專利名稱：用于微界面測定的微電極三維移動自動化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于研究湖泊沉積物水微界面化學和生物過程的測定設備，特別 是一種用于微界面測定的微電極三維移動自動化裝置，屬于地學及環(huán)境科學測試技術領 域。
背景技術：
沉積物-水微界面化學物質的剖面測定可采用微電極法進行，從而獲得微米級別 的化學物質濃度梯度及相關的生物地球化學反應。在微電極測定過程中，精確控制微電極 在沉積物-水微界面的穩(wěn)定移動至關重要?，F(xiàn)有技術手動控制微電極的移動方式，雖然滿 足了微電極運動的要求，能夠隨意控制電極距界面的距離；能夠控制電極做上下運動且這 種運動準確度可達到50微米；但是，要微電極以手動方式能夠實現(xiàn)三維精確移動有難度， 因為在實際使用過程中，由于手動測定過程較為費時，測定人員容易疲憊，難以適應大量樣 品測定時的手動操作而帶來移動誤差，進而導致測定結果的誤差。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種用于微界面測定的微電極三維移動 自動化裝置，這種自動化轉置極大的減輕了微界面測定人員的工作強度，步驟固定，操作簡 單，微電極移動更為精準，速度穩(wěn)定，可適應于大規(guī)模樣品的測定。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種用于水微界面測定的微電極三維移動自動化裝置，設有沉積物采樣管，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)接一左右方向設置的水平桿的一端，設置一步進電機驅動的垂直絲桿與 運動螺母構成的y方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上設有垂直的通槽，水平桿的 另一端通過垂直通槽聯(lián)接在上下運動的螺母上，該傳動機構的外殼上與垂直通槽相對的另 一側與一左右方向設置的水平臂固定聯(lián)接，設置另一步進電機驅動的水平前后方向絲桿與 運動螺母構成的ζ方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上設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)接在前后運動的螺母上；設置第三步進電機驅 動的水平左右方向絲桿與運動螺母構成的χ方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上 設有左右方向的水平通槽，ζ方向傳動機構外殼的末端通過χ方向傳動機構外殼上設置的 左右方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運動螺母上，χ方向傳動機構外殼的末端固定在支架 上。所說x、y、ζ三個方向的傳動機構的絲桿與螺母均為方牙螺紋配合，x、y、z三個方向的 驅動電機均由單片機設定程序控制。本實用新型具有以下優(yōu)點及效果步進電機的應用使得電極移動更加平緩，移動 距離準確，降低了人眼查看移動距離時容易產生的誤差。整個測定過程步驟程序化，規(guī)范 化，綜合了測定過程中的細節(jié)性問題，又具備部分可調節(jié)參數(shù)，適合于對一個樣品進行多個 微剖面測定。有單片機和步進電機參與的自動化測定過程，極大的降低了測定人員的工作強度，使得大批量樣品測定成為可能。本自動化裝置采用了市面上能夠購買的原材料制作 而成，結構緊湊，測定步驟合理，程序簡單，滿足微電極測定化學物質在沉積物-水界面濃 度分布的要求。

圖1是本實用新型的正視圖；圖2是圖1的虛線部分20俯視圖。
具體實施方式
附圖標號說明1，步進電機Y ;2，步進電機固定螺絲；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，步進電機Z ； 19，方牙絲桿外殼X ；20，附圖1的俯視部分；21，步進電機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，微電極移動上限； 觀，微電極測定起始處；29，微電極測定停止處；30，垂直支架；31，方牙螺帽y ；32，水平桿參看圖1，本實用新型采用了三個步進電機分別驅動常用的絲桿與運動螺母構成 的傳動機構帶動微電極14分別作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移動，三 個步進電機均由自編程的單片機控制，實現(xiàn)了微電極三維移動自動化。垂直桿9上部通過快開螺旋7聯(lián)接在左右方向設置的水平桿32的一端滾珠螺帽 6的側面，設置一步進電機1 (y方向)通過聯(lián)軸器3驅動的垂直絲桿5與運動螺母31構成 的y方向傳動機構，該傳動機構設有外殼4，外殼上設有垂直的通槽，水平桿32的另一端通 過垂直通槽聯(lián)接在上下運動的螺母31上，該傳動機構的外殼4上與垂直通槽相對的另一側 與一左右方向設置的水平臂8固定聯(lián)接，設置另一步進電機18(Z方向)驅動的水平前后方 向絲桿23與運動螺母沈構成的ζ方向傳動機構，該傳動機構設有外殼22，外殼22上設有 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)接在前后運動的螺母 26上；設置第三步進電機21 (X方向)驅動的水平左右方向絲桿M與運動螺母25構成的χ 方向傳動機構，該傳動機構設有外殼19，外殼上設有左右方向的水平通槽，ζ方向傳動機構 外殼22的術端通過χ方向傳動機構外殼上設置的左右方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運 動螺母25上，χ方向傳動機構外殼19的末端固定在支架30上。所說x、y、z三個方向的傳 動機構的絲桿與螺母采用方牙螺紋配合。本實用新型工作原理及過程當y方向電機1啟動，垂直桿9帶動微電極14作上 下(y方向)移動時，X及Z方向的電機和傳動機構不啟動；當Z方向的電機18和傳動機構 啟動時，螺母26帶動水平臂8前后移動并帶動y方向的電機1和外殼4整體前后移動，進 而帶動垂直桿9和微電極14水平前后移動，此時，y及X方向的電機和傳動機構不啟動；當 X方向的電機21和傳動機構啟動時，螺母25帶動Z方向的電機18和傳動機構整體左右移 動，進而通過水平臂8帶動y方向的電機1和外殼4及微電極14整體水平左右移動，此時， y及Z方向的電機和傳動機構不啟動。
權利要求1.一種用于水微界面測定的微電極三維移動自動化裝置，設有沉積物采樣管，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)接一左右方向設置的水平桿的一端，設置一步進電機驅動的垂直絲桿與運動 螺母構成的y方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上設有垂直的通槽，水平桿的另一 端通過垂直通槽聯(lián)接在上下運動的螺母上，該傳動機構的外殼上與垂直通槽相對的另一側 與一左右方向設置的水平臂固定聯(lián)接，設置另一步進電機驅動的水平前后方向絲桿與運動 螺母構成的ζ方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上設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)接在前后運動的螺母上；設置第三步進電機驅動的 水平左右方向絲桿與運動螺母構成的χ方向傳動機構，該傳動機構設有外殼，外殼上設有 左右方向的水平通槽，ζ方向傳動機構外殼的末端通過χ方向傳動機構外殼上設置的左右 方向水平通槽固定聯(lián)接在χ方向運動螺母上，χ方向傳動機構外殼的末端固定在支架上。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于水微界面測定的微電極三維移動自動化裝置，其特征 是所說χ、y、ζ三個方向的傳動機構的絲桿與螺母均為方牙螺紋配合，χ、y、ζ三個方向的 驅動電機均由單片機設定程序控制。
專利摘要本實用新型公開了一種用于水微界面測定的微電極三維移動自動化裝置，采用三個步進電機分別驅動常用的絲桿與運動螺母構成的傳動機構帶動微電極分別作上下(y方向)、左右(X方向)及前后(Z方向)移動，三個步進電機均由自編程的單片機控制，實現(xiàn)了微電極三維移動自動化。
文檔編號G01N13/00GK201885948SQ20102064763
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權日2010年12月8日
發(fā)明者沈吉, 王建軍 申請人:中國科學院南京地理與湖泊研究所