通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置

技术领域

本发明属于分析检测实验设备的技术领域，具体的涉及通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置。

背景技术

当前，在土壤有效态检测过程中，检测环境的稳定是重中之重，通常检测土壤有效态都需要实验室保持严格的工作环境，实验室建设都是有通风设施的，这干扰了检测的工作环境的稳定性，在整个检测过程中实验室很难保持一致的室温，压强，等工作环境，这对土壤有效态元素的检测产生了巨大的压力。

有效态检测的另一个重要条件是浸提分离，整个检测过程中，浸提剂的用量都很少，这导致浸提结束后分离十分困难，实验室一般都需要人工操作，这种操作需要在多个容器之间转移，不可避免容易造成污染或者损失，导致结果误差的风险增大，重复操作导致分离的澄清滤液体积太少不够检测。过滤分离是一项很考验分析人员操作能力的工作，操作人员必须十分小心，谨慎操作，即使如此，也时常有浸提液滴落或洒出，这不仅会增大检测结果误差，而且会腐蚀桌面、器材、衣物，甚至烧伤操作人员等，危险性大。

当大批量检测有效态时，分离浸提过程是限制整个检测流程的最主要的一环，也就是说当我们能够快速、批量、简约、有效的解决浸提分离的难题，就能提高整个检测流程的效率。

并且，有效态的检测过程中不同元素方法不同，每一个方法都有各自的流程和要求，操作人员培训起来费时费力，由于操作人员个人的能力产生了实验整体的随机误差。

为了解决上述问题，本发明提供了一种通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其实现了整个检测过程在恒温密闭状态下，各个元素都可以按照本装置执行浸提分离的前处理过程，整个过程高精度，高效率，安全可靠，提高了整个检测流程的效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，包括样品架，还包括：

水平运动机构，其限制所述样品架移动的路径；

抓紧机构，其与所述水平运动机构连接；

竖直运动机构，其设置在所述抓紧机构的两侧；

旋转卡爪机构，其与所述竖直运动机构连接；

其中，所述抓紧机构限制所述竖直运动机构的运动路径。

优选的是，所述水平运动机构包括两条滑轨，所述滑轨上设置有第一滑块，所述第一滑块与丝杆连接，所述丝杆与电机连接，所述第一滑块与所述抓紧机构连接。

优选的是，所述抓紧机构包括电机、齿轮、齿条及运动件，所述齿轮与所述电机连接，所述齿轮左右啮合两根所述齿条，所述齿条连接运动件，所述运动件与所述竖直运动机构连接，所述抓紧机构控制所述竖直机构相向运动。

优选的是，所述竖直运动机构上设置有第二滑块和动力部件，所述动力部件与所述第二滑块连接，所述第二滑块与所述旋转卡爪机构连接。

优选的是，所述旋转卡爪机构包括凸起卡头和旋转机构，所述凸起卡头的一端与所述旋转机构连接，所述凸起卡头的另一端与所述样品架连接，或者所述凸起卡头的另一端离开所述样品架；

其中，所述旋转机构包括步进电机，通过电机轴与卡爪机构连接；或是气动旋转气缸，通过气缸轴与卡爪机构连接。

优选的是，所述样品架的两侧设置有卡孔，所述卡孔使得所述样品架与所述旋转卡爪机构以可拆卸方式连接；所述样品架的底部开设有小孔，所述小孔使得所述样品架与样品限位托盘以可拆卸方式连接，所述样品限位托盘设置在所

优选的是，所述样品限位托盘位于所述样品架的下方，所述样品限位托盘上设置有凸起，卡入所述小孔，限制所述样品架活动。

优选的是，还包括震荡机构，其设置在所述样品限位托盘的下方。

优选的是，还包括浸提机构和样品结束限位托盘，所述浸提机构和所述样品结束限位托盘依次设置在所述水平运动机构限制的路径上，所述浸提机构、所述样品结束限位托盘均与所述样品架一一对应。

优选的是，所述浸提机构包括漏斗架、漏斗孔、浸提膜及移动积液架，所述漏斗架上设置漏斗孔，所述浸提膜位于所述漏斗孔上，所述移动积液架位于所述漏斗架的下方，所述漏斗孔的数量、所述移动积液架上的容器的数量均与所述样品架上的样品容器的数量相等。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其整个期间密封，使得整个有效态浸提过程处于恒温状态，条件稳定，提高结果准确率。

2、本发明提供的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其为一种无人化、全自动的定量浸提膜分离全自动化设备，用于各种有效态分析检测的前处理。

3、本发明提供的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其不仅减小了检测结果误差，而且避免了腐蚀桌面、器材、衣物，甚至烧伤操作人员等的危险。

4、本发明提供的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其结构简单、浸提效率高，且节省人力，更易于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置的内部结构示意图；

图2是本发明所述的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置的内部结构侧视图；

图3是本发明所述的通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置的内部结构剖面图；

图4是本发明所述抓紧机构的结构示意图；

图5是本发明所述竖直机构的结构示意图；

图6是本发明所述旋转卡爪机构的结构示意图；

图7是本发明所述的样品架结构示意图；

图8是本发明所述的样品架结构剖面图；

其中，1-样品架，2-水平运动机构，3-抓紧机构，4-竖直运动机构，5-旋转卡爪机构，6-样品处理容器，7-滑轨，8-第一滑块，9-丝杆，10-齿条，11-运动件，12-第二滑块，13-凸起卡头，14-旋转机构，15-卡孔，16-小孔，17-样品限位托盘，18-凸起，19-出嘴口，20-浸提机构，21-样品结束限位托盘，22-漏斗架，23-漏斗孔，24-移动积液架，25-试管，26-卡头，27-震荡机构，28-动力部件，29-滚珠丝杠结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或者至少一个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供了本发明提供了通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，如图1至图3所示，包括样品架1，还包括：

水平运动机构2，其限制所述样品架1移动的路径；

抓紧机构3，其与所述水平运动机构2连接；

竖直运动机构4，其设置在所述抓紧机构3的两侧；

旋转卡爪机构5，其与所述竖直运动机构4连接；

其中，所述抓紧机构3限制所述竖直运动机构4的运动路径。

具体的，还包括恒温控制装置，其设置在所述通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置的内部，所述处理装置为密封装置，整体装置通过隔热层，是内部形成密闭空间，空间通过升温装置和降温装置组成恒温控制装置，使得内部空间恒温。

本发明提供的一种通用型惰轮磁力搅拌土壤有效态检测前处理装，样品处理容器6放入所述样品架1中，多组样品架1通过抓紧机构带动竖直运动机构4运动，被卡在旋转卡爪机构5上，其当浸提流程开始时，整个装置处于封闭状态，保持恒温，待分组浸提结束，这期间整个装置不打开，这样可以使整个有效态浸提过程处于恒温状态，条件稳定，保证结果准确。

在上述情况的基础上，又一个实施例，如图1所示，所述水平运动机构包括两条滑轨7，所述滑轨7上设置有第一滑块8，所述第一滑块8与丝杆9连接，所述丝杆9与电机连接，所述第一滑块8与所述抓紧机构3连接。

所述水平运动机构2的两条滑轨7，呈对称分布，限制出样品架1的移动的路径，两条滑轨7上分别设置有第一滑块8，所述电机控制所述丝杠9移动，所述丝杠9控制两个所述第一滑块8移动，两个所述第一滑块8控制所述抓紧机构在水平方向上前后运动。

在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图4所示，所述抓紧机构3包括电机、齿轮、齿条10及运动件11，所述齿轮与所述电机连接，所述齿轮左右啮合两根所述齿条10，所述齿条连接运动件11，所述运动件与所述竖直运动机构4连接，所述抓紧机构3控制所述竖直运动机构4相向运动。

所述电机带动中间的齿轮转动，齿轮左右啮合两根齿条，齿轮逆时针转动，两根齿条就相向运动，与所述齿条连接的运动件带动与其连接的竖直运动机构，齿轮逆时针转动，两齿条就反向运动，竖直运动机构就松开了。

在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图5所示，所述竖直运动机构4上设置有第二滑块12、动力部件28，所述第二滑块12与所述动力部件28连接，所述动力部件28驱动所述第二滑块12滑动做竖直提升或者降落运动，因为所述第二滑块12与所述旋转卡爪机构5连接，所以所述第二滑块12带动所述旋转卡爪机构5做竖直提升或者降落运动，竖直运动机构4提升旋转卡爪机构5，使样品架脱离样品限位托盘，所述竖直运动机构4的一端通过所述第二滑块12与所述旋转卡爪机构连接，所述竖直运动机构4的另一端与抓紧机构3连接。

具体的实施例，如图5所示，动力部件为电机驱动滚珠丝杠带动其上的滑块上下运动，其中包括电机、联轴器、轴承、滚珠丝杠结构29、限位机构等；但实现上下运动的结构不仅这一种结构形式，还可以选择齿轮齿条、凸轮机构、四轴连杆、气动、液动甚至直线电机等，均可实现上下运动；当然还有其他结构实现竖直垂直运动，这里就不再举例说明。

在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图6所示，所述旋转卡爪机构5包括凸起卡头13和旋转机构14，所述凸起卡头13的一端与所述旋转机构14连接，所述凸起卡头13的另一端与所述样品架1连接，或者所述凸起卡头13的另一端离开所述样品架1；其中，所述旋转机构包括步进电机，通过电机轴与卡爪机构连接；或者是所述旋转机构包括气动旋转气缸，通过气缸轴与卡爪机构连接。凸起卡头设置在固定件上，所述固定件与竖直运动机构的第二滑块连接。

具体的，所述凸起卡头13与所述卡孔15相配合，所述凸起卡头13插入所述样品架两侧开设的卡孔15，抓紧所述样品架1，使所述旋转卡爪结构5与所述样品架1连接，通过控制旋转动力，使凸起卡头13向指定方向旋转，即可抓住使样品1架旋转，或者所述凸起卡头13离开所述卡孔15，使所述旋转卡爪机构5放开所述样品架1。

具体的，所述旋转卡爪机构5与所述竖直运动机构4上的第二滑块12相连，通过动力控制第二滑块12移动使连接的旋转卡爪机构5，来实现在抓紧机构限制的路径上运动。另外，旋转卡爪机构固定在竖直运动机构的第二滑块上。升降机构通过动力运动可使卡爪机构随滑块上下运动。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，如图7所示，所述样品架1的两侧设置有卡孔15，所述卡孔15使得所述样品架1与所述旋转卡爪机构5以可拆卸方式连接；所述样品架1的底部开设有小孔16，所述小孔16使得所述样品架1与样品限位托盘17以可拆卸方式连接，所述样品限位托盘17位于所述样品架1的下方，所述样品限位托盘17上设置有凸起18，卡入所述小孔16，限制所述样品架1活动。

根据实际情况，样品架可以有多组样品架，还可以在使样品架上容纳不同数量的样品处理容器，具体的如图7所示，样品架内卡有6套样品处理容器，一字排开卡紧。

具体的，如图8所示，样品处理容器为上端开口的半封闭容器，且所述开口为所述样品处理容器的周壁向上延伸形成的出嘴口19，所述样品处理容器从所述样品架的下方卡入所述样品架，且使得所述出嘴口伸出所述样品架。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，如图1至图3所示，还包括震荡机构27，其设置在所述样品限位托盘17的下方。

所述震荡机构27固定在装置底部，通过旋转机构控制连接其上的样品限位托盘17底部，使样品限位托盘17做圆周震荡；样品限位托盘17固定在震荡机构19上，样品限位托盘17上有凸起18与样品架1底部的小孔16对应，样品限位托盘17可同时限位多组样品架1，使其震荡过程中一起震荡，同时又能被2套旋转卡爪机构5抓紧后提起。

具体的，如图1至图3所示，还包括浸提机构20和样品结束限位托盘21，所述浸提机构20和所述样品结束限位托盘21依次设置在所述水平运动机构1限制的路径上，所述浸提机构20、所述样品结束限位托盘21均与所述样品架1一一对应。

具体的，所述浸提机构20包括漏斗架22、漏斗孔23、浸提膜及移动积液架24，所述漏斗架22上设置漏斗孔23，所述浸提膜位于所述漏斗孔23上，所述移动积液架24位于所述漏斗架22的下方，所述漏斗孔23的数量、所述移动积液架24上的容器的数量均与所述样品架1上的样品容器的数量相等。

漏斗架22固定在装置底部，与样品结束限位托盘21并排并距离一段距离，漏斗架22上有多个漏斗孔23，分别对应移动集液架24上的每一个样位，在每一个漏斗孔23上都有漏斗状浸提膜，通过水平运动机构2运动使旋转卡爪机构5抓紧的一组样品架1运动，旋转机构14提供旋转动力，旋转样品架1，使样品架1内的每一个样品处理容器内溶液倒入对应的漏斗状浸提膜上，经过漏斗状浸提膜过滤流入下侧的移动集液架24内的试管25内；样品结束限位托盘21与漏斗架22并排固定，接受工作完的样品架1，样品结束限位托盘21上也含有与样品架1底卡孔对应的卡头26，使样品架1不会乱动。

具体实施例，移动集液架24内含有多排每排6个样位孔，样位孔内有试管25，试管数与样品处理容器数对应。

本发明的工作原理以图3的实施例来说明：工作时往样品处理容器内加入样品与溶液，封盖放入样品架中，把多套固定好的样品架放入装置内的样品限位托盘中，往漏斗架上放置漏斗状浸提膜，漏斗架下塞入配有试管的移动集液架。密封装置，设定恒温温度与震荡频率、时间既其他参数，装置控制内部机构恒温后。样品限位托盘随震荡机构运动带动其上的多组样品架做震荡运动，结束震荡后，水平机构带动卡爪机构对准1组样品架，收紧抓紧机构，使样品架左右两侧的旋转卡爪机构的卡头卡入、抓住样品架，竖直运动机构提升旋转卡爪机构，使样品架脱离样品限位托盘，水平机构运动使样品架到达指定位置，旋转卡爪机构运动，旋转样品架，使样品处理容器出嘴口对准指定漏斗盘上的漏洞孔内的漏斗状浸提膜，使溶液经过浸提膜过滤后落入试管内。完成一组浸提操作后，恢复旋转卡爪机角度，使样品架恢复竖直，水平运动机构继续运动到指定位置，升降机构下降，使样品架落入样品结束限位托盘对应孔位上，反向运动抓紧机构，使卡爪松开样品架，既完成1组样品浸提操作。继续运动水平运动机构到指定位置，重复第2组样品浸提操作。依次往复至到完成所用组样品架的浸提操作为止。

本发明提供的一种通用型四轴行架式土壤有效态检测前处理装置，其能在四个运动方向上运动，包括水平运动机构的水平运动方向、竖直运动机构的竖直运动方向、抓紧机构的相向运动方向，旋转卡爪机构的旋转运动方向，而且装置是一个行架式的整体运动机构，共同完成实现样品在恒温状态下浸提分离步骤，实现封闭式一体化作业，全自动浸提分离步骤。主要实现的操作步骤分别是盛液、恒温、震荡、计时、沉淀、过滤、分离。实现恒温控制、震荡控制、多样位样品的浸提及分离，以及分离后的多样位待测样品盘的自动流转及控制，采用先进的机械传动系统，实现待测样品从输入流转到测试样位的全自动。本发明提供的一种通用型土壤有效态检测前处理装置，实现了浸提分离过程的高精度，高效率，安全可靠，提高了整个检测流程的效率。

显而易见的是，本领域的技术人员可以从根据本发明的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。