一种自动化投粉设备

技术领域

本申请涉及粉料自动化智能添加设备技术领域，特别涉及一种自动化投粉设备。

背景技术

在化学科技、生物科技领域中，经常需要进行加粉或加液等处理，以便满足实验中的各种加样需求，具有加样动作频繁、投粉量精度要求高的特点。

现有技术中，通常采用人工手动加样、手持式粉末加样、半自动粉末加样的方式进行加样。其中，人工加样为人工取一勺粉末置于毫克级电子秤接粉盘的上方，通过手指轻轻击打勺子使粉末一点点掉落在电子秤的接粉盘中，长时间的作业容易使人造成视觉疲劳，因此这种方式不仅效率低并且不易控制加粉量；手持式粉末加样为人工利用手持式粉末加样器进行加样，在此过程中，虽然采用了工具辅助作业，可以在一定程度上可以提高加粉效率，但仍无法精准控制加粉量；半自动粉末加样为人工将装有粉末的加固器和反应瓶放置在机器固定位置，通过机器进行粉末加样，结束后再将瓶子取出，即一次只能放一个加固器或者一个反应瓶，虽然该方式在一定程度上能够满足精准加粉的要求，但由于粉末加样量为毫克级别，因此电子秤很灵敏，微小的量或者粉末落下来时产生的冲量也能对电子秤的读数有影响，并且由于电子秤的读数是实时的，因此会出现电子秤的读数达到所需要的数值后，空中还有一些粉末没有掉落下来，当粉末落下来后会超出所需要的数值，或者会由于冲量的原因使得粉末实际重量小于电子秤的读数，无法满足精准投粉，具有加样效率低、自动化程度低、投粉精度不高等缺点。

因此，亟需一种自动化程度高、加样效率高、加粉量控制精准的自动化投粉设备。

发明内容

本申请的目的在于提供一种自动化投粉设备，以满足现有技术中投粉设备自动化程度低、加样效率低、投粉量精准度低等问题。

本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：

一种自动化投粉设备，包括加样模组、称重装置、电气柜，所述电气柜用于实现所述称重装置和所述加样模组间的信号传输及电气控制，所述加样模组与所述称重装置相配合进行投粉，所述加样模组包括位移驱动模组及连接于所述位移驱动模组同侧的加样驱动装置、加样器、接粉槽组件；

所述位移驱动模组驱动所述加样驱动装置、所述加样器沿Z向上下位移配合投料，所述称重装置的反应瓶插孔设置于所述加样器的出样口下方；

所述接粉槽组件设置于所述加样器、与所述称重装置之间，所述电气柜根据所述称重装置的称重信号控制所述接粉槽组件发生朝向或远离所述出样口的位移运动。

进一步地，所述加样驱动装置及所述加样器通过第一Z轴驱动模组滑动连接于位移支撑座的上部，所述加样驱动装置通过第二Z轴驱动模组连接于所述第一Z轴驱动模组的输出端，所述加样驱动装置沿Z向位移配合连接所述加样器，在所述加样驱动装置的驱动作用下，所述加样器的加样转轴沿其Z向向下位移、并绕其轴线方向旋转出料。

进一步地，所述位移驱动模组包括Y轴驱动模组、位移支撑座，所述位移支撑座连接于所述Y轴驱动模组的输出端，所述Y轴驱动模组带动所述加样装置、所述加样器沿Y向位移。

进一步地，所述位移驱动模组还包括Z轴驱动模组滑块安装板，所述Z轴驱动模组滑块安装板通过第一Z轴驱动模组滑动连接于所述位移支撑座的上部，所述加样驱动装置、所述加样器通过所述Z轴驱动模组滑块安装板连接于所述第一Z轴驱动模组的输出端。

进一步地，所述位移驱动模组还包括第二Z轴驱动模组，加样驱动装置通过所述第二Z轴驱动模组连接于Z轴驱动模组滑块安装板的上方，所述加样驱动装置连接于所述第二Z轴驱动模组的输出端。

进一步地，所述位移驱动模组还包括第一X向驱动模组、第二X向驱动模组，所述加样器通过所述第一X向驱动模组连接于所述Z轴驱动模组滑块安装板的下方，所述加样驱动装置通过所述第二X向驱动模组连接于所述第二Z轴驱动模组的输出端。

进一步地，所述接粉槽组件包括位移驱动器、驱动器安装板、接粉槽，所述位移驱动器固定连接于所述位移支撑座与所述驱动器安装板之间，所述接粉槽连接于所述位移驱动器的输出端，所述位移驱动器驱动所述接粉槽沿Y向往复位移。

进一步地，所述加样驱动装置包括驱动器、轴承座、驱动轴，所述驱动轴通过所述轴承座连接于所述驱动器的驱动端；

所述驱动轴包括弹性件、销轴，所述销轴相对于所述驱动轴的轴线呈偏心设置，所述销轴通过所述弹性件弹性连接于所述驱动轴的下部，并向下延伸。

进一步地，所述加样器包括储样容器、加样转轴、卡座，所述加样转轴沿所述出样口的轴线设置于所述储样容器内，所述加样转轴的顶部通过所述卡座与所述驱动轴连接，在驱动力的作用下，所述加样转轴绕其轴线转动，且沿其轴线上下位移。

进一步地，所述加样转轴包括加样槽，所述加样槽位于所述加样转轴下部的侧面，且沿所述加样转轴的轴线呈螺纹牙状螺旋设置。

本申请的实施例提供的一种自动化投粉设备至少具有以下有益效果：

本申请自动化投粉设备可容纳多个装有粉末的加样器，相应地，称重装置为能够容纳多个反应瓶的毫克级电子秤，通过加样驱动装置位移将加样器内的粉末根据需要加入任意位置的反应瓶中。同时在相同结构下只需更改加样器与反应瓶载具就能实现同时向多个反应瓶进行粉末加样，具有结构紧凑，占用空间小且效率高，可适配于自动化流水线上，通过机械手进行加样器与反应瓶的上下料，可实现大通量的无人化作业。

附图说明

图1为本申请一种自动化投粉设备的整体结构示意图；

图2为本申请中称重装置5的结构示意图；

图3为本申请中称重模块的结构示意图；

图4为本申请中加样驱动装置的结构示意图；

图5为本申请中驱动轴下部的侧剖面示意图；

图6为本申请中加样器的结构示意图；

图7为本申请中加样器的侧剖面结构示意图；

图8为本申请中卡座的结构示意图；

图9为本申请中接粉槽组件的结构示意图。

图中标号

1-位移驱动模组；11-Y轴驱动模组；12-位移支撑座；13-第一Z轴驱动模组；14-Z轴驱动模组滑块安装板；15-所述第二Z轴驱动模组；16-第一X向驱动模组；17-第二X向驱动模组；

2-加样驱动装置；21-驱动器；22-轴承座；23-驱动轴；231-弹性件；232-销轴；

3-加样器；301-出样口；31-储样容器；32-加样转轴；321-拨料叶片；322-加样槽；33-加料盒；34-卡座；341-凸台；

4-接粉槽组件；41-位移驱动器；42-驱动器安装板；43-接粉槽；

5-称重装置；51-反应瓶导向件；511-定位孔；52-罩体；

6-电气柜。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图对本申请进行进一步说明。

此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本申请的保护范围。

单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。

在本申请实施例中的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本申请实施例的产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在本申请的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。

本说明书中词汇是为了说明本申请的实施例而使用的，但不是试图要限制本申请。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为本申请一种自动化投粉设备的整体结构示意图，为便于描述，本申请中涉及到的方向以图1所示方向为准，如图1所示，一种自动化投粉设备，包括加样模组、称重装置5、电气柜6，所述电气柜6用于实现所述称重装置5和所述加样模组间的信号传输及电气控制，所述加样模组与所述称重装置5相配合进行投粉。

所述加样模组包括位移驱动模组1、加样驱动装置2、加样器3、接粉槽组件4，所述加样驱动装置2、所述加样器3、所述接粉槽组件4连接于所述位移驱动模组1的同侧，所述位移驱动模组1驱动所述加样驱动装置2、所述加样器3沿Z向上下位移配合投料。

所述加样器3可以用于在其内部储存将要加样的物料，所述加样器3的下部设置有出样口301，物料可以通过所述出样口301从所述加样器3内排出。

所述称重装置5的反应瓶插孔设置于所述加样器3出样口301的下方，所述反应瓶插孔内容置有反应瓶，用于通过称重装置5称量所述加样器3投入至所述反应瓶内的物料的重量。

所述接粉槽组件4设置于所述加样器3、与所述称重装置5之间，所述电气柜6根据所述称重装置5的称重信号控制所述接粉槽组件在所述出样口301下方沿Y向往复位移，使得所述接粉槽组件发生朝向或远离所述出样口301的位移运动。

具体的，图2为本申请中称重装置5的结构示意图，如图2所示，所述称重装置5包括反应瓶导向件51、罩体52及称重模块，所述称重模块安装于所述罩体52内，所述反应瓶导向件51设置于所述罩体52上方，所述反应瓶导向件51包括沿轴向贯通的定位孔511，所述定位孔511与所述称重模块的反应瓶插孔同轴设置，用于限位连接于所述反应瓶插孔内的反应瓶，避免自动化投粉过程中发生反应瓶位置偏移现象的发生。

图3为本申请中称重模块的结构示意图，如图3所示，所述称重模块包括电子秤安装支架53、电子秤54、反应瓶载具55，所述反应瓶载具55连接于电子秤54的上方，所述反应瓶载具55上方设置有用于容置反应瓶的反应瓶插孔，所述反应瓶插孔位于所述加样器3的出样口301下方。

在一些优选的实施例中，所述电子秤54为毫克级别的电子秤，用于提高称重的灵敏度和准确性。

具体的，如图1所示，所述位移驱动模组1包括Y轴驱动模组11、位移支撑座12，所述加样驱动装置2、所述加样器3连接于所述位移支撑座12的同侧，所述位移支撑座12连接于所述Y轴驱动模组11的输出端，用于通过所述Y轴驱动模组11带动所述加样装置、所述加样器3沿Y向位移。

在一些优选的实施例中，所述位移驱动模组1还包括第一Z轴驱动模组13及Z轴驱动模组滑块安装板14，所述Z轴驱动模组滑块安装板14通过第一Z轴驱动模组13滑动连接于所述位移支撑座12的上部，所述加样驱动装置2、所述加样器3通过所述Z轴驱动模组滑块安装板14连接于所述第一Z轴驱动模组13的输出端，用于通过所述第一Z轴驱动模组13带动所述加样装置、所述加样器3沿Z向位移。

进一步地，所述位移驱动模组1还包括第二Z轴驱动模组15，加样驱动装置2通过所述第二Z轴驱动模组15连接于Z轴驱动模组滑块安装板14的上方，所述加样驱动装置2连接于所述第二Z轴驱动模组15的输出端，在所述第二Z轴驱动模组15的驱动作用下，所述加样驱动装置2沿Z向上下升降，以配合所述加样器3。

例如，加样时，所述第二Z轴驱动模组15驱动所述加样驱动装置2沿Z向下降，使所述加样驱动装置2下降至与所述加样器3连接，将其驱动力传递至所述加样器3的加样转轴，所述加样器3的加样转轴从所述出样口301内推出，使得物料能够通过所述出样口301从所述加样器3内流出；当停止加样时，所述第二Z轴驱动模组15驱动所述加样驱动装置2沿Z向上升，使所述加样驱动装置2上升至与所述加样器3分离，从而停止将其动力传递至所述加样器3的加样转轴，所述加样器3的加样转轴沿上下方向回缩至其端部将所述出样口301封住，使得物料停止流出。

在一些优选的实施例中，所述位移驱动模组1还包括第一X向驱动模组16、第二X向驱动模组17，所述加样器3通过所述第一X向驱动模组16连接于所述Z轴驱动模组滑块安装板14的下方，所述加样驱动装置2通过所述第二X向驱动模组17连接于所述第二Z轴驱动模组15的输出端，以实现所述加样驱动装置2、所述加样器3可以沿X向在多个位置点相配合进行加样，分别对沿X向布置的多个反应瓶进行加样，提高单次作业的加样效率。

相应地，所述反应瓶导向件51设置有多个沿X向布置的定位孔511，所述定位孔511与所述称重模块的反应瓶插孔同轴设置，所述反应瓶载具55设置有多个反应瓶插孔，多个的所述反应瓶插孔沿X向设置，用于配合所述加样器3沿X向的多位置点投粉，提高单次作业的投粉效率。

在一些优选的实施例中，通过所述加样驱动装置2、所述加样器3通过Z轴方向的上下连接配合，及所述加样驱动装置2的驱动端绕其轴线的旋转，来控制加样量。

具体的，图4为本申请中加样驱动装置的结构示意图，如图4所示，所述加样驱动装置2包括驱动器21、轴承座22、驱动轴23，所述驱动轴23通过所述轴承座22连接于所述驱动器21的驱动端，所在所述驱动器21的驱动作用下，在所述驱动器21的驱动作用下，所述驱动轴23带动所述加样器3的加样轴旋转出料。

在一些优选的实施例中，所述驱动轴23包括销轴232，如图5所示，所述销轴232相对于所述驱动轴23的轴线呈偏心设置，其中，所谓偏心，是指驱动销不位于加样装置的轴线上，使得所述驱动器21旋转时，所述销轴232将驱动所述加样器3的加样转轴围绕其轴线转动。

在一些优选的实施例中，所述驱动轴23还包括弹性件231，所述销轴232通过所述弹性件231弹性连接于所述驱动轴23的下部，并向下延伸，使得销轴232在弹性件231的作用下可以保持在伸出位置。

在一些实施例中，所述弹性件231可以为弹簧，弹簧可以套设在销轴232上。这样，可以使销轴232在自然状态下保持在伸出位置，同时可以避免在对所述加样器3的加样转轴传递动力时，所述销轴232出现缩回现象，影响加样精度。

在一些优选的实施例中，所述弹性件231、所述销轴232的设置数量均为四个，四个的所述销轴232通过所述弹性件231呈十字分布状地连接于所述驱动轴23的下部，使得所述驱动轴23在对加样转轴传递动力时，可以使加样转轴、驱动轴的受力均匀，延长驱动件的使用寿命。

相应地，所述加样器3的顶部也设置有与所述销轴232结构相配合的卡座，使得所述销轴232能够更高效地向所述加样器3的加样转轴传递转动驱动力。

具体的，图6为本申请中加样器的结构示意图、图7为本申请中加样器的侧剖面结构示意图，如图5、图6所示，所述加样器3包括储样容器31、加样转轴32、加料盒33、卡座34，所述加样转轴32沿所述出样口301的轴线设置于所述储样容器31内，所述加样转轴32的顶部通过所述卡座34与所述驱动轴23连接，在驱动力的作用下，所述加样转轴32可以绕其轴线转动，且可以沿其轴线上下位移，以实现打开或封堵所述出样口301。

在一些优选的实施例中，所述卡座34的顶部设置有四个凸台341，如图8所示，所述凸台341围绕所述卡座34的轴线呈间隔开设置，使得相邻两个凸台341之间形成间隙。当所述加样驱动装置2下移至与所述加样器3连接配合时，所述销轴232可以伸入至相邻两个的所述凸台341之间的间隙中，并使所述销轴232的侧壁和凸台341的侧壁相抵接。抵接后的所述销轴232和凸台341可以进行动力的传递。

在一些优选的实施例中，所述加样转轴32包括拨料叶片321、加样槽322，所述拨料叶片321位于所述加样转轴32的下部，用于将所述储样容器31内的物料搅拌打散，提高出料的顺畅性，所述加样槽322位于所述加样转轴32下部的侧面，且沿所述加样转轴32的轴线呈螺纹牙状螺旋设置，使得出料时，物料通过所述螺纹牙状的加样槽322缓慢出料，便于精准控制出料量。

在一些优选的实施例中，为了进一步提高投粉量的精准度，在所述加样器3的下方设置有所述接粉槽组件4，所述接粉槽组件4连接于所述位移支撑座12的下部，并位于所述出样口301的下方沿Y向伸缩位移，以配合接取所述加样器3投出的多余物料，在所述称重装置5的读数达到所需要的数值后，所述接粉槽组件用于接取选位于空中还未掉落至所述称重装置5上的一些粉末，当降低因粉末落下来后称重装置5上的粉末重量会出现超出预设情况的发生。

具体的，图9为本申请中接粉槽组件4的结构示意图，如图X所示，所述接粉槽组件4包括位移驱动器41、驱动器安装板42、接粉槽43、导向轴44，所述位移驱动器41固定连接于所述位移支撑座12与所述驱动器安装板42之间，所述接粉槽43连接于所述位移驱动器41的输出端，在所述位移驱动器41的驱动作用下，所述接粉槽43沿Y向往复位移，以配合所述加样器3进行接粉动作。

在一些优选的实施例中，所述位移驱动器41可以为贯穿式丝杆步进电机，也可以为推杆电机或者气缸等多种方式，只要能够完成将所述接粉槽43沿Y向推出及收回动作即可，具体形式在此不做进一步限定。

在一些优选的实施例中，所述接粉槽43的两端通过所述导向轴44与所述驱动器安装板42连接，用于增加所述接粉槽43在位移过程中不发生其他方向的偏移，增加位移过程的稳定性。

以上对本申请的具体实施方式作了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本申请权利要求的保护范围。