专利名称：自动进样系统及其分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及样本分析领域，尤其涉及样本分析装置中自动进样系统。
背景技术：
全自动进样架系统中，传送线上的多个样本架需要依次排队等候分析仪的采样分析，请参阅图I。当样本架SI以速度V在传送轨道4上运行到吸样位接受分析仪的采样机构I的采样时，后面的样本架S2就需要一个可靠的阻挡机构3阻挡其前进，以保证正在接受采样的样本架SI不受干扰。目前，在全自动进样架系统中，传送线上的样本架阻挡机构主要采用直臂式挡杆形式。实现方式示意请参阅图2-1至图2-3直臂式阻挡机构9由直臂挡杆8和驱动机构6组成，固定安装于传送轨道4的侧面。传送带5以V速度传送样本架7向前运动，当传感器接收到需要阻挡信号时，驱动机构6将驱动直臂挡杆8绕着电机轴O旋转Θ角，伸到传送轨道4的内部对样本架7进行阻挡。直臂式阻挡机构的主要缺点是当样本架以速度V撞击直臂挡杆8时，在冲击力的作用下，样本架会不断的反复冲击直臂挡杆8而发生振动现象，严重时会使样本外溅。
发明内容为了解决现有技术中存在的自动进样架系统中，样本架在被阻挡时与阻挡机构的冲击的缺陷。本实用新型提供一种具有缓冲阻挡机构的自动进样系统及具有该自动进样系统的样本分析装置。本实用新型提供一种样本分析仪的自动进样系统，包括样本架，传送机构，传感器，阻挡机构，传送机构传送样本架运动，阻挡机构包括挡杆和驱动机构，传感器和阻挡机构电连接，当传感器接收到阻挡信号时，驱动机构驱动挡杆阻挡样本架，挡杆设有缓冲部，缓冲样本架对挡杆的冲击力。进一步，挡杆为曲臂挡杆，曲臂挡杆具有与样本架前进方向形成夹角α的倾斜缓冲部，且0° < α <90°，传送机构设有轨道壁。进一步，驱动机构为带齿轮减速传动的电机驱动机构，或是带蜗杆减速传动的电机驱动机构，或是带凸轮摆杆的电机驱动机构。进一步，缓冲部与样本架接触的倾斜面与样本架前进方向形成夹角α，角度α满足cot(a) > μ 2, μ 2为样本架与倾斜面的摩擦系数。进一步,夹角α还满足μa RrSMtl, μ丨为样本架与传送带的摩擦系数，G为样本架的重力，r为曲臂挡杆绕着电机轴旋转的旋转半径，M0为驱动电机的保持力矩。本实用新型通过在挡杆上设置缓冲部，优选在挡杆上设计倾斜部，直臂挡杆设计成为曲臂挡杆，当具有样本架以速度V冲击曲臂挡杆时，由于曲臂倾斜部的引导作用，样本架会被挤向轨道一侧，并紧靠轨道壁，减弱样本架对挡杆的冲击力，从而避免样本架反复冲击挡杆而发生振动现象。本机构结构简单、经济实用。
图I为现有的带有直臂挡杆的阻挡机构的自动进样系统的原理图；图2-1至图2-3为现有的带有直臂挡杆的阻挡机构的自动进样系统的示意图，图2-1为正视图，图2-2为左视图，图2-3为俯视图；图3-1至图3-3为本实用新型的一种带有曲臂挡杆的阻挡机构的自动进样系统的不意图，图3-1为正视图，图3-2为左视图，图3-3为俯视图；图4为本实用新型的曲臂挡杆阻挡时刻的示意图；图5为本实用新型的样本架冲击曲臂挡杆时样本架的受カ分解图；图6为本实用新型的样本架冲击曲臂挡杆时曲臂挡杆的受カ分解图； 图7为本实用新型的第二种曲臂挡杆阻挡机构示意图，7-1为正视图，7-2为左视图，7-3为俯视图；图8为本实用新型的第三种曲臂挡杆阻挡机构示意图，8-1为正视图，8-2为左视图，8-3为俯视图；图9为本实用新型的第四种曲臂挡杆阻挡机构的阻挡状态示意图，9-1为正视图，9-2为左视图，9-3为俯视图；图10为本实用新型的第四种曲臂挡杆阻挡机构的放行状态示意图，10-1为正视图，10-2为左视图，10-3为俯视图；图11为本实用新型另ー种带微型电磁铁和鉄片的阻挡机构的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进ー步详细说明。本实用新型的一种实施方式中，自动进样系统包括样本架，传送机构，传感器，阻挡机构，所述传送机构所述传送机构有传送带和轨道壁，传送带传送所述样本架运动，所述阻挡机构包括挡杆和驱动机构，所述传感器和所述阻挡机构电连接，所述挡杆为曲臂挡杆，所述曲臂挡杆具有向样本架前进方向倾斜的缓冲部。当所述传感器接收到阻挡信号吋，驱动机构驱动曲臂挡杆阻挡样本架，所述缓冲部与样本架接触的倾斜面与样本架前进方向形成夹角为α，且O ° < α <90°。当具有样本架以速度V冲击曲臂挡杆时，由于曲臂倾斜角的引导作用，样本架会被挤向轨道ー侧，并紧靠轨道壁，减弱样本架对挡杆的冲击力，从而避免样本架反复冲击挡杆而发生振动现象。本机构结构简单、经济实用。如图3-1至3-3所示，阻挡机构11由曲臂挡杆10和驱动机构61组成。驱动机构61为电机驱动的旋转运动机构，可以驱动曲臂挡杆10绕着电机轴O旋转Θ角(旋转半径为r)，以实现阻挡和避让的功能。曲臂挡杆61与直臂挡杆6相比，多了一节与样本架7运动方向有一定倾斜角度0° < α <90° (倾斜角α =90°时为直臂形式)的倾斜面B。图4所示，当样本架7以速度V冲击曲臂挡杆10的倾斜面时，样本架会沿着倾斜面滑动而紧靠于轨道壁A上，避免振动发生。如图5所示为样本架7冲击曲臂挡杆10时样本架的受カ分解图。F为样本架7受到的水平方向的摩擦力，且F = μ-G (其中μ i为样本架7与传送带5的摩擦系数；G为样本架的重力)。当样本架7撞向曲臂挡杆10的倾斜面时，水平方向的摩擦力F会分解为沿倾斜面上的分力Fl = F*Cos(a )和垂直于倾斜面的分力F2 = F*Sin(a )。当满足Fl >F2*y2 (其中μ 2为样本架与倾斜面的摩擦系数)时，样本架7会沿着倾斜面运动，挤向轨道壁Α,并紧靠轨道壁A而停止前进。从不等式Fl > F2*y 2可推出cot(a ) > μ 2 (其中0° < a <90° )，即只要满足不等式cot(a) > μ2 (其中0° < a < 90° )，样本架7就会沿着倾斜面运动挤向轨道壁A，并紧靠轨道壁A。可见当样本架与曲臂挡杆的倾斜面摩擦系数P 2—定时，曲臂挡杆的倾斜角度α越小，样本架越容易滑向传送轨道壁A，与轨道壁A贴的越紧，缓冲效果会越好。当曲臂挡杆的倾斜角度a —定时，改善曲臂挡杆的倾斜面粗糙度，降低摩擦系数μ 2，亦可提高阻挡机构的缓冲效果。理论上，曲臂挡杆的倾斜角度α，设计的越小越好。但是，当倾斜角度a减小吋，曲臂挡杆垂直方向的受カ也会増加，会抵消甚至超过驱动电机的保持力矩而使阻挡机构阻挡失效。为保证阻挡机构阻挡样品架的可靠性，可以通过増大驱动电机保持カ矩。例如将a值设计在合适的范围内。样本架7冲击曲臂挡杆10时曲臂挡杆的受カ情况如图6所示。F3为曲臂挡杆受到的水平冲击力，且F3 = F= U1^G ;F4为曲臂挡杆受到的正向压カ；F5为曲臂挡杆在垂直方向的分力，且F5 = F3*cot(a ) = μ ^G^cot ( a ) 0作用在曲臂挡杆垂直方向的力F5，会对挡杆产生ー个以电机轴为旋转中心的旋转カ矩M，且M = F5*r (其中r为曲臂挡杆绕着电机轴旋转的旋转半径，如图3所示)。假设驱动电机的保持カ矩为Mtl,贝1J，要保证阻挡机构阻挡有效的前提是M < Mci,即U1=IOliCo t(a)*r<M。。因此，当a满足cot(a) > μ2 (其中0°<α<90。)且μ-Gkot ( a ) *r < Μ。，曲臂挡杆既可以有良好的缓冲效果，又能保证阻挡的可靠性。可以采用本实用新型第二种实施方式保证阻挡的可靠性，如图7所示，増加ー级齿轮减速传动(减速比为i > I)，驱动电机62通过小齿轮12和大齿轮13驱动曲臂挡杆10旋转。具体的，包括第一齿轮12和第二齿轮13,第一齿轮12小于第二齿轮13,驱动电机62带动第一齿轮12运动，第一齿轮12和第二齿轮13啮合，第二齿轮13带动所述曲臂挡杆10运动。由于齿轮的減速作用，可以增大驱动机构的保持カ矩M。，且Mtl =驱动电机力矩*i。这样，曲臂挡杆的倾斜角度a就可以设计的更小，缓冲更好。本领域技术人员可以理解，也可以采用多级齿轮减速。还可以采用本实用新型的第三种实施方式保证阻挡的可靠性。如图8所示，还可以增加一级能够自锁的蜗杆减速传动，阻挡机构为驱动电机63通过蜗杆14和蜗轮15驱动曲臂挡杆10旋转。具体的，包括蜗杆14和蜗轮15，驱动电机带动蜗杆14运动，所述蜗杆14和蜗轮15啮合，蜗轮15带动曲臂挡杆10摆动。由于蜗杆14传动的自锁作用，蜗轮不会受外力作用而反转。所以可以认为，即使曲臂挡杆倾斜面B垂直方向承受无穷大的カ(在蜗轮蜗杆不破坏的情况下)也不会产生旋转而使阻挡机构失效。这样，曲臂挡杆的倾斜角a，只要满足COt(Ci) > μ2 (其中0° < a <90° )就可以保证样本架能顺利沿着倾斜面B滑向轨道壁A，并紧靠轨道壁A。也可以采用本实用新型的第四种实施方式，如图9所示，还可以是凸轮机构，02为凸轮旋转中心，阻挡机构为驱动电机64通过凸轮16驱动曲臂挡杆10绕着02旋转。具体的，包括凸轮16、拉簧17和固定座18,固定座18可以是一个不移动的物体，例如电机外壳。拉簧17连接固定座18和档杆10。曲臂挡杆10与固定轴转动连接，固定轴固定连接与ー不移动的物体，例如电机外売 。驱动电机64带动凸轮16运动，拉簧17和曲臂挡杆10连接且位于所述曲臂挡杆10转动轴心Ol的下方，凸轮16带动曲臂挡杆10运动。拉簧17作用在曲臂挡杆10旋转轴心01的下方，以保证曲臂挡杆10—直受到拉カ而靠紧凸轮16。当驱动电机64驱动凸轮旋转180°时，阻挡机构变为如图10所示，机构由阻挡状态转变为放行状态，即曲臂挡杆旋转一定角度让开空间使被阻挡的样本架能顺利通过。采用该方案吋，曲臂挡杆10的倾斜角a，受到拉簧16的拉カ制約，而拉簧16的拉カ相对于01点产生的扭矩又不可能大于驱动电机64的カ矩(因为如果外力矩大于电机驱动カ矩，则电机带不动)。所以，曲臂挡杆10的倾斜角a的设计仍然需要满足cot(a ) > u 2 (其中0° < a < 90° )和 u -G=I=Cot ( a ) *r < M0。本实用新型的另ー个阻挡机构如图11所示，直臂挡杆8上镶嵌ー个微型电磁铁20，在样本架7的前端镶嵌ー块铁片21，当挡杆8转到阻挡位置进行阻挡时，电磁铁20通电，样本架7撞上电磁铁20时，鉄片21将被磁力吸住而不会发生振动。当阻挡机构需要对样本架7放行时，电磁铁20断电，磁性消失，挡杆8很容易脱离样本架7，电机带动挡杆8转动，对样本架7放行。电磁铁20和铁片20是直臂挡杆8上的缓冲部。本实用新型的自动进样系统，通过在阻挡机构的直臂挡杆上设置缓冲部，特别是设计成曲臂挡杆，在阻挡位置时，样本架冲击曲臂挡杆，在后者的引导作用下，样本架挤向压紧轨道壁，避免了样本架反复冲击挡杆而发生振动，曲臂挡杆倾斜面与样本架前进方向的夹角a，满足cot(a) > u 2 (其中0° < a <90° )。为了保证自动进样系统中的阻挡机构对样本架阻挡的可靠性，可以通过设计合适的夹角a，满足公式U-GkotU)*!"(Mci，也可以采用带齿轮的减速传动的电机，或带蜗杆减速传动的电机，或带凸轮和弹簧的电机，提高Mtl值，将夹角a设计的更小，保证阻挡效果的同时提高对样本架的缓冲效果。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进ー步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.ー种样本分析仪的自动进样系统，包括样本架，传送机构，传感器，阻挡机构，所述传送机构传送所述样本架运动，所述阻挡机构包括挡杆和驱动机构，所述传感器和所述阻挡机构电连接，当所述传感器接收到阻挡信号吋，驱动机构驱动挡杆阻挡样本架，其特征在于，所述挡杆设有缓冲部，缓冲样本架对挡杆的冲击カ。
2.根据权利要求I所述的自动进样系统，其特征在于所述缓冲部为电磁铁，所述样本架上与所述挡杆接触面设有鉄片。
3.根据权利要求I所述的自动进样系统，其特征在于所述挡杆为曲臂挡杆，所述曲臂挡杆具有与样本架前进方向形成夹角α的倾斜缓冲部，且0° < α <90°，所述传送机构 设有轨道壁。
4.根据权利要求I所述的自动进样系统，其特征在于所述驱动机构为带齿轮减速传动的电机驱动机构。
5.根据权利要求4所述的自动进样系统，其特征在于所述电机驱动机构包括第一齿轮和第二齿轮，且所述第一齿轮小于第二齿轮，所述驱动电机带动所述第一齿轮运动，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮带动所述曲臂挡杆运动。
6.根据权利要求I所述的自动进样系统，其特征在于，所述驱动机构包括蜗杆和蜗轮，所述驱动机构带动所述蜗杆运动，所述蜗杆和所述蜗轮啮合，所述蜗轮带动所述曲臂挡杆运动。
7.根据权利要求I所述的自动进样系统，其特征在于所述驱动机构包括凸轮、弾性件和固定座，所述弹性件连接所述挡杆和所述固定座，并使所述挡杆抵住所述凸轮，所述挡杆可旋转地与固定轴连接，所述驱动电机带动所述凸轮运动带动所述挡杆摆动。
8.根据权利要求3所述的自动进样系统，其特征在于所述缓冲部与样本架接触的倾斜面与样本架前进方向形成夹角Ct所述角度α满足cot(a) > μ 2, μ 2为所述样本架与所述倾斜面的摩擦系数。
9.根据权利要求3所述的自动进样系统，其特征在于所述驱动机构为驱动电机，所述传送机构具有传送带，所述夹角α还满足μ-G=Kcot (a )*r < Mtl, μ i为所述样本架与所述传送带的摩擦系数，G为样本架的重力，！·为所述曲臂挡杆绕着所述电机轴旋转的旋转半径，M0为驱动电机的保持カ矩。
10.一种样本分析装置，其特征在于，包括如权利要求I至10中任一项所述的自动进样系统。
专利摘要本实用新型提供一种样本分析仪的自动进样系统，包括样本架，传送机构，传感器，阻挡机构，传送机构传送样本架运动，阻挡机构包括挡杆和驱动机构，传感器和阻挡机构电连接，当传感器接收到阻挡信号时，驱动机构驱动挡杆阻挡样本架，挡杆设有缓冲部，缓冲样本架对挡杆的冲击力。本实用新型还提供了一种具有该自动进样系统的样本分析装置。
文档编号G01N35/02GK202393775SQ20112050062
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者刘奇松, 廖平强 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司