專利名稱：用于微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于研究湖泊沉積物水微界面化學(xué)和生物過程的測(cè)定設(shè)備，特別 是一種用于微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置，屬于地學(xué)及環(huán)境科學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
沉積物-水微界面化學(xué)物質(zhì)的剖面測(cè)定可采用微電極法進(jìn)行，從而獲得微米級(jí)別 的化學(xué)物質(zhì)濃度梯度及相關(guān)的生物地球化學(xué)反應(yīng)。在微電極測(cè)定過程中，精確控制微電極 在沉積物-水微界面的穩(wěn)定移動(dòng)至關(guān)重要?，F(xiàn)有技術(shù)手動(dòng)控制微電極的移動(dòng)方式，雖然滿 足了微電極運(yùn)動(dòng)的要求，能夠隨意控制電極距界面的距離；能夠控制電極做上下運(yùn)動(dòng)且這 種運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確度可達(dá)到50微米；但是，要微電極以手動(dòng)方式能夠?qū)崿F(xiàn)三維精確移動(dòng)有難度， 因?yàn)樵趯?shí)際使用過程中，由于手動(dòng)測(cè)定過程較為費(fèi)時(shí)，測(cè)定人員容易疲憊，難以適應(yīng)大量樣 品測(cè)定時(shí)的手動(dòng)操作而帶來移動(dòng)誤差，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的誤差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種用于微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng) 自動(dòng)化裝置，這種自動(dòng)化轉(zhuǎn)置極大的減輕了微界面測(cè)定人員的工作強(qiáng)度，步驟固定，操作簡(jiǎn) 單，微電極移動(dòng)更為精準(zhǔn)，速度穩(wěn)定，可適應(yīng)于大規(guī)模樣品的測(cè)定。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種用于水微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置，設(shè)有沉積物采樣管，微電 極通過夾子固定在一垂直桿的下端，微電極置于采樣管內(nèi)沉積物的上覆水面之上，其特征 是垂直桿上部聯(lián)接一左右方向設(shè)置的水平桿的一端，設(shè)置一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的垂直絲桿與 運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成的y方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上設(shè)有垂直的通槽，水平桿的 另一端通過垂直通槽聯(lián)接在上下運(yùn)動(dòng)的螺母上，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的外殼上與垂直通槽相對(duì)的另 一側(cè)與一左右方向設(shè)置的水平臂固定聯(lián)接，設(shè)置另一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平前后方向絲桿與 運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成的ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上設(shè)有前后方向的水平通槽， 水平臂的另一端通過前后方向的水平通槽聯(lián)接在前后運(yùn)動(dòng)的螺母上；設(shè)置第三步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)的水平左右方向絲桿與運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成的χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上 設(shè)有左右方向的水平通槽，ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的末端通過χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼上設(shè)置的 左右方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運(yùn)動(dòng)螺母上，χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的末端固定在支架 上。所說x、y、ζ三個(gè)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲桿與螺母均為方牙螺紋配合，x、y、z三個(gè)方向的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)均由單片機(jī)設(shè)定程序控制。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用使得電極移動(dòng)更加平緩，移動(dòng) 距離準(zhǔn)確，降低了人眼查看移動(dòng)距離時(shí)容易產(chǎn)生的誤差。整個(gè)測(cè)定過程步驟程序化，規(guī)范 化，綜合了測(cè)定過程中的細(xì)節(jié)性問題，又具備部分可調(diào)節(jié)參數(shù)，適合于對(duì)一個(gè)樣品進(jìn)行多個(gè) 微剖面測(cè)定。有單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)參與的自動(dòng)化測(cè)定過程，極大的降低了測(cè)定人員的工作強(qiáng)度，使得大批量樣品測(cè)定成為可能。本自動(dòng)化裝置采用了市面上能夠購買的原材料制作 而成，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)定步驟合理，程序簡(jiǎn)單，滿足微電極測(cè)定化學(xué)物質(zhì)在沉積物-水界面濃 度分布的要求。

圖1是本實(shí)用新型的正視圖；圖2是圖1的虛線部分20俯視圖。
具體實(shí)施方式
附圖標(biāo)號(hào)說明1，步進(jìn)電機(jī)Y ;2，步進(jìn)電機(jī)固定螺絲；3，聯(lián)軸器；4，方牙絲桿外殼 y ；5，方牙絲桿y ；6，滾珠螺帽；7，快開螺旋；8，水平臂；9，垂直桿；10，水；11，微電極線；12， 沉積物采樣管；13，微電極夾子；14，微電極；15，沉積物-水界面；16，沉積物；17，橡皮塞； 18，步進(jìn)電機(jī)Z ； 19，方牙絲桿外殼X ；20，附圖1的俯視部分；21，步進(jìn)電機(jī)X ；22，方牙絲桿外 殼Z ;23，方牙絲桿Z ；24，方牙絲桿X ；25，方牙螺帽X ;26，方牙螺帽Z ；27，微電極移動(dòng)上限； 觀，微電極測(cè)定起始處；29，微電極測(cè)定停止處；30，垂直支架；31，方牙螺帽y ；32，水平桿參看圖1，本實(shí)用新型采用了三個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)常用的絲桿與運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)微電極14分別作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移動(dòng)，三 個(gè)步進(jìn)電機(jī)均由自編程的單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化。垂直桿9上部通過快開螺旋7聯(lián)接在左右方向設(shè)置的水平桿32的一端滾珠螺帽 6的側(cè)面，設(shè)置一步進(jìn)電機(jī)1 (y方向)通過聯(lián)軸器3驅(qū)動(dòng)的垂直絲桿5與運(yùn)動(dòng)螺母31構(gòu)成 的y方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼4，外殼上設(shè)有垂直的通槽，水平桿32的另一端通 過垂直通槽聯(lián)接在上下運(yùn)動(dòng)的螺母31上，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的外殼4上與垂直通槽相對(duì)的另一側(cè) 與一左右方向設(shè)置的水平臂8固定聯(lián)接，設(shè)置另一步進(jìn)電機(jī)18(Z方向)驅(qū)動(dòng)的水平前后方 向絲桿23與運(yùn)動(dòng)螺母沈構(gòu)成的ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼22，外殼22上設(shè)有 前后方向的水平通槽，水平臂8的另一端通過前后方向的水平通槽聯(lián)接在前后運(yùn)動(dòng)的螺母 26上；設(shè)置第三步進(jìn)電機(jī)21 (X方向)驅(qū)動(dòng)的水平左右方向絲桿M與運(yùn)動(dòng)螺母25構(gòu)成的χ 方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼19，外殼上設(shè)有左右方向的水平通槽，ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 外殼22的術(shù)端通過χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼上設(shè)置的左右方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運(yùn) 動(dòng)螺母25上，χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼19的末端固定在支架30上。所說x、y、z三個(gè)方向的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲桿與螺母采用方牙螺紋配合。本實(shí)用新型工作原理及過程當(dāng)y方向電機(jī)1啟動(dòng)，垂直桿9帶動(dòng)微電極14作上 下(y方向)移動(dòng)時(shí)，X及Z方向的電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不啟動(dòng)；當(dāng)Z方向的電機(jī)18和傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 啟動(dòng)時(shí)，螺母26帶動(dòng)水平臂8前后移動(dòng)并帶動(dòng)y方向的電機(jī)1和外殼4整體前后移動(dòng)，進(jìn) 而帶動(dòng)垂直桿9和微電極14水平前后移動(dòng)，此時(shí)，y及X方向的電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不啟動(dòng)；當(dāng) X方向的電機(jī)21和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)，螺母25帶動(dòng)Z方向的電機(jī)18和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體左右移 動(dòng)，進(jìn)而通過水平臂8帶動(dòng)y方向的電機(jī)1和外殼4及微電極14整體水平左右移動(dòng)，此時(shí)， y及Z方向的電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不啟動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種用于水微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置，設(shè)有沉積物采樣管，微電極 通過夾子固定在一垂直桿的下端，微電極置于采樣管內(nèi)沉積物的上覆水面之上，其特征是 垂直桿上部聯(lián)接一左右方向設(shè)置的水平桿的一端，設(shè)置一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的垂直絲桿與運(yùn)動(dòng) 螺母構(gòu)成的y方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上設(shè)有垂直的通槽，水平桿的另一 端通過垂直通槽聯(lián)接在上下運(yùn)動(dòng)的螺母上，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的外殼上與垂直通槽相對(duì)的另一側(cè) 與一左右方向設(shè)置的水平臂固定聯(lián)接，設(shè)置另一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平前后方向絲桿與運(yùn)動(dòng) 螺母構(gòu)成的ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上設(shè)有前后方向的水平通槽，水平 臂的另一端通過前后方向的水平通槽聯(lián)接在前后運(yùn)動(dòng)的螺母上；設(shè)置第三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的 水平左右方向絲桿與運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成的χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有外殼，外殼上設(shè)有 左右方向的水平通槽，ζ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的末端通過χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼上設(shè)置的左右 方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運(yùn)動(dòng)螺母上，χ方向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼的末端固定在支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置，其特征 是所說χ、y、ζ三個(gè)方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲桿與螺母均為方牙螺紋配合，χ、y、ζ三個(gè)方向的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)均由單片機(jī)設(shè)定程序控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于水微界面測(cè)定的微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化裝置，采用三個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)常用的絲桿與運(yùn)動(dòng)螺母構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)微電極分別作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移動(dòng)，三個(gè)步進(jìn)電機(jī)均由自編程的單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了微電極三維移動(dòng)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G01N13/00GK201885948SQ20102064763
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者沈吉, 王建軍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所