[发明专利]一种批量样品实验装置

说明书

技术领域

本发明设计实验装置领域，具体地，涉及批量样品实验装置，该装置特别适合于进行实验和加工过程相似的多种大量样品的实验和加工，例如不同成分、不同成分比例的合金实验；并且它还特别适合于在空间无人照料的条件下开展科学实验。

背景技术

目前我国的批量样品实验装置中，采用的带动样品安瓿进出料仓的机构只是一支拨叉。它非常简单，它挑着样品安瓿的头部，带动样品安瓿运动。当样品安瓿在料仓中运动时，它不能够使样品安瓿与料仓之间无阻力。这样的后果是，在进行空间实验时，摩擦力会严重破坏样品在空间科学实验中的微重力状态，严重时会导致空间科学实验的失败；容易对样品安瓿表面造成划痕，甚至会损坏用石英制成的样品安瓿，而且这种拨叉不能够将样品安瓿中样品的测量信号传出来。

而且，目前的批量样品实验装置，存在很多不足，例如：实验装置装载样品数量少，一次最多只能够加工6只样品，它用于神舟3号飞船上进行空间材料科学实验；在以往的装置中还容易出现由于样品安瓿与料仓之间的阻力，造成对样品安瓿的损坏等等，都影响了这些装置在材料科学实验中的应用。

本发明通过对以往的装置进行了改进，增加了可传递信号的机械手和样品锁紧装置，改进后的装置可以一次装载上百个样品，实验装置结构简单、体积小、而且可以实现全自动操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大批量样品实验装置，利用它可以实现完全自动地对大批量样品进行更换、实验和加工，更换、实验和加工过程勿须人工干预。

为实现上述目的，本发明提供了一种大批量样品实验装置，该装置包括：样品库、多维运动机构、加热炉；

所述的多维运动机构包括手体垂直支架和水平丝杠，实现机械手的垂直和水平运动、样品库的前后运动、炉子的前后运动；

所述的样品库和加热炉设置在同一垂直位置，该装置的上下两侧安装有两个样品库，加热炉设置在两个样品库之间。

该装置还包括锁紧机构，包括同轴设置的锁紧螺芯、夹紧仓锁紧母和夹紧仓；所述的夹紧仓呈圆筒状，用于容纳样品安瓿；该夹紧仓的一端设有锁紧稍面；所述的锁紧螺芯包括两段内径不同的圆筒，其中，一段的内径和夹紧仓的内径相同，另一段的内径较大，其与样品安瓿之间形成空隙，用于容纳机械手；锁紧螺芯和夹紧仓之间使用可转动的固定连接；所述的夹紧仓锁紧母固定设置，套设于锁紧螺芯和夹紧仓的结合部，其一端的内部配合夹紧仓的锁紧稍面设置有斜面；

该实验装置进一步包括机械手：机械主手、机械副手、定位螺盖、缓冲弹簧和编码器；所述的机械主手，用于抓紧样品安瓿，包括：三个或以上的手指、同轴套设的主手手体和手体拉杆、拉紧器、外齿轮换位键；机械主手的手指上设有齿牙，用于与样品安瓿上的齿槽相配合，以传输样品安瓿的测量信号；所述的主手手体的前端部设有第一手指铆接位，用于可转动铆接手指的中部；所述的手体拉杆的前端还配合设有第二手指铆接位，用于可转动铆接手指的端部；所述的手体拉杆的中间主体呈多边形嵌套于主手手体内；所述的手体拉杆的后部套设固定有拉紧器，该拉紧器前端的外圆上有个环形滑槽，通过该环形滑槽配合主手手体内壁的弹簧滑道将拉紧器固定在主手手体的内腔上，其末端内壁设有内齿花键，用于啮合外齿轮换位键；所述的机械副手是一拨叉，用于带动锁紧机构，实现样品在料仓中的卡紧与松开，包括：叉部和内齿花键部；所述的叉部，穿设于主手手体上的圆弧形凹槽内，用于配合锁紧机构；所述的内齿花键部，抵设于拉紧器和定位螺盖之间，其内齿花键配合外齿轮换位花键；

作为上述技术方案的一种优选，所述的手体拉杆的中间主体呈三角形，对应地，机械手主体内设有三角滑道。

作为上述技术方案的另一种优选，所述的手体拉杆的后部通过螺纹连接固定拉紧器。

作为上述技术方案的一种改进，所述的拨叉的内齿花键部抵设于定位螺盖的端面设有两个环形凹槽，该两个环形槽凹槽的起始端分别有一个浅于定位钢珠的半球型定位坑。当钢珠沿凹槽滑动至定位坑时，定位钢珠在弹簧力的作用下被弹入凹槽中，机械手拨叉停止转动，外齿换位花键脱出机械手拨叉的内齿。定位钢珠被压簧固定在机械手定位螺盖的前端。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的定位螺盖与主手手体固定连接于机械手托架上，所述的机械副手和拉紧器之间的距离为外齿换位键齿部厚度的两倍。

作为上述技术方案的还一种改进，所述的拉紧器外圆上的环形滑槽与主手手体内壁上的弹簧滑道之间留有间隙。