一種用于試管的自動清洗干燥裝置及其使用方法與流程

本發明屬于實驗器材領域，尤其涉及一種用于試管的自動清洗干燥裝置及其使用方法。

背景技術：
試管是檢驗科和化學試驗中經常用到的一種試驗輔助器具，試管是由玻璃構成的如同手指形狀的管子，頂端開口，底部呈U形，試管的長度從幾厘米到20厘米不等，直徑在幾毫米到數厘米之間。在實驗或工作過程中，往往會使用到試管進行各種化學實驗。其中試管是整個檢測過程中的重要工具，清洗用過的試管是實驗后處理中的一個重要步驟。當大批量試管需要清洗時，因為數量多，手工清潔慢，會增加檢測后處理的工作時間。如果能夠提高樣品瓶清洗步驟的效率，就可以很好地銜接上批次和下批次之間的工作間隙，提升檢測工作的整體效率。而現有的手工清洗的過程中，存在以下問題：第一，清洗時,在每次做完實驗之后都大量的試管需要進行清洗和消毒，目前試管清洗大都靠人工完成，效率低。第二，清洗時需要工作人員用手把試管中的溶液甩出來實現干燥，如果操作大批量試管時，重復性工作占用大量的工作時間，造成整個清洗過程的效率低下。第三，清洗過程中，因為是人工操作，手指等人體器官會接觸到試管中的樣品溶液，或者揮發性有機氣體通過呼吸器官進入人體，而試管溶液中的溶劑有可能是甲苯、正己烷等有毒有害的有機溶劑，對人體健康造成極大的危害。第四，浪費大量的水。

技術實現要素：
為了彌補上述現有技術的不足，本發明提出一種用于試管的自動清洗干燥裝置及其使用方法，其可以實現試管的自動化運輸、清洗、干燥和存儲等，不但避免了人工清洗對身體的傷害，而且還可以提高試管清洗效率，節約水資源。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種用于試管的自動清洗干燥裝置，包括試管架2、清洗裝置4、水循環系統3、干燥裝置5、輸送裝置、試管箱1和控制系統。試管架2為上下雙層板結構，當安裝在清洗干燥裝置上時，上層板在清洗裝置4的傳輸方向的垂直方向上比下層板2-6要短，上層板和下層板2-6由上下連接板連接固定形成試管架2。上層板中央設置有試管安裝孔，下層板2-6的上表面設置有半圓孔，用于對試管定位。其中，試管安裝孔的直徑大于被清洗不同型號試管的最大直徑，孔壁周向360度沿同一水平面方向上均布有6個孔，孔內設置有彈簧2-2，彈簧2-2一端固定在孔底面，另一端連接一個大于半球的球形殼體2-4，球形殼體2-4內嵌入一個球體2-3，球體2-3為樹脂材料。當試管插入試管安裝孔，球體2-3被壓向試管壁，彈簧2-2收縮，6個彈簧2-2的反作用力壓向試管，可以實現試管的夾持。具體上述孔結構的試管架2適用于不同型號試管的夾持。試管架2的下層板2-6的夾持面為鋸齒形結構，相對應地，試管架夾持裝置2-5的U型結構的底面上也設置為可以與下層板2-6的夾持面嚙合的鋸齒形結構。清洗裝置4包括機架、視覺識別裝置、試管架夾持裝置2-5、夾持座體、清洗位置用傳感器、清洗定時器、試管架夾持座體用驅動裝置、毛刷、毛刷桿、毛刷用驅動電機4-1、毛刷用驅動電機4-1座體、出水口、出清潔劑口、水管、清潔劑管、用于控制清潔劑管道的電磁閥、清潔劑流量計、用于控制水管管道的電磁閥、排水孔3-6、三通接頭、回收池3-5、二次利用水桶3-2、水位傳感器。試管刷的刷體4-4內有一個空腔，毛刷桿為中空管，毛刷桿的空腔與刷體空腔相通，毛刷桿在毛刷供水腔4-3位置的對應桿壁上沿周向設置多個孔，作為進水端與供液管4-5連通。供液管4-5口連接三通接頭，另外兩個接頭一端接水管，另一端接清潔劑管，清潔劑管另一端與清潔劑供應筒3-1連接，水管的另一端接三通接頭，另外兩個接頭一端接清水桶3-3出水管，另一端接二次利用水桶3-2出水管。其中二次利用水桶3-2出水口、清水桶3-3出水口、清潔劑管處均設置電磁閥控制其通斷。視覺識別裝置設置在清洗裝置4上游端。在機架兩側各設置一個夾持座體，夾持座體上固定設置U型試管架夾持裝置2-5，在機架上設置夾持座體用驅動裝置，夾持座體可以被驅動成可上下運動、左右運動、前后運動。相應地，試管架2夾持裝置被驅動成可上下運動、左右運動、前后運動。試管架2夾持裝置的上下運動可以實現試管架2的升降，試管架夾持裝置2-5的左右運動可以實現試管架2的夾持和放開，試管架夾持裝置2-5的前后運動可以實現試管架2在上游側和試管箱1之間的自由傳輸。在毛刷用驅動電機4-1座體上沿上游側至下游側方向設置多個不同型號的毛刷，多個不同型號毛刷成列設置，不同型號的毛刷可按照試管規格進行選擇。其中每個毛刷對應一個毛刷用驅動電機4-1，每個毛刷可以由毛刷用驅動電機4-1獨立驅動旋轉，毛刷用驅動電機4-1經毛刷聯軸器4-2與毛刷桿連接。排水孔3-6接三通接頭，另外兩個接頭一個通往廢水槽3-7，另一個通往回收池3-5，通往廢水槽3-7和通往回收池3-5的兩個接頭端均安裝有電磁閥用于控制水流的方向。回收池3-5中有過濾網、PH控制裝置。過濾網對廢液中大顆粒物質進行過濾，PH控制裝置包括PH電極、PH控制儀。當清潔完試管的水流入回收池3-5經過濾網后，PH控制裝置檢測經過濾網的液體的PH值，將PH值傳送至控制系統中進行比較，若PH值在設定的范圍內，則液體經循環泵3-4將符合規定的液體抽到二次利用水桶3-2中，若PH值在設定范圍之外，則將液體排至廢水槽3-7中。當試管架2在即將進入清洗裝置4時，視覺識別裝置檢測到試管類型，并將信息傳輸至控制系統并對試管匹配相應的試管刷。隨后，試管架2運送至匹配的試管刷對應的清洗位置處，清洗位置用傳感器感應到試管架2，試管架夾持裝置2-5開始運動將試管架2夾持住，試管架2被夾持著做上下升降運動，與此同時，相應的試管刷被試管架夾持座體用驅動裝置驅動做旋轉運動。其中，試管刷在開始旋轉的同時進行供液，定時器開始計時，控制系統優先供二次利用水桶3-2中的水，并同時打開清潔劑閥，當清潔劑流量到達清潔劑流量計設定數值時，關閉清潔劑管處電磁閥停止供清潔劑僅供水。水位傳感器檢測到水位高度，當二次利用水桶3-2中的水位到達預定水位數值，停止二次利用水桶3-2中的水供應并轉換成清水繼續供水。在試管刷上下和旋轉運動的同時，試管先供清潔劑和水清洗后再僅用水對試管沖洗，進而實現了試管的徹底清潔。干燥裝置包括支架、熱風機、位置傳感器、干燥定時器、顯示器，干燥定時器和熱風機分別與控制系統電連接；當試管架2運行到烘干裝置的烘干位置正下方時，位置傳感器檢測到信號，傳送裝置停止，熱風機開啟，對試管進行烘干，烘干的時間可在顯示器上進行顯示；在干燥裝置下端的與試管架同一高度設置一個氣缸推板裝置，當達到設定時間，熱風機停止工作，氣缸推板裝置啟動，推板1-2在氣缸1-1的推動下將試管架2至試推送至試管箱1，在進入試管箱之前，試管箱1的上游側設置的視覺識別裝置檢測到試管架2，將檢測信息傳入控制系統，識別出不同型號的試管，并匹配試管箱相應的試管放置空間，使得一種型號的試管輸送至對應的試管放置空間內；試管箱1包括箱體外殼、臺板1-7、隔板、電機、編碼器、聯軸器、電機安裝架、鏈條1-6、鏈輪1-4、氣缸1-1、推桿、推板1-2，試管箱1由豎立的隔板隔成多個隔斷，在相鄰的兩個隔板之間形成一個試管放置空間，在每個隔板四個角各安裝有一個鏈輪1-4，每個隔板上相對豎直設置的兩個鏈輪1-4上安裝一鏈條1-6，每個隔斷內設置的四個鏈條1-6，鏈條1-6上間隔設置試管承板1-5，四個鏈條1-6上同一高度的四個試管承板1-5可以承接一個臺板1-7，臺板1-7通過鏈輪1-4和鏈條1-6上下層疊的放置，最底層臺板1-7的前端與傳送裝置相抵接，在位于試管箱上游側、干燥裝置的下部設置推桿1-2和氣缸1-1，推桿上設置推板1-2可以推動臺板1-7上的試管架2向傳送裝置方向運動，最終實現將試管架2推動至試管箱內，不同型號的試管放置在不同的隔斷內，每一組相鄰的隔板之間試管的型號相同，但為了實現各種試管的輸送，不同型號試管選擇相同的試管架2，試管架2放置在相應的臺板1-7上，在每一個試管架2上設置有一個感應模塊，儲存裝置上設置有識別感應模塊的照相檢測裝置；電機上安裝有編碼器，通過確定電機的轉動角度確定每一個試管架2的高度，進而控制電機轉動，以實現將相應干燥后的試管架2運送至試管箱1最下端的臺板1-7上。在試管的自動清洗干燥裝置側面還設置有操作面板，操作人員可根據需要在上面進行讀取裝置進程并進行相應操作。與現有技術相比較，本發明具有如下的優點：1)整個操作過程不需要人工搬送試管，避免了因搬送過程中試管不慎摔落；2)該試管自動化清洗干燥裝置可以根據不同類型試管自動選擇試管刷，試管刷旋轉運動、試管升降運動的聯動可以提高了清潔效率；3)試管架適用于不同類型的試管，節約了成本，節省了材料，節約了空間。4)利用水循環系統二次利用水源，節約了水資源。附圖說明圖1是本發明的用于試管的自動清洗干燥裝置的整體圖；圖2是本發明試管架截面結構示意圖；圖3是本發明的清洗裝置的結構示意圖；圖4是本發明水循環系統的結構示意圖；圖5是本發明試管箱和氣缸推板裝置的結構示意圖；圖6是本發明的試管架夾持裝置和試管架的鋸齒結構示意圖；附圖標記如下：試管箱1，試管架2，水循環系統3，清洗裝置4，干燥裝置5，彈簧2-2，試管2-1，試管架夾持裝置2-5，球形殼體2-4，球體2-3，下層板2-6，清潔劑供應筒3-1，二次利用水桶3-2，清水桶3-3，循環泵3-4，回收池3-5，廢水槽3-7，排水孔3-6，毛刷用驅動電機4-1，毛刷聯軸器4-2，毛刷供水腔4-3，刷體4-4，供液管4-5，氣缸1-1，推板1-2，箱體外殼1-3，鏈輪1-4，試管承板1-5，鏈條1-6，臺板1-7。具體實施方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。圖1展示了一種用于試管的自動清洗干燥裝置的整體圖，如圖1所示，一種用于試管的自動清洗干燥裝置，包括試管架2、清洗裝置4、水循環系統3、干燥裝置5、輸送裝置、試管箱1和控制系統。試管架2為上下雙層板結構，當安裝在清洗干燥裝置上時，上層板在清洗裝置4的傳輸方向的垂直方向上比下層板2-6要短，上層板和下層板2-6由上下連接板連接固定形成試管架2。上層板中央設置有試管安裝孔，下層板2-6的上表面設置有半圓孔，用于對試管定位。其中，試管安裝孔的直徑大于被清洗不同型號試管的最大直徑，孔壁周向360度沿同一水平面方向上均布有6個孔，孔內設置有彈簧2-2，彈簧2-2一端固定在孔底面，另一端連接一個大于半球的球形殼體2-4，球形殼體2-4內嵌入一個球體2-3，球體2-3為樹脂材料。當試管插入試管安裝孔，球體2-3被壓向試管壁，彈簧2-2收縮，6個彈簧2-2的反作用力壓向試管，可以實現試管的夾持。具體上述孔結構的試管架2適用于不同型號試管的夾持。試管架2的下層板2-6的夾持面為鋸齒形結構，相對應地，試管架夾持裝置2-5的U型結構的底面上也設置為可以與下層板2-6的夾持面嚙合的鋸齒形結構。清洗裝置4包括試管架2、機架、視覺識別裝置、試管架夾持裝置2-5、夾持座體、清洗位置用傳感器、清洗定時器、試管架夾持座體用驅動裝置、毛刷、毛刷桿、毛刷用驅動電機4-1、毛刷用驅動電機4-1座體、出水口、出清潔劑口、水管、清潔劑管、用于控制清潔劑管道的電磁閥、清潔劑流量計、用于控制水管管道的電磁閥、排水孔3-6、三通接頭、回收池3-5、二次利用水桶3-2、水位傳感器。試管刷的刷體4-4內有一個空腔，毛刷桿為中空管，毛刷桿的空腔與刷體空腔相通，毛刷桿在毛刷供水腔4-3位置的對應桿壁上沿周向設置多個孔，作為進水端與供液管4-5連通。供液管4-5口連接三通接頭，另外兩個接頭一端接水管，另一端接清潔劑管，清潔劑管另一端與清潔劑供應筒3-1連接，水管的另一端接三通接頭，另外兩個接頭一端接清水桶3-3出水管，另一端接二次利用水桶3-2出水管。其中二次利用水桶3-2出水口、清水桶3-3出水口、清潔劑管處均設置電磁閥控制其通斷。視覺識別裝置設置在清洗裝置4上游端。在機架兩側各設置一個夾持座體，夾持座體上固定設置U型試管架夾持裝置2-5，在機架上設置夾持座體用驅動裝置，夾持座體可以被驅動成可上下運動、左右運動、前后運動。相應地，試管架2夾持裝置被驅動成可上下運動、左右運動、前后運動。試管架2夾持裝置的上下運動可以實現試管架2的升降，試管架夾持裝置2-5的左右運動可以實現試管架2的夾持和放開，試管架夾持裝置2-5的前后運動可以實現試管架2在上游側和試管箱1之間的自由傳輸。在毛刷用驅動電機4-1座體上沿上游側至下游側方向設置多個不同型號的毛刷，多個不同型號毛刷成列設置，不同型號的毛刷可按照試管規格進行選擇。其中每個毛刷對應一個毛刷用驅動電機4-1，每個毛刷可以由毛刷用驅動電機4-1獨立驅動旋轉，毛刷用驅動電機4-1經毛刷聯軸器4-2與毛刷桿連接。排水孔3-6接三通接頭，另外兩個接頭一個通往廢水槽3-7，另一個通往回收池3-5，通往廢水槽3-7和通往回收池3-5的兩個接頭端均安裝有電磁閥用于控制水流的方向。回收池3-5中有過濾網、PH控制裝置。過濾網對廢液中大顆粒物質進行過濾，PH控制裝置包括PH電極、PH控制儀。當清潔完試管的水流入回收池3-5經過濾網后，PH控制裝置檢測經過濾網的液體的PH值，將PH值傳送至控制系統中進行比較，若PH值在設定的范圍內，則液體經循環泵3-4將符合規定的液體抽到二次利用水桶3-2中，若PH值在設定范圍之外，則將液體排至廢水槽3-7中。當試管架2在即將進入清洗裝置4時，視覺識別裝置檢測到試管類型，并將信息傳輸至控制系統并對試管匹配相應的試管刷。隨后，試管架2運送至匹配的試管刷對應的清洗位置處，清洗位置用傳感器感應到試管架2，試管架夾持裝置2-5開始運動將試管架2夾持住，試管架2被夾持著做上下升降運動，與此同時，相應的試管刷被試管架夾持座體用驅動裝置驅動做旋轉運動。其中，試管刷在開始旋轉的同時進行供液，定時器開始計時，控制系統優先供二次利用水桶3-2中的水，并同時打開清潔劑閥，當清潔劑流量到達清潔劑流量計設定數值時，關閉清潔劑管處電磁閥停止供清潔劑僅供水。水位傳感器檢測到水位高度，當二次利用水桶3-2中的水位到達預定水位數值，停止二次利用水桶3-2中的水供應并轉換成清水繼續供水。在試管刷上下和旋轉運動的同時，試管先供清潔劑和水清洗后再僅用水對試管沖洗，進而實現了試管的徹底清潔。干燥裝置包括支架、熱風機、位置傳感器、干燥定時器、顯示器，干燥定時器和熱風機分別與控制系統電連接；當試管架2運行到烘干裝置的烘干位置正下方時，位置傳感器檢測到信號，傳送裝置停止，熱風機開啟，對試管進行烘干，烘干的時間可在顯示器上進行顯示；在干燥裝置下端的與試管架同一高度設置一個氣缸推板裝置，當達到設定時間，熱風機停止工作，氣缸推板裝置啟動，推板1-2在氣缸1-1的推動下將試管架2至試推送至試管箱1，在進入試管箱之前，試管箱1的上游側設置的視覺識別裝置檢測到試管架2，將檢測信息傳入控制系統，識別出不同型號的試管，并匹配試管箱相應的試管放置空間，使得一種型號的試管輸送至對應的試管放置空間內；試管箱1包括箱體外殼、試管架2、臺板1-7、隔板、電機、編碼器、聯軸器、電機安裝架、鏈條1-6、鏈輪1-4、氣缸1-1、推桿、推板1-2，試管箱1由豎立的隔板隔成多個隔斷，在相鄰的兩個隔板之間形成一個試管放置空間，在每個隔板四個角各安裝有一個鏈輪1-4，每個隔板上相對豎直設置的兩個鏈輪1-4上安裝一鏈條1-6，每個隔斷內設置的四個鏈條1-6，鏈條1-6上間隔設置試管承板1-5，四個鏈條1-6上同一高度的四個試管承板1-5可以承接一個臺板1-7，臺板1-7通過鏈輪1-4和鏈條1-6上下層疊的放置，最底層臺板1-7的前端與傳送裝置相抵接，在位于試管箱上游側、干燥裝置的下部設置推桿1-2和氣缸1-1，推桿上設置推板1-2可以推動臺板1-7上的試管架2向傳送裝置方向運動，最終實現將試管架2推動至試管箱內，不同型號的試管放置在不同的隔斷內，每一組相鄰的隔板之間試管的型號相同，但為了實現各種試管的輸送，不同型號試管選擇相同的試管架2，試管架2放置在相應的臺板1-7上，在每一個試管架2上設置有一個感應模塊，儲存裝置上設置有識別感應模塊的照相檢測裝置；電機上安裝有編碼器，通過確定電機的轉動角度確定每一個試管架2的高度，進而控制電機轉動，以實現將相應干燥后的試管架2運送至試管箱1最下端的臺板1-7上。雖然本發明已以較佳實施例披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。