[发明专利]生物采样机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及采样机器人领域，尤其是生物采样机器人系统。

背景技术

近年来，“非典”、“军团菌病”、禽流感等流行传染性疾病不断出现在世界各 国人们的生活中，加上一些地区的大小军事冲突不断，使得生物性污染已经越来 越大的影响到人们的健康甚至生命，这种现象引起了各国政府和广大公众的高度 关注。

对于生物性污染的防治，最好的方法就是对各个可能受污染的地区的空气中 污染物的含量进行检测。目前通常采用的采样方法为手工采样法，这严重影响了 采集样品的代表性、连续性、随机性，以至于所得结果的准确性差。更重要的是， 由于手工采样法需要工作人员在情况恶劣的地区工作，对工作人员人体健康甚至 生命安全造成了很大的威胁。

随着微电子技术、机械技术和自动控制技术的迅速发展与相互渗透，采样机 器人在工业计量检测中得到越来越广泛的应用，很大的提高了计量检测过程中的 工艺质量和检测设备的技术性能，从而实现了工业计量自动化的高效益。但是， 就目前来看，采样机器人应用于空气污染物检测的情况还很少，应用的相对较好 的是管道内物质采样。我国2008年1月公开的一件公开号为CN201004024Y实用 新型专利介绍了一种用于管道内灰尘采样的专业采样机器人，但这种机器人仅限 于管道内灰尘的采集，无法满足采样工作在任何环境无人值守的情况下，能够长 时间工作、无数次连续采样以及全自动更换采样求。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物采样机器人系统，以解决现有技术无法满足采 样工作所要求的自动更换采样、连续采样工作等要求的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

生物采样机器人系统，包括有底座，所述的底座上安装有冰箱，所述的冰箱 的储藏箱体顶部有开孔，所述的储藏箱体内安装有可升降的平台，所述的平台位 于开孔正下方；所述的冰箱一侧安装有机械手装置，机械手装置前方有喷字打码 机，所述的机械手装置一侧安装有抽气系统，所述的抽气系统通过管道与皿盒机 构的皿盒底部联通，所述的抽气系统连接有一抽气管道，所述的抽气管道的开口 设置于机械手装置的机械爪中间；其特征在于：所述的机械手装置的一侧底座上 安装有皿盒机构，所述的皿盒机构结构为：所述底座旁设有电机，所述的电机转 轴与竖直的螺杆固定连接，所述的螺杆螺合有一螺母，所述的螺母下端有一边沿； 有第一、第二皿卡，第一皿卡后端有一通孔，第二皿卡后端有一螺孔，第一、第 二皿卡前端均有U形臂；第一皿卡通过通孔套在所述的螺母外壁，且第一皿卡 通孔与螺母外壁之间在竖直方向滑动导向配合，所述的螺母上方有第二皿卡，第 二皿卡后端螺孔与所述的螺杆之间螺纹配合；所述的底座上安装有第一皿盒，所 述的第一、第二皿卡前端的U形臂内依次安装有第二皿盒、皿盖，所述的第一 皿盒、第二皿盒、皿盖依次叠放；所述的第一皿盒两侧分别有高、低限位挡杆， 所述的高限位挡杆端部连接有一横杆，横杆下端连接有悬臂，所述的悬臂位于高、 低限位挡杆之间，当第二皿盒上升时，所述的悬臂插入到所述的U形臂内。

所述的生物采样机器人系统，其特征在于：所述的第一皿卡通孔与螺母外壁 之间在竖直方向滑动导向配合是指，所述的第一皿卡通孔内壁在竖直方向有键 槽，所述的螺母外壁上有与键槽滑动配合的键。

所述的生物采样机器人系统，其特征在于所述的储藏箱体是指冰箱的冷冻箱 或冷藏箱。

本发明中，升降轴由电机带动的滚珠丝扛驱动其做升降运动，并且升降轴可 做旋转运动，机械爪可保证手爪完成预定三维空间抓取和释放目标物体，机械爪 的夹紧动作由电机驱动齿轮组完成，在机械爪上贴有应变传感器，用来检测加持 物体的力度以及探测物体的重量，管道用于抽真空泵抽真空时排气；冰箱内顶部 的开孔分别用于提出样品存储箱内的采样平皿、收纳完成采样的平皿及收纳液体 试管。在机械爪中心有吸气孔，机械爪将吸气孔对准试管，样品存储采样冰箱内 部电机抬升安置座，进而抬升试管并抵紧，抽真空泵完成抽气动作，将试管吸出。 本发明中，第二皿盒通过悬臂中的螺母螺合在螺杆上，电机驱动螺杆旋转，带动 螺母上升，当第二皿盒上升一定高度后，第二皿盒与第一皿盒相互脱离，这时， 第二皿盒在螺母摩擦力的作用下发生旋转，直到被限位机构挡住为止。通过电机 控制螺杆旋转角度，可以实现第一皿盒与第二皿盒的开启和闭合，并将皿盒内的 平皿完全暴露出来，以便机械手取放平皿，动作过程仅由一个电机即可完成。