[实用新型]全自动机械臂组分收集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业制备/半制备液相色谱系统的辅助装置—全自动机械臂组分收集器，属于制备色谱领域。

背景技术

液相色谱技术是一种对复杂混合物有着较高分离效率的方法，在医药提纯工业、生物技术和精细化工生产等方面已成为越来越重要的分离制备手段。

组分收集器—液相色谱仪的辅助装置，主要用于收集目标组分。组分收集器可按色谱峰显示的信号，以手动或自动控制方式进行收集。目前的发展趋势是实现进样和组分收集的自动化运行，如此可提高液相色谱的连续工作能力，降低仪器使用时人为因素所造成的各种误差和效率低下的操作模式，同时也节约人力成本。

目前市场上广泛使用的馏分收集装置或者组分收集器都以普通8位微控制单元(MCU)或可编程逻辑控制器 (PLC)为核心控制单元。采用普通8位低精度MCU，存在着处理速度慢、抗干扰能力差、存储数据易丢失等缺点，而采用PLC则存在硬件价格昂贵、扩展功能少、安装空间受限等问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种全自动机械臂组分收集器，采用高速高精度的32位MCU为核心的运动控制系统，具有X、Y、Z三轴高精度运动平台，可自动按时间、体积、出峰信号等参数进行收集，具有运动定位精度高、组分收集速度快等优点。

本实用新型是通过以下技术方案解决的：

一种应用于半制备/制备型液相色谱系统的全自动机械臂组分收集器，由基座平台、运动机械臂支撑架、 X轴运动臂、Y轴运动臂、Z轴运动臂、组分收集阀、组分收集管、电源模块、运动控制器、液晶显示屏、薄膜键盘、 RS232接口、以太网（LAN）接口和脉冲信号输入接口组成。基座平台用于安装运动机械臂支撑架；机械臂支撑架用于X轴、Y轴、Z轴运动臂的安装； X轴运动臂用于带动Y轴运动臂、Z轴运动臂在X方向做前后直线运动；Y轴运动臂带动Z轴运动臂在Y方向做前后直线运动；Z轴运动臂带动组分收集管在Z方向做垂直前后直线运动；组分收集阀用于馏分和废液的流动方向切换；组分收集管用于馏分和废液的流出；电源模块为整个系统提供电源；运动控制器用于X轴、Y轴、Z轴的运动控制、组分收集阀的开关、液晶屏的显示和按键输入的响应控制；液晶显示屏用于组分收集器状态参数的显示；薄膜键盘用于运动控制指令输入和收集方式的选择；RS232接口和以太网（LAN）接口用于上位机对组分收集器的通讯和远程控制；脉冲信号输入接口用于接收其他色谱分析设备发出的脉冲触发控制信号。

本实用新型提供的技术方案的有益效果如下：

1、本实用新型在充分考虑硬件开发成本和后期功能扩展的需求的基础上，摈弃了普通8位MCU的控制方式和硬件价格昂贵的PLC控制方式，使用32位MCU作为控制核心，运用其高速的数字信号处理能力、强大的多任务管理功能和嵌入式控制功能，摈弃了普通8位MCU程序处理速度慢、易死机、内存偏小和数据存储不可靠的缺点。

2、本实用新型的运动控制器利用32位MCU的强大的浮点运算功能，精确计算液体流出时间和流出体积，实现定时、定滴、定量的收集控制。通过快速扑捉其他色谱分析设备输出的出峰脉冲信号，来精确控制XYZ三维空间运动和组分收集阀的开启进行组分液体的收集。

3、本实用新型的组分收集管通过Z轴的上下运动，调整进入收集试管内部的高度，可满足不同高度的收集管架。通过更改运动控制程序，实现向自动进样器的升级改造，在技术上实现了一机多用的功能，降低了仪器的二次开发成本和技术难度。

4、本实用新型在Z轴方向移动组分收集管时，在运动机械臂支撑架左侧安装的组分收集阀能够控制溶液向废液管路排放，同时组分收集管在运行时，无液体洒落，避免了对组分收集管架造成的腐蚀。同时组分收集管在收集时进入收集试管，收集的液体不会飞溅到其它收集试管内。

5、本实用新型的LCD液晶显示屏和PVC薄膜键盘组成良好的人机交互界面，用户不仅能按照需要，进行不同收集方式及参数的设定，也能更好的监控组分收集器的运行状态。

        附图说明：

图1为本实用新型的工作状态俯视图。其中，1、X轴运动臂 6、基座平台

图2为本实用新型的工作状态左视图。其中，2、Y轴运动臂 3、Z轴运动臂 10、RS232接口 11、以太网接口 12、脉冲信号输入接口

图3为本实用新型的工作状态主视图。其中，4、组分收集阀 5、运动机械臂支撑架 7、液晶显示屏 8、薄膜键盘 9、组分收集管