[发明专利]一种单位时间内倾倒恒定容积液体的方法

摘要

本发明公开一种单位时间内倾倒恒定容积液体的方法，该方法通过步进电机来控制金属勺在每个时间点旋转过的角度，达到控制单位时间内倾倒恒定容积液体，所述金属勺为一个半径为R的球体切成的球缺结构，球缺的表面直径为d₁，金属勺固定在步进电机输出轴的末端。本发明可以根据微积分原理，无限缩小单位时间的方法，这样就可以无限地趋近以1mL/s地速度匀速地倒出液体。本发明简单可靠，控制精确。

主权项

1.一种单位时间内倾倒恒定体积液体的方法，其特征在于：所述方法通过步进电机控制盛装液体的金属勺单位时间内旋转过的角度，达到单位时间内倾倒恒定容积的液体；所述金属勺为一个半径为R的球体切成的球缺结构，球缺的表面直径为d₁，金属勺固定在步进电机输出轴的末端；所述方法具体包括以下步骤：1）、在金属勺中加入体积为V的液体，液体在金属勺中的液面直径为d₂，d₁≤d₂，根据球缺的体积公式，则V与d₂存在以下关系：V=13π(2R+R2-d224)(R-R2-d224)2;]]>2）、步进电机的输出轴带动金属勺绕输出轴的轴线旋转，其中步进电机输出轴转过的角度等于金属勺子绕输出轴的轴线旋转过的角度，当液体达到金属勺的边缘，处于倒出的临界状态时，此时,金属勺绕输出轴的轴线旋转过的角度为α_临，3）、步进电机的输出轴继续带动金属勺绕输出轴的轴线旋转，此时液体开始从金属勺中倒出，设定每个单位时间t内有体积Q的液体从金属勺中倒出，则经过时间T后，且T＝n×t，n为正整数,金属勺中剩余液体的体积此时金属勺绕输出轴的轴线旋转过的角度为α，α＞α_临，得出时间T与金属勺旋转过的角度α的关系式如下：V1=V-T×Qt=13π(3R-(R-R cos(arcsind12R-α)))(R-R cos(arcsind12R-α))2,]]>并最终化简为：cos3(arcsind12R-α)-3cos(arcsind12R-α)+2-3×(V-T×Qt)πR3=0;]]>4）、步进电机的输出轴按照步骤3）中所得的时间T与金属勺旋转过的角度α的关系式进行旋转，从而控制金属勺子每个时间点旋转过的角度。