专利名称：用于微界面测定的微电极三维移动自动化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于研究湖泊沉积物水微界面化学和生物过程的测定设备，特别 是一种用于微界面测定的微电极三维移动自动化装置，属于地学及环境科学测试技术领 域。
背景技术：
沉积物-水微界面化学物质的剖面测定可采用微电极法进行，从而获得微米级别 的化学物质浓度梯度及相关的生物地球化学反应。在微电极测定过程中，精确控制微电极 在沉积物-水微界面的稳定移动至关重要。现有技术手动控制微电极的移动方式，虽然满 足了微电极运动的要求，能够随意控制电极距界面的距离；能够控制电极做上下运动且这 种运动准确度可达到50微米；但是，要微电极以手动方式能够实现三维精确移动有难度， 因为在实际使用过程中，由于手动测定过程较为费时，测定人员容易疲惫，难以适应大量样 品测定时的手动操作而带来移动误差，进而导致测定结果的误差。
发明内容本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种用于微界面测定的微电极三维移动 自动化装置，这种自动化转置极大的减轻了微界面测定人员的工作强度，步骤固定，操作简 单，微电极移动更为精准，速度稳定，可适应于大规模样品的测定。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于水微界面测定的微电极三维移动自动化装置，设有沉积物采样管，微电 极通过夹子固定在一垂直杆的下端，微电极置于采样管内沉积物的上覆水面之上，其特征 是垂直杆上部联接一左右方向设置的水平杆的一端，设置一步进电机驱动的垂直丝杆与 运动螺母构成的y方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上设有垂直的通槽，水平杆的 另一端通过垂直通槽联接在上下运动的螺母上，该传动机构的外壳上与垂直通槽相对的另 一侧与一左右方向设置的水平臂固定联接，设置另一步进电机驱动的水平前后方向丝杆与 运动螺母构成的ζ方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上设有前后方向的水平通槽， 水平臂的另一端通过前后方向的水平通槽联接在前后运动的螺母上；设置第三步进电机驱 动的水平左右方向丝杆与运动螺母构成的χ方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上 设有左右方向的水平通槽，ζ方向传动机构外壳的末端通过χ方向传动机构外壳上设置的 左右方向水平通槽固定联接在χ方向运动螺母上，χ方向传动机构外壳的末端固定在支架 上。所说x、y、ζ三个方向的传动机构的丝杆与螺母均为方牙螺纹配合，x、y、z三个方向的 驱动电机均由单片机设定程序控制。本实用新型具有以下优点及效果步进电机的应用使得电极移动更加平缓，移动 距离准确，降低了人眼查看移动距离时容易产生的误差。整个测定过程步骤程序化，规范 化，综合了测定过程中的细节性问题，又具备部分可调节参数，适合于对一个样品进行多个 微剖面测定。有单片机和步进电机参与的自动化测定过程，极大的降低了测定人员的工作强度，使得大批量样品测定成为可能。本自动化装置采用了市面上能够购买的原材料制作 而成，结构紧凑，测定步骤合理，程序简单，满足微电极测定化学物质在沉积物-水界面浓 度分布的要求。
图1是本实用新型的正视图；图2是图1的虚线部分20俯视图。
具体实施方式
附图标号说明1，步进电机Y ;2，步进电机固定螺丝；3，联轴器；4，方牙丝杆外壳 y ；5，方牙丝杆y ；6，滚珠螺帽；7，快开螺旋；8，水平臂；9，垂直杆；10，水；11，微电极线；12， 沉积物采样管；13，微电极夹子；14，微电极；15，沉积物-水界面；16，沉积物；17，橡皮塞； 18，步进电机Z ； 19，方牙丝杆外壳X ；20，附图1的俯视部分；21，步进电机X ；22，方牙丝杆外 壳Z ;23，方牙丝杆Z ；24，方牙丝杆X ；25，方牙螺帽X ;26，方牙螺帽Z ；27，微电极移动上限； 观，微电极测定起始处；29，微电极测定停止处；30，垂直支架；31，方牙螺帽y ；32，水平杆参看图1，本实用新型采用了三个步进电机分别驱动常用的丝杆与运动螺母构成 的传动机构带动微电极14分别作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移动，三 个步进电机均由自编程的单片机控制，实现了微电极三维移动自动化。垂直杆9上部通过快开螺旋7联接在左右方向设置的水平杆32的一端滚珠螺帽 6的侧面，设置一步进电机1 (y方向)通过联轴器3驱动的垂直丝杆5与运动螺母31构成 的y方向传动机构，该传动机构设有外壳4，外壳上设有垂直的通槽，水平杆32的另一端通 过垂直通槽联接在上下运动的螺母31上，该传动机构的外壳4上与垂直通槽相对的另一侧 与一左右方向设置的水平臂8固定联接，设置另一步进电机18(Z方向)驱动的水平前后方 向丝杆23与运动螺母沈构成的ζ方向传动机构，该传动机构设有外壳22，外壳22上设有 前后方向的水平通槽，水平臂8的另一端通过前后方向的水平通槽联接在前后运动的螺母 26上；设置第三步进电机21 (X方向)驱动的水平左右方向丝杆M与运动螺母25构成的χ 方向传动机构，该传动机构设有外壳19，外壳上设有左右方向的水平通槽，ζ方向传动机构 外壳22的术端通过χ方向传动机构外壳上设置的左右方向水平通槽固定联接在χ方向运 动螺母25上，χ方向传动机构外壳19的末端固定在支架30上。所说x、y、z三个方向的传 动机构的丝杆与螺母采用方牙螺纹配合。本实用新型工作原理及过程当y方向电机1启动，垂直杆9带动微电极14作上 下(y方向)移动时，X及Z方向的电机和传动机构不启动；当Z方向的电机18和传动机构 启动时，螺母26带动水平臂8前后移动并带动y方向的电机1和外壳4整体前后移动，进 而带动垂直杆9和微电极14水平前后移动，此时，y及X方向的电机和传动机构不启动；当 X方向的电机21和传动机构启动时，螺母25带动Z方向的电机18和传动机构整体左右移 动，进而通过水平臂8带动y方向的电机1和外壳4及微电极14整体水平左右移动，此时， y及Z方向的电机和传动机构不启动。
权利要求1.一种用于水微界面测定的微电极三维移动自动化装置，设有沉积物采样管，微电极 通过夹子固定在一垂直杆的下端，微电极置于采样管内沉积物的上覆水面之上，其特征是 垂直杆上部联接一左右方向设置的水平杆的一端，设置一步进电机驱动的垂直丝杆与运动 螺母构成的y方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上设有垂直的通槽，水平杆的另一 端通过垂直通槽联接在上下运动的螺母上，该传动机构的外壳上与垂直通槽相对的另一侧 与一左右方向设置的水平臂固定联接，设置另一步进电机驱动的水平前后方向丝杆与运动 螺母构成的ζ方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上设有前后方向的水平通槽，水平 臂的另一端通过前后方向的水平通槽联接在前后运动的螺母上；设置第三步进电机驱动的 水平左右方向丝杆与运动螺母构成的χ方向传动机构，该传动机构设有外壳，外壳上设有 左右方向的水平通槽，ζ方向传动机构外壳的末端通过χ方向传动机构外壳上设置的左右 方向水平通槽固定联接在χ方向运动螺母上，χ方向传动机构外壳的末端固定在支架上。
2.根据权利要求1所述的用于水微界面测定的微电极三维移动自动化装置，其特征 是所说χ、y、ζ三个方向的传动机构的丝杆与螺母均为方牙螺纹配合，χ、y、ζ三个方向的 驱动电机均由单片机设定程序控制。
专利摘要本实用新型公开了一种用于水微界面测定的微电极三维移动自动化装置，采用三个步进电机分别驱动常用的丝杆与运动螺母构成的传动机构带动微电极分别作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移动，三个步进电机均由自编程的单片机控制，实现了微电极三维移动自动化。
文档编号G01N13/00GK201885948SQ20102064763
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者沈吉, 王建军 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所