CN112317001A - 一种电控插板式组合烧杯托架及烧杯移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电控插板式组合烧杯托架及烧杯移动装置，电控插板式组合烧杯托架包括框架，框架包括水平矩形框和竖直支腿，水平矩形框上设有一对把手；4个竖直支腿底部均设有定位块，定位块上设有插槽；插板用于承载烧杯，其左右两侧均插接在插槽中，插板前部的左右两侧均设有挂钩，挂钩与水平杆构成一对移动副，水平杆的两端分别固定在前定位块和后定位块上；多节式电动伸缩杆为插板的前后移动提供动力；水平矩形框上设有限位环集成层，限位环集成层位于插板的上方，包括以M行N列均匀紧密排列的若干水平限位圆环，水平限位圆环的内径大于所承载烧杯的外径；本技术方案适用于在一定高度范围且高低不一的、粗细不同的烧杯的批量移动。

Description

一种电控插板式组合烧杯托架及烧杯移动装置

技术领域

本发明涉及食品检测用辅助装置技术领域，特别涉及一种电控插板式组合烧杯托架及烧杯移动装置。

背景技术

由于食品检验批次量较大，需用较多数量的烧杯来盛放食品试样及相关试剂，在移动这些烧杯时，通常采用检测人员人工逐个取放烧杯的方式，这种操作方式存在其固有的缺点：（1）工作效率低；（2）易出差错；（3）难以适应自动化检测的要求。

例如，采用加热消解法检测食品重金属过程时，需先将称量后的食品液体试样放入相应编号的烧杯内，再将烧杯移放置至发热板上，由于是人工逐个取放烧杯，所以放置在发热板上的烧杯不是很齐整，在加热消解过程中检测人员要观察加热板上的各烧杯内试样受热消解程度，并向达到一定消解程度的烧杯内注入混合试剂，由于加热板上的烧杯放置无规律、不齐整, 且烧杯上的手写编号在受热时存在识别困难的状况，所以常会将混合试剂注错烧杯内，若加热板上某个或某几个烧杯内的食品液体试样抢先消解完毕，检测人员要及时手持夹子将其取离加热板，当剩余烧杯内的食品液体试样在相近的时间段内全部消解完毕后，检测人员要及时逐个夹取烧杯移离加热板；对于手工夹持方式来说，将剩余的大部分烧杯要同时移离加热板基本是不可能做到的，故检测人员常常手忙脚乱；另外，检测人员直接接触高温有毒气体和烟雾会对身体有伤害，当烟雾聚集时更增大了检测人员观察难度，在此环境中仅靠肉眼观察判定、操作存在人为干扰因素，检测质量和效率不高。

那么，如何解决如上弊端并采用自动化的方式来解决批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯的技术问题，目前尚无适宜的装置或方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种电控插板式组合烧杯托架及烧杯移动装置，以适用于在一定高度范围且高低不一的、在一定直径范围内且粗细不同的烧杯的批量移动。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种电控插板式组合烧杯托架，包括框架，框架包括水平矩形框和固定于水平矩形框四角的竖直支腿，四角分别为左前角、左后角、右前角和右后角，水平矩形框的左右两侧分别固定设置有把手，两个把手对称设置；

左前角、左后角、右前角和右后角的竖直支腿底部分别固定设有左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块，左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块的底面位于同一水平面内；左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块上均设有插槽；

插板的左右两侧均插接在插槽中，插板与插槽构成一对前后移动副，插板用于承载烧杯；插板前部的左右两侧均固定设有挂钩，挂钩与水平杆构成一对移动副，水平杆为插板的前后移动提供导向，2个水平杆分别为第一水平杆和第二水平杆，第一水平杆的两端分别固定在左前角定位块和左后角定位块上，第二水平杆的两端分别固定在右前角定位块和右后角定位块上；多节式电动伸缩杆为插板的前后移动提供动力，多节式电动伸缩杆的伸缩端用于与插板相连；

水平矩形框上固定设有限位环集成层，限位环集成层位于插板的上方，包括若干水平限位圆环，若干水平限位圆环以M行N列均匀紧密排列，水平限位圆环的内径大于所承载烧杯的外径。

进一步地，所述左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块均为长方体形状，在左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块的内棱处经减料加工得定位凹槽，定位凹槽包括正定位面、侧定位面和顶定位面；

左前角定位块和右前角定位块的正定位面均在竖直平面Ⅰ内，左后角定位块和右后角定位块的正定位面均在竖直平面Ⅱ内，左前角定位块和左后角定位块的侧定位面均在竖直平面Ⅲ内，右前角定位块和右后角定位块的侧定位面均在竖直平面Ⅳ内，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅱ相互平行，竖直平面Ⅲ与竖直平面Ⅳ相互平行，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅲ相互垂直；左前角定位块、左后角定位块、右前角定位块和右后角定位块的顶定位面均在水平平面Ⅴ内，水平平面Ⅴ与竖直平面Ⅰ、竖直平面Ⅱ、竖直平面Ⅲ和竖直平面Ⅳ均垂直；

所述插槽包括插槽底面，插槽底面与水平平面Ⅴ共面。

进一步地，所述限位环集成层的每个水平限位圆环上均沿竖直方向设有P个限位杆，P≥3，P个限位杆关于水平限位圆环的轴线圆周均布，限位杆的上端固定在水平限位圆环上，P个限位杆所围成的内接圆柱的直径与水平限位圆环的内径相等，限位杆的下端高于所述插板。

进一步地，所述框架上设有与每个水平限位圆环的位置相对应的坐标数字。

一种烧杯移动装置，包括如上所述的电控插板式组合烧杯托架和托架移动装置，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器，机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动电控插板式组合烧杯托架共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器进行控制。

进一步地，所述水平移动机构Ⅰ包括托板Ⅰ和伺服电机A，托板Ⅰ上设有主动转轴和从动转轴，主动转轴和从动转轴的两端均设有齿轮，伺服电机A用于驱动主动转轴转动，进而驱动齿轮转动，齿轮与水平导轨齿条相啮合，水平导轨齿条固定在机架上，齿轮上设有导向斜面C，导向斜面C与水平导轨齿条上的导向面相匹配，用于为齿轮的直线运动提供导向；

所述竖直升降机构Ⅰ包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B和伸缩轴，伺服电机B固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ上，伸缩轴的外端固定设有矩形法兰；

所述夹持机构Ⅰ为电动平行夹爪，包括左伸缩板、右伸缩板、吊板和T型爪，左伸缩板和右伸缩板用于对称相向和背向运动，左伸缩板和右伸缩板的悬出端部均固定有吊板，吊板的下端部设有T型爪，T型爪包括水平板和梯形段，水平板为末端，梯形段靠近水平板处的截面积最大，电动平行夹爪固定在矩形法兰上；

所述电控插板式组合烧杯托架的把手上设有与夹持机构Ⅰ的T型爪匹配使用的T型槽，T型槽的纵向切面为等腰梯形，T型槽的开口处设有由一对导向斜面B形成的喇叭口。

进一步地，还包括摄像头A，摄像头A固定在电动平行夹爪的下表面中部。

进一步地，还包括单个烧杯移取装置、注液装置和摄像头B；

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于所述机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行左右水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯；

所述电控插板式组合烧杯托架的数量为2个，一个电控插板式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个电控插板式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯；

注液装置包括瓶套、溶液瓶、硬管Ⅰ、柔性管、硬管Ⅱ和支杆，瓶套固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶，溶液瓶的顶部入料口处设有瓶盖，溶液瓶的底部出料口处连接有硬管Ⅰ，硬管Ⅱ竖直固定在支杆的悬出端部，支杆水平固定在前后移动机构的移动端，硬管Ⅰ与硬管Ⅱ通过柔性管相连通，硬管Ⅱ下端的出液口处设有微型流量阀；

摄像头B固定在支杆上，用于监控烧杯，并将监控信号上传至PLC控制器；

水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀的动作均通过PLC控制器进行控制。

进一步地，所述竖直升降机构Ⅱ包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D和伸缩轴Ⅱ，伺服电机D固定在所述水平移动机构Ⅱ的活动端，伸缩轴Ⅱ的下端固定设有法兰盘。

进一步地，所述前后移动机构包括管状直线电机，管状直线电机固定在法兰盘上，管状直线电机的移动体沿水平方向前后移动，夹持机构Ⅱ固定在管状直线电机的移动体上。

本发明可以达到的有益效果为：

（1）托架适用于在一定高度范围且高低不一的、在一定直径范围内且粗细不同的烧杯的批量移动；

（2）托架既可应用于人工批量移动烧杯，也可应用于自动化移动设备，大大提高了工作效率；满足了检测人员批量移动烧杯和在加热板上批量取放烧杯的现实需求；有效防止了烧杯放置定位的偏差，大大降低由于烧杯放置位置不当而引发的事故率；

（3）烧杯移动装置通过自动化的方式实现了批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯，不仅节省了人工，提高了工作效率，保证了烧杯放置位置的准确性，还有效防止了由于烧杯内的某些物质受热散发出的气体对检测人员造成不适感或伤害。

附图说明

图1 是本发明实施例1使用状态中的主视图；

图2 是图1的俯视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是本发明实施例1的仰视图；

图5是图2的B-B剖视图；

图6是图3中Ⅰ部分的放大视图；

图7是本发明实施例1中左前角定位块的立体图；

图8是本发明实施例1中右前角定位块的立体图Ⅰ；

图9是本发明实施例1中右前角定位块的立体图Ⅱ；

图10是本发明实施例1中左后角定位块的立体图Ⅰ；

图11是本发明实施例1中左后角定位块的立体图Ⅱ；

图12是本发明实施例1中右后角定位块的立体图Ⅰ；

图13是本发明实施例1中右后角定位块的立体图Ⅱ；

图14是本发明实施例2的使用状态图Ⅰ；

图15是本发明实施例2的使用状态图Ⅱ；

图16是图15的侧视图；

图17是图16中Ⅱ部分的放大视图；

图18是本发明实施例3的结构示意图；

图19是本发明实施例3中的单个烧杯移取装置和注液装置结构示意图；

图20是图19的C-C剖视示意图；

图21是本发明实施例3中用于加热板上的第一电控插板式组合烧杯托架及烧杯状态示意图；

图22是本发明实施例3中的第二电控插板式组合烧杯托架及烧杯状态示意图；

图中：1-插板，2-下限位环集成层，3-限位杆，4-粗限位杆，5-左前角定位块，6-右后角定位块，7-工作台，8-连接板，9-固定螺栓，10-多节式电动伸缩杆，11-伺服电机K，12-把手，13-水平矩形框，14-烧杯，15-竖直支腿，16-T型槽，17-导向斜面B，18-坐标数字，19-加强筋，20-水平杆，21-挂钩，22-插槽底面，23-插槽，24-尖劈面，25-水平限位圆环，26-加热板，27-加热器，28-T型爪，281-水平板，282-梯形段，29-吊板，30-加强筋B，31-左伸缩板，32-电动平行夹爪，33-限位环集成层，34-矩形法兰，35-伸缩轴，36-伺服电机B，37-右伸缩板，38-斜面D，39-PLC控制器，40-摄像头A，41-水平导轨齿条，42-主动转轴，43-伺服电机A，44-托板Ⅰ，45-键，46-从动转轴，47-齿轮，48-导向斜面C，49-轴座，50-圆弧，51-左后角定位块，52-右前角定位块，53-连接杆；62-电控插板式组合烧杯托架，63-食品液体试样，64-圆弧段，65-爪，66-旋转电动夹爪，67-移动体，68-管状直线电机，69-法兰盘，70-伺服电机C，71-托板Ⅱ，72-伺服电机D，73-伸缩轴Ⅱ，74-瓶套，75-瓶盖，76-溶液瓶，77-硬管Ⅰ，78-柔性管，79-卡环，80-支杆，81-摄像头B，82-硬管Ⅱ，83-微型流量阀，84-出液口，85-微型压力传感器，86-橡胶触头；91-侧定位面，92-正定位面，93-顶定位面，94-插板终止面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种电控插板式组合烧杯托架62，包括框架，框架包括水平矩形框13和固定于水平矩形框13四角的竖直支腿15，四角分别为左前角、左后角、右前角和右后角，水平矩形框13的左右两侧分别固定设置有把手12，两个把手12对称设置；

左前角、左后角、右前角和右后角的竖直支腿15底部分别固定设有左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块6，左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块6的底面位于同一水平面内；左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块上均设有插槽23；

插板1的左右两侧均插接在插槽23中，插板1与插槽23构成一对前后移动副，插板1用于承载烧杯14；插板1前部的左右两侧均固定设有挂钩21，挂钩21与水平杆20构成一对移动副，水平杆20为插板1的前后移动提供导向，2个水平杆20分别为第一水平杆和第二水平杆，第一水平杆的两端分别固定在左前角定位块5和左后角定位块51上，第二水平杆的两端分别固定在右前角定位块52和右后角定位块6上；多节式电动伸缩杆10为插板1的前后移动提供动力，多节式电动伸缩杆10的伸缩端通过连接板8与插板1相连，多节式电动伸缩杆10通过固定螺栓9固定在竖直支腿15的外侧；

水平矩形框13上固定设有限位环集成层33，限位环集成层33位于插板1的上方，包括40个水平限位圆环25，40个水平限位圆环25以5行8列均匀紧密排列，水平限位圆环25的内径大于所承载烧杯14的外径。

为了保证本托架放置在加热器23上的稳定性，在加热过程中避免托架相对于加热器存在前、后、左、右的窜动，设计左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块6均为长方体形状，在左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块6的内棱处经减料加工得定位凹槽，定位凹槽包括正定位面92、侧定位面91和顶定位面93；

左前角定位块5和右前角定位块52的正定位面92均在竖直平面Ⅰ内，左后角定位块51和右后角定位块6的正定位面92均在竖直平面Ⅱ内，左前角定位块5和左后角定位块51的侧定位面91均在竖直平面Ⅲ内，右前角定位块52和右后角定位块6的侧定位面91均在竖直平面Ⅳ内，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅱ相互平行，竖直平面Ⅲ与竖直平面Ⅳ相互平行，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅲ相互垂直；左前角定位块5、左后角定位块51、右前角定位块52和右后角定位块6的顶定位面93均在水平平面Ⅴ内，水平平面Ⅴ与竖直平面Ⅰ、竖直平面Ⅱ、竖直平面Ⅲ和竖直平面Ⅳ均垂直；

插槽23包括插槽底面22，插槽底面22与水平平面Ⅴ共面；

当本托架放置在加热器27上时，各定位块卡在加热器27加热板26的顶部四角，各定位块的的顶定位面93与加热板26顶面齐平，从而保证插板1的底面贴合在加热板26上。

左后角定位块51和右后角定位块6的插槽23的后部设有插板终止面94，用于插板1的后限位。

插板1的后部设有尖劈面24，当插板1***烧杯14时，烧杯14的底部圆弧50可以为尖劈面24提供导向，使插板1放置于烧杯14的下方更加省力、便捷。

为了保证插板1的整体刚性，在插板1上设有7个加强筋19，7个加强筋19将插板1沿横向分割为8列烧杯放置区域，每列烧杯放置区域均与限位环集成层33相应列的水平限位圆环25匹配使用。

在插板1向烧杯14的下方***的过程中，为了避免不同高度烧杯14的倾倒，在限位环集成层33的每个水平限位圆环25上均沿竖直方向设有至少3个限位杆3，本实施例采用的是4个限位杆3，4个限位杆3关于水平限位圆环25的轴线圆周均布，限位杆3的上端固定在水平限位圆环25上，4个限位杆3所围成的内接圆柱的直径与水平限位圆环25的内径相等，限位杆3的下端高于插板1；当然也可以将相邻水平限位圆环25处的2个限位杆3合并为1个粗限位杆4，使结构更加简洁、减少焊接工作量。

为了进一步增强结构刚性，还设计有下限位环集成层2，下限位环集成层2位于限位环集成层33的下方，位于插板1的上方，下限位环集成层2包括40个水平限位圆环25，下限位环集成层2上的水平限位圆环25与限位环集成层33上的水平限位圆环25同轴，且一一对应匹配使用；限位杆3的下端固定在下限位环集成层2的水平限位圆环25上。

为了便于准确识别每个烧杯的位置，在框架上设有与每个水平限位圆环25的位置相对应的坐标数字18。

本实施例的使用：

根据本领域技术人员的常识，常规的烧杯14包括圆柱形杯体部分，杯体顶端为敞开口，敞开口处设有外翻边缘，此外翻边缘为烧杯口大径，烧杯口大径大于圆柱形杯体部分的外径，敞开口处还设有导流嘴，杯体的底端设有底边圆弧50。

（1）将本托架水平放置于工作台7上，插板1的初始状态为完全***，即插板1的尖劈面24顶至左后角定位块51和右后角定位块5的插板终止面94；

（2）人工或机械手握持烧杯14的敞口处，将烧杯14置入水平限位圆环25中，并下移至烧杯14的底面接触插板1的上表面，此时烧杯14的敞口处仍高于水平限位圆环25的顶部，此过程中，限位杆3始终起到对烧杯14的限位作用，使其保持竖直状态；

（3）40个烧杯14全部放置好之后，人工或者采用移动装置将本托架移至规定处；

（4）当本托架应用于将烧杯移动至加热器27上对烧杯14底部进行加热时，将托架移至加热器27的正上方，使托架缓慢下移，至托架的各定位块卡在加热器27加热板26的顶部四角托架，下移自然停止，此时插板1的底面贴合在加热板22上；

（5）使多节式电动伸缩杆10的伺服电机K11正转，拉出插板1，使烧杯14置于加热板26上，启动加热器27对烧杯14进行加热；

（6）当对烧杯14的加热结束后，使多节式电动伸缩杆10的伺服电机K11反转，将插板3再插至烧杯12底部，并使插板3恢复至初始状态；

（7）采用人工或者移动装置将本托架移离加热器23。

本实施例的优点：

（1）本托架适用于在一定高度范围且高低不一的、在一定直径范围内且粗细不同的烧杯的批量移动，烧杯取放便捷；

（2）既可应用于人工批量移动烧杯，也可应用于自动化移动设备，大大提高了工作效率，满足了检测人员批量移动烧杯和在加热板上批量取放烧杯的现实需求；

（3）有效防止了烧杯放置定位的偏差，大大降低由于烧杯放置位置不当而引发的事故率。

实施例2

一种烧杯移动装置，包括托架移动装置和实施例1的电控插板式组合烧杯托架62，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器39，机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动电控插板式组合烧杯托架62共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器39进行控制。

水平移动机构Ⅰ：包括托板Ⅰ44和伺服电机A43，托板Ⅰ44上设有主动转轴42和从动转轴46，主动转轴42和从动转轴46均通过轴座49与托板Ⅰ44相连；主动转轴42和从动转轴46的两端均通过键45连接有齿轮47，伺服电机A43用于驱动主动转轴42转动，进而驱动齿轮47转动，齿轮47与水平导轨齿条41相啮合，水平导轨齿条41固定在机架上，齿轮47上设有导向斜面C48，导向斜面C48与水平导轨齿条41上的导向面相匹配，用于为齿轮47的直线运动提供导向。

竖直升降机构Ⅰ：包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B36和伸缩轴35，伺服电机B36固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ44上，伸缩轴35的外端固定设有矩形法兰34。

夹持机构Ⅰ：具体为电动平行夹爪32，电动平行夹爪32固定在矩形法兰34上，电动平行夹爪32包括左伸缩板31、右伸缩板37、吊板29和T型爪28，左伸缩板31和右伸缩板37用于对称相向和背向运动，左伸缩板31和右伸缩板37的悬出端部均固定有2个吊板29，左伸缩板31和右伸缩板37与其悬出端部的吊板29之间设有加强筋B30，同在一端的2个吊板29之间通过连接杆53进行连接，增强结构刚性；吊板29的下端部设有T型爪28，T型爪28包括水平板281和梯形段282，水平板281为末端，梯形段282靠近水平板281处的截面积最大；

电控插板式组合烧杯托架62的把手12上设有与T型爪28匹配使用的T型槽16，T型槽16的纵向切面为等腰梯形，T型槽16的开口处设有由一对导向斜面B17形成的喇叭口。

电动平行夹爪32的下表面中部固定设有摄像头A40，摄像头A40用于对烧杯14进行监控。

PLC控制器39用于：控制水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ、加热器27，接收摄像头A40的输入信号。

本实施例用于固定设置在加热器27的上方，本实施例的使用：

（1）PLC控制器39控制水平移动机构Ⅰ将吊板29移动至托架上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将吊板29下移至托架的两侧；

（2）PLC控制器39控制夹持机构Ⅰ将左右两部分吊板29下端的T型爪28较细处***托架把手12上的T型槽16内，再通过竖直升降机构Ⅰ提升吊板29，使T型爪28上移，T型爪28的斜面D38与T型槽16的内斜面贴合，T型爪28的水平板281的上表面与T型槽16的下表面贴合，进而将托架吊起；

（3）PLC控制器39控制水平移动机构Ⅰ将托架移动至加热器27的上方，再控制竖直升降机构Ⅰ将托架放置于加热器27上；

（4）托架从移动装置上卸下的过程为步骤（2）-（3）的逆过程。

当然，本领域技术人员也可以在本实施例的指导下，省略夹持机构Ⅰ，直接将吊板29固定连接在竖直升降机构Ⅰ的矩形法兰34上，将吊板29与把手12固定连接在一起，则使用动作更加简单，与上述结构所产生的的技术效果的区别是：移动装置不能适应多种规格的托架。

本实施例的优点：通过自动化的方式实现了批量移动烧杯及在加热板上批量取放烧杯，不仅节省了人工，提高了工作效率，保证了烧杯放置位置的准确性，还有效防止了由于烧杯内的某些物质受热散发出的气体对检测人员造成不适感或伤害；移动装置可以适应多种规格的托架。

实施例3

一种烧杯移动装置，在实施例2的基础上，又增加了一个实施例1的电控插板式组合烧杯托架62，关于2个电控插板式组合烧杯托架62，在以下称作第一电控插板式组合烧杯托架和第二电控插板式组合烧杯托架；还增加了单个烧杯移取装置、注液装置、摄像头B81和警报器；第一电控插板式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，第二电控插板式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯14。

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯14。

水平移动机构Ⅱ：水平移动机构Ⅱ与水平移动机构Ⅰ的结构原理相同，包括伺服电机C70和托板Ⅱ71，在伺服电机C70的带动下，托板Ⅱ71得以水平直线运动，水平移动机构Ⅱ与水平移动机构Ⅰ设置在同一机架上，直线移动导向均通过水平导轨齿条41来实现。

竖直升降机构Ⅱ：包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D72和伸缩轴Ⅱ73，伺服电机D72固定在托板Ⅱ71上，伸缩轴Ⅱ73的下端固定设有法兰盘69。

前后移动机构：包括管状直线电机68，管状直线电机68固定在法兰盘69上，管状直线电机68的移动体67沿水平方向前后移动。

夹持机构Ⅱ：包括旋转电动夹爪66，旋转电动夹爪66固定在管状直线电机68的移动体67上，旋转电动夹爪66为平行两爪式，包括两个相互平行的爪65，每个爪65上均固定设有圆弧段64，两个圆弧段64同轴，每个爪65的两内端均设有橡胶触头86，橡胶触头86的形状为锥形，材质为耐火橡胶；4个橡胶触头86共同作用实现对单个烧杯14的抓取，抓取力度通过微型压力传感器85向PLC控制器39反馈的信号来控制，微型压力传感器85设置在橡胶触头86的内顶端。

注液装置：包括瓶套74、溶液瓶76、硬管Ⅰ77、柔性管78、硬管Ⅱ82和支杆80，瓶套74固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶76，溶液瓶76用于放置加热消解用混合液，溶液瓶76的顶部入料口处设有瓶盖75，溶液瓶76的底部出料口处连接有硬管Ⅰ77，硬管Ⅱ82竖直套接并固定在卡环79中，卡环79焊接固定在支杆80的悬出端部，支杆80水平固定在管状直线电机68的移动体67上，硬管Ⅰ77与硬管Ⅱ82通过柔性管78相连通，硬管Ⅱ82下端的出液口84处设有微型流量阀83，微型流量阀83的出口高于圆弧段64。

摄像头B81固定在支杆80上，用于监控烧杯14，并将监控信号上传至PLC控制器39；水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀83和警报器的动作均通过PLC控制器39进行控制，PLC控制器39还用于运行其存储的影像分析软件。

本实施例的使用：

（1）通过人工或机械手将多个盛有食品液体试样63的烧杯14放入第一电控插板式组合烧杯托架中，实现杯托对烧杯14的竖直夹持，并将第一电控插板式组合烧杯托架放置在规定位置；

（2）启动PLC控制器39，PLC控制器39控制托架移动装置将第一电控插板式组合烧杯托架移至加热器27上，使烧杯14的底部与加热板直接接触；而后PLC控制器39控制托架移动装置离开第一电控插板式组合烧杯托架的上空；

（3）启动加热器27对烧杯14进行加热；将第二电控插板式组合烧杯托架放置在第一电控插板式组合烧杯托架旁边的规定位置，第二电控插板式组合烧杯托架和第一电控插板式组合烧杯托架依照单个烧杯移取装置和托架移动装置的对应顺序直线排列；

（4）PLC控制器39控制单个烧杯移取装置的水平移动机构Ⅱ水平移动，带动摄像头B81一并移至第一电控插板式组合烧杯托架的上空，通过摄像头B81监控烧杯14中食品液体试样63的消解情况，摄像头B81将监控信号上传至PLC控制器39，PLC控制器39通过其内置影像分析软件对每个烧杯14中食品液体试样63的消解程度进行判断；

（5）当判断出某一坐标F位置处的烧杯14中的食品液体试样63抢先完成消解时，PLC控制器39控制单个烧杯移取装置的水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构联动，完成旋转电动夹爪66相对于坐标F位置处烧杯14的水平方向精确定位，使旋转电动夹爪66上的两个圆弧段64位于坐标F位置处烧杯14的两侧，再控制旋转电动夹爪66夹持烧杯14，将烧杯14移至第二电控插板式组合烧杯托架中坐标F处的杯托中；然后重复步骤（4）；如此单个移动几个抢先完成消解的烧杯14，如图21和图22所示；

（6）当剩余多数的烧杯14中的食品液体试样63在相近的时间内均完成消解时，启动PLC控制器39控制托架移动装置将第一电控插板式组合烧杯托架移开加热器27，并将其放置于初始位置，同时控制警报器发出提示音，用以告知操作人员消解全部完成。

本实施例的优点：

实现了批量移动烧杯和单个烧杯移取的双重功能，还可以自动滴加混合液，在食品加热消解过程中防止了差错发生，改善了检测人员的工作环境，实现了消解过程自动化，提高了检测质量和工作效率，为其他批量移动烧杯和自动化提供了可行实例。

在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电控插板式组合烧杯托架，其特征是：包括框架，框架包括水平矩形框（13）和固定于水平矩形框（13）四角的竖直支腿（15），四角分别为左前角、左后角、右前角和右后角，水平矩形框（13）的左右两侧分别固定设置有把手（12），两个把手（12）对称设置；

左前角、左后角、右前角和右后角的竖直支腿（15）底部分别固定设有左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块（6），左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块（6）的底面位于同一水平面内；左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块上均设有插槽（23）；

插板（1）的左右两侧均插接在插槽（23）中，插板（1）与插槽（23）构成一对前后移动副，插板（1）用于承载烧杯（14）；插板（1）前部的左右两侧均固定设有挂钩（21），挂钩（21）与水平杆（20）构成一对移动副，水平杆（20）为插板（1）的前后移动提供导向，2个水平杆（20）分别为第一水平杆和第二水平杆，第一水平杆的两端分别固定在左前角定位块（5）和左后角定位块（51）上，第二水平杆的两端分别固定在右前角定位块（52）和右后角定位块（6）上；多节式电动伸缩杆（10）为插板（1）的前后移动提供动力，多节式电动伸缩杆（10）的伸缩端用于与插板（1）相连；

水平矩形框（13）上固定设有限位环集成层（33），限位环集成层（33）位于插板（1）的上方，包括若干水平限位圆环（25），若干水平限位圆环（25）以M行N列均匀紧密排列，水平限位圆环（25）的内径大于所承载烧杯（14）的外径。

2.根据权利要求1所述的电控插板式组合烧杯托架，其特征是：所述左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块（6）均为长方体形状，在左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块（6）的内棱处经减料加工得定位凹槽，定位凹槽包括正定位面（92）、侧定位面（91）和顶定位面（93）；

左前角定位块（5）和右前角定位块（52）的正定位面（92）均在竖直平面Ⅰ内，左后角定位块（51）和右后角定位块（6）的正定位面（92）均在竖直平面Ⅱ内，左前角定位块（5）和左后角定位块（51）的侧定位面（91）均在竖直平面Ⅲ内，右前角定位块（52）和右后角定位块（6）的侧定位面（91）均在竖直平面Ⅳ内，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅱ相互平行，竖直平面Ⅲ与竖直平面Ⅳ相互平行，竖直平面Ⅰ与竖直平面Ⅲ相互垂直；左前角定位块（5）、左后角定位块（51）、右前角定位块（52）和右后角定位块（6）的顶定位面（93）均在水平平面Ⅴ内，水平平面Ⅴ与竖直平面Ⅰ、竖直平面Ⅱ、竖直平面Ⅲ和竖直平面Ⅳ均垂直；

所述插槽（23）包括插槽底面（22），插槽底面（22）与水平平面Ⅴ共面。

3.根据权利要求1所述的电控插板式组合烧杯托架，其特征是：所述限位环集成层（33）的每个水平限位圆环（25）上均沿竖直方向设有P个限位杆（3），P≥3，P个限位杆（3）关于水平限位圆环（25）的轴线圆周均布，限位杆（3）的上端固定在水平限位圆环（25）上，P个限位杆（3）所围成的内接圆柱的直径与水平限位圆环（25）的内径相等，限位杆（3）的下端高于所述插板（1）。

4.根据权利要求1所述的插板式组合烧杯托架，其特征是：所述框架上设有与每个水平限位圆环（25）的位置相对应的坐标数字（18）。

5.一种烧杯移动装置，其特征是：包括如权利要求1-4所述的电控插板式组合烧杯托架和托架移动装置，托架移动装置包括机架、水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ、夹持机构Ⅰ和PLC控制器（39），机架用于承载水平移动机构Ⅰ，水平移动机构Ⅰ用于带动竖直升降机构Ⅰ进行水平直线运动，竖直升降机构Ⅰ用于带动夹持机构Ⅰ进行竖直升降运动，夹持机构Ⅰ用于带动电控插板式组合烧杯托架共同运动，水平移动机构Ⅰ、竖直升降机构Ⅰ和夹持机构Ⅰ的动作通过PLC控制器（39）进行控制。

6.根据权利要求5所述的烧杯移动装置，其特征是：所述水平移动机构Ⅰ包括托板Ⅰ（44）和伺服电机A（43），托板Ⅰ（44）上设有主动转轴（42）和从动转轴（46），主动转轴（42）和从动转轴（46）的两端均设有齿轮（47），伺服电机A（43）用于驱动主动转轴（42）转动，进而驱动齿轮（47）转动，齿轮（47）与水平导轨齿条（41）相啮合，水平导轨齿条（41）固定在机架上，齿轮（47）上设有导向斜面C（48），导向斜面C（48）与水平导轨齿条（41）上的导向面相匹配，用于为齿轮（47）的直线运动提供导向；

所述竖直升降机构Ⅰ包括电动伸缩杆Ⅰ，电动伸缩杆Ⅰ包括伺服电机B（36）和伸缩轴（35），伺服电机B（36）固定在水平移动机构Ⅰ的托板Ⅰ（44）上，伸缩轴（35）的外端固定设有矩形法兰（34）；

所述夹持机构Ⅰ为电动平行夹爪（32），包括左伸缩板（31）、右伸缩板（37）、吊板（29）和T型爪（28），左伸缩板（31）和右伸缩板（37）用于对称相向和背向运动，左伸缩板（31）和右伸缩板（37）的悬出端部均固定有吊板（29），吊板（29）的下端部设有T型爪（28），T型爪（28）包括水平板（281）和梯形段（282），水平板（281）为末端，梯形段（282）靠近水平板（281）处的截面积最大，电动平行夹爪（32）固定在矩形法兰（34）上；

所述电控插板式组合烧杯托架的把手（5）上设有与夹持机构Ⅰ的T型爪（28）匹配使用的T型槽（16），T型槽（16）的纵向切面为等腰梯形，T型槽（16）的开口处设有由一对导向斜面B（17）形成的喇叭口。

7.根据权利要求6所述的烧杯移动装置，其特征是：还包括摄像头A（41），摄像头A（41）固定在电动平行夹爪（32）的下表面中部。

8.根据权利要求5所述的烧杯移动装置，其特征是：还包括单个烧杯移取装置、注液装置和摄像头B（81）；

单个烧杯移取装置包括水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构和夹持机构Ⅱ，水平移动机构Ⅱ置于所述机架上，水平移动机构Ⅱ用于带动竖直升降机构Ⅱ进行左右水平直线运动，竖直升降机构Ⅱ用于带动前后移动机构进行竖直升降运动，前后移动机构用于带动夹持机构Ⅱ进行前后水平直线运动，夹持机构Ⅱ用于抓取单个烧杯（14）；

所述电控插板式组合烧杯托架的数量为2个，一个电控插板式组合烧杯托架通过托架移动装置进行整体移动，另一个电控插板式组合烧杯托架用于接纳单个烧杯移取装置放入的烧杯（14）；

注液装置包括瓶套（74）、溶液瓶（76）、硬管Ⅰ（77）、柔性管（78）、硬管Ⅱ（82）和支杆（80），瓶套（74）固定设置在水平移动机构Ⅱ上，用于放置并固定溶液瓶（76），溶液瓶（76）的顶部入料口处设有瓶盖（75），溶液瓶（76）的底部出料口处连接有硬管Ⅰ（77），硬管Ⅱ（82）竖直固定在支杆（80）的悬出端部，支杆（80）水平固定在前后移动机构的移动端，硬管Ⅰ（77）与硬管Ⅱ（82）通过柔性管（78）相连通，硬管Ⅱ（82）下端的出液口（84）处设有微型流量阀（83）；

摄像头B（81）固定在支杆（80）上，用于监控烧杯（14），并将监控信号上传至PLC控制器（39）；

水平移动机构Ⅱ、竖直升降机构Ⅱ、前后移动机构、夹持机构Ⅱ、微型流量阀（83）的动作均通过PLC控制器（39）进行控制。

9.根据权利要求8所述的烧杯移动装置，其特征是：所述竖直升降机构Ⅱ包括电动伸缩杆Ⅱ，电动伸缩杆Ⅱ包括伺服电机D（72）和伸缩轴Ⅱ（73），伺服电机D（72）固定在所述水平移动机构Ⅱ的活动端，伸缩轴Ⅱ（73）的下端固定设有法兰盘（69）。

10.根据权利要求9所述的烧杯移动装置，其特征是：所述前后移动机构包括管状直线电机（68），管状直线电机（68）固定在法兰盘（69）上，管状直线电机（68）的移动体（67）沿水平方向前后移动，夹持机构Ⅱ固定在管状直线电机（68）的移动体（67）上。

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