一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置及方法

本发明涉及化学实验室，具体而言，尤其涉及一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置及方法。

背景技术：

1、近年来，随着人工智能、计算机技术、智能制造等许多先进科学技术的发展与应用下，传统的装备基本都实现了突破创新。智能制造通过技术手段提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量。机器人技术是智能制造的关键技术之一，具有高效、精准、灵活等优点。可以替代人力完成生产线上的重复性工作，机器人技术不仅可以提高生产效率，降低成本，而且能够提升产品质量和工作安全性。机器人从上世纪八十年代初期就开始应用于化学实验场景，这些机器人可以被编程执行许多不同任务，包括样品制备和处理。实验室中适用于机器人，因为过程包含重复的动作，实验人员将这些重复性较高的动作交给机器人去执行可以有效的提高工作的效率，并且可以帮助科研人员腾出时间进行化学实验的创新与设计。

2、但目前此技术也存在一些缺陷和局限性，由于机器人制造、维护和更新成本较高，同时机器人在长时间、复杂环境下的稳定性和可靠性仍然有待提高，此类机器人一般应用在资金充裕的大型实验室。此外，化学实验涉及到复杂的化学反应、不同材料和试剂的处理，以及多样的实验方法，目前的化学实验室机器人在处理复杂性和多样性方面尚有局限性，难以适应大多数类型的实验。鉴于以上局限性，特提出本发明。

技术实现思路

1、根据上述提出现有化学实验机器人装置结构复杂的技术问题，而提供一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置及方法。本发明主要利用自动旋紧装置准确地密封储液瓶，无需其他复杂技术，操作简单。也避免了化学实验人员难以完成的编程操作。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，包括固定装置和旋紧装置；

4、所述固定装置包括底板，所述底板上设置有储液瓶孔，所述储液瓶孔内放置有储液瓶，所述储液瓶上部依次设置有橡胶垫层和上盖，所述底板、橡胶垫层和上盖的尺寸相同，所述底板上开设有若干个螺纹孔，在底板螺纹孔竖直位置对应的橡胶垫层和上盖上也开设有螺纹孔，所述螺纹孔开设于储液瓶之间，同一竖直位置的底板、橡胶垫层和上盖的螺纹孔内螺纹连接有螺栓；

5、所述旋紧装置包括电动批头、第一l型柱和第二l型柱，所述电动批头竖直放置，所述第一l型柱包括竖直设置的第一竖直板和水平设置的第一水平板，第二l型柱包括竖直设置的第二竖直板和水平设置的第二水平板，所述电动批头的侧面通过连接板与第一竖直板的侧面相连，所述连接板可在第一竖直板的侧面滑动带动电动批头上下移动，所述第一水平板的侧面与第二竖直板的侧面滑动连接，所述第二水平板的下部连接有l型辅助块，所述第二水平板和l型辅助块上设置有用以使电动批头通过的通孔。

6、进一步地，所述第二竖直板的正面与弹簧的一端相连，所述弹簧的另一端与第一水平板的正面相连。

7、进一步地，还包括底座，所述底座为矩形，所述底座的四角处分别设置有一个固定挡板。

8、进一步地，四个固定挡板间的底座上设置有底板。

9、进一步地，所述电动批头通过滚珠丝杠与伺服电机相连。

10、本发明还提供了一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧方法，基于上述任意一项化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置实现，包括如下步骤：

11、将储液瓶放入底板上的储液瓶孔中，在储液瓶上盖上橡胶垫层和上盖，将螺栓放入螺纹孔内，将旋紧装置放至底座上；

12、伺服电机驱动滚珠丝杠，将电动批头对准螺栓中心位置，以面向工作台为正方向，以中间螺栓为基准构建坐标系，按顺序旋紧螺栓；

13、在电动批头下压过程中，l型辅助块先触碰到上盖，电机驱动电动批头向下对准螺栓的十字孔并旋转，弹簧被拉伸，当电动批头与螺栓分离时，弹簧拉动l型辅助块产生下压力，使得电动批头与螺栓分离，旋紧完成。

14、进一步地，按顺序旋紧螺栓时，采用对称旋紧顺序，先旋紧中间的螺栓，再旋紧四周的螺栓。

15、进一步地，在电动批头靠近螺栓时，电动批头会减速向下靠近。

16、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

17、本发明需要的工具单一，仅电动批头即可。无需其他通用型机器手那种复杂的机器。本发明机器成本低，可批量密封储液瓶，大大减少了成本以及消耗的时间，更加适用于化学实验的环境中。

18、本发明整体结构为化学实验室设计，结构简单可靠成本低。旋紧、放松螺栓均依靠电动批头完成。运动方式多样且可靠，不涉及视觉等其他领域技术，极大的简化了实验程序的编程。可以成批地密封储液瓶，该设计都可以操作，节约了时间成本和经济成本。

技术特征：

1.一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，其特征在于：包括固定装置和旋紧装置；

2.根据权利要求1所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，其特征在于，所述第二竖直板(6)的正面与弹簧(10)的一端相连，所述弹簧(10)的另一端与第一水平板(5)的正面相连。

3.根据权利要求1所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，其特征在于，固定装置还包括底座(11)，所述底座(11)为矩形，所述底座(11)的四角处分别设置有一个固定挡板(1)。

4.根据权利要求3所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，其特征在于，四个固定挡板(1)间的底座(11)上设置有底板。

5.根据权利要求1所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置，其特征在于，所述电动批头(3)通过滚珠丝杠与伺服电机相连。

6.一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧方法，基于权利要求1-5中任意一项权利要求所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧方法，其特征在于，按顺序旋紧螺栓时，采用对称旋紧顺序，先旋紧中间的螺栓，再旋紧四周的螺栓。

8.根据权利要求6所述的化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧方法，其特征在于，在电动批头(3)靠近螺栓时，电动批头(3)会减速向下靠近。

技术总结本发明提供一种化学高通量实验样品模组螺栓自动旋紧装置及方法，装置包括固定装置和旋紧装置；所述旋紧装置包括电动批头、第一L型柱和第二L型柱，所述电动批头竖直放置，所述第一L型柱包括竖直设置的第一竖直板和水平设置的第一水平板，第二L型柱包括竖直设置的第二竖直板和水平设置的第二水平板，所述连接板可在第一竖直板的侧面滑动带动电动批头上下移动，所述第一水平板的侧面与第二竖直板的侧面滑动连接，所述第二水平板的下部连接有L型辅助块，所述第二水平板和L型辅助块上设置有用以使电动批头通过的通孔。本发明的装置成本低，可批量密封储液瓶，大大减少了成本以及消耗的时间，更加适用于化学实验的环境中。技术研发人员：陶胜洋,杨文博,杜宇,杨壮,刘冬,赵克松受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13