(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-29
(45)【発行日】2023-07-07
(54)【発明の名称】固体採取装置
(51)【国際特許分類】
G01N 1/00 20060101AFI20230630BHJP
G01N 1/08 20060101ALI20230630BHJP
【ＦＩ】
G01N1/00 101A
G01N1/08 L
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022551778
(86)(22)【出願日】2021-02-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(86)【国際出願番号】 CN2021077869
(87)【国際公開番号】W WO2021170038
(87)【国際公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-08-31
(31)【優先権主張番号】202010129759.5
(32)【優先日】2020-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202010376897.3
(32)【優先日】2020-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202010612979.3
(32)【優先日】2020-06-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】522339374
【氏名又は名称】馬 良
【氏名又は名称原語表記】ＭＡ， Ｌｉａｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ３３３ Ｇｏｎｇｙｅ Ｒｏａｄ， Ｇｕｌｏｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｆｕｚｈｏｕ， Ｆｕｊｉａｎ ３５０００２， Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】馬 良
【審査官】佐々木 崇
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－２１４０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０３４６５１０９（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国実用新案第２０４７６８７８４（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １／００－ １／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体採取装置であって、固体採取装置本体とガンヘッドとを含み、前記固体採取装置本体は、筐体と、動力システムと、計量システムと、制御システムとを含み、前記筐体内には上下に貫通し、動力システム及び計量システムを配置するための内部キャビティが開設され、前記動力システムが駆動機構及び伝動軸を含み、前記駆動機構は筐体内に取り付けられ、前記駆動機構の出力端が伝動軸に下向きに接続され、前記伝動軸の下端は筐体を通過し、ガンヘッド伝動ヘッドに結合されて伝動する伝動軸ヘッドを有し、前記計量システムが計量センサ及びスリーブを含み、前記計量センサが筐体内に取り付けられ、前記スリーブが伝動軸の外周部に嵌められ、前記スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、前記スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有し、前記ガンヘッドがガンヘッドハウジングと、スクリューと、ガンヘッド伝動ヘッドとを含み、前記ガンヘッドハウジング内には上下に貫通するガンヘッドキャビティが開設され、前記ガンヘッドハウジングの上部が、スリーブの先端部に結合されてドッキングされる結合ドッキング部を有し、先端部が結合ドッキング部に挿入されたときにガンヘッドが引っかかられ、前記スクリュー及びガンヘッド伝動ヘッドがガンヘッドキャビティ内に設けられ、前記ガンヘッド伝動ヘッドの下部がスクリューの上端に固定的に接続され、スクリューをガンヘッドの中心周りに回転させ、前記ガンヘッド伝動ヘッドの上部は、伝動軸ヘッドに結合されて伝動する結合伝動部を有し、伝動軸ヘッドが結合伝動部に挿入されたときにモータによって伝動軸の正逆回転を制御し、ガンヘッド伝動ヘッドを介してスクリューを正逆回転させることで、螺進して固体サンプルを取り込み、または螺退して固体サンプルを放出する、ことを特徴とする固体採取装置。
【請求項2】
前記筐体には押し出し機構が設けられ、前記押し出し機構は、取り付けブラケットと、押圧部と、中間リンクと、押し出しロッドと、押し出しリターンスプリングと、を含み、前記取り付けブラケットが筐体の横側部に接続され、前記中間リンクは取り付けブラケットに取り付けられ、取り付けブラケットに沿って上下にスライド可能であり、前記押圧部は中間リンクの上端に接続され、中間リンクを駆動して下方に移動させ、前記押し出しロッドは、上端が中間リンクの下端に固定的に接続され、下端が筐体を通過するスリーブの下端横側に突き当たり、中間リンクの駆動でガンヘッドハウジングを押し下げ、ガンヘッドを固体採取装置本体から押し出し、前記押し出しリターンスプリングが押し出しロッドと取り付けブラケットとの間に取り付けられ、押し出しロッドが下方に移動した後に押し出しロッドを駆動してリターンさせる、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項3】
前記固体採取装置にはサイズ仕様の異なる複数のガンヘッドが配置され、各ガンヘッドは、異なる直径、異なる長さのスクリューと、スクリューに適合したガンヘッドハウジングとを有し、サンプルの性質、使用量及び試薬瓶のサイズ仕様に応じて異なるガンヘッドを選択し、前記伝動軸の下端の伝動軸ヘッドは、一文字、十字、三角形、五角形、梅の花の形を含む凸凹構造であり、前記ガンヘッド伝動ヘッド上の結合伝動部は、伝動軸ヘッドに適合した凸凹構造である、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項4】
前記固体採取装置本体には材料戻し振動装置がさらに設けられ、前記材料戻し振動装置は筐体内に取り付けられ、伝動軸に作用して伝動軸を材料戻しのときに振動させ、前記材料戻し振動装置は、フレキシブル軸スリーブと、小型振動モータと、振動吸収スプリングと、を含み、前記フレキシブル軸スリーブが伝動軸に嵌められ、振動吸収スプリングを介して筐体内に取り付けられ、前記小型振動モータがフレキシブル軸スリーブに接続され、フレキシブル軸スリーブを介して伝動軸を駆動して振動させ、前記小型振動モータも振動吸収スプリングを介して筐体内に取り付けられ、前記伝動軸が振動すると、ガンヘッドを振動させて、材料卸しを支援する、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項5】
前記固体採取装置本体には材料戻し振動装置がさらに設けられ、前記材料戻し振動装置は筐体に取り付けられ、スリーブに作用してスリーブを材料戻しのときに振動させ、前記材料戻し振動装置は、押し出しロッドの下端に取り付けられる小型振動モータを含み、前記小型振動モータが、押し出しロッドの下端を介して筐体を通過するスリーブの下端横側に突き当たり、作動のときに押し出しロッドの下端を振動させ、前記押し出しロッドの下端が振動すると、スリーブに触れてスリーブを振動させ、前記スリーブが振動すると、ガンヘッドを振動させて、材料卸しを支援する、ことを特徴とする請求項２に記載の固体採取装置。
【請求項6】
前記スリーブは、上部スリーブと、振動吸収材料からなる下部スリーブと、を含み、前記上部スリーブの下部が下部スリーブの上部に結合されて接続され、前記上部スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、前記下部スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項7】
前記計量システムは耐干渉計量システムであり、前記耐干渉計量システムは、計量センサと、振動センサと、センサ取り付け座と、スリーブと、防振接続部材と、を含み、前記計量センサがセンサ取り付け座に取り付けられ、前記スリーブが伝動軸の外周部に嵌められ、前記スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有し、前記スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、計量センサによってスリーブの負荷容量を検出し、前記振動センサもセンサ取り付け座に取り付けられ、計量センサが受ける振動干渉を振動センサによって同期感知し、計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償して、計量精度を向上させ、前記センサ取り付け座は、筐体の振動による計量への干渉を低減するように、防振接続部材を介して筐体に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項8】
計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償する方法は、以下の２つの方法の１つであり、Ａ１）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得するとともに、振動センサによって振動データを同期感知し、取得された振動データを使用して計量データを同期補償して、耐干渉校正後の正確な計量データを取得し、
Ａ２）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量する前に、振動フィルタリングモデルを作成し、トレーニングデータセットを使用して振動フィルタリングモデルをトレーニングして、トレーニングされた自己適応フィルタリングモデルを取得し、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得して自己適応フィルタリングモデルに入力して、耐干渉フィルタリング後の正確な計量データを取得し、
前記トレーニングデータセットの構築方法は、耐干渉の前記固体採取装置を使用して既知の重量の固体サンプルを連続的に計量し、対応する計量センサの計量データ及び振動センサの振動データを取得し、１つの固体サンプルの真値とそれに対応する計量データ及び振動データとを１つのトレーニングデータとして、複数のトレーニングデータを有するトレーニングデータセットを構築して取得することである、
ことを特徴とする請求項７に記載の固体採取装置。
【請求項9】
前記制御システムは、筐体の上部に設けられ、コントローラと、表示モジュールと、制御ボタンと、駆動モジュールと、電源モジュールと、を含み、前記表示モジュールは、関連する計量情報及び制御情報を表示し、前記制御ボタンは、制御命令を入力し、前記駆動モジュールは、駆動機構に電気的に接続され、駆動機構の作動を制御し、前記コントローラは、計量センサ、表示モジュール、制御ボタン、駆動モジュール及び電源モジュールにそれぞれ電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の固体採取装置。
【請求項10】
前記駆動機構は、以下の構造の１つであり、１）前記駆動機構はモータ及びカップリングを含み、前記モータが筐体内に取り付けられ、前記カップリングの上端がモータの出力端に固定的に接続され、下端が伝動軸に固定的に接続され、
２）前記駆動機構は、モータと、主に電動プッシュロッド及びプッシュロッドモータからなる電動プッシュロッド機構と、を含み、前記プッシュロッドモータが筐体に下向きに取り付けられ、前記モータの取り付け部が電動プッシュロッドに上向きに固定的に接続され、プッシュロッドモータの駆動で上下に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、プッシュロッドモータの駆動で伝動軸を上下に移動させ、
３）前記駆動機構は、モータと、プランジャと、プランジャリンクと、プランジャリターンスプリングと、互いに連携して作動する２つの測位センサと、を含み、前記プランジャは、筐体の上部に設けられて筐体に沿って上下に移動可能であり、前記プランジャがプランジャリンクの上端に下向きに固定的に接続され、前記モータの取り付け部がプランジャリンクの下端に上向きに固定的に接続され、プランジャの駆動で下方に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、前記プランジャリターンスプリングがモータと筐体との間に取り付けられ、プランジャを解放した後にプランジャを駆動してリターンさせ、前記２つの測位センサがそれぞれ筐体内及びプランジャリンクに取り付けられ、前記２つの測位センサがコントローラに電気的に接続され、２つの測位センサが互いに接近するときにコントローラに制御命令を送信し、モータを制御して正転させ、伝動軸を介してガンヘッドのスクリューを正転させ、螺進して固体サンプルを取り込む、
ことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の固体採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体サンプルサンプリング技術分野に関し、具体的には固体採取装置に関する。
【背景技術】
【0002】
化学、材料、医薬及び生物分野の実験室では、固体サンプルと液体サンプルを採取、秤量、分配する必要があることが多い。ピペットは実験室で液体を分配するための手持ち装置である。ピペットのピストンは、スプリングの伸縮運動によってガスの一部を排除し、大気圧を利用して液体を吸入し、ピストンによって液体から空気を押し出す。固体サンプルは、液体サンプルのように空気変位（air displacement）の方法でピペットによって正確に採取することはできない。従来の固体秤量方法は、試薬瓶から薬さじで固体サンプルを取り出し、電子秤上の秤量紙に少しずつ追加することである。プロセス全体に手間がかかって不便で、サンプルがこぼれたり、作業台を汚染したりすることがある。
【0003】
そのため、信頼性がよく、操作が簡単で、秤量が正確で迅速な携帯型固体採取器具を開発することは実験室の仕事効率を大幅に高めることができる。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、固体サンプルを採取、秤量及び分配することができ、サンプリングが簡単で、正確で、迅速で、信頼性がよい固体採取装置を提供することを目的としている。
【0005】
上記目的を実現するために、本発明の技術案は、固体採取装置であって、固体採取装置本体とガンヘッドとを含み、前記固体採取装置本体が、筐体と、動力システムと、計量システムと、制御システムとを含み、前記筐体内には上下に貫通し、動力システム及び計量システムを配置するための内部キャビティが開設され、前記動力システムが駆動機構及び伝動軸を含み、前記駆動機構は筐体内に取り付けられ、前記駆動機構の出力端が伝動軸に下向きに接続され、前記伝動軸の下端は筐体を通過し、ガンヘッド伝動ヘッドに結合されて伝動する伝動軸ヘッドを有し、前記計量システムが計量センサ及びスリーブを含み、前記計量センサが筐体内に取り付けられ、前記スリーブが伝動軸の外周部に嵌められ、前記スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、前記スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有し、前記ガンヘッドがガンヘッドハウジングと、スクリューと、ガンヘッド伝動ヘッドとを含み、前記ガンヘッドハウジング内には上下に貫通するガンヘッドキャビティが開設され、前記ガンヘッドハウジングの上部が、スリーブの先端部に結合されてドッキングされる結合ドッキング部を有し、先端部が結合ドッキング部に挿入されたときにガンヘッドが引っかかられ、前記スクリュー及びガンヘッド伝動ヘッドがガンヘッドキャビティ内に設けられ、前記ガンヘッド伝動ヘッドの下部がスクリューの上端に固定的に接続され、スクリューをガンヘッドの中心周りに回転させ、前記ガンヘッド伝動ヘッドの上部は、伝動軸ヘッドに結合されて伝動する結合伝動部を有し、伝動軸ヘッドが結合伝動部に挿入されたときにモータによって伝動軸の正逆回転を制御し、ガンヘッド伝動ヘッドを介してスクリューを正逆回転させることで、螺進して固体サンプルを取り込み、または螺退して固体サンプルを放出する。
【0006】
さらに、前記筐体には押し出し機構が設けられ、前記押し出し機構は、取り付けブラケットと、押圧部と、中間リンクと、押し出しロッドと、押し出しリターンスプリングと、を含み、前記取り付けブラケットが筐体の横側部に接続され、前記中間リンクは取り付けブラケットに取り付けられ、取り付けブラケットに沿って上下にスライド可能であり、前記押圧部は中間リンクの上端に接続され、中間リンクを駆動して下方に移動させ、前記押し出しロッドは、上端が中間リンクの下端に固定的に接続され、下端が筐体を通過するスリーブの下端横側に突き当たり、中間リンクの駆動でガンヘッドハウジングを押し下げ、ガンヘッドを固体採取装置本体から押し出し、前記押し出しリターンスプリングが押し出しロッドと取り付けブラケットとの間に取り付けられ、押し出しロッドが下方に移動した後に押し出しロッドを駆動してリターンさせる。
【0007】
さらに、前記固体採取装置にはサイズ仕様の異なる複数のガンヘッドが配置され、各ガンヘッドは、異なる直径、異なる長さのスクリューと、スクリューに適合したガンヘッドハウジングとを有し、サンプルの性質、使用量及び試薬瓶のサイズ仕様に応じて異なるガンヘッドを選択し、前記伝動軸の下端の伝動軸ヘッドは、一文字、十字、三角形、五角形、梅の花の形を含む凸凹構造であり、前記ガンヘッド伝動ヘッド上の結合伝動部は、伝動軸ヘッドに適合した凸凹構造である。
【0008】
さらに、前記固体採取装置本体には材料戻し振動装置がさらに設けられ、前記材料戻し振動装置は筐体内に取り付けられ、伝動軸に作用して伝動軸を材料戻しのときに振動させ、前記材料戻し振動装置は、フレキシブル軸スリーブと、小型振動モータと、振動吸収スプリングと、を含み、前記フレキシブル軸スリーブが伝動軸に嵌められ、振動吸収スプリングを介して筐体内に取り付けられ、前記小型振動モータがフレキシブル軸スリーブに接続され、フレキシブル軸スリーブを介して伝動軸を駆動して振動させ、前記小型振動モータも振動吸収スプリングを介して筐体内に取り付けられ、前記伝動軸が振動すると、ガンヘッドを振動させて、材料卸しを支援する。
【0009】
さらに、前記固体採取装置本体には材料戻し振動装置がさらに設けられ、前記材料戻し振動装置は筐体に取り付けられ、スリーブに作用してスリーブを材料戻しのときに振動させ、前記材料戻し振動装置は、押し出しロッドの下端に取り付けられる小型振動モータを含み、前記小型振動モータが、押し出しロッドの下端を介して筐体を通過するスリーブの下端横側に突き当たり、作動のときに押し出しロッドの下端を振動させ、前記押し出しロッドの下端が振動すると、スリーブに触れてスリーブを振動させ、前記スリーブが振動すると、ガンヘッドを振動させて、材料卸しを支援する。
【0010】
さらに、前記スリーブは、上部スリーブと、振動吸収材料からなる下部スリーブと、を含み、前記上部スリーブの下部が下部スリーブの上部に結合されて接続され、前記上部スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、前記下部スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有する。
【0011】
さらに、前記計量システムは耐干渉計量システムであり、前記耐干渉計量システムは、計量センサと、振動センサと、センサ取り付け座と、スリーブと、防振接続部材と、を含み、前記計量センサがセンサ取り付け座に取り付けられ、前記スリーブが伝動軸の外周部に嵌められ、前記スリーブの下端は筐体を通過し、ガンヘッドハウジングに結合されてドッキングされる先端部を有し、前記スリーブの上端のフランジが計量センサに押し付けられ、計量センサによってスリーブの負荷容量を検出し、前記振動センサもセンサ取り付け座に取り付けられ、計量センサが受ける振動干渉を振動センサによって同期感知し、計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償して、計量精度を向上させ、前記センサ取り付け座は、筐体の振動による計量への干渉を低減するように、防振接続部材を介して筐体に接続される。
【0012】
さらに、計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償する方法は、以下の２つの方法の１つであり、
Ａ１）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得するとともに、振動センサによって振動データを同期感知し、取得された振動データを使用して計量データを同期補償して、耐干渉校正後の正確な計量データを取得し、
Ａ２）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量する前に、振動フィルタリングモデルを作成し、トレーニングデータセットを使用して振動フィルタリングモデルをトレーニングして、トレーニングされた自己適応フィルタリングモデルを取得し、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得して自己適応フィルタリングモデルに入力して、耐干渉フィルタリング後の正確な計量データを取得し、
前記トレーニングデータセットの構築方法は、耐干渉の前記固体採取装置を使用して既知の重量の固体サンプルを連続的に計量し、対応する計量センサの計量データ及び振動センサの振動データを取得し、１つの固体サンプルの真値とそれに対応する計量データ及び振動データとを１つのトレーニングデータとして、複数のトレーニングデータを有するトレーニングデータセットを構築して取得することである。
Ａ１）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得するとともに、振動センサによって振動データを同期感知し、取得された振動データを使用して計量データを同期補償して、耐干渉校正後の正確な計量データを取得し、
Ａ２）耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量する前に、振動フィルタリングモデルを作成し、トレーニングデータセットを使用して振動フィルタリングモデルをトレーニングして、トレーニングされた自己適応フィルタリングモデルを取得し、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得して自己適応フィルタリングモデルに入力して、耐干渉フィルタリング後の正確な計量データを取得し、
前記トレーニングデータセットの構築方法は、耐干渉の前記固体採取装置を使用して既知の重量の固体サンプルを連続的に計量し、対応する計量センサの計量データ及び振動センサの振動データを取得し、１つの固体サンプルの真値とそれに対応する計量データ及び振動データとを１つのトレーニングデータとして、複数のトレーニングデータを有するトレーニングデータセットを構築して取得することである。
【0013】
さらに、前記制御システムは、筐体の上部に設けられ、コントローラと、表示モジュールと、制御ボタンと、駆動モジュールと、電源モジュールと、を含み、前記表示モジュールは、関連する計量情報及び制御情報を表示し、前記制御ボタンは、制御命令を入力し、前記駆動モジュールは、駆動機構に電気的に接続され、駆動機構の作動を制御し、前記コントローラは、計量センサ、表示モジュール、制御ボタン、駆動モジュール及び電源モジュールにそれぞれ電気的に接続される。
【0014】
さらに、前記駆動機構は、以下の構造の１つであり、
１）前記駆動機構はモータ及びカップリングを含み、前記モータが筐体内に取り付けられ、前記カップリングの上端がモータの出力端に固定的に接続され、下端が伝動軸に固定的に接続され、
２）前記駆動機構は、モータと、主に電動プッシュロッド及びプッシュロッドモータからなる電動プッシュロッド機構と、を含み、前記プッシュロッドモータが筐体に下向きに取り付けられ、前記モータの取り付け部が電動プッシュロッドに上向きに固定的に接続され、プッシュロッドモータの駆動で上下に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、プッシュロッドモータの駆動で伝動軸を上下に移動させ、
３）前記駆動機構は、モータと、プランジャと、プランジャリンクと、プランジャリターンスプリングと、互いに連携して作動する２つの測位センサと、を含み、前記プランジャは、筐体の上部に設けられて筐体に沿って上下に移動可能であり、前記プランジャがプランジャリンクの上端に下向きに固定的に接続され、前記モータの取り付け部がプランジャリンクの下端に上向きに固定的に接続され、プランジャの駆動で下方に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、前記プランジャリターンスプリングがモータと筐体との間に取り付けられ、プランジャを解放した後にプランジャを駆動してリターンさせ、前記２つの測位センサがそれぞれ筐体内及びプランジャリンクに取り付けられ、前記２つの測位センサがコントローラに電気的に接続され、２つの測位センサが互いに接近するときにコントローラに制御命令を送信し、モータを制御して正転させ、伝動軸を介してガンヘッドのスクリューを正転させ、螺進して固体サンプルを取り込む。
１）前記駆動機構はモータ及びカップリングを含み、前記モータが筐体内に取り付けられ、前記カップリングの上端がモータの出力端に固定的に接続され、下端が伝動軸に固定的に接続され、
２）前記駆動機構は、モータと、主に電動プッシュロッド及びプッシュロッドモータからなる電動プッシュロッド機構と、を含み、前記プッシュロッドモータが筐体に下向きに取り付けられ、前記モータの取り付け部が電動プッシュロッドに上向きに固定的に接続され、プッシュロッドモータの駆動で上下に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、プッシュロッドモータの駆動で伝動軸を上下に移動させ、
３）前記駆動機構は、モータと、プランジャと、プランジャリンクと、プランジャリターンスプリングと、互いに連携して作動する２つの測位センサと、を含み、前記プランジャは、筐体の上部に設けられて筐体に沿って上下に移動可能であり、前記プランジャがプランジャリンクの上端に下向きに固定的に接続され、前記モータの取り付け部がプランジャリンクの下端に上向きに固定的に接続され、プランジャの駆動で下方に移動し、前記モータの出力端が伝動軸に下向きに固定的に接続され、伝動軸を駆動して回転させ、前記プランジャリターンスプリングがモータと筐体との間に取り付けられ、プランジャを解放した後にプランジャを駆動してリターンさせ、前記２つの測位センサがそれぞれ筐体内及びプランジャリンクに取り付けられ、前記２つの測位センサがコントローラに電気的に接続され、２つの測位センサが互いに接近するときにコントローラに制御命令を送信し、モータを制御して正転させ、伝動軸を介してガンヘッドのスクリューを正転させ、螺進して固体サンプルを取り込む。
【発明の効果】
【0015】
従来技術に比べて、本発明は、以下の有益な効果を有する。固体サンプルを採取、秤量及び分配することができる固体採取装置を提供し、前記固体採取装置は、固体採取装置本体における動力システム、計量システム及び制御システムなどとガンヘッドとの連携動作により、固体サンプルの便利な採取、秤量及び結果表示を実現し、従来技術における固体サンプルの採取が不便で手間がかかるという課題を克服し、操作が簡単で、サンプリングが迅速で、正確で、信頼性がよく、作業効率を大幅に向上させる。同時に、本発明は、固体採取装置に材料戻し振動装置を設けることにより、材料戻し中にサンプルが固体採取装置に付着して秤量精度に影響を与える可能性があるという問題を克服し、材料卸し中にサンプルをきれいに除去し、装置の精度をさらに向上させる。また、本発明は、振動補償構造を設けることにより、振動による計量への干渉を低減し、振動干渉を補償し、固体採取装置の秤量の精度と安定性をさらに向上させる。したがって、本発明は、強い実用性と広い応用見通しを有する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施例１における固体採取装置全体の概略構造図である。
【図2】本発明の実施例における固体採取装置に配置される異なるガンヘッドの概略構造図である。
【図3】本発明の実施例における制御システムの原理ブロック図である。
【図4】本発明の実施例２における電動プッシュロッドが撤回したときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図5】本発明の実施例２における電動プッシュロッドが突出したときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図6】本発明の実施例３におけるプランジャが押し下げられていないときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図7】本発明の実施例３におけるプランジャが押し下げられたときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図8】本発明の実施例４における固体採取装置本体の概略構造図である。
【図9】本発明の実施例５における固体採取装置本体の概略構造図である。
【図10】本発明の実施例６におけるプランジャが押し下げられたときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図11】本発明の実施例７におけるプランジャが押し下げられたときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図12】本発明の実施例８における電動プッシュロッドが突出したときの固体採取装置本体の概略構造図である。
【図13】本発明の実施例９における電動プッシュロッドが突出したときの固体採取装置本体の概略構造図である。
【図14】本発明の実施例１０におけるプランジャが押し下げられたときの固体採取装置全体の概略構造図である。
【図15】本発明の実施例１１における電動プッシュロッドが突出したときの固体採取装置本体の概略構造図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面及び具体的な実施例と組み合わせて本発明についてさらに詳しく説明する。
【0018】
本実施例は、固体採取装置本体１とガンヘッドとを含む固体採取装置を提供する。前記固体採取装置本体は、筐体１６と、動力システムと、計量システムと、制御システムと、を含む。前記筐体１６内には、上下に貫通し、動力システム及び計量システムを配置するための内部キャビティが開設されている。前記動力システムは、駆動機構と伝動軸９とを含み、前記駆動機構は筐体１６内に取り付けられ、前記駆動機構の出力端が伝動軸９に下向きに接続され、前記伝動軸９の下端は筐体１６を通過し、ガンヘッド伝動ヘッド２０に結合されて伝動する伝動軸ヘッド１４を有する。前記計量システムは、計量センサ１０とスリーブ１２とを含み、前記計量センサ１０が筐体１６内の位置決めリングに取り付けられ、前記スリーブ１２が伝動軸９の外周部に嵌められ、前記スリーブ１２の上端のフランジが計量センサ１０に押し付けられ、前記スリーブ１２の下端は筐体１６を通過し、ガンヘッドハウジング２１に結合されてドッキングされる先端部１５を有する。前記ガンヘッドは、ガンヘッドハウジング２１と、スクリュー２２と、ガンヘッド伝動ヘッド２０と、を含み、前記ガンヘッドハウジング２１内には上下に貫通するガンヘッドキャビティが開設され、前記ガンヘッドハウジング２１の上部がスリーブ１２の先端部１５に結合されてドッキングされる結合ドッキング部を有し、先端部１５が結合ドッキング部に挿入されたときにガンヘッドが引っかかられ、前記スクリュー２２及びガンヘッド伝動ヘッド２０がガンヘッドキャビティ内に設けられ、前記ガンヘッド伝動ヘッド２０の下部がスクリュー２２の上端に固定的に接続され、スクリュー２２をガンヘッドの中心周りに回転させ、前記ガンヘッド伝動ヘッド２０の上部が、伝動軸ヘッド１４に結合されて伝動する結合伝動部を有し、伝動軸ヘッド１４が結合伝動部に挿入されたときに、モータ５によって伝動軸９の正逆回転を制御し、ガンヘッド伝動ヘッド２０を介してスクリュー２２を正逆回転させることで、螺進して固体サンプルを取り込み、または螺退して固体サンプルを放出する。
【0019】
ここで、前記固体採取装置本体１には押し出し機構が設けられ、前記押し出し機構は、取り付けブラケット２７と、押圧部６と、中間リンク８と、押し出しロッド１３と、押し出しリターンスプリング１１と、を含み、前記取り付けブラケット２７が筐体１６の横側部に接続され、前記中間リンク８は取り付けブラケットに取り付けられ、取り付けブラケットに沿って上下にスライド可能であり、前記押圧部６は中間リンク８の上端に接続され、中間リンク８を駆動して下方に移動させ、前記押し出しロッド１３は、上端が中間リンク８の下端に固定的に接続され、下端が筐体１６を通過するスリーブ１２の下端横側に突き当たり、中間リンク８の駆動でガンヘッドハウジング２１を押し下げ、ガンヘッドを固体採取装置本体１から押し出す。前記押し出しリターンスプリング１１が押し出しロッド１３と取り付けブラケットとの間に取り付けられ、押し出しロッド１３が下方に移動した後に押し出しロッドを駆動してリターンさせる。
【0020】
図２に示すように、異なる性質、使用量の固体サンプルの採取及び異なるサイズの試薬瓶に適用されるために、前記固体採取装置にはサイズ仕様の異なる複数のガンヘッドが配置され、各ガンヘッドが、異なる直径、異なる長さのスクリューと、スクリューに適合したガンヘッドハウジングとを有し、サンプルの性質、使用量及び試薬瓶のサイズ仕様に応じて異なるガンヘッドを選択する。
【0021】
ここで、前記伝動軸の下端の伝動軸ヘッド１４は、一文字、十字、三角形、五角形、梅の花の形を含む凸凹構造であってもよく、前記ガンヘッド伝動ヘッド上の結合伝動部は、伝動軸ヘッドに適合した凸凹構造である。
【0022】
ここで、外力による固体採取装置への損傷を避けるために、前記スリーブ１２のフランジと計量センサ１０との間には衝撃吸収構造が設けられ、衝撃吸収スプリングまたは衝撃吸収ゴムパッドであってもよい。
【0023】
ここで、前記筐体の外側には、固体採取装置を他の物体に掛ける支持部１８が設けられている。
【0024】
前記固体採取装置は、材料戻し振動装置をさらに含んでもよく、前記材料戻し振動装置が筐体内または筐体に取り付けられ、伝動軸９またはスリーブに作用して材料戻しのときに伝動軸９またはスリーブを振動させる。
【0025】
前記スリーブは、さらに上部スリーブ１２と、振動吸収材料からなる下部スリーブ３５（本実施例ではゴムスリーブが採用される）とを含むように設けられてもよく、前記上部スリーブ１２の下部が下部スリーブ３５の上部に結合されて接続され（本実施例ではねじで接続される）、前記上部スリーブ１２の上端のフランジが計量センサ１０に押し付けられ、前記下部スリーブ３５の下端は筐体１６を通過し、ガンヘッドハウジング２１に結合されてドッキングされる先端部１５を有する。ここに設ける弾性振動吸収の下部スリーブ３５には主に以下の２つの役割がある：１）固体採取装置の使用中に、落下したり硬い物体に触れたりした場合、下部スリーブが振動吸収と緩衝作用を有するため、固体採取装置、特にその中の計量センサを損傷からよりよく保護することができる。２）材料を戻しして振動するときに、振動が計量センサに伝わることによって計量センサの測定精度に影響を与えることを回避する。好ましくは、外力による固体採取装置への損傷を避けるために、前記上部スリーブ１２のフランジと計量センサ１０との間には、衝撃吸収構造がさらに設けられ、衝撃吸収スプリングまたは衝撃吸収ゴムパッドであってもよい。
【0026】
前記計量システムは、さらに耐干渉計量システムであってもよく、前記耐干渉計量システムは、計量センサ１０と、振動センサ４０と、センサ取り付け座３７と、スリーブと、防振接続部材３９と、を含み、前記計量センサ１０がセンサ取り付け座に取り付けられ、前記スリーブが伝動軸の外周部に嵌められて伝動軸と一定の隙間があり、前記スリーブの下端は筐体１６を通過し、ガンヘッドハウジング２１に結合されてドッキングされる先端部１５を有し、前記スリーブの上端のフランジが計量センサ１０押し付けられ、計量センサによってスリーブの負荷容量を検出し、前記振動センサ４０もセンサ取り付け座に取り付けられ、計量センサが受ける振動干渉を振動センサによって同期感知し、計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償して、計量精度を向上させ、前記センサ取り付け座は、筐体の振動による計量への干渉を低減するように、防振接続部材３９を介して筐体１６に接続される。
【0027】
計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償することは異なる実現方法がある。一方法として、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得するとともに、振動センサによって振動データを同期感知し、取得された振動データを使用して計量データを同期補償して、耐干渉校正後の正確な計量データを取得する。
【0028】
別の方法として、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量する前に、振動フィルタリングモデルを作成し、トレーニングデータセットを使用して振動フィルタリングモデルをトレーニングして、トレーニングされた自己適応フィルタリングモデルを取得し、耐干渉の前記固体採取装置を使用して固体サンプルを採取、秤量するとき、計量センサによって計量データを取得して自己適応フィルタリングモデルに入力して、耐干渉フィルタリング後の正確な計量データを取得する。ここで、トレーニングデータセットの構築方法は、耐干渉の前記固体採取装置を使用して既知の重量の固体サンプルを連続的に計量し、対応する計量センサの計量データ及び振動センサの振動データを取得し、１つの固体サンプルの真値とそれに対応する計量データ及び振動データとを１つのトレーニングデータとして、複数のトレーニングデータを有するトレーニングデータセットを構築して取得することである。
【0029】
本実施例では、前記防振接続部材３９は、ゴム材料からなる防振ゴムカバーであり、前記センサ取り付け座が、前記防振ゴムカバーを介して筐体の内側壁に結合されて接続される。
【0030】
耐震効果をさらに向上させるために、前記筐体１６の外側部には発泡振動抑制層３８が嵌められている。
【0031】
前記制御システムが筐体１６の上部に設けられ、図３に示すように、前記制御システムは、コントローラと、表示モジュール３（すなわち、ディスプレイ）と、制御ボタンと、駆動モジュールと、電源モジュール（本実施例では、電源モジュールが充電式バッテリーで実装される）と、を含み、前記表示モジュール３は、関連する計量情報及び制御情報を表示し、前記制御ボタンは、制御命令を入力し、前記駆動モジュールは、駆動機構に電気的に接続され、駆動機構の作動を制御し、前記コントローラは、計量センサ、表示モジュール、制御ボタン、駆動モジュール及び電源モジュールにそれぞれ電気的に接続される。
【0032】
図１に示すように、前記制御システムは、筐体の上部に設けられる制御システム取り付けハウジング２を含み、前記制御ボタンは、正逆回転ボタン１９と、正逆回転の制御以外の他の設置または制御を行う操作キー４と、を含み、前記表示モジュール３及び操作キー４が制御システム取り付けハウジング２の上部パネルに取り付けられ、前記正逆回転ボタン１９が固体採取装置本体１の筐体１６に取り付けられ、前記コントローラ、駆動モジュール及び電源モジュールが制御システム取り付けハウジング２内に取り付けられる。図３に示すように、前記コントローラにはデータインターフェースが設けられ、データインターフェースを介してマスタコンピュータとデータ通信を行う。固体採取装置の操作がコントローラによって制御され、コントローラには事前にプログラムされた操作と機能を記憶するためのメモリが配置されている。使用者は、操作キー４、正逆回転ボタン１９を介してディスプレイ３と連携してコントローラに指令を送信し、コントローラが駆動モジュールを介してモータ５の動作を制御する。コントローラは、計量センサ１０から情報を受信し、計算してから結果をディスプレイ３に表示する。
【0033】
前記駆動モジュールは、さらに材料戻し振動装置に電気的に接続されてもよく、コントローラが駆動モジュールを介して材料戻し振動装置の動作を制御する。
【0034】
前記コントローラは、さらに振動センサに電気的に接続されてもよい。前記補償アルゴリズムがコントローラに内蔵され、計量センサの計量データを補償アルゴリズムで補償する。
【0035】
本発明では、固体採取装置の材料戻し振動装置は、様々な実現案があってもよい。
【0036】
図８に示される実施例４では、または図１０に示される実施例６では、または図１２に示される実施例８では、前記材料戻し振動装置は、フレキシブル軸スリーブ３４（本実施例ではゴム軸スリーブが採用される）、小型振動モータ３２及び振動吸収スプリング３３を含み、前記フレキシブル軸スリーブ３４が伝動軸９に嵌められ、振動吸収スプリング３３を介して筐体１６内に取り付けられ、前記小型振動モータ３２がフレキシブル軸スリーブ３４に接続され、フレキシブル軸スリーブ３４を介して伝動軸９を駆動して振動させ、前記小型振動モータ３２も振動吸収スプリング３３を介して筐体１６内に取り付けられる。材料戻しのとき、小型振動モータ３２が振動し、フレキシブル軸スリーブ３４を介して伝動軸９を駆動して振動させ、前記伝動軸９が伝動軸ヘッド１４を介してガンヘッド伝動ヘッド２０を振動させ、さらにガンヘッド全体を振動させることで、从而使在ガンヘッドの内壁やスクリューに付着した粉状のサンプルを振り落とし、サンプルをきれいに除去し、材料卸しを支援する。なお、下部スリーブが振動吸収材料からなるため、ガンヘッドの振動は下部スリーブでほとんど吸収され、上方に伝わって計量センサの測定精度に影響を与えない。
【0037】
図９に示される実施例５では、または図１１に示される実施例７では、または図１３に示される実施例９では、前記材料戻し振動装置は、押し出しロッド１３の下端に取り付けられる小型振動モータ３２を含み、前記小型振動モータ３２が、押し出しロッドの下端を介して筐体１６を通過するスリーブ１２の下端横側に近接しており、一定の隙間がある。材料戻しのとき、小型振動モータ３２が振動し、押し出しロッドの下端を振動させ、押し出しロッドの下端が振動すると、下部スリーブに触れて下部スリーブを振動させ、下部スリーブを介してガンヘッドハウジング２１を振動させて、ガンヘッド全体を振動させることで、ガンヘッドの内壁やスクリューに付着した粉状のサンプルを振り落とし、サンプルをきれいに除去し、材料卸しを支援する。同様に、下部スリーブが振動吸収材料からなるため、下部スリーブの振動は自身でほとんど吸収され、上方に伝わって計量センサの測定精度に影響を与えない。
【0038】
本発明では、固体採取装置の駆動機構は、様々な実現案があってもよい。
【0039】
図１に示すように、実施例１では、前記駆動機構は、モータ５とカップリング７とを含み、前記モータ５が筐体１６内に取り付けられ、前記カップリング７の上端がモータ５の出力端に固定的に接続され、下端が伝動軸９に固定的に接続される。
【0040】
上記固体採取装置が固体サンプルを採取、秤量及び分配する場合、まずホスト固体採取装置本体１がガンヘッドに插入し、伝動軸ヘッド１４とガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０とがしっかりとつながるように、固体採取装置の先端部１５とガンヘッドの位置を調節する。実際のニーズに応じて操作キー４及びディスプレイ３を介してモータ５の回転条件を予め設定する。手持ち位置で固体採取装置本体１を把持し、人差し指で正逆回転ボタン１９を押圧することでモータの正転、逆転及び停止を自在に制御する。固体採取装置のガンヘッドを下方に向けて垂直にした状態で、親指で操作キー４を押圧して計量センサ１０からの信号をコントローラを介してディスプレイ３に反映させ、人間の目に読み取らせ、秤量設置を行う。固体サンプルを量る場合、固体採取装置を手で持ってガンヘッドを試薬瓶に入れて固体サンプルに接触させ、人差し指で正転ボタン１９を押圧すると、モータ５がカップリング７及び伝動軸（駆動軸）９を駆動して一緒に正転し、伝動軸ヘッド１４及びガンヘッド伝動ヘッド２０を介して力をガンヘッドのスクリュー２２に伝達し、軸スリーブ１７が伝動軸（駆動軸）９の安定と同心回転を保証する。力を受けたガンヘッドスクリュー２２が正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込み、いつでも固体採取装置の正転ボタン１９を放してディスプレイ３の秤量読み取りが必要な重量に達するまで観察し、そして固体採取装置を撤去する。固体採取装置のガンヘッドを別の容器内に入れて、人差し指で逆転操作スイッチ１９を押圧すると、ガンヘッドのスクリュー２２がモータ５の駆動で逆転し、同時に、秤量したサンプルを新しい容器に押し込む。秤量が完了した後、押圧部６を押すと、押し出しロッドが押し出しロッド１３を駆動して固体採取装置のホスト固体採取装置本体の先端部１５に嵌められたガンヘッドを押し出す。
【0041】
伝動軸ヘッド１４とガンヘッド伝動ヘッド２０との接触が秤量サンプルの結果に影響を与える可能性があるため、この欠点を克服し、秤量精度を向上させるために、本発明は、実施例２、３に示すような電動プッシュロッド式の固体採取装置及び押圧式の固体採取装置をさらに提供する。
【0042】
図４～５に示すように、実施例２では電動プッシュロッド式の固体採取装置を提供する。それは、主に、前記駆動機構が、モータ５と、主に電動プッシュロッド２４、リードスクリュー２５及びプッシュロッドモータ２３からなる電動プッシュロッド機構とを含み、前記プッシュロッドモータが筐体１６内に下向きに取り付けられ、前記モータ５の取り付け部が電動プッシュロッド２４に上向きに固定的に接続され、プッシュロッドモータ２３の駆動で上下に移動し、前記モータ５の出力端が伝動軸９に下向きに固定的に接続され、伝動軸９を駆動して回転させ、プッシュロッドモータ２３の駆動で伝動軸９を上下に移動させることを特徴とする。
【0043】
上記固体採取装置は、固体サンプルを採取する前に、ディスプレイ３上のブランクの秤量読み取りを閲覧する。このとき、電動プッシュロッドは退避状態にあり、伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２及び固体採取装置の先端部１５内に退避し、伝動軸ヘッド１４がガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除し（図４）、ブランクの秤量結果への影響が回避される。固体採取装置の正転ボタン１９を押してサンプルの採取を開始し、事前にプログラムされた操作で、電動プッシュロッドモータ２３がリードスクリュー２５を駆動して正転を開始し、電動プッシュロッド２４が伝動軸ヘッド１４を押し出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触させて結合させる（図５）。その後、モータ５が正転し始め、伝動軸ヘッド１４及びガンヘッド伝動ヘッド２０を介して力をガンヘッドのスクリュー２２に伝達する。力を受けたガンヘッドスクリュー２２が正転し始めて固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。いつでも固体採取装置の正転ボタン１９を放して、事前にプログラムされた操作で、モータ５及びガンヘッドスクリュー２２が回転を停止すると、電動プッシュロッドモータ２３が直ちに逆転し、伝動軸ヘッド１４を固体採取装置の先端部１５の内部に退避させ、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除する。ディスプレイ３の秤量値を観察し、予め設定された重量に達しないと、固体採取装置の正転操作スイッチ１９を再度押してサンプルを採取し続け、必要な重量に達するまで複数回繰り返す。秤量のとき伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５の内部に退避するため、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触による干渉（例えば実施例１）が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0044】
事前にプログラムされた操作で、電動プッシュロッドは通常収縮状態にあり、固体採取装置の正転または逆転操作スイッチを押した時にのみ伸び始め、伝動軸ヘッドを押し出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドと接触させて結合させることで、スクリューの正転または逆転を実現する。正転または逆転操作スイッチを放してサンプルの秤量を開始すると、伝動軸ヘッドがすぐに固体採取装置の先端部の内部に退避し、このようにガンヘッド伝動ヘッドとの接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0045】
図６～７に示すように、実施例３では押圧式の固体採取装置を提供する。それは、主に、前記駆動機構が、モータ５と、プランジャ２８と、プランジャリンク３１と、プランジャリターンスプリング２６と、互いに連携して作動する２つの測位センサ２９とを含むことを特徴とする。前記プランジャ２８が筐体１６の上部に設けられて筐体１６に沿って上下に移動可能であり、前記プランジャ２８がプランジャリンク３１の上端に下向きに固定的に接続され、前記モータ５の取り付け部がプランジャリンク３１の下端に上向きに固定的に接続され、プランジャ２８の駆動で下方に移動し、前記モータ５の出力端が伝動軸９に下向きに固定的に接続され、伝動軸９を駆動して回転させる。前記プランジャリターンスプリング２６がモータ５と筐体１６との間に取り付けられ、プランジャを解放した後にプランジャ２８を駆動してリターンさせる。前記２つの測位センサ２９がそれぞれ筐体１６内及びプランジャリンク３１に取り付けられ、前記２つの測位センサ２９がコントローラに電気的に接続され、２つの測位センサ２９が互いに接近するときにコントローラに制御命令を送信し、モータ５を制御して正転させ、伝動軸９を介してガンヘッドのスクリューを正転させ、螺進して固体サンプルを取り込む。
【0046】
上記固体採取装置は、プランジャリターンスプリング２６の弾性力作用下で伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２及び固体採取装置の先端部１５内に退避し、伝動軸ヘッド１４がガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除する（図６）。操作ボタン４及びディスプレイ３を介して秤量しモータ５の回転を設定し、サンプルが入っていない時の空の重量の読み取りを行う。このときの測位センサ２９は互いに離れ、モータ５は停止状態にある。正転タッチボタン３０を軽くタッチして正転信号を駆動制御回路２に伝送して記憶することができ、プランジャ２８を押すと、伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５から突出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触して結合される（図７）。同時に測位センサ２９が互いに接近し、固体採取装置の動力システム回路に通電し、正転信号が予め記憶されている駆動制御回路２の操作により、モータ５がガンヘッドのスクリュー２２を駆動して正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。プランジャ２８を放すと、プランジャリターンスプリング２６の弾性力作用下で伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２内に退避し、測位センサ２９が互いに離れ、モータ５が回転を停止する。ディスプレイ３の秤量値を観察し、予め設定された重量に達しないと、プランジャ２８を再度押して、サンプルを採取し続け、必要な重量に達するまで複数回繰り返す。秤量のとき伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５の内部に退避するため、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0047】
固体サンプルを採取する前に、伝動軸ヘッドがガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドとの接触を解除する。プランジャを押すと、伝動軸ヘッドが固体採取装置の先端部から突出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触して結合される。正転信号が予め記憶されている駆動制御回路の操作により、モータ５がガンヘッドのスクリューを駆動して正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。プランジャを放してサンプルの秤量を開始すると、伝動軸ヘッドがすぐに固体採取装置の先端部の内部に退避し、このようにガンヘッド伝動ヘッドとの接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0048】
図８に示される実施例４では、または図９に示される実施例５では、前記駆動機構は、モータ５とカップリング７とを含み、前記モータ５が筐体１６内に取り付けられ、前記カップリング７の上端がモータ５の出力端に固定的に接続され、下端が伝動軸９に固定的に接続される。
【0049】
上記固体採取装置が固体サンプルを採取、秤量及び分配する場合、まずホスト固体採取装置本体１がガンヘッドに插入し、伝動軸ヘッド１４とガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０とがしっかりとつながるように、固体採取装置の先端部１５とガンヘッドの位置を調節する。実際のニーズに応じて操作キー４及びディスプレイ３を介してモータ５の回転条件を予め設定する。手持ち位置で固体採取装置本体１を把持し、人差し指で正逆回転ボタン１９を押圧することでモータの正転、逆転及び停止を自在に制御する。固体採取装置のガンヘッドを下方に向けて垂直にした状態で、親指で操作キー４を押圧して計量センサ１０からの信号をコントローラを介してディスプレイ３に反映させ、人間の目に読み取らせ、秤量設置を行う。固体サンプルを量る場合、固体採取装置を手で持ってガンヘッドを試薬瓶に入れて固体サンプルに接触させ、人差し指で正転ボタン１９を押圧すると、モータ５がカップリング７及び伝動軸（駆動軸）９を駆動して一緒に正転し、伝動軸ヘッド１４及びガンヘッド伝動ヘッド２０を介して力をガンヘッドのスクリュー２２に伝達し、軸スリーブ１７が伝動軸（駆動軸）９の安定と同心回転を保証する。力を受けたガンヘッドスクリュー２２が正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込み、いつでも固体採取装置の正転ボタン１９を放してディスプレイ３の秤量読み取りが必要な重量に達するまで観察し、そして固体採取装置を撤去する。固体採取装置のガンヘッドを別の容器内に入れて、人差し指で逆転操作スイッチ１９を押圧すると、ガンヘッドのスクリュー２２がモータ５の駆動で逆転し、同時に、秤量したサンプルを新しい容器に押し込む。秤量が完了した後、押圧部６を押すと、押し出しロッドが押し出しロッド１３を駆動して固体採取装置のホスト固体採取装置本体の先端部１５に嵌められたガンヘッドを押し出す。
【0050】
伝動軸ヘッド１４とガンヘッド伝動ヘッド２０との接触が秤量サンプルの結果に影響を与える可能性があるため、この欠点を克服し、秤量精度を向上させるために、本発明は、押圧式構造の固体採取装置及び電動プッシュロッド式構造の固体採取装置をさらに提供する。
【0051】
図１０に示される実施例６では、または図１１に示される実施例７では、または図１４に示される実施例１０では、押圧式構造の固体採取装置を提供する。それは、主に、前記駆動機構が、減速モータ３６と、プランジャ２８と、プランジャリンク３１と、プランジャリターンスプリング２６と、互いに連携して作動する２つの測位センサ２９とを含むことを特徴とする。前記プランジャ２８が筐体１６の上部に設けられて筐体１６に沿って上下に移動可能であり、前記プランジャ２８がプランジャリンク３１の上端に下向きに固定的に接続され、前記減速モータ３６の取り付け部がプランジャリンク３１の下端に上向きに固定的に接続され、プランジャ２８の駆動で下方に移動し、前記減速モータ３６の出力端が伝動軸に９下向きに固定的に接続され、伝動軸９を駆動して回転させる。前記プランジャリターンスプリング２６が減速モータ３６と筐体１６との間に取り付けられ、プランジャを解放した後にプランジャ２８を駆動してリターンさせる。前記２つの測位センサ２９がそれぞれ筐体１６内及びプランジャリンク３１に取り付けられ、前記２つの測位センサ２９がコントローラに電気的に接続され、２つの測位センサ２９が互いに接近するときにコントローラに制御命令を送信し、減速モータ３６を制御して正転させ、伝動軸９を介してガンヘッドのスクリューを正転させ、螺進して固体サンプルを取り込む。
【0052】
上記固体採取装置は、プランジャリターンスプリング２６の弾性力作用下で伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２及び固体採取装置の先端部１５内に退避し、伝動軸ヘッド１４がガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除する。操作ボタン４及びディスプレイ３を介して秤量し減速モータ３６の回転を設定し、サンプルが入っていない時の空の重量の読み取りを読み取る。このときの測位センサ２９が互いに離れ、減速モータ３６は停止状態にある。正転タッチボタン３０を軽くタッチして正転信号を駆動制御回路２に伝送して記憶することができ、プランジャ２８を押すと、伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５から突出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触して結合される。同時に測位センサ２９が互いに接近し、固体採取装置の動力システム回路に通電し、正転信号が予め記憶されている駆動制御回路２の操作により、減速モータ３６がガンヘッドのスクリュー２２を駆動して正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。プランジャ２８を放すと、プランジャリターンスプリング２６の弾性力作用下で伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２内に退避し、測位センサ２９が互いに離れ、減速モータ３６が回転を停止する。ディスプレイ３の秤量値を観察し、予め設定された重量に達しないと、プランジャ２８を再度押して、サンプルを採取し続け、必要な重量に達するまで複数回繰り返す。秤量のとき伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５の内部に退避するため、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0053】
固体サンプルを採取する前に、伝動軸ヘッドがガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドとの接触を解除する。プランジャを押すと、伝動軸ヘッドが固体採取装置の先端部から突出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触して結合される。正転信号が予め記憶されている駆動制御回路の操作により、モータがガンヘッドのスクリューを駆動して正転し始め、固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。プランジャを放してサンプルの秤量を開始すると、伝動軸ヘッドがすぐに固体採取装置の先端部の内部に退避し、このようにガンヘッド伝動ヘッドとの接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する
【0054】
図１２に示される実施例８では、または図１３に示される実施例９では、または図１４に示される実施例１１では、電動プッシュロッド式構造の固体採取装置を提供する。それは、主に、前記駆動機構が、減速モータ３６と、主に電動プッシュロッド２４、リードスクリュー２５及びプッシュロッドモータ２３からなる電動プッシュロッド機構とを含むことを特徴とする。前記プッシュロッドモータが筐体１６内に下向きに取り付けられ、前記減速モータ３６の取り付け部が電動プッシュロッド２４に上向きに固定的に接続され、プッシュロッドモータ２３の駆動で上下に移動し、前記減速モータ３６の出力端が伝動軸９に下向きに固定的に接続され、伝動軸９を駆動して回転させ、プッシュロッドモータ２３の駆動で伝動軸９を上下に移動させる。
【0055】
上記固体採取装置は、固体サンプルを採取する前に、ディスプレイ３上のブランクの秤量読み取りを閲覧する。このとき、電動プッシュロッドは退避状態にあり、伝動軸ヘッド１４がスリーブ１２及び固体採取装置の先端部１５内に退避し、伝動軸ヘッド１４がガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除し、ブランクの秤量結果への影響が回避される。固体採取装置の正転ボタン１９を押してサンプルの採取を開始し、事前にプログラムされた操作で、電動プッシュロッドモータ２３がリードスクリュー２５を駆動して正転を開始し、電動プッシュロッド２４が伝動軸ヘッド１４を押し出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドに接触させて結合させる。その後、減速モータ３６が正転し始め、伝動軸ヘッド１４及びガンヘッド伝動ヘッド２０を介して力をガンヘッドのスクリュー２２に伝達する。力を受けたガンヘッドスクリュー２２が正転し始めて固体サンプルをガンヘッド内に巻き込む。いつでも固体採取装置の正転ボタン１９を放して、事前にプログラムされた操作で、減速モータ３６及びガンヘッドスクリュー２２が回転を停止すると、電動プッシュロッドモータ２３が直ちに逆転し、伝動軸ヘッド１４を固体採取装置の先端部１５の内部に退避させ、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触を解除する。ディスプレイ３の秤量値を観察し、予め設定された重量に達しないと、固体採取装置の正転操作スイッチ１９を再度押してサンプルを採取し続け、必要な重量に達するまで複数回繰り返す。秤量のとき伝動軸ヘッド１４が固体採取装置の先端部１５の内部に退避するため、ガンヘッド伝動ヘッド２０との接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0056】
事前にプログラムされた操作で、電動プッシュロッドは通常収縮状態にあり、固体採取装置の正転または逆転操作スイッチを押した時にのみ伸び始め、伝動軸ヘッドを押し出してガンヘッドのガンヘッド伝動ヘッドと接触させて結合させることで、スクリューの正転または逆転を実現する。正転または逆転操作スイッチを放してサンプルの秤量を開始すると、伝動軸ヘッドがすぐに固体採取装置の先端部の内部に退避し、このようにガンヘッド伝動ヘッドとの接触による干渉が回避され、サンプルの秤量精度が向上する。
【0057】
以上が本発明の好ましい実施例であり、本発明の技術案に従って行われたいかなる変更も、結果として得られる機能効果が本発明の技術案の範囲を超えない場合、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【0058】
１ 固体採取装置本体
２ 制御システム取り付けハウジング
３ 表示モジュール
４ 操作キー
５ モータ
６ 押圧部
７ カップリング
８ 中間リンク
９ 伝動軸
１０ 計量センサ
１１ 押し出しリターンスプリング
１２ 上部スリーブ
１３ 押し出しロッド
１４ 伝動軸ヘッド
１５ 先端部
１６ 筐体
１７ 軸スリーブ
１８ 支持部
１９ 正逆回転ボタン
２０ ガンヘッド伝動ヘッド
２１ ガンヘッドハウジング
２２ スクリュー
２３ プッシュロッドモータ
２４ 電動プッシュロッド
２５ リードスクリュー
２６ プランジャリターンスプリング
２７ 取り付けブラケット
２８ プランジャ
２９ 測位センサ
３０ 正逆回転ボタン
３１ プランジャリンク
３２ 小型振動モータ
３３ 振動吸収スプリング
３４ フレキシブル軸スリーブ
３５ 下部スリーブ
３６ 減速モータ
３７ センサ取り付け座
３８ 発泡振動抑制層
３９ 防振接続部材
４０ 振動センサ
２ 制御システム取り付けハウジング
３ 表示モジュール
４ 操作キー
５ モータ
６ 押圧部
７ カップリング
８ 中間リンク
９ 伝動軸
１０ 計量センサ
１１ 押し出しリターンスプリング
１２ 上部スリーブ
１３ 押し出しロッド
１４ 伝動軸ヘッド
１５ 先端部
１６ 筐体
１７ 軸スリーブ
１８ 支持部
１９ 正逆回転ボタン
２０ ガンヘッド伝動ヘッド
２１ ガンヘッドハウジング
２２ スクリュー
２３ プッシュロッドモータ
２４ 電動プッシュロッド
２５ リードスクリュー
２６ プランジャリターンスプリング
２７ 取り付けブラケット
２８ プランジャ
２９ 測位センサ
３０ 正逆回転ボタン
３１ プランジャリンク
３２ 小型振動モータ
３３ 振動吸収スプリング
３４ フレキシブル軸スリーブ
３５ 下部スリーブ
３６ 減速モータ
３７ センサ取り付け座
３８ 発泡振動抑制層
３９ 防振接続部材
４０ 振動センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
