CN105173505B - 一种坩埚自动存取柜及坩埚自动存取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坩埚自动存取柜及坩埚自动存取方法，坩埚自动存取柜包括柜体，柜体上开设有坩埚存取口，柜体内设有升降组件和吸附组件，吸附组件靠近坩埚存取口设置用于吸附需存取的坩埚，升降组件设于吸附组件的下方，升降组件上设有依次堆叠的数个坩埚，升降组件带动坩埚上下升降并与吸附组件配合以完成坩埚的存取。本发明设计合理、坩埚存放多、柜体空间小、存取过程方便快捷。

Description

一种坩埚自动存取柜及坩埚自动存取方法

技术领域

本发明主要涉及到物料样品的制样、分析设备领域，具体涉及一种坩埚自动存取柜及坩埚自动存取方法。

背景技术

对于物料（如矿石、煤料）的样品采制、分析工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行采制样和分析工作。样品采制、分析工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的试验分析。这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

如以煤料分析为例，实际上是一种抽样分析的过程。煤炭是一种不均匀的物质（粒度、质量特性分布等），被抽样的母本一般比较大（几十吨到几万吨不等），最大限度地抽到能代表整个母本质量及特性的代表性样品的过程叫“采样”，目前有机械采样、人工采样、半机械采样等多种方式方法。按标准采到样品后，下一过程是制样，制样过程一般有空气干燥、破碎、缩分、磨粉等过程。样品制好后进开展下一步的样品试验分析。在煤炭的采制样和分析过程中，会使用到水分测试仪器以对煤样的水分含量进行试验分析。煤的水分是评价煤炭经济价值最基本的指标。因为煤中水分的变化会造成其它组分的含量变化和发热量的变化，对煤的检质、计量、验收、管理等产生一定的影响。因此，准确测定煤中水分对煤的生产管理及经营有重大的意义。当然，对于其他的物料，必要时也同样需要对水分含量进行试验分析。

在物料（如矿石、煤料）的样品采制样和分析过程中，会使用到坩埚。坩埚用于装载样品以进行相关的分析实验，坩埚存取柜则用于存放未使用的坩埚或者用于存放盛有样品的坩埚以进行下一步的分析实验。

现有的坩埚存取柜存在以下技术问题：

（1）柜内设计不合理，每个坩埚需占用一个单独的空间，若需要存放的坩埚较多时，则坩埚存取柜也须同步设计成大的柜体，导致坩埚存取柜占用的空间较大。

（2）存取坩埚时，机械手需要精确定位到每个坩埚的具体位置点，对机械手的行程、控制要求高，存取坩埚不够方便、快捷、高效。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种设计合理、坩埚存放多、柜体空间小、存取过程方便快捷的坩埚自动存取柜及坩埚自动存取方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种坩埚自动存取柜，包括柜体，所述柜体上开设有坩埚存取口，所述柜体内设有升降组件和吸附组件，所述吸附组件靠近坩埚存取口设置用于吸附需存取的坩埚，所述升降组件设于吸附组件的下方，所述升降组件上设有依次堆叠的数个坩埚，所述升降组件带动坩埚上下升降并与吸附组件配合以完成坩埚的存取。

作为本发明的进一步改进，所述吸附组件包括一个以上的气吸式吸盘和用于检测坩埚吸附时位置信息的坩埚检测模块，所述气吸式吸盘设于升降组件上堆叠的坩埚的上方用于吸附需存取的坩埚。

作为本发明的进一步改进，所述吸附组件包括一个以上的磁吸式通电磁铁和用于检测坩埚吸附时位置信息的坩埚检测模块，所述坩埚上设有用于与通电磁铁相磁吸配合的磁性部，所述通电磁铁设于升降组件上堆叠的坩埚的上方用于吸附需存取的坩埚。

作为本发明的进一步改进，所述升降组件包括升降平台板、升降驱动电机和升降驱动丝杆，所述升降平台板设于吸附组件的下方，所述升降平台板上设有依次堆叠的数个坩埚，所述升降驱动电机驱动升降平台板沿升降驱动丝杆上下运动。

作为本发明的进一步改进，所述坩埚呈圆盘式结构，所述坩埚的底部直径小于坩埚的开口直径以使上下两个坩埚间形成堆叠。

本发明还提供一种基于上述坩埚自动存取柜的坩埚自动存取方法，所述坩埚自动存取方法中取坩埚的步骤如下：

A）升降组件上升，将位于升降组件上的数个坩埚整体抬升至吸附组件处后，升降组件停止上升；

B）吸附组件工作，将位于最顶端的坩埚吸附；

C）升降组件下降，带动剩余的坩埚回到原始工位；

D）机械手从坩埚存取口伸入并到达被吸附的坩埚位置，吸附组件关闭以停止吸附，坩埚落至机械手上并被取出。

作为本发明的进一步改进，步骤A）中，数个坩埚被抬升，当坩埚检测模块检测到位于最顶端的坩埚已上升至吸附组件处时，升降组件停止上升。

作为本发明的进一步改进，所述坩埚自动存取方法中存坩埚的步骤如下：

E）机械手带动坩埚从坩埚存取口进入，并将坩埚送至吸附组件下方；

F）吸附组件工作，将坩埚吸附，机械手退出；

G）升降组件上升，托住吸附组件上的坩埚；

H）吸附组件关闭以停止吸附，升降组件下降并带动坩埚回到原始工位。

作为本发明的进一步改进，步骤E）中，当坩埚送至吸附组件下方时，坩埚检测模块工作以检测坩埚是否运送到位。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的坩埚自动存取柜，通过优化设计，在柜内采用坩埚套坩埚叠加堆放的方式，大大节省了坩埚的存放空间, 使得柜内存放坩埚数量多，且柜体占用空间小。

（2）本发明的坩埚自动存取柜，通过采用升降和吸附相结合的方式，在柜体上只设有一个取放坩埚位, 存取坩埚时仅需固定一个位置,降低了机械手的工作复杂度。

（3）本发明的坩埚自动存取柜，不论是气吸式吸盘吸附坩埚还是通电磁铁磁吸坩埚的方式，都无需对坩埚的锅体本身形成很大的压力即可将坩埚吸附，不会对坩埚造成损坏，取坩埚效率大为提高。

（4）本发明的坩埚自动存取方法，基于上述的坩埚自动存取柜，存取坩埚方便、快捷，大大降低了工作复杂度，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明在实施例中设有气吸式吸盘时的正面结构原理示意图。

图2是本发明在另一实施例中设有通电磁铁时的正面结构原理示意图。

图3是本发明在实施例中升降组件的正面结构原理示意图。

图4是本发明在实施例中坩埚的正面结构原理示意图。

图例说明：

1、柜体；11、坩埚存取口；2、升降组件；21、升降平台板；22、升降驱动电机；23、升降驱动丝杆；3、吸附组件；31、气吸式吸盘；32、坩埚检测模块；33、通电磁铁；4、坩埚。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明提供一种坩埚自动存取柜，包括柜体1，柜体1上开设有坩埚存取口11，当需要存取坩埚4时，机械手从坩埚存取口11进出以完成坩埚4的存取。柜体1内设有升降组件2和吸附组件3，吸附组件3靠近坩埚存取口11设置用于吸附需存取的坩埚4，升降组件2设于吸附组件3的下方，升降组件2上设有依次堆叠的数个坩埚4形成坩埚堆叠区，升降组件2带动坩埚4上下升降并与吸附组件3配合以完成坩埚4的存取。

当需要存坩埚4时，机械手带动坩埚4从坩埚存取口11进入，并将坩埚4送至吸附组件3的下方，吸附组件3工作将坩埚4吸附，机械手退出；升降组件2向上运动，使得原本处于升降组件2上的最顶端的坩埚4处于被吸附的坩埚4的下方；此时，吸附组件3停止吸附，被吸附的坩埚4堆叠在原本最顶端的坩埚4上（如升降组件2上原本没有坩埚4，则被吸附的坩埚4直接落在升降组件2上），升降组件2向下运动，完成坩埚4的存放。

当需要取坩埚4时，升降组件2上升，将升降组件2上的坩埚4整体抬升至吸附组件3处后，升降组件2停止上升；吸附组件3工作，将位于最顶端的坩埚4吸附；升降组件2下降，带动剩余的坩埚4（如果此时升降组件2上还存有其他的坩埚4）向下运动；机械手从坩埚存取口11伸入并到达被吸附的坩埚4位置，吸附组件3关闭以停止吸附，坩埚4落至机械手上并被取出。

通过这样的优化设计，在柜体1内采用坩埚套坩埚叠加堆放的方式，数个坩埚4依次堆叠在一起，每个坩埚4无需占用一个单独的空间，大大节省了坩埚4的存放空间, 使得存取柜内存放的坩埚4数量多，且柜体1占用空间小。同时，本发明通过采用升降和吸附相结合的方式，在柜体1上只设有一个取放坩埚位, 存取坩埚4时仅需固定一个位置,降低了机械手的工作复杂度，存取坩埚方便、快捷。

进一步，在较佳实施例中，吸附组件3包括一个以上的气吸式吸盘31，气吸式吸盘31设于升降组件2上堆叠的坩埚4的上方用于吸附需存取的坩埚4，吸附组件3上还设有用于检测坩埚4吸附时位置信息的坩埚检测模块32。气吸式吸盘31外接真空抽取装置，当坩埚4接触气吸式吸盘31时，真空抽取装置抽气，使得坩埚4被气吸式吸盘31牢牢的吸附住。坩埚检测模块32可检测位于首个的坩埚4是否精准的靠近气吸式吸盘31，以使气吸式吸盘31工作将首个坩埚4吸附住。当机械手夹带着坩埚4从坩埚存取口11进入柜体1内要存放坩埚4时，坩埚检测模块32也可检测坩埚4是否运送到位，以使气吸式吸盘31工作将要存放的坩埚4吸附住。

如图2所示，关于吸附组件3，在本发明的另一个实施例中，吸附组件3包括一个以上的磁吸式通电磁铁33和用于检测坩埚4吸附时位置信息的坩埚检测模块32，并且坩埚4上设有用于与通电磁铁33相磁吸配合的磁性部，通电磁铁33设于升降组件2上堆叠的坩埚4的上方用于吸附需存取的坩埚4。通电磁铁又名电磁铁，其不通电的时候是没有磁性的，通电的时候才有磁性，且磁吸效果好。当坩埚4接触通电磁铁33时，通电磁铁33通电以产生磁性，通电磁铁33与坩埚4上的磁性部磁吸配合，使得坩埚4被通电磁铁33牢牢的磁吸固定住。取坩埚4时，坩埚检测模块32可检测位于升降组件2上首个的坩埚4是否精准的靠近通电磁铁33，以使通电磁铁33工作将首个坩埚4吸附住。当机械手夹带着坩埚4从坩埚存取口11进入柜体1内要存放坩埚4时，坩埚检测模块32也可检测坩埚4是否运送到位，以使通电磁铁33工作将要存放的坩埚4吸附住。在本实施例中，坩埚4整体由可磁吸的金属如铁等制成。在其他实施例中，坩埚4的磁性部还可以为带有磁性的磁石，该磁石与通电磁铁33吸附配合。当然，坩埚4的磁性部还可以为不带磁性的可磁吸的金属，如铁等，只要其能够与带磁性的通电磁铁33磁吸配合即可。

不论是采取气吸式吸盘31吸附坩埚4还是采取通电磁铁33磁吸坩埚4的方式，都无需对坩埚4的锅体本身形成很大的压力即可将坩埚4吸附，不会对坩埚4造成损坏，取坩埚4效率大为提高。

进一步，在较佳实施例中，升降组件2包括升降平台板21、升降驱动电机22和升降驱动丝杆23，升降平台板21设于吸附组件3的下方，依次堆叠的数个坩埚4设于升降平台板21上，升降驱动电机22驱动升降平台板21沿升降驱动丝杆23上下运动，以带动坩埚4抬升或下降。

进一步，在较佳实施例中，坩埚4呈圆盘式结构，坩埚4的底部直径小于坩埚4的开口直径，当上下两个坩埚4间形成堆叠时，处于上方的坩埚4的底部正好嵌设在处于下方的坩埚4的锅体内。通过这样的设计，一是可以进一步压缩坩埚4堆积的高度和空间，使得存放的坩埚4数量更多；二是上下堆叠嵌设的方式，进一步保证了坩埚4的堆叠稳固性，坩埚4在存放和上下移动时稳定性会更好，不易发生倾倒。

本发明还提供一种基于上述坩埚自动存取柜的坩埚自动存取方法，坩埚自动存取方法中取坩埚4的步骤如下：

A）升降组件2上升，将位于升降组件2上的数个坩埚4整体抬升至吸附组件3处后，升降组件2停止上升；

B）吸附组件3工作，将位于最顶端的坩埚4吸附；

C）升降组件2下降，带动剩余的坩埚4回到原始工位，而此时原来处于首个的坩埚4则被牢牢的吸附在吸附组件3处；

D）机械手从坩埚存取口11伸入并到达被吸附的坩埚4位置，吸附组件3关闭以停止吸附，坩埚4落至机械手上并被取出。

进一步，在较佳实施例中，步骤A）中，当数个坩埚4被抬升，坩埚检测模块32工作，当坩埚检测模块32检测到位于最顶端的坩埚4已上升至吸附组件3处时，发送检测信号以使升降组件2停止上升。通过这样的设置，位于首个的坩埚4能够精准的抵达吸附组件3处，一是便于精准的开展吸附作业，以牢牢的吸附住坩埚4；二是升降组件2不会继续上升，造成首个坩埚4或吸附组件3被压坏。

进一步，在较佳实施例中，坩埚自动存取方法中存坩埚4的步骤如下：

E）机械手带动需存放的坩埚4从坩埚存取口11进入，并将坩埚4送至吸附组件3下方；

F）吸附组件3工作，将坩埚4吸附，机械手退出；

G）升降组件2上升，托住吸附组件3上的坩埚4；

H）吸附组件3关闭以停止吸附，使得坩埚4落在吸附组件3上或者嵌落在吸附组件3上原有的坩埚4上，升降组件2下降并带动坩埚4回到原始工位。

进一步，在较佳实施例中，步骤E）中，当坩埚4送至吸附组件3下方时，坩埚检测模块32工作以检测坩埚4是否运送到位。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种坩埚自动存取柜，包括柜体（1），所述柜体（1）上开设有坩埚存取口（11），其特征在于，所述柜体（1）内设有升降组件（2）和吸附组件（3），所述吸附组件（3）靠近坩埚存取口（11）设置用于吸附需存取的坩埚（4），所述升降组件（2）设于吸附组件（3）的下方，所述升降组件（2）上设有依次堆叠的数个坩埚（4），所述升降组件（2）带动坩埚（4）上下升降并与吸附组件（3）配合以完成坩埚（4）的存取，所述坩埚（4）的底部直径小于坩埚（4）的开口直径以使上下两个坩埚（4）间形成堆叠。

2.根据权利要求1所述的坩埚自动存取柜，其特征在于，所述吸附组件（3）包括一个以上的气吸式吸盘（31）和用于检测坩埚（4）吸附时位置信息的坩埚检测模块（32），所述气吸式吸盘（31）设于升降组件（2）上堆叠的坩埚（4）的上方用于吸附需存取的坩埚（4）。

3.根据权利要求1所述的坩埚自动存取柜，其特征在于，所述吸附组件（3）包括一个以上的磁吸式通电磁铁（33）和用于检测坩埚（4）吸附时位置信息的坩埚检测模块（32），所述坩埚（4）上设有用于与通电磁铁（33）相磁吸配合的磁性部，所述通电磁铁（33）设于升降组件（2）上堆叠的坩埚（4）的上方用于吸附需存取的坩埚（4）。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的坩埚自动存取柜，其特征在于，所述升降组件（2）包括升降平台板（21）、升降驱动电机（22）和升降驱动丝杆（23），所述升降平台板（21）设于吸附组件（3）的下方，所述升降平台板（21）上设有依次堆叠的数个坩埚（4），所述升降驱动电机（22）驱动升降平台板（21）沿升降驱动丝杆（23）上下运动。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的坩埚自动存取柜，其特征在于，所述坩埚（4）呈圆盘式结构。

6.一种基于权利要求1～4中任意一项所述坩埚自动存取柜的坩埚自动存取方法，其特征在于，所述坩埚自动存取方法中取坩埚（4）的步骤如下：

A）升降组件（2）上升，将位于升降组件（2）上的数个坩埚（4）整体抬升至吸附组件（3）处后，升降组件（2）停止上升；

B）吸附组件（3）工作，将位于最顶端的坩埚（4）吸附；

C）升降组件（2）下降，带动剩余的坩埚（4）回到原始工位；

D）机械手从坩埚存取口（11）伸入并到达被吸附的坩埚（4）位置，吸附组件（3）关闭以停止吸附，坩埚（4）落至机械手上并被取出。

7.根据权利要求6所述的坩埚自动存取方法，其特征在于，步骤A）中，数个坩埚（4）被抬升，当坩埚检测模块（32）检测到位于最顶端的坩埚（4）已上升至吸附组件（3）处时，升降组件（2）停止上升。

8.根据权利要求6所述的坩埚自动存取方法，其特征在于，所述坩埚自动存取方法中存坩埚（4）的步骤如下：

E）机械手带动坩埚（4）从坩埚存取口（11）进入，并将坩埚（4）送至吸附组件（3）下方；

F）吸附组件（3）工作，将坩埚（4）吸附，机械手退出；

G）升降组件（2）上升，托住吸附组件（3）上的坩埚（4）；

H）吸附组件（3）关闭以停止吸附，升降组件（2）下降并带动坩埚（4）回到原始工位。

9.根据权利要求8所述的坩埚自动存取方法，其特征在于，步骤E）中，当坩埚（4）送至吸附组件（3）下方时，坩埚检测模块（32）工作以检测坩埚（4）是否运送到位。