杆23靠近驱动单元22的一侧设有条形齿37，所述支杆23上的条形齿37与第二驱动轮36上的若干主动齿39啮合。
为了固定支杆23的移动方向，所述烧杯26内设有限位单元，所述限位单元包括限位环24和设置在限位环24两侧的限位杆25，所述限位环24套设在支杆23上且通过限位杆25与烧杯26的内壁固定连接。
为了方便检测滴管31是否位于折光棱镜12的上方，所述烧杯26远离支柱16的一端设有侧杆32，所述侧杆32的下方设有键相传感器33，所述光学***管路10上设有反光纸11。
作为优选，为了能够调节测量组件的角度，所述角度调节单元5包括第一驱动轮20、传动轮19、链条38和把手21，所述驱动轮20通过链条38与传动轮19传动连接，所述把手21固定在第一驱动轮20的上方，所述支撑架7固定在传动轮19的上方。
作为优选，为了实现测量组件的角度精确调节，所述传动轮19的半径为第一驱动轮20的半径的5倍。
作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止支撑架7变形，所述支撑架7的材质为钛合金。
作为优选，为了方便将平台1调节至水平角度，所述平台1上还设有水平仪6。
作为优选，为了便于控量装置的移动，所述底座14的下方设有滑轮15。
作为优选，利用橡胶块表面粗糙的特点，为了防止支撑单元支撑平台1时发生滑动，所述支撑块4为橡胶块。
为了方便精确控制待测液的滴落量并将其滴在折光棱镜12上，首先转动支撑单元中的支撑套管3，使支撑套管3在支撑轴2上移动，进而改变各支撑单元的总体长度，从而改变平台1的水平角度，通过观察水平仪6使平台1处于水平角度，而后在角度调节单元5中，通过把手21转动第一驱动轮20，以链条38为中介带动传动轮19转动，使支撑架7上测量组件发生转动，当控量装置中侧杆32下方的键相传感器33检测到光学***管路10上反光纸11传来的键相信号后，表示此时滴管31位于折光棱镜12的正上方，此时，将待测液倒入烧杯26内，并利用控量机构18精确控制待测液的用量。控量机构18运行时，由驱动电机35带动第二驱动轮36传动半周，使第二驱动轮36半圆周面上的若干主动齿39与支杆23上的条形齿37接触，使支杆23向下移动，通过连杆29带动堵塞块30向下移动，从而使滴管31与烧杯26连通，方便待测液流入滴管31并准确滴在折光棱镜12上。由于若干主动齿39均匀分布在第二驱动轮36的半圆周面上，当第二驱动轮36转过半周后，烧杯25底部压缩的弹簧28对平板27产生向上的作用力，使连杆29向上移动，带动堵塞块30上移堵住烧杯26，防止烧杯26内的待测液滴落过多。在滴落待测液后，盖上盖板13，同时通过角度调节单元5转动测量组件，方便在合适的角度位置观察，而后根据自身的高度位置，调节支撑单元的长度，使视线高度与目镜9高度保持一致，并观察光学***管路10检测的折光率，由于观察时，通过支撑单元支撑整个测量组件，相比于手持观察，能够有效防止因手部抖动导致观察示数模糊，保证数据读取的准确性，降低了实际操作的难度，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该基于物联网的操作难度低的智能型折光仪通过角度调节单元5调节测量组件的角度，使折光棱镜12位于滴管31的正下方，并利用控量机构18严格控制待测液的滴取量，不仅如此，通过支撑单元支撑测量组件，使使用者在观察时能够避免因手部抖动导致观察示数模糊，保证数据读取的准确性，降低了实际操作的难度，提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，包括测量装置和控量装置，所述测量装置包括平台(1)、支撑机构、角度调节单元(5)、支撑架(7)、测量组件和两个固定套管(8)，所述支撑机构设置在平台(1)下方，所述角度调节单元(5)设置在平台(1)的上方且与支撑架(7)传动连接，所述支撑架(7)的竖向截面的形状为H形，所述支撑架(7)的底端与角度调节单元(5)连接，所述支撑架(7)的顶端分别与两个固定套管(8)固定连接，所述测量组件依次包括目镜(9)、光学***管路(10)、折光棱镜(12)和盖板(13)，两个所述固定套管(8)均套设在光学***管路(10)上；
所述支撑机构包括若干支撑单元，所述支撑单元周向均匀分布在平台(1)上，所述支撑单元包括支撑轴(2)、支撑套管(3)和支撑块(4)，所述支撑轴(2)的顶端固定在平台(1)的下方，所述支撑轴(2)的底端设置在支撑套管(3)内，所述支撑块(4)固定在支撑套管(3)的底端，所述支撑轴(2)的外周设有外螺纹，所述支撑套管(3)内设有内螺纹，所述支撑套管(3)内的内螺纹与支撑轴(2)上的外螺纹相匹配；
所述控量装置包括底座(14)、支柱(16)、侧板(17)和控量机构(18)，所述支柱(16)的底端固定在底座(14)上，所述侧板(17)固定在支柱(16)的一侧且靠近测量装置，所述控量机构(18)设置在侧板(17)上；
所述控量机构(18)包括驱动单元(22)、支杆(23)、烧杯(26)、平板(27)、连杆(29)、堵塞块(30)、滴管(31)和两个弹簧(28)，所述烧杯(26)设置在侧板(17)上，所述侧板(17)上设有通孔，所述滴管(31)设置在通孔内且与烧杯(26)的底部连通，所述驱动单元(22)设置在烧杯(26)的上方且与支杆(23)传动连接，所述平板(27)设置在烧杯(26)内且与支杆(23)的底端固定连接，所述堵塞块(30)设置在滴管(31)内且通过连杆(29)与平板(27)固定连接，两个所述弹簧(28)分别设置在连杆(29)的两侧，所述平板(27)通过弹簧(28)与烧杯(26)的底部固定连接，所述弹簧(28)处于压缩状态；
所述驱动单元(22)包括支架(34)、驱动电机(35)、第二驱动轮(36)和若干主动齿(39)，所述支架(34)的竖向截面的形状为L形，所述支架(34)的一端固定在烧杯(26)的顶端，所述驱动电机(35)固定在支架(34)的另一端且与驱动轮(36)传动连接，所述主动齿(39)均匀分布在第二驱动轮(36)的半圆周面上，所述支杆(23)靠近驱动单元(22)的一侧设有条形齿(37)，所述支杆(23)上的条形齿(37)与第二驱动轮(36)上的主动齿(39)啮合；
所述烧杯(26)内设有限位单元，所述限位单元包括限位环(24)和设置在限位环(24)两侧的限位杆(25)，所述限位环(24)套设在支杆(23)上且通过限位杆(25)与烧杯(26)的内壁固定连接；
所述烧杯(26)远离支柱(16)的一端设有侧杆(32)，所述侧杆(32)的下方设有键相传感器(33)，所述光学***管路(10)上设有反光纸(11)。
2.如权利要求1所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述角度调节单元(5)包括第一驱动轮(20)、传动轮(19)、链条(38)和把手(21)，所述第一驱动轮(20)通过链条(38)与传动轮(19)传动连接，所述把手(21)固定在第一驱动轮(20)的上方，所述支撑架(7)固定在传动轮(19)的上方。
3.如权利要求2所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述传动轮(19)的半径为第一驱动轮(20)的半径的5倍。
4.如权利要求1所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述支撑架(7)的材质为钛合金。
5.如权利要求1所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述平台(1)上还设有水平仪(6)。
6.如权利要求1所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述底座(14)的下方设有滑轮(15)。
7.如权利要求1所述的基于物联网的操作难度低的智能型折光仪，其特征在于，所述支撑块(4)为橡胶块。
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