CN103364229B - 一种自动取样系统 - Google Patents

Abstract

一种自动取样系统，包括主机系统和辅机系统，所述主机系统包括主控模块，减速步进电机，步进驱动器，放料伺服电机，步进驱动器连接减速步进电机；所述辅机系统包括箱体，密封伺服电机，所述密封伺服电机安装在箱体上；减速步进电机设有主轴旋臂，所述主轴旋臂端部固定有取样头，所述主轴旋臂端部安装有放料伺服电机，所述放料伺服电机转轴上固定有旋转片，旋转片用于采样时挡住取样头底部；所述辅机系统的箱体内设有导料管，导料管上部端口固定有内膜袋，所述密封伺服电机转轴上固定有密封盖，密封盖用于罩住导料管上部端口。本发明特别适合粉剂、颗粒等物品，适用于化肥、粮食、食品、医药等行业运输带端部物品取样。

Description

一种自动取样系统

技术领域

本发明涉及一种自动取样系统，用于化肥、粮食、食品、医药等行业运输带端部物品取样。

背景技术

现有的自动取样机大多数采用定时器、限位开关或计数器等简单的机构，自动化程度低，故障率高，比如用限位开关来定位采样点，存在机械惯性不准确的缺点。少数自动取样机采用可编程技术开发，但在设备开发过程中，缺乏考虑设备对现场环境适应能力，特别是化工、化肥行业电磁干扰、酸碱腐蚀等，因此可靠性不高；最大的问题还没有专门针对复杂环境对采样样品进行保护的机型。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中不足，提供一种自动取样系统，以微电脑为控制中心，自动化程度高、取样精确、工作可靠、能有效对采样样品进行保护。特别适合粉剂、颗粒等物品，适用于化肥、粮食、食品、医药等行业运输带端部物品取样。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种自动取样系统，包括主机系统和辅机系统，所述主机系统包括主控模块，减速步进电机，步进驱动器，放料伺服电机，步进驱动器连接减速步进电机；所述辅机系统包括箱体，密封伺服电机，所述密封伺服电机安装在箱体上；减速步进电机设有主轴旋臂，所述主轴旋臂端部固定有取样头，所述主轴旋臂端部安装有放料伺服电机，所述放料伺服电机转轴上固定有旋转片，旋转片用于采样时挡住取样头底部；所述辅机系统的箱体内设有导料管，导料管上部端口固定有内膜袋，所述密封伺服电机转轴上固定有密封盖，密封盖用于罩住导料管上部端口。

所述系统不在放料状态时，密封盖、导料管和内膜袋构成一个密封区域。

所述放料伺服电机、密封伺服电机与主控模块通过PWM脉宽方式通讯，工作于自定位模式。

所述导料管下部端口连接导料盘。

所述辅机系统的箱体上设有视窗。

所述主机系统包括主机机箱，所述主机机箱底部设有限位开关和感应定位开关，所述限位开关、感应定位开关均与主控模块连接，感应定位开关用作主轴旋臂的定位，限位开关用作保护。

所述主机系统设有主机面板，主机面板中部安装主控模块，所述主机面板上部设有指示灯，所述主机面板下部设有按钮，所述主机面板两侧分别设有铰链和门锁。

本发明一种自动取样系统，现有技术相比，具有的如下优点：

1)、采用数字步进电机、数字伺服电机作为工作动力，并配合一系列的程序智能化软件，使取样过程完全自动化。

2)、放料完毕后密封盖立即关闭，不仅防止粉尘进入样品内，而且也防止物料长期裸露在空气中受潮，最大程度的保护样品本身成分，动态全截面流水式取样方式，使分析结果更具准确性、代表性。

3)、本发明还具有现场手动取样、机箱温度显示报警、自动/远传报警、程序受干扰时自复位、工况/故障报警中文显示等一些辅助功能，使得取样工作可靠、取样灵活、实用性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置示意图。

图2为本发明电气系统控制框图。

图3为本发明程序控制系统框图。

图4为本发明装置辅机结构示意图。

具体实施方式

如图1、图4所示，一种自动取样系统，包括主机系统1和辅机系统15两大系统，所述主机系统1主要包括主机机箱、主机面板20、主控模块2、主轴旋臂6、步进驱动器5、减速步进电机4、开关电源3、取样头9、放料伺服电机8、旋转片7。

所述辅机系统15主要包括辅机箱体、导料管12、导料盘13、密封伺服电机10、密封盖11、视窗18。

所述主机面板20上部从左到右分别为电源(红色)、运行(绿色)、报警(黄色)三个指示灯，中部为长方形主控模块2，下部位从左到右分别为设置(绿色)、复位(红色)、手动采样(绿色)三个按钮，左边为面板门的铰链，右边为面板门锁。所述主控模块2安装于主机面板20的中央，中文液晶显示屏显示机箱温度、采样间隔时间、工作行程等工况以及故障报警中文信息，与之连接位于主机机箱底部的两个感应定位开关17与保护限位开关16；所述主控模块2软件具有任意位置掉电后开机软件自动定位功能。

所述减速步进电机4、步进驱动器5、主轴旋臂6等构成主轴悬臂步进驱动系统。所述主轴旋臂6位于主机机箱底部，主轴旋臂6由减速步进电机4控制；所述步进驱动器5与主控模块2采用三线脉冲通讯方式，配套感应定位开关17用作定位，配套限位开关16用作保护。

所述取样头9为杯式取样头，该杯式取样头固定在主轴旋臂6端部上；放料伺服电机8位于主轴旋臂6端部下面；所述放料旋转片7一端固定于放料伺服电机8转轴上，采样时挡住杯式取样头底部。

所述辅机系统15的箱体上设有一倾斜面21，所述导料管12从辅机机箱的倾斜面21中间插入辅机内，导料盘13在辅机机箱内部与导料管12下端相连；所述机内装样品内膜袋14的上端口捆扎固定在导料管12机内部分，密封盖11一端固定于密封伺服电机10的转轴上，待机时罩住导料管12的上部端口，视窗18安装在辅机机箱的门上面。

所述放料伺服电机8和密封伺服电机10采用机器人专用舵机，具有180°范围旋转角度，与主控模块2采用PWM脉宽通讯方式，工作于自定位模式。

实施步骤：

如图1～4所示，本发明一种自动取样系统，包括主机系统1和辅机系统15两大部分，主机面板20中间安装主控模块2，上面三个指示灯，下面三个按钮，侧面有散热导风口，底部有主轴旋臂6，在其另一端设有杯式的采样头9，旁边设有放料伺服电机8，下边角放料旋转片7，底部旁边还有与主轴旋臂6靠近的机械限位开关16和感应定位开关17；辅机系统15的倾斜面21上方安装有密封伺服电机10和密封盖11，工作受控主控模块2，倾斜面21中部是导料管12，导料管12下端延升到辅机箱体内部，下端部装有导料盘13，防止卡料。导料管12机内部分用硅胶管扎住盛装样品的内膜袋14，除了放料时刻外，密封盖11、导料管12、导料盘13、装样品的内膜袋14构成一个完全密封环境，防止其它杂质混入保护样品，视窗18便于随时观察辅机内情况。

使用本发明取样机时，工作电源接通后，对本发明取样机进行一系列初始化处理后，检查外围器件通讯是否正常，否则报警处理，然后对各种工作条件进行操作；当采样定时时间到，主轴旋臂6智能化定位后，逆时针旋转到采样结束点，带有杯式取样头9的主轴旋臂6转动靠近皮带运输带19，扫过皮带运输带19端部下料区，执行第一行程即采集。杯式取样头取定量物料后顺时针旋转到输送到导料管12上端，辅机系统15控制密封盖11在物料到达导料管12之前打开，主机系统1控制旋转片7打开，执行第二行程即放料；物料通过导料管12与导料盘13进入装样品的内膜袋14，放料完毕时密封盖11待取样头离开后立即关闭，主轴旋臂6再次逆时针旋转到初始感应定位开关17的上方，执行定位行程后自动取样完成；复位采样标志，刷新采样周期后返回主程序后，又进行下一轮循环。本发明最大程度的保护样品本身成分，动态全截面流水式取样方式，使分析结果更具准确性、代表性。

Claims (5)

1.一种自动取样系统，包括主机系统(1)和辅机系统(15)，所述主机系统(1)包括主控模块(2)，减速步进电机(4)，步进驱动器(5)，放料伺服电机(8)，步进驱动器(5)连接减速步进电机(4)；

所述辅机系统(15)包括箱体，密封伺服电机(10)，所述密封伺服电机(10)安装在箱体上；

其特征在于，减速步进电机(4)设有主轴旋臂(6)，所述主轴旋臂(6)端部固定有取样头(9)，所述主轴旋臂(6)端部安装有放料伺服电机(8)，所述放料伺服电机(8)转轴上固定有旋转片(7)，旋转片(7)用于采样时挡住取样头(9)底部；

所述主机系统(1)包括主机机箱，所述主机机箱底部设有限位开关(16)和感应定位开关(17)，所述限位开关(16)、感应定位开关(17)均与主控模块(2)连接，感应定位开关(17)用作主轴旋臂(6)的定位，限位开关(16)用作保护；

所述辅机系统(15)的箱体内设有导料管(12)，导料管(12)上部端口固定有内膜袋(14)，所述密封伺服电机(10)转轴上固定有密封盖(11)，密封盖(11)用于罩住导料管(12)上部端口；

放料伺服电机(8)和密封伺服电机(10)工作于自定位模式；

该系统不在放料状态时，密封盖(11)、导料管(12)和内膜袋(14)构成一个密封区域。

2.根据权利要求1所述一种自动取样系统，其特征在于，所述导料管(12)下部端口连接导料盘(13)。

3.根据权利要求1所述一种自动取样系统，其特征在于，所述辅机系统(15)的箱体上设有视窗(18)。

4.根据权利要求1所述一种自动取样系统，其特征在于，所述主机系统(1)设有主机面板(20)，主机面板(20)中部安装主控模块(2)，所述主机面板(20)上部设有指示灯，所述主机面板(20)下部设有按钮，所述主机面板(20)两侧分别设有铰链和门锁。

5.根据权利要求1所述一种自动取样系统，其特征在于，所述放料伺服电机(8)、密封伺服电机(10)与主控模块(2)通过PWM脉宽方式通讯。