[发明专利]一种批量样品实验装置的控制系统

摘要

本发明涉及一种批量样品实验装置的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包含：模拟信号输入单元、开关信号输入单元、脉冲信号输入单元、电机控制单元、温度控制单元、系统控制单元、通讯单元和电源单元；所述的模拟信号输入单元，开关信号输入单元及脉冲信号输入单元均与系统控制单元相连，用于将采集的实验装置中的各种信号输送至系统控制单元；所述的电机控制单元包含一个脉冲源、一个环形分配器和电机驱动器，用于接受系统控制单元输出的指令从而控制步进电机的运动过程；所述的温度控制单元，用于接受系统控制单元的输出信号调节批量样品实验装置中晶体生长炉的温度；所述的通讯单元与系统控制单元互连实现与上级系统之间的双向通信。

主权项

一种批量样品实验装置的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包含：模拟信号输入单元、开关信号输入单元、脉冲信号输入单元、电机控制单元、温度控制单元、系统控制单元、通讯单元和电源单元；所述的模拟信号输入单元与系统控制单元相连，用于将采集的实验装置中的各种模拟信号输送至系统控制单元；所述的开关信号输入单元与系统控制单元相连，用于将输入限位开关输出的限位信号输送至系统控制单元；所述的脉冲信号输入单元与系统控制单元相连，用于接受输入脉冲信号并计数脉冲个数获得样品的位置信息将位置信息输送至系统控制单元；所述的电机控制单元包含一个脉冲源、一个环形分配器和电机驱动器且该单元与系统控制单元相连，用于接受系统控制单元输出的指令从而控制步进电机的运动过程；电机驱动器用于驱动电机的运行，电机驱动器与控制单元之间有光电隔离器，用于防止电机对控制单元的干扰；所述的温度控制单元与系统控制单元相连，用于接受系统控制单元的输出信号调节批量样品实验装置中晶体生长炉的温度，该单元包含：温度信号输入模块，该模块采集多路温度传感器的输出信号，并去除该信号上的干扰，将该信号进行滤波，获得真实的温度信息；控制算法模块，该模块使用最适合于该温度控制系统的控制算法，通过调节加热的功率，控制温度的稳定性，使温度的上下波动在小于0.05％的范围内；加热器驱动模块，该模块调节输出供给加热器的功率，使加热器能够有足够的加热能量，使炉膛内温度达到所希望的设定值，并保持稳定；加热驱动模块与控制单元之间有光电隔离器，用于放止加热电流对控制系统的干扰；所述的通讯单元与系统控制单元互连实现与上级系统之间的双向通信；所述的限位开关输入信号与控制单元之间采用隔离手段以避免限位开关输入信号对系统控制单元和模拟信号输入单元的干扰；所述的模拟信号输入单元由若干块信号输入板组成，信号输入板上设有标准的接口；其中，所述的批量样品的实验装置包括：样品库、多维运动机构、加热炉；所述的多维运动机构包括手体垂直支架和水平丝杠，实现机械手的垂直和水平运动、手体抓取样品安瓿和放开样品安瓿、样品库的前后运动、炉子的前后运动；所述的样品库和加热炉设置在同一垂直位置，该装置的上下两侧分别安装有两个样品库，加热炉设置在两个样品库之间；该装置还包括样品锁紧机构，包括同轴设置的锁紧螺芯、夹紧仓锁紧母和夹紧仓；所述的夹紧仓呈圆筒状，用于容纳样品安瓿；该夹紧仓的一端设有锁紧稍面；所述的锁紧螺芯包括两段内径不同的圆筒，其中，一段的内径和夹紧仓的内径相同，另一段的内径较大，其与样品安瓿之间形成空隙，用于容纳机械手；锁紧螺芯和夹紧仓之间使用可转动的固定连接；所述的夹紧仓锁紧母固定设置，套设于锁紧螺芯和夹紧仓的结合部，其一端的内部配合夹紧仓的锁紧稍面设置有斜面；所述的机械手包括：机械主手、机械副手、定位螺盖、缓冲弹簧和编码器；所述的机械主手，用于抓紧样品安瓿，包括：三个或以上的手指、同轴套设的主手手体和手体拉杆、拉紧器、外齿轮换位键；机械主手的手指上设有齿牙，用于与样品安瓿上的齿槽相配合，以传输样品安瓿的测量信号；所述的主手手体的前端部设有第一手指铆接位，用于可转动铆接手指的中部；所述的手体拉杆的前端还配合设有第二手指铆接位，用于可转动铆接手指的端部；所述的手体拉杆的中间主体呈多边形嵌套于主手手体内；所述的手体拉杆的后部套设固定有拉紧器，该拉紧器前端的外圆上有个环形滑槽，通过该环形滑槽配合主手手体内壁的弹簧滑道将拉紧器固定在主手手体的内腔上，其末端内壁设有内齿花键，用于啮合外齿轮换位键；所述的机械副手是一拨叉，用于带动锁紧机构，实现样品在料仓中的卡紧与松开，包括：叉部和内齿花键部；所述的叉部，穿设于主手手体上的圆弧形凹槽内，用于配合锁紧机构；所述的内齿花键部，抵设于拉紧器和定位螺盖之间，其内齿花键配合外齿轮换位花键。