CN105222870B - 路面尘土采集称重系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路面尘土采集称重系统，包括：为系统提供电力的电源、吸力源、采集装置、升降装置、称重器及控制系统各部分动作的控制器；吸力源通过气体导管连通称重器，称重器通过气体导管连通采集装置，升降装置通过支架与采集装置连接。所述采集装置是将一个采集头固定在一个在X方向和Y方向上的，采集范围内运动至任意位置的用于从路面收集尘土的装置。称重器具有一个取样盒，取样盒下方有一个升降架，升降架下方有一称重传感器。本发明可以解决该系统安装于专用检测车辆上，可自动采集路面上残留的粒径小于设定值的所有尘土，并称量出采集尘土的质量，并且采集的尘土可按需要分路段保存等技术问题。

Description

路面尘土采集称重系统
技术领域
本发明涉及一种道路尘土残存量监测系统。
背景技术
《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》提出要加强道路清扫保洁，加大检查、考核力度，开展城六区道路尘土残存量监测，定期向社会公布环境卫生干净指数。对北京城区部分典型路面的污染状况进行调查，通过摸索路面尘土残存量的取样检测方法，逐渐形成了一套完整的取样流程，该检测取样流程的核心是路面尘土采集称重系统。该采集称重系统安装于专用检测车辆上，可有效地开展路面尘土残存量的检测，有助于开展“以克论净”的作业质量考评，对提高道路清扫保洁水平，治理扬尘污染具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种路面尘土采集称重系统，以解决该系统安装于专用检测车辆上，可自动采集路面上残留的粒径小于设定值的所有尘土，并称量出采集尘土的质量，并且采集的尘土可按需要分路段保存等技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种路面尘土采集称重系统，包括：为系统提供电力的电源、吸力源、采集装置、升降装置、称重器及控制系统各部分动作的控制器；吸力源通过气体导管连通称重器，称重器通过气体导管连通采集装置，升降装置通过支架与采集装置连接；所述采集装置是将一个采集头固定在一个在X方向和Y方向上的，采集范围内运动至任意位置的用于从路面收集尘土的装置；所述采集头为管状，其上安装带有刷毛的刷头，采集头后段有使其刷毛始终压紧在路面上的弹簧，采集头后段通过导管经过称重器与吸力源连通；采集装置安装在升降装置；所述称重器装置有进气与出气两组气嘴，进气嘴通过导管与采集装置连接，出气嘴通过导管与吸力源连接；称重器具有一个取样盒，盒外有两组气嘴，其中第一组对应称重器进气嘴，第二组对应称重器出气嘴；取样盒有一个可以开启的盒盖，盒盖上有锁紧器；取样盒下方有一个升降架，升降架下方有一称重传感器；取样盒被升降架升至上方时，盒外两组气嘴与称重器装置进气与出气两组气嘴分别紧贴连通，取样盒被升降架降至下方时，落在称重传感器上，升降架进一步下降一小段距离与取样盒底面脱开。
所述采集装置有两组正十字交叉的导轨，分别记为X方向和Y方向；X方向导轨安装在采集装置主体上，导轨上安装X方向托板，该托板由一根配有丝杠的驱动电机或采用电动推杆或直线电机带动沿X方向导轨运动；X方向托板上安装Y方向导轨，Y方向导轨上安装Y方向托板，该托板由一根配有丝杠的电机或电动推杆或直线电机带动沿Y方向导轨运动；采集装置的采集头，安装在Y方向托板上，可随X方向托板及Y方向托板一起在采集范围内运动至任意位置。
采集装置的采集头为圆柱形管、矩形管或异型管。
所述称重器的进气嘴内部安装筛网。
所述称重器所有组件均封装在一个壳体内。
所述升降装置被固定在一个可横向平移的装置上。
本发明的优点：系统具有采集效率高、称量准确、自动化程度高的特点。
附图说明
图1是本发明的系统组成工作原理图。
图2是本发明的采集装置的结构示意图。
图3是图2的沿B-B方向的剖视图。
图4是本发明的称重器的结构示意图。
图中编号：1、X方向导轨，2、X方向驱动电机，3、另一根X方向导轨，4、采集范围，5、一个丝杠支座，6、X方向托板，7、Y方向丝杠，8、Y方向导轨，9、Y方向托板，10、Y方向导轨，11、另一丝杠支座，12、Y方向驱动电机，13、丝杠，14、采集装置主体，15、带刷毛的刷头，16、采集头，17、弹簧，18、连接导管，19、出气嘴，20、取样盒出气气嘴，21、电推杆，22、导向柱，23、壳体，24、调平底脚，25、电子天平，26、调平底脚，27、升降架，28、导向柱，29、电推杆，30、取样盒进气气嘴，31、筛网，32、进气嘴，33、锁紧器，34、取样盒，35、取样盒盖，36、锁紧器。
具体实施方式
本发明的具体结构参见图1。一种路面尘土采集称重系统，包括：为系统提供电力的电源、吸力源、采集装置、升降装置、称重器及控制系统各部分动作的控制器。
电源为路面尘土采集称重系统提供电力，其可以是发电机，也可以是电池组。
吸力源用于产生气流，为系统提供负压吸力，其可以为吸尘器，也可以为负压风机。
参见图2、3所示，采集装置用于从路面收集尘土。采样装置有两组正十字交叉的导轨，分别记为X方向和Y方向。X方向导轨1、3安装在采集装置主体上，导轨上安装X方向托板6，该托板由一根配有丝杠13的驱动电机2(也可采用电动推杆或直线电机)带动沿X方向导轨运动。X方向托板6上安装Y方向导轨8、10，Y方向导轨上安装Y方向托板9，该托板由一根配有丝杠7的电机12(也可采用电动推杆或直线电机)带动沿Y方向导轨运动。采集装置有一个采集头16(一般为圆柱形管，也可以为矩形管或异型管)，安装在Y方向托板9上，可随X方向托板6及Y方向托板9一起在采集范围4内运动至任意位置。该采集头16上安装带有刷毛的刷头15，可使附着在路面上的尘土松动、扬起，便于收集。采集头后段有弹簧17，既可使刷毛始终压紧在路面上，又可在采集头反向运动时使刷毛弹起，防止卡死。采集头16后段通过导管18经过称重器与吸力源连通，从而获得负压吸力。
驱动电机根据控制器的指令运动，使采集头在采集范围内进行扫描运动，从而完整地覆盖采集范围。采集头典型的扫描运动方式为：采集头从X与Y方向导轨的一端开始运动；先沿Y方向导轨前进一定距离，再后退一定距离，如此往复，直至行进到该导轨的另一端；然后采集头反向回到Y方向导轨起始端；采集头再沿X方向导轨运动一定距离(小于采集头直径或边长)，到位后完成一个运动循环；在新位置重复上述运动循环直至采集范围被完全覆盖。
采集装置安装在升降装置上。升降装置用于在采集时将采集装置放置到地面上，在采集结束后再将采集装置提起，便于转运。升降装置可根据搭载本系统的专用检测车辆不同而具有多种形式。升降装置还可以具有横向平移功能，即上述的X方向平移，便于调整采集装置与路牙的间距。
参见图4所示，称重器用于储存采集装置采集到的尘土，并称量尘土的重量。称重器有两组气嘴，进气嘴32通过导管与采集装置连接，其内部可安装筛网31，使大于设定粒径的颗粒物无法进入取样盒34，出气嘴19通过导管与吸力源连接。称重器具有一个取样盒34，盒外有两组气嘴，一组对应称重器进气嘴30，另一组对应称重器出气嘴20。取样盒有一个可以开启的盒盖35，盒盖35上有锁紧器33、36。取样盒34下方有一个升降架27，升降架下方有一台电子天平25(或称重传感器)。称重器所有组件均可封装在一个壳体23内。
升降架由一组电动推杆21、29(或带有丝杠的驱动电机或直线电机)带动，可托动取样盒34上下运动。采集尘土时，升降架27托动取样盒34在上方，取样盒34的两组气嘴30、20与称重器的进气嘴32及出气嘴19分别紧贴，使吸力源产生的气流通过取样盒34，取样盒34内安装有过滤袋或滤芯(纸制或布制)，由采集装置收集的尘土随气流通过导管及气嘴进入取样盒34，经过过滤，尘土留在取样盒34内，过滤后的气流经另一根导管被吸力源抽走，从而形成负压吸力。在上方时，取样盒34底面与电子天平25不接触，从而避免其损坏。称重时，升降架27托动取样盒34下降，取样盒34气嘴30、20与称重器进气嘴32及出气嘴19完全脱开，取样盒34底面与电子天平25(或称重传感器)接触，同时升降架27进一步下降一小段距离与取样盒34底面脱开，此时，取样盒34仅与电子天平(或称重传感器)接触，可准确的完成称重工作。
控制器用于控制路面尘土采集称重系统各部分的运动，包括采集头扫描运动、升降装置升降、吸力源启停、称重器内升降托板升降、电子天平(或称重传感器)数据上传等。控制器内包含有倾角传感器组件，可随时测量称重器与水平面的夹角，并显示在指定位置，操作人员可根据倾角测量数值调整称重器，使其处于水平位置，提高称重精度。控制器的控制核心一般采用可编程控制器(PLC)，也可采用ARM开发板、单片机等。控制器可以通过1组按钮进行操作，也可以通过安装在电脑(工业控制电脑、台式机或笔记本)上的专用软件进行操作，还可以通专用触摸屏进行操作。控制器状态可以在电脑屏幕、触摸屏或其它显示设备上显示。

Claims (5)

1.一种路面尘土采集称重系统，其特征在于，包括：为系统提供电力的电源、吸力源、采集装置、升降装置、称重器及控制系统各部分动作的控制器；吸力源通过气体导管连通称重器，称重器通过气体导管连通采集装置，升降装置通过支架与采集装置连接；所述采集装置是将一个采集头固定在一个在X方向和Y方向上的，采集范围内运动至任意位置的用于从路面收集尘土的装置；所述采集头为管状，其上安装带有刷毛的刷头，采集头后段有使其刷毛始终压紧在路面上的弹簧，采集头后段通过导管经过称重器与吸力源连通；采集装置安装在升降装置上；所述称重器装置有进气与出气两组气嘴，进气嘴通过导管与采集装置连接，出气嘴通过导管与吸力源连接；称重器具有一个取样盒，盒外有两组气嘴，其中第一组对应称重器进气嘴，第二组对应称重器出气嘴；取样盒有一个可以开启的盒盖，盒盖上有锁紧器；取样盒下方有一个升降架，升降架下方有一称重传感器；取样盒被升降架升至上方时，盒外两组气嘴与称重器装置进气与出气两组气嘴分别紧贴连通，取样盒被升降架降至下方时，落在称重传感器上，升降架进一步下降一小段距离与取样盒底面脱开；所述采集装置有两组正十字交叉的导轨，分别记为X方向和Y方向；X方向导轨安装在采集装置主体上，导轨上安装X方向托板，该托板由一根配有丝杠的驱动电机或采用电动推杆或直线电机带动沿X方向导轨运动；X方向托板上安装Y方向导轨，Y方向导轨上安装Y方向托板，该托板由一根配有丝杠的电机或电动推杆或直线电机带动沿Y方向导轨运动；采集装置的采集头，安装在Y方向托板上，可随X方向托板及Y方向托板一起在采集范围内运动至任意位置。
2.根据权利要求1所述的一种路面尘土采集称重系统，其特征在于，采集装置的采集头为圆柱形管、矩形管或异型管。
3.根据权利要求1所述的一种路面尘土采集称重系统，其特征在于，所述称重器的进气嘴内部安装筛网。
4.根据权利要求1所述的一种路面尘土采集称重系统，其特征在于，所述称重器所有组件均封装在一个壳体内。
5.根据权利要求1所述的一种路面尘土采集称重系统，其特征在于，所述升降装置被固定在一个可横向平移的装置上。
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