CN104198215A - 火车煤炭采样点快速选取装置 - Google Patents

Abstract

本发明火车煤炭采样点快速选取装置涉及一种用于快速对煤炭采样点的位置进行选取的装置。其目的是为了提供一种自动的、应用范围广的、便于快速选取采样点位置的火车煤炭采样点快速选取装置。本发明火车煤炭采样点快速选取装置包括相对设置在轨道两侧的支撑柱、设置在相对支撑柱之间的滑杆、套装在滑杆上的箱体、与箱体外侧壁固定连接的旋转执行单元、固定安装在箱体内的轴向移动单元、固定安装在箱体顶部的太阳能电池板、固定安装在箱体内的蓄电池、激光成像系统和红外控制单元以及红外遥控器，滑杆与支撑柱固定连接，旋转执行单元能带动箱体绕滑杆转动，轴向移动单元能带动箱体沿滑杆移动，红外控制单元用于控制旋转执行单元、轴向移动单元。

Description

火车煤炭采样点快速选取装置

技术领域

本发明涉及一种煤炭采样装置，特别是涉及一种用于快速对煤炭采样点的位置进行选取的装置。

背景技术

煤炭在世界能源结构中的重要地位日益突出，中国的煤炭需求一直呈现高速稳定的增长趋势。煤炭作为一种数量较大的特殊商品，流通量越来越大。由于煤炭是一种非均质的混合物，其性质随生成地的地质条件、生产、加工、运输等过程的不同而有很大差别。煤炭采样是指从特定的煤堆中取出一部分具有代表性的煤样，以确定该煤堆煤炭质量的过程。煤的采样是煤质分析中最重要的环节，要获得准确的测试数据，就必须采集具有代表性的样品。现有技术中对运煤火车车厢中的商品煤采样方式为：通过采样人员在火车车厢中对采样位置进行人工划分并随机采样，进而实现对火车车厢中的商品煤进行质量控制。子样随机采样方法为：将车厢分成若干个边长为1m～2m的小块(一般为15块或18块)并编上号，然后以随机方法依次选择各车箱的采样点位置。

但是，这种人工的随机采样方式在选取采样点的位置时受人为因素影响较大，并且利用人工划分网格来选取采样位置费时费力，从而无法保证煤样选取的代表性和准确性，进而无法准确对火车煤炭质量进行评估。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动的、应用范围广的、便于快速选取采样点位置的火车煤炭采样点快速选取装置。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，包括相对设置在轨道两侧的支撑柱、设置在所述相对支撑柱之间的滑杆、套装在所述滑杆上的箱体、与所述箱体外侧壁固定连接的旋转执行单元、固定安装在所述箱体内部的轴向移动单元、固定安装在所述箱体上的电源、固定安装在箱体内部的激光成像系统和红外控制单元以及用于向红外控制单元发射信号的红外遥控器，所述滑杆与所述支撑柱固定连接，所述旋转执行单元能够带动所述箱体绕所述滑杆转动，所述旋转执行单元包括与箱体外侧壁固定连接的第一电机、套装在所述滑杆上的第一齿轮、套装在所述第一电机的输出轴上且与所述第一齿轮外啮合的第二齿轮，所述第一齿轮相对所述滑杆在周向方向上固定不动而在轴向方向上能够相对所述滑杆移动，所述第一电机的输出轴相对所述滑杆平行设置，

所述轴向移动单元能够带动所述箱体沿所述滑杆移动，所述轴向移动单元包括固定安装在箱体侧壁上的第二电机、套装在所述第二电机输出轴上的橡胶圈，所述第二电机的输出轴相对所述滑杆垂直设置，所述橡胶圈底端与所述滑杆相接触，当所述第二电机转动时，所述第二电机能够带动所述橡胶圈相对所述滑杆移动，

所述红外控制单元与所述旋转执行单元、所述轴向移动单元和所述激光成像系统之间设置有电缆，所述红外控制单元用于控制所述旋转执行单元、所述轴向移动单元以及所述激光成像系统。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，其中所述滑杆上且与所述旋转执行单元相对应的位置上设置有凸起，所述第一齿轮内圈开设有与所述凸起相配合的凹槽，所述第一齿轮通过所述凹槽与所述凸起的配合套装在所述滑杆上，且所述凸起在沿所述滑杆轴向方向上的长度大于所述凹槽在沿所述滑杆轴向方向上的长度，所述第一齿轮能够相对所述滑杆轴向移动。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，其中所述旋转执行单元还包括第一外壳体，第一外壳体套装在滑杆上且与箱体的外侧壁固定连接，第一、第二齿轮以及第一电机均位于第一外壳体内。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，其中所述轴向移动单元还包括第二外壳体，所述第二外壳体与所述箱体内壁固定连接，所述第二电机、所述橡胶圈均位于所述第二外壳体内。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，其中所述轴向移动单元还包括固定架，所述固定架的一端与箱体的顶部固定连接，所述固定架的另一端与第二电机固定连接。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，其中所述电源包括固定安装在所述箱体顶部的太阳能电池板和固定安装在箱体内部的蓄电池。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置与现有技术不同之处在于本发明火车煤炭采样点快速选取装置中支撑柱分布在火车轨道的两侧，所述箱体位于火车车厢的正上方，在箱体的顶部设置有太阳能电池板，通过太阳能电池板实现对蓄电池的能量的供给，再将蓄电池中的能量供应给激光成像系统、红外控制单元、轴向移动单元和旋转执行单元，当箱体偏离火车车厢的正上方时，利用红外遥控器对红外控制单元发射信号，红外控制单元接收信号，并将信号传递给轴向移动单元中的第二电机，使得第二电机正转或反转，带动橡胶圈正转或反转，由于滑杆固定不动，利用橡胶圈与滑杆之间的摩擦力，橡胶圈带动电机和箱体相对滑杆移动，直至箱体位于火车车厢的正上方为止，然后再利用激光成像系统在车厢的煤炭表面形成划分网格，并通过红外控制单元调节激光成像系统的镜头焦距，以保证划分网格覆盖住整个车厢的煤炭表面；当划分的网格偏离火车煤炭的表面时，利用红外遥控器对红外控制单元发射信号，红外控制单元接收信号，并将信号传递给旋转执行单元中的第一电机，第一电机正转或反转，带动第二齿轮正转或反转，进而带动滑杆上的第一齿轮正转或反转，由于第一齿轮与箱体固定连接，进而第一齿轮带动箱体正转或反转，直至划分网格图像不再偏离火车煤炭表面为止。本发明自动化程度高，避免了人工划分采样网格，从而可以有效避免人为因素对煤炭采样过程的影响，增强了采样过程的透明性，从而提高了对整个火车车厢中煤炭质量估测结果的准确性，并且本装置单人操作即可，省时省力。本装置采取太阳能供电系统，使用寿命长，无需频繁维护，不仅适用于煤炭采样的采样点的快速选取，还适用于矿石、土壤等采样点的快速选取，适用范围非常广泛，便于推广使用。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置中当所述第一电机带动所述第二齿轮转动时，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，由于所述滑杆位置固定，且所述第一齿轮通过所述凹槽与所述凸起的配合套装在所述滑杆上，即所述第一齿轮相对所述滑杆在其周向方向上相对位置不变，即第一齿轮不发生转动，第二齿轮带动电机和箱体沿着第一齿轮的中心转动，从而实现了箱体的转动；所述凸起在沿所述滑杆轴向方向上的长度大于所述凹槽在沿所述滑杆轴向方向上的长度，所述第一齿轮能够相对所述滑杆轴向移动，当轴向移动单元带动箱体沿滑杆轴向移动时，由于箱体与旋转执行单元固定连接，因此箱体带动旋转执行单元一起轴向移动，为了在旋转执行单元的轴向移动过程中，第一齿轮的凹槽与滑杆上凸起始终保持完全整配合的状态，保证第一齿轮始终相对所述滑杆在周向方向上固定不动且第一齿轮与第二齿轮始终保持啮合状态。下面结合附图对本发明的火车煤炭采样点快速选取装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明火车煤炭采样点快速选取装置的立体图；

图2为本发明火车煤炭采样点快速选取装置中箱体的剖视图；

图3为本发明火车煤炭采样点快速选取装置中轴向移动单元的侧视图；

图4为本发明火车煤炭采样点快速选取装置中旋转执行单元的放大图。

具体实施方式

如图1、图2和图4所示，本发明火车煤炭采样点快速选取装置包括相对设置在轨道两侧的支撑柱1、设置在相对支撑柱1之间的滑杆2、套装在滑杆2上的箱体3、与箱体3外侧壁通过螺栓固定连接的旋转执行单元5、通过螺栓固定安装在箱体3内部的轴向移动单元4、焊接固定在箱体3顶部的太阳能电池板9、通过螺栓固定安装在箱体3内部的蓄电池8、激光成像系统7和红外控制单元6以及用于向红外控制单元6发射信号的红外遥控器，滑杆2与支撑柱1焊接固定，旋转执行单元5能够带动箱体3绕滑杆2转动，旋转执行单元5包括与箱体3外侧壁固定连接的第一电机51、套装在滑杆2上的第一齿轮53、套装在第一电机51的输出轴52上且与第一齿轮53外啮合的第二齿轮54，滑杆2上且与旋转执行单元5相对应的位置上设置有凸起，第一齿轮53内圈开设有与凸起相配合的凹槽，第一齿轮53通过凹槽与凸起的配合套装在滑杆上，且凸起在沿滑杆2轴向方向上的长度大于凹槽在沿滑杆2轴向方向上的长度，且第一齿轮53能够相对滑杆2轴向移动，第一电机51的输出轴52相对滑杆2平行设置，第一外壳体55套装在滑杆2上且与箱体3的外侧壁通过螺栓连接，第一、第二齿轮54以及第一电机51均位于第一外壳体55内。

如图3所示，轴向移动单元4能够带动箱体3沿滑杆2移动，轴向移动单元4包括第二外壳体44、固定架45、通过螺栓固定安装在箱体3侧壁上的第二电机41、套装在第二电机41输出轴上的橡胶圈43，第二电机41的输出轴42相对滑杆2垂直设置，橡胶圈43底端与滑杆2相接触，当第二电机41转动时，第二电机41带动橡胶圈43相对滑杆2移动，第二外壳体44与箱体3内壁通过螺栓固定连接，第二电机41、橡胶圈43均位于第二外壳体44内，固定架45的一端与第二外壳体44的顶部焊接固定，固定架45的另一端与第二电机41焊接固定。

红外控制单元6与旋转执行单元5、轴向移动单元4和激光成像系统7之间设置有电缆，红外控制单元6用于控制旋转执行单元5、轴向移动单元4以及激光成像系统7。

本发明火车煤炭采样点快速选取装置，支撑柱1分布在火车轨道的两侧，箱体3位于火车车厢的正上方，在箱体3的顶部设置有太阳能电池板9，通过太阳能电池板9实现对蓄电池8的能量的供给，再将蓄电池8中的能量供应给激光成像系统7、红外控制单元6、轴向移动单元4和旋转执行单元5，当箱体3偏离火车车厢的正上方时，利用红外遥控器对红外控制单元6发射信号，红外控制单元6接收信号，并将信号传递给轴向移动单元4中的第二电机41，使得第二电机41正转或反转，带动橡胶圈43正转或反转，由于滑杆2固定不动，利用橡胶圈43与滑杆2之间的摩擦力，橡胶圈43带动电机和箱体3相对滑杆2移动，直至箱体3位于火车车厢的正上方为止，然后再利用激光成像系统7在车厢的煤炭表面形成划分网格，并通过红外控制单元6调节激光成像系统7的镜头焦距，以保证划分网格覆盖住整个车厢的煤炭表面；当划分的网格偏离火车煤炭的表面时，利用红外遥控器对红外控制单元6发射信号，红外控制单元6接收信号，并将信号传递给旋转执行单元5中的第一电机51，第一电机51正转或反转，带动第二齿轮54正转或反转，进而带动滑杆2上的第一齿轮53正转或反转，由于第一齿轮53与箱体3固定连接，进而第一齿轮53带动箱体3正转或反转，直至划分网格图像不再偏离火车煤炭表面为止。本发明自动化程度高，避免了人工划分采样网格，从而可以有效避免人为因素对煤炭采样过程的影响，增强了采样过程的透明性，从而提高了对整个火车车厢中煤炭质量估测结果的准确性，并且本装置单人操作即可，省时省力。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：包括相对设置在轨道两侧的支撑柱(1)、设置在所述相对支撑柱(1)之间的滑杆(2)、套装在所述滑杆(2)上的箱体(3)、与所述箱体(3)外侧壁固定连接的旋转执行单元(5)、固定安装在所述箱体(3)内部的轴向移动单元(4)、固定安装在所述箱体(3)上的电源、固定安装在所述箱体(3)内部的激光成像系统(7)和红外控制单元(6)以及用于向红外控制单元(6)发射信号的红外遥控器，所述滑杆(2)与所述支撑柱(1)固定连接，所述旋转执行单元(5)能够带动所述箱体(3)绕所述滑杆(2)转动，所述旋转执行单元(5)包括与箱体(3)外侧壁固定连接的第一电机(51)、套装在所述滑杆(2)上的第一齿轮(53)、套装在所述第一电机(51)的输出轴(52)上且与所述第一齿轮(53)外啮合的第二齿轮(54)，所述第一齿轮(53)相对所述滑杆(2)在周向方向上固定不动而在轴向方向上能够相对所述滑杆(2)移动，所述第一电机(51)的输出轴相对所述滑杆(2)平行设置，

所述轴向移动单元(4)能够带动所述箱体(3)沿所述滑杆(2)移动，所述轴向移动单元(4)包括固定安装在箱体(3)侧壁上的第二电机(41)、套装在所述第二电机(41)输出轴(42)上的橡胶圈(43)，所述第二电机(41)的输出轴(42)相对所述滑杆(2)垂直设置，所述橡胶圈(43)底端与所述滑杆(2)相接触，当所述第二电机(41)转动时，所述第二电机(41)能够带动所述橡胶圈(43)相对所述滑杆(2)移动，

所述红外控制单元(6)与所述旋转执行单元(5)、所述轴向移动单元(4)和所述激光成像系统(7)之间设置有电缆，所述红外控制单元(6)用于控制所述旋转执行单元(5)、所述轴向移动单元(4)以及所述激光成像系统(7)。

2.根据权利要求1所述的火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：所述滑杆(2)上且与所述旋转执行单元(5)相对应的位置上设置有凸起，所述第一齿轮(53)内圈开设有与所述凸起相配合的凹槽，所述第一齿轮(53)通过所述凹槽与所述凸起的配合套装在所述滑杆(2)上，且所述凸起在沿所述滑杆(2)轴向方向上的长度大于所述凹槽在沿所述滑杆(2)轴向方向上的长度，所述第一齿轮(53)能够相对所述滑杆(2)轴向移动。

3.根据权利要求2所述的火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：所述旋转执行单元(5)还包括第一外壳体(55)，所述第一外壳体(55)套装在所述滑杆(2)上且与所述箱体(3)的外侧壁固定连接，所述第一、第二齿轮以及所述第一电机(51)均位于所述第一外壳体(55)内。

4.根据权利要求2或3所述的火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：所述轴向移动单元(4)还包括第二外壳体(44)，所述第二外壳体(44)与所述箱体内壁固定连接，所述第二电机(41)、所述橡胶圈(43)均位于所述第二外壳体(44)内。

5.根据权利要求4所述的火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：所述轴向移动单元(4)还包括固定架(45)，所述固定架(45)的一端与第二外壳体(44)的顶部固定连接，所述固定架(45)的另一端与第二电机(41)固定连接。

6.根据权利要求5所述的火车煤炭采样点快速选取装置，其特征在于：所述电源包括固定安装在所述箱体(3)顶部的太阳能电池板(9)和固定安装在箱体(3)内部的蓄电池(8)。