一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)，包括有：上蓋、對接氣嘴、采樣瓶、殼體、采樣器裝載圓盤和控制電路部分；上蓋內(nèi)部有對接氣嘴，電機(jī)驅(qū)動直線運動單元帶動對接氣嘴左右運動，完成與采樣瓶的對接與分離。殼體包括外殼和底座，底座下端有抽氣泵和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，抽氣泵通過氣管與對接氣嘴連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸與角度傳感器連接。采樣器裝載圓盤位于底座上面，其內(nèi)部是一個圓桶，圓桶的頂部有冷卻箱蓋，下端面外圍突出部分有一圈孔，孔的底部有彈簧，上端面開有槽，采樣瓶裝載時，其底端嵌入孔內(nèi)，上端嵌入槽內(nèi)。本發(fā)明型自動化程度高，能夠進(jìn)行自動更換采樣瓶，自動連續(xù)采樣、具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位防盜功能。
【專利說明】一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及空氣微生物檢測領(lǐng)域，具體涉及一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器 人系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]空氣微生物對環(huán)境的污染及其危害，特別是對人群健康帶來的危害日益嚴(yán)重并受 到各方的關(guān)注。在活性生物采樣作業(yè)中，面臨有毒氣體，未知細(xì)菌，高溫低溫等各種未曾設(shè) 想的環(huán)境，具有一定危險性，在軍事領(lǐng)域其危險程度更加不可預(yù)測。所以，準(zhǔn)確地監(jiān)測室內(nèi) 外環(huán)境空氣中的微生物污染，對制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，消除危害和保障人民健康都是十分重要的。[0003]為了準(zhǔn)確的檢測空氣中微生物，人們研制了多種微生物采樣器。目前，空氣微生物 的采樣方式主要有:基于固體培養(yǎng)基的采樣法、基于液體采樣介質(zhì)的采樣法、基于物理作用 及特性的采樣法。其中，基于液體采樣介質(zhì)的采樣法具有以下特點而被普遍使用:首先，基 于液體介質(zhì)的采樣器由玻璃燒制而成，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，易消毒，可反復(fù)使用；其次，液 體采樣液對微生物具有保護(hù)作用，對脆弱的微生物也能采樣；再次，采樣過程中因氣流沖擊 和采樣液攪動，可以把微生物粒子團(tuán)中的多個微生物釋放出來，均勻分布在采樣液中，作進(jìn) 一步的生物培養(yǎng)后能準(zhǔn)確測出空氣中的微生物數(shù)量。目前，基于液體采樣介質(zhì)采樣法在采 樣過程中基本上都離不開工作人員的現(xiàn)場操作，無法滿足在任何工況和無人值守情況下， 對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以及進(jìn)行液體撞擊式采樣瓶的自動更換、自動連續(xù)采樣等操作需 求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)，實現(xiàn)了在無人 值守的條件下，進(jìn)行采樣瓶的自動更換，自動連續(xù)采樣等操作，使系統(tǒng)具備定位和防盜功能 以及遠(yuǎn)程控制能力，實現(xiàn)了在無人值守情況下，監(jiān)測機(jī)器人的位置、運行工況、以及進(jìn)行采 樣瓶自動更換、自動連續(xù)采樣等操作。[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的方案為:[0006]—種全自動液體撞擊式生物米樣機(jī)器人系統(tǒng)，包括有:上蓋、對接氣嘴、米樣瓶、殼 體、采樣器裝載圓盤和控制電路部分。所述的殼體包括外殼和底座，所述的控制電路部分安 裝在所述的底座下端，包括有主控電路模塊；[0007]所述的上蓋內(nèi)部包括有對接氣嘴、對接驅(qū)動單元、電機(jī)、直線運動單元、軸承。所述 的對接驅(qū)動單元包括有彈性套，所述的對接氣嘴安裝在所述的彈性套上，所述的對接氣嘴 上有密封性橡膠圈，所述的對接驅(qū)動單元一端安裝有定位插銷；所述的直線運動單元一端 和所述對接驅(qū)動單元相連接，另一端與所述的電機(jī)相連接；所述的底座下端安裝有抽氣泵， 所述的抽氣泵通過氣管和所述的對接驅(qū)動單元完成與所述的對接氣嘴的連接，所述的上蓋 與所述的外殼通過鉸鏈連接。[0008]所述采樣器裝載圓盤的內(nèi)部中心位置是一個圓桶，所述的圓桶內(nèi)部能夠放入冷卻介質(zhì)，所述的圓桶頂部有冷卻箱蓋，所述的圓桶上端面均勻分布有一圈插銷槽，所述的圓桶的下端面外圍突出部分均勻分布有一圈孔，所述的圈孔的底部有彈簧，對應(yīng)的上端面開有槽，所述的采樣瓶底端嵌入在底部所述的圈孔內(nèi)，上端嵌入所述的槽內(nèi)，在所述的彈簧的作用下，所述的采樣瓶被固定住，完成所述的采樣瓶的裝載過程，所述的圓桶的底部中心位置有花健和電機(jī)轉(zhuǎn)軸。所述的采樣器裝載圓盤位于所述的底座的上端，所述的采樣器裝載圓盤通過所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸和花健與所述的底座固定連接。
[0009]所述的底座的下端中心位置通過所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的有旋轉(zhuǎn)電機(jī)與角度傳感器。所述的主控電路模塊控制所述的電機(jī)的正向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述的直線運動單元帶動所述的對接氣嘴和定位插銷的前進(jìn)，所述的定位插銷嵌入所述的插銷槽內(nèi)，完成所述的對接氣嘴和所述的采樣瓶的無偏移對接。所述的主控電路模塊控制所述的抽氣泵啟動工作，抽氣完成后，所述的主控電路模塊控制所述的電機(jī)反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動所述的直線運動單元帶動所述的對接氣嘴和定位插銷的后退，完成與所述采樣瓶的分離，當(dāng)所述的對接氣嘴回到初始位置后，所述的主控電路模塊控制所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)開始工作，帶動著所述的采樣瓶裝載圓盤的正向轉(zhuǎn)動，通過所述的角度傳感器對角度的判斷旋轉(zhuǎn)到下個所述的采樣瓶的采樣位置，所述的采樣瓶裝載圓盤旋轉(zhuǎn)到下一采樣位置，完成了一次所述的采樣瓶的自動更換、自動連續(xù)采樣過程。
[0010]上述的一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)中，還具有以下技術(shù)特征:所述的上蓋合上后，所述的軸承嵌入所述的冷卻箱蓋內(nèi)。
[0011]上述的一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)中，還具有以下技術(shù)特征:所述的控制電路部分還包括有GPRS模塊和GPS模塊。
[0012]GPS遠(yuǎn)程控制過程為:所述的主控電路模塊通過串口與所述的GPRS模塊通信。遠(yuǎn)程控制計算機(jī)發(fā)送采樣指令，包括采樣次數(shù)、采樣開始時間、空氣流量、抽氣泵抽氣時間，采樣間隔等數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述的GPRS模塊，所述的GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給主控電路模塊，主控電路模塊根據(jù)采樣指令進(jìn)行無人值守的情況下的遠(yuǎn)程控制的自動采樣工作。
[0013]GPS定位和防盜過程為:所述的主控電路模塊通過串口與所述的GPS模塊通信，所述的主控電路模塊間隔讀取GPS模塊發(fā)送的經(jīng)緯度信息，在所述的一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)開啟或者發(fā)生位置移動的時候，所述的主控電路模塊會通過所述的GPRS模塊和無線網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)程控制計算機(jī)發(fā)送當(dāng)前位置的經(jīng)緯度信息，達(dá)到定位和防盜的功倉泛。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本發(fā)明提出的一種全自動液體撞擊式生物采樣機(jī)器人系統(tǒng)，穩(wěn)定性好，功耗低、支持長時間工作，體積小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，具備定位和防盜功能、自動化程度高，在無人值守的條件下，進(jìn)行自動更換采樣瓶，自動連續(xù)采樣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明采樣器裝載圓盤的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是一次完整的自動換瓶、自動連續(xù)采樣流程圖；
[0018]圖4是GPRS遠(yuǎn)程控制過程；[0019]圖5是GPS定位和防盜過程?！揪唧w實施方式】[0020]下面主要結(jié)合附圖對本發(fā)明型的結(jié)構(gòu)組成和實施過程做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本 發(fā)明并不局限于以下實施例。[0021]如圖1,2所不，本發(fā)明型的一種全自動液體撞擊式生物米樣機(jī)器人系統(tǒng)的米樣器 包括有:上蓋1、采樣瓶2、對接氣嘴3、殼體4、采樣器裝載圓盤6和控制電路部分28。殼體 4包括外殼12和底座13，控制電路部分28安裝在底座13下端，包括有主控電路模塊29 ；[0022]上蓋I內(nèi)部有對接驅(qū)動單元25、定位插銷26、對接氣嘴3、密封性橡膠圈8、電機(jī)9、 直線運動單元10，對接驅(qū)動單元25包括有密封性橡膠圈8，定位插銷26安裝在對接驅(qū)動單 元25上，對接氣嘴3安裝在彈性套11上。外殼12與上蓋I通過鉸鏈14連接，底座13下 端安裝有抽氣泵5，抽氣泵5通過氣管7和對接驅(qū)動單元25完成與對接氣嘴3的連接，底座 13的中心位置安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)15，旋轉(zhuǎn)電機(jī)15通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸16與角度傳感器17進(jìn)行連 接。采樣器裝載圓盤6位于底座13上面,采樣器裝載圓盤6通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸16、花健18與底 座13固定連接。采樣瓶裝載圓盤6的內(nèi)部中心位置是一個圓桶19，圓桶19內(nèi)部可放入冷 卻介質(zhì)，圓桶19的頂部有冷卻箱蓋20，采樣器裝載圓盤6運行時，軸承21嵌入冷卻箱蓋內(nèi) 20 ;圓桶19上端面均勻分布有一圈插銷槽27，圓桶19下端面外圍突出部分均勻分布有一 圈孔22，孔22的底部有彈簧23，對應(yīng)的上端面開有槽24，采樣瓶2底端嵌入在圓桶19底部 的孔22內(nèi)，上端嵌入在槽24內(nèi)，在彈簧23的作用下，采樣瓶2被固定住，完成采樣瓶2的 裝載過程。[0023]如圖3所示，一次完整的自動換瓶和采樣實施過程為:主控電路模塊29控制電機(jī) 9的正向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動直線運動單元10帶動對接氣嘴3和定位插銷26的前進(jìn)，定位插銷 26嵌入插銷槽內(nèi)27，完成對接氣嘴與采樣瓶2的無偏移對接。主控電路模塊29控制抽氣泵 5開始啟動工作，抽氣完成后，主控電路模塊29控制電機(jī)9反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動直線運動單元10 帶動對接氣嘴3和定位插銷26的后退，完成與采樣瓶2的分離，當(dāng)對接氣嘴3回到初始位 置后，主控電路模塊29控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)15開始工作，帶動著采樣瓶裝載圓盤6的正向轉(zhuǎn)動， 通過角度傳感器16對角度的判斷旋轉(zhuǎn)到下個采樣瓶2的采樣位置，采樣瓶裝載圓盤6旋轉(zhuǎn) 到下一采樣位置，完成了一次采樣瓶2的自動更換、自動連續(xù)采樣過程。[0024]如圖1所示，控制電路部分28安裝在所述的底座13下端，還包括有GPRS模塊30 和GPS模塊31。[0025]如圖4所示，GPRS遠(yuǎn)程控制過程為:主控電路模塊29通過串口 32與GPRS模塊30 通信。遠(yuǎn)程控制計算機(jī)發(fā)送采樣指令，包括采樣次數(shù)、采樣開始時間、空氣流量、抽氣泵抽氣 時間，采樣間隔等數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給GPRS模塊30，GPRS模塊30將數(shù)據(jù)通過串口 32 發(fā)送給主控電路模塊29，主控電路模塊29根據(jù)采樣指令進(jìn)行無人值守的情況下的遠(yuǎn)程控 制的自動采樣工作。[0026]如圖5所示，GPS定位和防盜過程為:主控電路模塊29通過串口 32與GPS模塊31 通信，主控電路模塊29間隔讀取GPS模塊31發(fā)送到主控電路模塊29上的經(jīng)緯度信息，在 撞擊式機(jī)器人的開啟或者發(fā)生位置移動的時候，控制電路模塊29會通過GPRS模塊30和無 線網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)程控制計算機(jī)發(fā)送當(dāng)前位置的經(jīng)緯度信息，達(dá)到定位和防盜的功能。[0027]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明部分【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動液體撞擊式生物米樣機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于包括:上蓋、對接氣嘴、米樣瓶、殼體、米樣器裝載圓盤和控制電路部分；所述的殼體包括外殼和底座，所述的控制電路部分安裝在所述的底座下端，包括有主控電路模塊； 所述的上蓋內(nèi)部包括有對接氣嘴、對接驅(qū)動單元、電機(jī)、直線運動單元、軸承；所述的對接驅(qū)動單元包括有彈性套，所述的對接氣嘴安裝在所述的彈性套上，所述的對接氣嘴上有密封性橡膠圈，所述的對接驅(qū)動單元一端安裝有定位插銷；所述的直線運動單元一端和所述對接驅(qū)動單元相連接，另一端與所述的電機(jī)相連接；所述的底座下端安裝有抽氣泵，所述的抽氣泵通過氣管和所述的對接驅(qū)動單元完成與所述的對接氣嘴的連接，所述的上蓋與所述的外殼通過鉸鏈連接； 所述采樣器裝載圓盤的內(nèi)部中心位置是一個圓桶，所述的圓桶內(nèi)部能夠放入冷卻介質(zhì)，所述的圓桶頂部有冷卻箱蓋，所述的圓桶上端面均勻分布有一圈插銷槽，所述的圓桶的下端面外圍突出部分均勻分布有一圈孔，所述的圈孔的底部有彈簧，對應(yīng)的上端面開有槽，所述的采樣瓶底端嵌入在底部所述的圈孔內(nèi)，上端嵌入所述的槽內(nèi)，在所述的彈簧的作用下，所述的采樣瓶被固定住，完成所述的采樣瓶的裝載過程，所述的圓桶的底部中心位置有花健和電機(jī)轉(zhuǎn)軸；所述的采樣器裝載圓盤位于所述的底座的上端，所述的采樣器裝載圓盤通過所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸和花健與所述的底座固定連接； 所述的底座的下端中心位置通過所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的有旋轉(zhuǎn)電機(jī)與角度傳感器；所述的主控電路模塊控制所述的電機(jī)的正向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述的直線運動單元帶動所述的對接氣嘴和定位插銷的前進(jìn)，所述的定位插銷嵌入所述的插銷槽內(nèi)，完成所述的對接氣嘴和所述的采樣瓶的無偏移對接；所述的主控電路模塊控制抽氣泵啟動工作，抽氣完成后，所述的主控電路模塊控制所述的電機(jī)反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動所述的直線運動單元帶動所述的對接氣嘴和定位插銷的后退，完成與所述采樣瓶的分離，當(dāng)所述的對接氣嘴回到初始位置后，所述的主控電路模塊控制所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)開始工作，帶動著所述的采樣瓶裝載圓盤的正向轉(zhuǎn)動，通過所述的角度傳感器對角度的判斷旋轉(zhuǎn)到下個所述的采樣瓶的采樣位置，所述的采樣瓶裝載圓盤旋轉(zhuǎn)到下一采樣位置，完成了一次所述的采樣瓶的自動更換、自動連續(xù)采樣過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動液體撞擊式生物米樣機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:所述的上蓋合上后，所述的軸承嵌入所述的冷卻箱蓋內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動液體撞擊式生物米樣機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制電路部分還包括GPRS模塊和GPS模塊，所述的GPRS模塊和GPS模塊通信通過串口與所述的主控電路模塊連接，使系統(tǒng)具備定位防盜功能和現(xiàn)場無人值守時的全過程遠(yuǎn)程控制。
【文檔編號】G01N1/22GK103499473SQ201310502925
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】許金林, 孫振海, 劉杰云, 生甡, 占禮葵, 黃書海, 何江南, 李鑫, 李思, 趙四清 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院, 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院