一種多樣品多通道自動切換進樣系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多樣品多通道自動切換進樣系統，包括切換艙室、切換機構、進給機構和控制系統，切換艙室一側設進給通道、另一側設進料通道；切換機構包括物料艙匣、切換驅動機構，物料艙匣上開設有至少兩個物料艙室，物料艙室內放有帶連接環的物料坩堝；進給機構包括推送桿、進給驅動機構，推送桿上設有鉤子；控制系統用于分別控制切換驅動結構、進給驅動機構的啟停。本發明的物料艙匣置于切換艙室內，并在切換驅動裝置驅動作用實現不同物料艙室的切換，進而實現不同物料艙室與進給通道、進料通道的配合；同時，推送桿在進給驅動機構驅動作用下，推送或拉回物料艙室內的物料鉗鍋，實現多樣品多通道的自動切換和自動進給，操作方便。
【專利說明】
一種多樣品多通道自動切換進樣系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種多樣品多通道自動切換進樣系統。
【背景技術】
[0002]多層化學沉積鍍膜作為二維鍍膜等一系列材料研究領域中的一種新方式，有了新的研究方向，更多地集中在固態和液態沉積源的多層沉積生長，多層沉積需要沉積源進行切換，但目前由于實驗設備的局限，很多實驗是在一層沉積完后再更換沉積源和設備進行多次的化學反應沉積和物理沉積，由于被沉積物與沉積源需要打開設備后更換，無法避免污染，并且沉積需要反復的打開停止設備以用來更換物料，操作繁瑣。所以需要一種簡化操作，在一次實驗中可以實現切換物料并且多通道的多種沉積源自動切換的設備。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種多樣品多通道自動切換進樣系統，以克服上述不足。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案:一種多樣品多通道自動切換進樣系統，
包括切換艙室，所述切換艙室一側設置有至少兩個沿橫向X軸水平分布的進給通道、另一側設置有分別與各進給通道相對應的進料通道，所述進給通道通過切換艙室的內腔與對應的進料通道相連通；
包括切換機構，所述切換機構包括與進給通道相等數量的物料艙匣、用于驅動物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的方向直線往復移動的切換驅動機構，所述物料艙匣上開設有至少兩個沿著物料艙匣移動方向分布的、與進給通道及進料通道相對應的物料艙室，所述物料艙室內放置有帶連接環的物料坩禍；
包括進給機構，所述進給機構包括與各進給通道相對應的推送桿、用于驅動各推送桿沿著橫向X軸直線往復移動的進給驅動機構，所述推送桿上對應切換艙室的一端設置有與物料坩禍的連接環相配合的鉤子；
包括控制系統，所述控制系統分別連接切換驅動機構和進給驅動機構，并用于分別控制切換驅動結構、進給驅動機構的啟停。
[0005]針對物料艙匣的移動方向優先的，所述物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的豎向Z軸直線往復移動。
[0006]針對物料艙匣的移動方向優先的，所述物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的縱向Y軸直線往復移動。
[0007]針對切換驅動機構具體技術特征優先的，所述切換艙室包括有可拆卸密封連接的蓋板，所述切換驅動機構包括固定在蓋板上的滑軌座、與滑軌座滑動配合的第一滑動臺、固定桿、與控制系統連接的第一步進電機，所述固定桿一端固定連接在第一滑動臺上、另一端可上下移動地穿過蓋板后固定連接在物料艙匣上，所述第一步進電機通過絲杠驅動第一滑動臺在滑軌座上沿著物料艙匣的移動方向滑動。
[0008]在上述方案基礎上，所述固定桿外套設有用于動態密封的第一壓縮波紋管。
[0009]針對進給驅動機構具體技術特征優先的，所述進給驅動機構包括滑動底板、與滑動底板滑動配合的第二滑動臺、與控制系統連接的第二步進電機，所述推送桿上與鉤子位置對立的一端固定在第二滑動臺上，所述第二步進電機通過絲桿驅動第二滑動臺在滑動底板上沿著橫向滑動。
[0010]在上述方案基礎上，所述推送桿外套設有用于動態密封的第二壓縮波紋管。
[0011]在上述方案基礎上，還包括有用于驅動切換驅動機構沿著物料艙匣移動方向滑動的拆裝驅動裝置，所述拆裝驅動裝置包括滑軌架、滑動配合在滑軌架上的第三滑動臺、與控制系統連接的第三步進電機，所述第三步進電機通過絲杠驅動第三滑動臺在滑軌架上沿著物料艙匣移動方向滑動，所述切換驅動機構的滑軌座固定在第三滑動臺上。
[0012]在上述方案基礎上，所述推送桿內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接于控制系統。
[0013]在上述方案基礎上，所述進給通道相互并排間隔地分布。
[0014]本發明與現有技術相比具有的有益效果是:本發明提供的切換進樣系統，其物料艙匣置于切換艙室內，并在切換驅動裝置驅動作用實現不同物料艙室的切換，進而實現不同物料艙室與進給通道、進料通道的配合；同時，推送桿在進給驅動機構驅動作用下，推送或拉回物料艙室內的物料鉗鍋，通過控制系統設定切換驅動機構與進給驅動機構的啟停配合時間，實現多樣品多通道的自動切換和自動進給，操作方便。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明結構不意圖；
圖2為本發明切換驅動機構被拆裝驅動裝置抬升后的結構示意圖；
圖3為本發明切換驅動機構與物料艙匣配合的結構示意圖；
圖4為本發明切換驅動機構的結構示意圖；
圖5為本發明切換艙室結構示意圖；
圖6為本發明進給驅動機構結構示意圖；
圖7為本發明控制系統工作原理示意圖；
圖8為本發明操作步驟(I)中鉤子與連接環位置關系示意圖；
圖9為本發明操作步驟(2)中鉤子與上層物料鉗鍋的連接環位置關系示意圖；
圖10為本發明操作步驟(3)中鉤子與上層物料鉗鍋的連接環位置關系示意圖；
圖11為本發明操作步驟(8)中鉤子與下層物料鉗鍋的連接環位置關系示意圖；
圖12為本發明操作步驟(9)中鉤子與下層物料鉗鍋的連接環位置關系示意圖；
圖13為本發明操作步驟(10)中鉤子與下層物料鉗鍋的連接環位置關系示意圖；
圖中標號為:1-切換艙室，11-蓋板，12-進給通道，13-進料通道，2-切換機構，21-物料艙匣，211-物料艙室，212-物料鉗鍋，213-連接環，22-固定桿，23-第一滑動臺，24-滑軌座，25-第一步進電機，3-進給機構，31-推送桿，32-鉤子，33-溫度傳感器，34-滑動底板，35-第二滑動臺，36-第二步進電機，37-第二壓縮波紋管，4-控制系統，5-拆裝驅動裝置，51-滑軌架，52-第三滑動臺，53-第三步進電機。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0017]參照圖1至圖7可知，一種多樣品多通道自動切換進樣系統，包括切換艙室1、切換機構2、進給機構3、拆裝驅動裝置5和控制系統4。
[0018]參照圖5，所述切換艙室I一側設置有兩個沿橫向X軸水平分布的進給通道12、另一側設置有分別與各進給通道相對應的進料通道13，所述進給通道12通過切換艙室I的內腔與對應的進料通道13相連通。其中，兩進給通道12相互并排間隔地分布，各通道內的物料互不干涉，避免相互污染。
[0019]所述切換機構2包括與進給通道12相等數量的物料艙匣21、用于驅動物料艙匣21在切換艙室I內沿著與橫向X軸垂直的方向直線往復移動的切換驅動機構，其中與橫向X軸垂直的方向可以是豎向Z軸，也可以是縱向Y軸，本實施例以豎向Z軸為例進行闡述。所述物料艙匣21上開設有兩個沿著豎向Z軸分布的、與進給通道12及進料通道13相對應的物料艙室211，所述物料艙室211內放置有帶連接環213的物料坩禍212。
[0020]具體的參照圖3和圖4:所述切換艙室I包括有可拆卸密封連接的蓋板11，所述切換驅動機構包括固定在蓋板11上的滑軌座24、與滑軌座24滑動配合的第一滑動臺23、固定桿22、與控制系統4連接的第一步進電機25，所述固定桿22—端固定連接在第一滑動臺23上、另一端可上下移動地穿過蓋板11后固定連接在物料艙匣21上，所述第一步進電機25通過絲杠驅動第一滑動臺23在滑軌座24上沿著豎向Z軸滑動。為保證固定桿22在上下移動時與蓋板11配合的動態密封性能，在固定桿22外套設有用于動態密封的第一壓縮波紋管(圖中未標出)。
[0021]所述進給機構3包括與各進給通道12相對應的推送桿31、用于驅動各推送桿31沿著橫向X軸直線往復移動的進給驅動機構，所述推送桿31上對應切換艙室I的一端設置有與物料坩禍212的連接環213相配合的鉤子32。
[0022]具體的參照圖6:所述進給驅動機構包括滑動底板34、與滑動底板34滑動配合的第二滑動臺35、與控制系統4連接的第二步進電機36，所述推送桿31上與鉤子32位置對立的一端固定在第二滑動臺35上，所述第二步進電機36通過絲桿驅動第二滑動臺35在滑動底板34上沿著橫向滑動。為保障推送桿31在橫向移動過程中與切換艙室I配合的動態密封性能，在推送桿31外套設有用于動態密封的第二壓縮波紋管。
其中，鉤子32與連接環213的具體配合過程，在推送過程中，將推送桿31的鉤子32移動至物料坩禍212的連接環213處于同心位置，再驅動物料艙匣32上移即可實現鉤子32與連接環213的配合，進而實現推送桿31與物料鉗鍋212的連接，推送桿31即可將物料鉗鍋212沿著進料通道13推送至設定的工作位置;在拉回過程中，推送桿31將物料鉗鍋212拉回物料艙匣21的物料艙室211后，再驅動物料艙匣21下移即可實現鉤子32與連接環213的脫離，進而實現推送桿31與物料鉗鍋212的分離。
[0023]更好的，所述推送桿31內設置有溫度傳感器33，所述溫度傳感器33連接于控制系統4，可實時檢測物料的溫度供工作人員參考。
[0024]所述拆裝驅動裝置5包括滑軌架51、滑動配合在滑軌架51上的第三滑動臺52、與控制系統4連接的第三步進電機53，所述第三步進電機53通過絲杠驅動第三滑動臺52在滑軌架51上沿著豎向Z軸滑動，所述切換驅動機構的滑軌座24固定在第三滑動臺52上。在需要將物料艙匣21從切換艙室I內取出時，將蓋板11從切換艙室I上拆掉，然后利用第三步進電機53驅動第三滑動臺52上移進而帶動切換驅動機構及物料艙匣21上移，實現與切換艙室I的拆分。需要將物料艙匣21放入切換艙室I內時，驅動第三滑動臺52下移即可，其操作與取出過程相反，不再贅述。
[0025]參照圖7，所述控制系統4分別連接切換驅動機構的第一步進電機25、進給驅動機構的第二步進電機36、拆裝驅動裝置5的第三步進電機53、溫度傳感器33，進而能夠控制切換驅動結構、進給驅動機構、拆裝驅動裝置5的啟停配合，實現自動切換、自動進給，提升操作自動化程度，也能夠用于顯示分析溫度傳感器33檢測到的物料實時溫度以供工作人員使用。該控制系統4可采用PLC可編程控制系統。
[0026]本發明提供的自動切換進樣系統的操作步驟:
步驟(1)，物料艙匣21由切換驅動機構作出指定的工作位置，該位置為垂直距離α，推送桿31由進給驅動機構作出指定的工作位置，該位置為水平距離β，該垂直距離α與水平距離β為本發明系統的初始位置，即設備處于工作的起始位置，如圖8所示。
[0027]上層物料鉗鍋的推送和拉回過程:
步驟(2)，物料艙匣21維持垂直距離α不變，推送桿31由進給驅動機構作出位移，前進至推送桿31的鉤子32與上層物料坩禍的連接環處于同心位置，該位置為水平距離β?，如圖9所示；
步驟(3)，推送桿31維持水平距離β?不變，物料艙匣21由切換驅動機構驅動向上移動，移動至上層物料鉗鍋的連接環與推送桿31的鉤子32同心連接，進而實現推送桿31與上層物料鉗鍋的連接，該位置為垂直距離α?;該水平距離W、垂直距離Cil稱之為A源連接位置，如圖1O所示；
步驟(4)，推送桿31在進給驅動機構驅動作用下，將上層物料坩禍沿著進料通道13推送至工作位置，該位置為γ，γ位置為客戶設定的任意位置;推送桿31內部的溫度傳感器33會探知該位置的溫度；
步驟(5)，在指定沉積時間到達后，推送桿31在進給驅動機構驅動作用下，拉動上層物料坩禍返回物料艙匣21內，設備回到步驟(3)的A源連接位置，即垂直距離α?、水平距離β?;
步驟(6)，物料艙匣21由切換驅動機構驅動向下移動，由步驟(5)的垂直距離α?下移至步驟(I)的原始垂直距離α，實現推送桿31的鉤子32與上層物料鉗鍋的連接環分離，進而實現推送桿31與物料鉗鍋的脫離；
步驟(7)，物料艙匣21維持垂直距離α不變，推送桿31由進給驅動機構驅動作出位移，返回至步驟(I)的原始水平距離β;至此設備處于步驟(I)的位置，即初始位置;完成上層物料鉗鍋的推送和拉回操作。
[0028]下層物料鉗鍋的推送和拉回過程:
步驟(8)，推送桿31維持水平距離β不變，物料艙匣21由切換驅動機構驅動向上移動，該位置為垂直距離α2，如圖11所示；
步驟(9)，物料艙匣21維持垂直距離α2不變，推送桿31由進給驅動機構驅動作出位移，前進至推送桿31的鉤子32與下層物料坩禍的連接環處于同心位置，即水平距離β?;如圖12所示；
步驟(10)，推送桿31維持水平距離β?不變，物料艙匣21由切換驅動機構驅動繼續向上移動，移動至下層物料鉗鍋的連接環與推送桿31的鉤子32同心連接，實現推送桿31與下層物料鉗鍋的連接，該位置為垂直距離α3;該水平距離β?、垂直距離α3稱之為B源連接位置，如圖13所示；
步驟(11)，推送桿31在進給驅動機構驅動作用下，將下層物料鉗鍋沿著進料通道13推送至工作位置，該位置為γ 1，γ I位置為客戶設定的任意位置;推送桿內部的溫度傳感器會探知該位置的溫度；
步驟(12)，在指定沉積時間到達后，推送桿31在進給驅動機構驅動作用下，拉動下層物料坩禍返回物料艙匣21內，設備回到步驟(10)的B源連接位置，即垂直距離α3、水平距離β?;
步驟(13)，物料艙匣21由切換驅動機構驅動向下移動，由步驟(12)的垂直距離α3返回至垂直距離α2，下層物料鉗鍋的連接環便與推送桿31鉤子32的分離，實現推送桿31與下層物料鉗鍋的脫離；
步驟(14)，物料艙匣21維持垂直距離α2不變，推送桿31由進給驅動機構驅動作出位移，返回至原始的水平距離β;
步驟(15)，物料艙匣21由切換驅動機構驅動向下移動，由步驟(14)的垂直距離α2返回至原始的垂直距離α位置，至此設備處于工作的起始位置;整個工作流程完畢。
【主權項】
1.一種多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于: 包括切換艙室，所述切換艙室一側設置有至少兩個沿橫向X軸水平分布的進給通道、另一側設置有分別與各進給通道相對應的進料通道，所述進給通道通過切換艙室的內腔與對應的進料通道相連通； 包括切換機構，所述切換機構包括與進給通道相等數量的物料艙匣、用于驅動物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的方向直線往復移動的切換驅動機構，所述物料艙匣上開設有至少兩個沿著物料艙匣移動方向分布的、與進給通道及進料通道相對應的物料艙室，所述物料艙室內放置有帶連接環的物料坩禍； 包括進給機構，所述進給機構包括與各進給通道相對應的推送桿、用于驅動各推送桿沿著橫向X軸直線往復移動的進給驅動機構，所述推送桿上對應切換艙室的一端設置有與物料坩禍的連接環相配合的鉤子； 包括控制系統，所述控制系統分別連接切換驅動機構和進給驅動機構，并用于分別控制切換驅動結構、進給驅動機構的啟停。2.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的豎向Z軸直線往復移動。3.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述物料艙匣在切換艙室內沿著與橫向X軸垂直的縱向Y軸直線往復移動。4.根據權利要求2或3所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述切換艙室包括有可拆卸密封連接的蓋板，所述切換驅動機構包括固定在蓋板上的滑軌座、與滑軌座滑動配合的第一滑動臺、固定桿、與控制系統連接的第一步進電機，所述固定桿一端固定連接在第一滑動臺上、另一端可上下移動地穿過蓋板后固定連接在物料艙匣上，所述第一步進電機通過絲杠驅動第一滑動臺在滑軌座上沿著物料艙匣的移動方向滑動。5.根據權利要求4所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述固定桿外套設有用于動態密封的第一壓縮波紋管。6.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述進給驅動機構包括滑動底板、與滑動底板滑動配合的第二滑動臺、與控制系統連接的第二步進電機，所述推送桿上與鉤子位置對立的一端固定在第二滑動臺上，所述第二步進電機通過絲桿驅動第二滑動臺在滑動底板上沿著橫向滑動。7.根據權利要求6所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述推送桿外套設有用于動態密封的第二壓縮波紋管。8.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:還包括有用于驅動切換驅動機構沿著物料艙匣移動方向滑動的拆裝驅動裝置，所述拆裝驅動裝置包括滑軌架、滑動配合在滑軌架上的第三滑動臺、與控制系統連接的第三步進電機，所述第三步進電機通過絲杠驅動第三滑動臺在滑軌架上沿著物料艙匣移動方向滑動，所述切換驅動機構的滑軌座固定在第三滑動臺上。9.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述推送桿內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接于控制系統。10.根據權利要求1所述的多樣品多通道自動切換進樣系統，其特征在于:所述進給通道相互并排間隔地分布。
【文檔編號】B65G47/82GK105905579SQ201610396131
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】邾根祥, 朱沫浥, 王偉, 江曉平, 王衛
【申請人】合肥科晶材料技術有限公司