本實用新型涉及水質(zhì)監(jiān)測領域，特別涉及一種采用旋轉(zhuǎn)定位裝置和軸向定位裝置進行三維定位的水質(zhì)自動采樣器。

背景技術：

在水質(zhì)監(jiān)測領域，水質(zhì)采樣器將水樣采集至混勻桶后，需要對水樣進行留樣分析，而留樣單元中通常并列設有多個留樣瓶，目前常通過步進電機對留樣瓶進行直線定位，但該定位方式非常容易丟步，導致定位偏差，使得水樣不能準確進入留樣瓶中。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術方案中的不足，本實用新型提供了一種結構簡單、定位準確，同時實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位和軸向定位的水質(zhì)自動采樣器。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種水質(zhì)自動采樣器，所述水質(zhì)采樣器包括：

旋轉(zhuǎn)定位裝置，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括動力機構和定位機構，所述動力機構包括：第一電機、第一同步帶輪和第一同步帶；所述定位機構進一步包括：

固定塊；

旋轉(zhuǎn)軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸承設置在固定塊上；

第一同步惰輪，所述第一同步惰輪與所述第一同步帶輪通過所述第一同步帶相連，在所述第一電機的帶動下運動；所述旋轉(zhuǎn)軸承嵌在所述第一同步惰輪內(nèi)；

定位碼盤，所述定位碼盤上設有狹縫，所述狹縫的位置與放置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上的至少二個留樣瓶一一對應；所述狹縫包括特征狹縫和普通狹縫，所述特征狹縫有且僅有一個，用于確定所述定位碼盤的初始位置；

光電開關，所述光電開關固定在所述固定塊上，光電開關的信號檢測區(qū)域位于所述定位碼盤的邊緣，所述定位碼盤在所述第一同步惰輪的帶動下旋轉(zhuǎn)，通過所述光電開關對所述狹縫進行定位和計數(shù)，從而對所述至少二個留樣瓶精確定位。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，優(yōu)選地，所述特征狹縫的寬度大于所述普通狹縫的寬度。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，可選地，所述光電開關為一個或二個。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，優(yōu)選地，所述水質(zhì)采樣器進一步包括：

軸向定位裝置，所述軸向定位裝置設置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上方，包括：

第二電機、第二同步帶輪、第二同步帶和第二同步惰輪；

滑臺，所述滑臺為滑塊的移動軌道，滑臺上設有留樣位、排空位和清洗位；

滑塊，所述滑塊與所述第二同步帶固定連接，所述第二同步帶在所述第二電機的帶動下使得所述滑塊在滑臺上移動，進而帶動固定在所述滑塊上的留樣管和清洗管上下移動；

上、下限位開關，所述上、下限位開關固定在所述滑臺上，用于限制所述滑塊的移動區(qū)域。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，優(yōu)選地，所述滑塊上還固定有固定管，用于固定所述留樣管和清洗管，便于留樣管和清洗管進入留樣瓶。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，優(yōu)選地，在所述留樣管設有支路，所述支路為排空管。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，優(yōu)選地，所述留樣位與清洗位為同一個位置。

根據(jù)上述的水質(zhì)自動采樣器，可選地，所述排空位設置在下限位開關處。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的有益效果為：

1、本實用新型采用旋轉(zhuǎn)定位裝置實現(xiàn)留樣瓶的精確定位，使得水樣準確進入設定的留樣瓶中，不會發(fā)生丟步現(xiàn)象。

2、本實用新型通過旋轉(zhuǎn)定位裝置與軸向定位裝置相配合，同時實現(xiàn)了平面旋轉(zhuǎn)和軸向移動的三維定位，結構簡單、成本低；實現(xiàn)了留樣瓶自動留樣、排空和清洗的功能，穩(wěn)定性好，可靠性高。

3、本實用新型通過電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)快速對目標位置進行定位，簡單、高效。

4、本實用新型的電機帶動同步帶輪運轉(zhuǎn)，并經(jīng)同步帶帶動同步惰輪轉(zhuǎn)動，該旋轉(zhuǎn)方式扭矩大，用較小電機即可帶動同步惰輪的旋轉(zhuǎn)。

附圖說明

參照附圖，本實用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術方案，而并非意在對本實用新型的保護范圍構成限制。圖中：

圖1是本實用新型實施例1的水質(zhì)自動采樣器的旋轉(zhuǎn)定位裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例1的水質(zhì)自動采樣器的軸向定位裝置的結構示意圖。

具體實施方式

圖1-2和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導本實用新型技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內(nèi)。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型并不局限于下述可實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。

實施例1

圖1示意性地給出了本實施例的水質(zhì)自動采樣器的旋轉(zhuǎn)定位裝置結構簡圖，圖2示意性地給出了本實施例的水質(zhì)自動采樣器的軸向定位裝置結構簡圖，如圖1-2所示，所述水質(zhì)采樣器包括：

旋轉(zhuǎn)定位裝置，所述旋轉(zhuǎn)定位裝置用于將留樣單元的至少二個留樣瓶進行旋轉(zhuǎn)定位；所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括動力機構和定位機構，所述動力機構包括：第一電機(圖中未示出)、第一同步帶輪11和第一同步帶12；所述定位機構進一步包括：

固定塊21；

旋轉(zhuǎn)軸承22，所述旋轉(zhuǎn)軸承設置在固定塊21上；

第一同步惰輪23，所述第一同步惰輪與所述第一同步帶輪通過所述第一同步帶相連，在所述第一電機的帶動下運動；所述旋轉(zhuǎn)軸承嵌在所述第一同步惰輪內(nèi)；

定位碼盤24，所述定位碼盤上設有狹縫，所述狹縫的位置與放置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上的至少二個留樣瓶一一對應；所述狹縫包括特征狹縫241和普通狹縫242，所述特征狹縫有且僅有一個，用于確定所述定位碼盤的初始位置；

光電開關25，所述光電開關固定在所述固定塊上，光電開關的信號檢測區(qū)域位于所述定位碼盤的邊緣，所述定位碼盤在所述第一同步惰輪的帶動下旋轉(zhuǎn)，通過所述光電開關對所述狹縫進行定位和計數(shù)，從而對所述至少二個留樣瓶精確定位。

光電開關固定在所述固定塊上靜止，定位碼盤在旋轉(zhuǎn)的過程中，狹縫處于光電開關之間時，光電開關可以檢測到信號，狹縫的寬度不同，光電開關可以檢測到信號的時間不同，故：

進一步地，所述特征狹縫的寬度大于所述普通狹縫的寬度，當光電開光檢測到信號的時間明顯長于其他檢測信號的時間，此狹縫位置即為初始位置。初始位置確定后，根據(jù)目標位置，計算出初始位置與目標位置間的距離，定位碼盤轉(zhuǎn)動，光電開關計數(shù)，達到目標位置。

本實施例設置一個光電開關，根據(jù)光電開關檢測到的特征狹縫信號的時長判斷初始位置，同時，所述光電開關也用于定位(計數(shù))。

為了實現(xiàn)在自動采樣的同時進行水樣分析、留樣瓶排空和留樣瓶清洗，大幅度減少采樣盲區(qū)，故：

進一步地，所述水質(zhì)自動采樣器還包括：

軸向定位裝置，所述軸向定位裝置設置在所述旋轉(zhuǎn)定位裝置上方，包括：

第二電機31、第二同步帶輪32、第二同步帶33和第二同步惰輪34；

滑臺41，所述滑臺為滑塊的移動軌道，滑臺上設有留樣位、排空位和清洗位；

滑塊42，所述滑塊與所述第二同步帶固定連接，所述第二同步帶在所述第二電機的帶動下使得所述滑塊在滑臺上移動，進而帶動固定在所述滑塊上的留樣管51和清洗管52上下移動；

上、下限位開關61、62，所述上、下限位開關固定在所述滑臺上，用于限制所述滑塊的移動區(qū)域。

所述留樣管和清洗管為軟管，為了固定所述留樣管和清洗管，便于留樣管和清洗管進入留樣瓶，故：

進一步地，所述滑塊上還固定有固定管53。

分析儀分析結果顯示留樣瓶內(nèi)水樣符合標準，則需將留樣瓶內(nèi)的水樣排空，故：

進一步地，所述留樣管的支路上設有排空管。

本實施例還提供上述水質(zhì)自動采樣器的工作方法，所述工作方法包括以下步驟：

(A1)選定所述至少二個留樣瓶中的空置留樣瓶，記為目標位置A；

(A2)開啟第一電機，定位碼盤旋轉(zhuǎn)，光電開光檢測到信號的時間明顯長于其他檢測信號的位置記為初始位置；

(A3)光電開關從初始位置開始計數(shù)，獲得一個檢測信號計一個數(shù)，當計數(shù)為A時即為目標位置，第一電機停止轉(zhuǎn)動；

(A4)開啟第二電機，將滑塊移動至留樣位，留樣管進入所述空置留樣瓶內(nèi)留樣。

所述定位碼盤為圓形結構，為了提高效率，通過第一電機正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)相結合的方式選擇當前位置和目標位置間的最短距離進行旋轉(zhuǎn)定位，故：

進一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(B1)對目標位置A進行判斷，若0＜A≤M/2，則第一電機正轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為A時即為目標位置；若M/2＜A＜M，則第一電機反轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為(M-A)時即為目標位置；若A＝0或M，則第一電機停止，當前位置即為目標位置，M為所述定位碼盤上的位置數(shù)。

水質(zhì)自動采樣器剛開機運行時，需要對初始位置進行定位，在初始位置確定后，后續(xù)留樣瓶的旋轉(zhuǎn)定位無需每次進行初始位置的查找，僅需將前一個留樣瓶的目標位置定為后一個留樣瓶的初始位置即可，故：

進一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(C1)當前位置為前一個留樣瓶的目標位置，從當前位置A定位到目標位置B，對當前位置A與目標位置B進行判斷：

若0＜B-A≤M/2，則第一電機正轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為(B-A)時即為目標位置B；

若M/2＜B-A＜M，則第一電機反轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為[M-(B-A)]時即為目標位置B；

若(-M/2)≤B-A＜0，則第一電機正轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為[M-(A-B)]時即為目標位置B；

若-M＜B-A＜(-M/2)，則第一電機反轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為(A-B)時即為目標位置B；

若B-A＝0或M時，則第一電機停止，當前位置即為目標位置B。

進一步地，所述工作方法還包括以下步驟：

(D1)開啟第二電機，將滑塊移動至排空位，排空留樣瓶內(nèi)水樣或清洗水。

實施例2

本實施例提供一種水質(zhì)自動采樣器及其工作方法，與實施例1不同的是，本實施例的光電開關有兩個，當所述二個光電開關在一段時間內(nèi)同時檢測到信號且其中一個光電開光提前檢測到信號，則判定提前檢測到信號的位置為初始位置。

實施例3

本實用新型實施例1的水質(zhì)自動采樣器在水質(zhì)監(jiān)測領域的應用例。

在該應用例中，水質(zhì)自動采樣器包括依次相連的采樣泵、混勻桶、供樣泵，所述混勻桶下方設有排液口，所述供樣泵在將水樣輸送至分析儀分析的同時將水樣通過軸向定位裝置輸送至留樣單元留樣，所述留樣單元包括至少二個留樣瓶，所述至少二個留樣瓶放置在旋轉(zhuǎn)定位裝置上。旋轉(zhuǎn)定位裝置的碼盤上設有多個狹縫(如25個)，包括1個特征狹縫，其余為普通狹縫，旋轉(zhuǎn)定位裝置上且在每個狹縫對應的位置均放置有留樣瓶；軸向定位裝置上設有留樣位/清洗位和排空位，所述排空位為軸向定位裝置的下限位開關位置，留樣位/清洗位設置在上、下限位開關之間。

本應用例的水質(zhì)自動采樣器的工作流程如下：

S1.采樣泵將當次水樣采集至混勻桶；

S2.供樣泵將混勻桶內(nèi)當次水樣同時輸出兩路，一路輸送至分析儀分析，一路輸送至留樣瓶留樣，留樣步驟如下：

選定空置留樣瓶，記為目標位置A；

開啟第一電機，定位碼盤旋轉(zhuǎn)，光電開光檢測到信號的時間明顯長于其他檢測信號的位置記為初始位置；

將目標位置A與碼盤位數(shù)M(即狹縫數(shù))進行比較，若0＜A≤M/2，則第一電機正轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為A時即為目標位置；若M/2＜A＜M，則第一電機反轉(zhuǎn)，當光電開關計數(shù)為(M-A)時即為目標位置；

開啟第二電機，將滑塊移動至留樣位，留樣管進入所述空置留樣瓶內(nèi)留樣；

S3.打開混勻桶的排液口，排空當次水樣，開始下次水樣的采集；控制單元判斷當次水樣的分析結果：若水樣超標，則啟動旋轉(zhuǎn)定位裝置，將留樣瓶從軸向定位裝置下方轉(zhuǎn)走留樣；若水樣符合標準，則將滑塊移動至所述軸向定位裝置的下限位開關位置，排空所述當次水樣。