CN111569974A - 一种升降横移式实验台及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降横移式实验台，包括实验台、储存架、传送机构及PLC控制器；所述的实验台的台面前端与储存架底部固定连接；所述的传送机构与储存架的前端连接；所述的实验台的台面安装有PLC控制器；所述的PLC控制器与传送机构电性连接。本发明增加了PLC控制器和传送机构，解决了现有的实验台，结构设计不合理，功能单一，仪器设备放置凌乱，取用不便，工作强度大及效率低下等问题，具有功能多，操作方便、灵活等优点，使实验台适用于各种不同的实验，灵活地根据每个检测项目的步骤及所需要的仪器设备，调用置物仓里相应的仪器设备到实验台面上，按检测工作流程排布，缩短人员往返距离，有助于降低工作强度，提高工作效率。

Description

一种升降横移式实验台及其使用方法

技术领域

本发明属于实验设备领域，涉及一种升降横移式实验台及其使用方法。

背景技术

实验台是科研院所、学校、医院、企业等进行检测分析及存放仪器、试剂所使用的实验设备。传统的实验台仅仅提供了用于实验的耐腐蚀台面，并带有架子、柜子和抽屉，结构简单，功能单一，缺乏创新。大多数实验台仅为一个操作平台，在具体操作时需要从别处调取实验器材及设备，或者是实验器材及设备固定位置存放，实验人员搬运实验样品多次往返于各类实验器材及设备之间，工作一天下来，在实验室里来回搬运走动，无形中增加了许多体力劳动，工作强度大，效率低下，而且摊放在实验台上的仪器设备占用了大部分实验操作平台，不便于处理批量实验样品。因此，传统的实验台仍有很多改进的空间。

人们也设计了多种多功能实验台，如申请号为201720373138.5的理化实验台、申请号为201811484108.7的一种升降式动物实验台、申请号为201810685126.5的一种多功能实验台及申请号为201621438445.9的一种多功能化学实验台等，综合上述现有实验台设计技术，都未能有效规划仪器设备放置区以获得更大的实验操作平台，未能有效减少样品转运及实验人员往返次数，未能降低工作强度以充分体现对实验人员的人文关怀。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动化调用或存放设备，功能多，操作方便、灵活的升降横移式实验台，解决了目前所使用的实验台，结构设计不合理，功能单一，仪器设备放置凌乱，操作不便，工作强度大及效率低下等问题，使实验台适用于各种不同的实验，灵活地根据每个检测项目的步骤及所需要的仪器设备，调用置物仓里相应的仪器设备到实验台面上，按检测工作流程排布，缩短人员往返距离，有助于降低工作强度，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种升降横移式实验台，包括实验台、储存架、传送机构及PLC控制器；所述的实验台的台面前端与储存架底部固定连接；所述的传送机构与储存架的前端连接；所述的实验台的台面安装有PLC控制器；所述的PLC控制器与传送机构电性连接；所述的PLC控制器包括PLC控制模块和ARM处理器；所述的PLC控制模块与ARM处理器电性连接。

所述的储存架设有置物仓；所述的置物仓设有编号；所述的置物仓内安装有置物板；所述的置物板下端的两侧分别设有支板；所述的置物板后端的中部设有卡槽。所述的置物板用于放置设备。所述实验台由耐腐蚀台面、若干抽屉、若干带万向轮可移动柜体组成，便于实验人员坐着操作有地方放脚，抽屉和柜体用于存放实验用品。

作为进一步技术改进，所述的传送机构包括带有电机A的第一X轴模组、第二X轴模组、带有电机B的第一Y轴模组、第二Y轴模组及Z轴滑台；所述的第一X轴模组和第二X轴模组的结构相同；所述的第一Y轴模组和第二Y轴模组的结构相同；所述第一X轴模组与第二X轴模组通过X转轴联动连接，且相互平行设置；所述的第一X轴模组和第二X轴模组分别设有距离相等的两个X轴滑块；所述第一Y轴模组和第二Y轴模组的两端分别连接第一X轴模组和第二X轴模组上的X轴滑块；所述的第一Y轴模组与第二Y轴模组通过Y转轴联动连接，且相互平行设置，且皆与第一X轴模组垂直；所述的第一Y轴模组和第二Y轴模组分别设有Y轴滑块；所述的Z轴滑台与Y轴滑块连接；所述的Z轴滑台平行于第一X轴模组，且与第一X轴模组垂直放置；

所述的Z轴滑台包括传动箱、滑板及支撑板；所述的传动箱的两侧设有滑轨；所述的滑板与滑轨匹配连接；所述的支撑板的后端与滑板的中部表面连接；

所述的传动箱内安装有丝杆；所述的丝杆通过丝杆螺母座与滑板的中部底端连接；所述的传动箱外设有电机C；所述的电机C的输出端与丝杆的一端连接；

所述的转轴的长度大于置物板的宽度；所述的支撑板的宽度小于两支板的宽度；所述的支撑板的长度大于或等于置物仓的深度；所述的支撑板的厚度小于支板的高度。

作为进一步技术改进，所述的支撑板的表面设有压力传感器A；所述的压力传感器A与PLC控制器电性连接。

作为进一步技术改进，所述的支撑板的上端设有与卡槽相对应的定位块；所述的定位块与卡槽接触的一侧设有压力传感器B；所述的压力传感器B与PLC控制器电性连接。所述的定位块用于限定置物板的摆放位置，防止置物板摆放不规范，使其在移动的过程中刮到置物仓，造成设备倾斜摔落；所述的压力传感器B用于判断支撑板上是否放有置物板，置物板是否摆放在规定位置，取用模式和存放模式时只有压力传感器B接收到信号后，PLC控制器才能进行下一步动作。

作为进一步技术改进，所述的电机A、电机B和电机C皆采用伺服电机。所述的电机A、电机B和电机C皆采用伺服电机是为了能更好的控制Z轴滑台的传送位移，达到设备的精准取存。

作为进一步技术改进，所述的实验台的一侧设有电路插座。

作为进一步技术改进，所述的实验台的下部设有可移动的柜体。

作为进一步技术改进，所述的实验台中部设有抽屉；所述的抽屉表面设有拉手。

所述的升降横移式实验台的使用方法包括取用模式、存放模式和复位三种模式：

取用模式：实验人员根据具体的实验流程将涉及到的设备一一调用，若为少量样品进行实验，可每种设备调用一个，若为批量样品进行实验，可先调用流程中第一种设备若干台，此步骤处理完，归位第一种设备后，再调用若干台第二种仪器，以此类推；

实验人员在PLC控制器内输入将要调用设备的置物仓编号，PLC控制器读取之后，启动电机A和电机B，将Z轴滑台快速移动到该置物仓相对应的位置，PLC控制器进行下一步指令，启动电机C，将支撑板***到置物板下两支板形成的槽口内，且定位块***到卡槽内，当压力传感器B接收到信号时，PLC控制器再进行下一步指令启动电机B将Z轴滑台微微抬起，此时压力传感器A接收到信号（当此时置物板上无设备时，置物板的重量过轻，压力传感器A无法感应到，将信号反馈到PLC控制器中，PLC控制器再进行复位操作，将Z轴滑台退回到PLC控制器内已选定的原点位置），并将信号反馈到PLC控制器中，PLC控制器再进行下一步操作，再启动电机C反转将置物板以及置物板上的设备移出；电机A和电机B联动，将Z轴滑台移至储存架下端PLC控制器内已选定的传送终点位置，供实验人员在实验台上调用；当实验人员需要取用多个设备时，实验人员将已传送到位的置物板和设备移出，再向PLC控制器内输入将要调用下一个设备的置物仓编号；

存放模式：实验人员在PLC控制器内输入将要存放设备的置物仓编号，将设备移动到置物板上并将放有设备的置物板的卡槽对准定位块，并贴紧压力传感器B，PLC控制器内接收到压力传感器B的反馈信号后才能进行下一步动作，PLC控制器读取指令、压力传感器A和压力传感器B的反馈信号后，电机A和电机B慢速联动，将载有设备的Z轴滑台移动到与该置物仓编号相对应的位置，启动电机C，将置物板放回到置物仓内，控制电机B使Z轴滑台微微下移，压力传感器A信号断开，控制电机C将支撑板复位，PLC控制器再将Z轴滑台退回到PLC控制器内已选定的原点位置；

复位模式：当取用的设备不是所需要的设备时，实验人员在PLC控制器内选择复位模式，将正在进行的操作中断，并按程序原路返回，直到将Z轴滑台退回到PLC控制器内已选定的原点位置。

本发明的工作原理：

实验人员根据实验需要在PLC控制器内输入想要设备的置物仓编号，传送机构根据已定编号内的位置将设备取出，再移动到实验台的台面，供实验人员取用，实验结束后再将设备移动到传送机构的传送端，向PLC控制器内输入设备的置物仓编号，PLC控制器将设备传动至原来编号内的置物仓。

相对于现有技术来说，本发明具有的优点及有益效果如下：

1、本发明增加了PLC控制器和传送机构，解决了现有的实验台，结构设计不合理，功能单一，仪器设备放置凌乱，取用不便，工作强度大及效率低下等问题，本发明具有功能多，操作方便、灵活等优点，使实验台适用于各种不同的实验，灵活地根据每个检测项目的步骤及所需要的仪器设备，调用置物仓里相应的仪器设备到实验台面上，按检测工作流程排布，缩短人员往返距离，有助于降低工作强度，提高工作效率。

2、本发明增设储存架，储存架内设有多个置物仓供设备存放，解决了现有的实验台设备存放不足，仪器设备放置凌乱，做完整个实验需实验人员来回取用或摆放实验台上的设备等问题，实现实验台设备整齐、规划的放置，达到美观统一的效果。

3、本发明结构合理，实用性强，特别适用与科研院所、学校、医院、企业等进行检测分析及存放仪器、试剂所使用的实验设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的传送机构的结构示意图。

图3为本发明中的Z轴滑台的结构示意图。

附图标识：

1-实验台，2-储存架，3-传送机构，4-PLC控制器，5-设备，11-抽屉，12-柜体，20-置物仓，201-置物板，202-支板，21-第一X轴模组，211-X轴滑块，22-X转轴，23-第二X轴模组，24-第一Y轴模组，241-Y轴滑块，25-Y转轴，26-第二Y轴模组，27-Z轴滑台，271-传动箱，2711-滑轨，272-丝杆，273-滑板，274-支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

一种升降横移式实验台，包括实验台1、储存架2、传送机构3及PLC控制器4；所述的实验台1的台面前端与储存架2底部固定连接；所述的传送机构3与储存架2的前端连接；所述的实验台1的台面安装有PLC控制器4；所述的PLC控制器4与传送机构3电性连接；所述的PLC控制器4包括PLC控制模块和ARM处理器；所述的PLC控制模块与ARM处理器电性连接。

所述的储存架2设有置物仓20；所述的置物仓20设有编号；所述的置物仓20内安装有置物板201；所述的置物板201下端的两侧分别设有支板202，所述的置物板201后端的中部设有卡槽。所述的置物板201用于放置设备。

所述的传送机构3包括带有电机A的第一X轴模组21、第二X轴模组23、带有电机B的第一Y轴模组24、第二Y轴模组26及Z轴滑台27；所述的第一X轴模组21和第二X轴模组23的结构相同；所述的第一Y轴模组24和第二Y轴模组26的结构相同；所述第一X轴模组21与第二X轴模组23通过X转轴22联动连接，且相互平行设置；所述的第一X轴模组21和第二X轴模组23分别设有距离相等的两个X轴滑块211；所述第一Y轴模组24和第二Y轴模组26的两端分别连接第一X轴模组21和第二X轴模组23上的X轴滑块211；所述的第一Y轴模组24与第二Y轴模组26通过Y转轴25联动连接，且相互平行设置，且皆与第一X轴模组21垂直；所述的第一Y轴模组24和第二Y轴模组26分别设有Y轴滑块241；所述的Z轴滑台27与Y轴滑块241连接；所述的Z轴滑台27平行与第一X轴模组21，且与第一X轴模组21垂直放置；

所述的Z轴滑台27包括传动箱271、滑板273及支撑板274；所述的传动箱271的两侧设有滑轨2711；所述的滑板273与滑轨2711匹配连接；所述的支撑板274的后端与滑板273的中部表面连接；

所述的传动箱271内安装有丝杆272；所述的丝杆272通过丝杆螺母座与滑板273的中部底端连接；所述的传动箱271外设有电机C；所述的电机C的输出端与丝杆272的一端连接；

所述的Y转轴25的长度大于置物板201的宽度；所述的支撑板274的宽度小于两支板202的宽度；所述的支撑板274的长度大于或等于置物仓201的深度；所述的支撑板274的厚度小于支板202的高度。

所述的支撑板274的表面设有压力传感器A；所述的压力传感器A与PLC控制器4电性连接。

所述的支撑板274的上端设有与卡槽相对应的定位块；所述的定位块与卡槽接触的一侧设有压力传感器B；所述的压力传感器B与PLC控制器4电性连接。所述的定位块用于限定置物板201的摆放位置，防止置物板201摆放不规范，使其在移动的过程中刮到置物仓20，造成设备5倾斜摔落；所述的压力传感器B用于判断支撑板274上是否放有置物板201，置物板201是否摆放在规定位置，取用模式和存放模式时只有压力传感器B接收到信号后，PLC控制器4才能进行下一步动作。

所述的电机A、电机B和电机C皆采用伺服电机。所述的电机A、电机B和电机C皆采用伺服电机是为了能更好的控制Z轴滑台27的传送位移，达到设备5的精准取存。

实验人员根据实验需要在PLC控制器4内输入想要设备5的置物仓20编号，传送机构3根据已定编号内的位置将设备5取出，再移动到实验台1的台面，供实验人员取用，实验结束后再将设备5移动到传送机构3的传送端，向PLC控制器4内输入设备的置物仓20编号，PLC控制器4将设备5传动至原来编号内的置物仓20。

所述的升降横移式实验台的使用方法包括取用模式、存放模式和复位三种模式：

取用模式：实验人员根据具体的实验流程将涉及到的设备5一一调用，若为少量样品进行实验，可每种设备5调用一个，若为批量样品进行实验，可先调用流程中第一种设备5若干台，此步骤处理完，归位第一种设备5后，再调用若干台第二种仪器5，以此类推；

实验人员在PLC控制器4内输入将要调用设备5的置物仓20编号，PLC控制器4读取之后，启动电机A和电机B，将Z轴滑台27快速移动到该置物仓20相对应的位置，PLC控制器4进行下一步指令，启动电机C，将支撑板274***到置物板201下两支板202形成的槽口内，且定位块***到卡槽内，当压力传感器B接收到信号时，PLC控制器4再进行下一步指令启动电机B将Z轴滑台27微微抬起，此时压力传感器A接收到信号（当此时置物板201上无设备时，置物板201的重量过轻，压力传感器A无法感应到，将信号反馈到PLC控制器4中，PLC控制器4再进行复位模式，将Z轴滑台27退回到PLC控制器4内已选定的原点位置），并将信号反馈到PLC控制器4中，PLC控制器4再进行下一步操作，再启动电机C反转将置物板201以及置物板201上的设备5移出；电机A和电机B联动，将Z轴滑台27移至储存架2下端PLC控制器4内已选定的传送终点位置，供实验人员在实验台1上调用；当实验人员需要取用多个设备5时，实验人员将已传送到位的置物板201和设备5移出，再向PLC控制器4内输入将要调用下一个设备5的置物仓20编号；

存放模式：实验人员在PLC控制器4内输入将要存放设备5的置物仓20编号，将设备5放回到置物板201上并将放有设备5的置物板201的卡槽对准定位块，并贴紧压力传感器B，PLC控制器4内接收到压力传感器B的反馈信号后才能进行下一步动作，PLC控制器4读取指令、压力传感器A和压力传感器B的反馈信号后，电机A和电机B慢速联动，将载有设备的Z轴滑台27移动到与该置物仓20编号相对应的位置，启动电机C，将置物板201放回到置物仓20内，控制电机B使Z轴滑台27微微下移，压力传感器A信号断开，控制电机C将支撑板复位，PLC控制器4再将Z轴滑台27退回到PLC控制器4内已选定的原点位置；

复位模式：当取用的设备5不是所需要的设备时，实验人员在PLC控制器4内选择复位模式，将正在进行的操作中断，并按程序原路返回，直到将Z轴滑台27退回到PLC控制器4内已选定的原点位置。

实施例2：

与实施例1不同之处在于，所述的实验台1的一侧设有电路插座。

本实施例的工作原理与实施例1相同。

实施例3：

与实施例2不同之处在于，所述的实验台1的下部设有可移动的柜体12。

所述的实验台1中部设有抽屉11；所述的抽屉11表面设有拉手。

本实施例的工作原理与实施例2相同。

Claims (9)

1.一种升降横移式实验台，其特征在于：包括实验台（1）、储存架（2）、传送机构（3）及PLC控制器（4）；所述的实验台（1）的台面前端与储存架（2）底部固定连接；所述的传送机构（3）与储存架（2）的前端连接；所述的实验台（1）的台面安装有PLC控制器（4）；所述的PLC控制器（4）与传送机构（3）电性连接；

所述的储存架（2）设有置物仓（20）；所述的置物仓（20）设有编号；所述的置物仓（20）内安装有置物板（201）；所述的置物板（201）下端的两侧分别设有支板（202）；所述的置物板（201）后端的中部设有卡槽。

2.根据权利要求1所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的传送机构（3）包括带有电机A的第一X轴模组（21）、第二X轴模组（23）、带有电机B的第一Y轴模组（24）、第二Y轴模组（26）及Z轴滑台（27）；所述的第一X轴模组（21）和第二X轴模组（23）的结构相同；所述的第一Y轴模组（24）和第二Y轴模组（26）的结构相同；所述第一X轴模组（21）与第二X轴模组（23）通过X转轴（22）联动连接，且相互平行设置；所述的第一X轴模组（21）和第二X轴模组（23）分别设有距离相等的两个X轴滑块（211）；所述第一Y轴模组（24）和第二Y轴模组（26）的两端分别连接第一X轴模组（21）和第二X轴模组（23）上的X轴滑块（211）；所述的第一Y轴模组（24）与第二Y轴模组（26）通过Y转轴（25）联动连接，且相互平行设置，且皆与第一X轴模组（21）垂直；所述的第一Y轴模组（24）和第二Y轴模组（26）分别设有Y轴滑块（241）；所述的Z轴滑台（27）与Y轴滑块（241）连接；所述的Z轴滑台（27）平行于第一X轴模组（21），且与第一X轴模组（21）垂直放置；

所述的Z轴滑台（27）包括传动箱（271）、滑板（273）及支撑板（274）；所述的传动箱（271）的两侧设有滑轨（2711）；所述的滑板（273）与滑轨（2711）匹配连接；所述的支撑板（274）的后端与滑板（273）的中部表面连接；

所述的传动箱（271）内安装有丝杆（272）；所述的丝杆（272）通过丝杆螺母座与滑板（273）的中部底端连接；所述的传动箱（271）外设有电机C；所述的电机C的输出端与丝杆（272）的一端连接；

所述的Y转轴（25）的长度大于置物板（201）的宽度；所述的支撑板（274）的宽度小于两支板（202）的宽度；所述的支撑板（274）的长度大于或等于置物仓（201）的深度；所述的支撑板（274）的厚度小于支板（202）的高度。

3.根据权利要求2所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的支撑板（274）的表面设有压力传感器A；所述的压力传感器A与PLC控制器（4）电性连接。

4.根据权利要求2所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的支撑板（274）的上端设有与卡槽相对应的定位块；所述的定位块与卡槽接触的一侧设有压力传感器B；所述的压力传感器B与PLC控制器（4）电性连接。

5.根据权利要求2所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的电机A、电机B和电机C皆采用伺服电机。

6.根据权利要求1所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的实验台（1）的一侧设有电路插座。

7.根据权利要求1所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的实验台（1）的下部设有可移动的柜体（12）。

8.根据权利要求1所述的升降横移式实验台，其特征在于：所述的实验台（1）中部设有抽屉（11）；所述的抽屉（11）表面设有拉手。

9.如权利要求1-8所述的升降横移式实验台的使用方法，其特征在于：

1）取用：实验人员根据具体的实验流程将涉及到的设备（5）一一调用，若为少量样品进行实验，可每种设备（5）调用一个，若为批量样品进行实验，可先调用流程中第一种设备（5）若干台，此步骤处理完，归位第一种设备（5）后，再调用若干台第二种设备（5），以此类推；

实验人员在PLC控制器（4）内输入将要调用设备（5）的置物仓20编号，PLC控制器（4）读取之后，启动电机A和电机B，将Z轴滑台（27）快速移动到该置物仓（20）相对应的位置，PLC控制器（4）进行下一步指令，启动电机C，将支撑板（274）***到置物板（201）下两支板（202）形成的槽口内，且定位块***到卡槽内，当压力传感器B接收到信号时，PLC控制器（4）再进行下一步指令启动电机B将Z轴滑台（27）微微抬起，此时压力传感器A接收到信号，并将信号反馈到PLC控制器（4）中，PLC控制器（4）再进行下一步操作，再启动电机C反转将置物板（201）以及置物板（201）上的设备（5）移出；电机A和电机B联动，将Z轴滑台（27）移至储存架（2）下端PLC控制器（4）内已选定的传送终点位置，供实验人员在实验台（1）上调用；当此时置物板（201）上无设备时，置物板（201）的重量过轻，压力传感器A无法感应到，将信号反馈到PLC控制器（4）中，PLC控制器（4）再进行复位模式，将Z轴滑台（27）退回到PLC控制器（4）内已选定的原点位置；当实验人员需要取用多个设备（5）时，实验人员将已传送到位的置物板（201）和设备（5）移出，再向PLC控制器（4）内输入将要调用下一个设备（5）的置物仓（20）编号；

2）存放：实验人员在PLC控制器（4）内输入将要存放设备（5）的置物仓（20）编号，将设备（5）放回到置物板（201）上并将放有设备（5）的置物板（201）的卡槽对准定位块，并贴紧压力传感器B，PLC控制器（4）内接收到压力传感器B的反馈信号后才能进行下一步动作，PLC控制器（4）读取指令、压力传感器A和压力传感器B的反馈信号后，电机A和电机B慢速联动，将载有设备的Z轴滑台（27）移动到与该置物仓（20）编号相对应的位置，启动电机C，将置物板（201）放回到置物仓（20）内，控制电机B使Z轴滑台27微微下移，压力传感器A信号断开，控制电机C将支撑板复位，PLC控制器（4）再将Z轴滑台（27）退回到PLC控制器（4）内已选定的原点位置；

3）复位：当取用的设备（5）不是所需要的设备时，实验人员在PLC控制器（4）内选择复位模式，将正在进行的操作中断，并按程序原路返回，直到将Z轴滑台（27）退回到PLC控制器（4）内已选定的原点位置。

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