CN105738151A - 一种主动运动式负压取样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动运动式负压取样装置，其包括负压取样头、摆动臂、真空管路和固定罩，所述负压取样头固定连接在摆动臂的下端，所述真空管路通过气流通道与负压取样头相连通，在所述固定罩上设置有转轴和转轴驱动机构，所述摆动臂套设在转轴上，通过转轴驱动机构驱动转轴转动，能使摆动臂实现主动运动。由于本发明的摆动臂能主动运动，因而可通过摆动臂带动负压取样头实现与样品流同向、同速运动，从而实现负压取样头在与样品流处于相对静止状态下取样，不仅可明显提高取样成功率，而且可实现只在取样瞬间与样品流相接触，从而不仅保证了绝对无损取样，而且与样品流的同向运动也绝对不会对样品流的高速运动产生任何干扰。

Description

一种主动运动式负压取样装置
技术领域
本发明是涉及一种负压取样装置，具体说，是涉及一种主动运动式负压取样装置。
背景技术
在物体抓取方面，形式各种各样，从简单的平行、垂直、V型的抓取装置到复杂的多关节机械手指，许多人对其进行了大量的研究。传统的负压取样装置均为固定无摆动机构，存在很多不足之处，例如：无摆动的固定装置因取样位置始终固定，无法自适应需要取样物体位置的微小变动，导致负压建立速度及力度都会大打折扣，致使物体吸取的成功率大幅下降，同时因机构本身结构的硬度会损伤待取样物体；另外也有可能会将生产线上产品扰乱，影响正常的生产。针对上述缺陷问题，本申请人在发明专利ZL201210477103.8中公开了一种摆动式负压取样装置，虽然该专利技术相对于传统的固定无摆动式负压取样装置具有一定的优点，但由于此专利技术中的摆动是一种被动式运动，即：取样臂(也就是专利中所述的摆动块3)与被取样样品做相对运动，是在样品流的带动下产生一定范围内的摆动(摆动角度为锐角)，样品通过运动到与其相向运动的负压取样头的取样凹槽内时被吸附实现取样，这种相对高速运动式的负压取样方式，因仍然存在取样成功率不高的问题，以致需要与样品流的接触时间较长，从而对样品流的正常运动会造成干扰，容易使被接触的样品发生损伤。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种主动运动式负压取样装置，以提高取样成功率，实现对样品流的高速运动不产生任何干扰及保证绝对无损取样。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种主动运动式负压取样装置，包括负压取样头、摆动臂、真空管路和固定罩，所述负压取样头固定连接在摆动臂的下端，所述真空管路通过气流通道与负压取样头相连通，其特征在于：在所述固定罩上设置有转轴和转轴驱动机构，所述摆动臂套设在转轴上，通过转轴驱动机构驱动转轴转动，能使摆动臂实现主动运动。
作为一种实施方案，所述的主动运动式负压取样装置还包括真空转接头，所述真空转接头套设在转轴上，并且在所述真空转接头上设有与真空管路相连通的气流通道a，所述气流通道a与设在转轴上的气流通道b相连通，所述气流通道b与设在摆动臂上的气流通道c相连通，所述气流通道c与设在负压取样头上的气流通道d相连通，所述气流通道d与设置在取样面上的若干气流通道e均相连通，所述真空管路与外界抽真空装置相连接。
作为一种实施方案，所述转轴驱动机构包括电机和一对相互啮合的锥形齿轮组，并且其中的一个锥形齿轮套设在转轴上，另一个锥形齿轮与电机的输出轴相连接。
作为优选方案，所述电机为步进电机。
作为一种实施方案，所述固定罩包括顶板、左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板分别与顶板相连接，所述转轴转动连接在左侧板与右侧板之间。
作为优选方案，所述转轴通过滚珠轴承转动连接在左侧板和右侧板上。
作为一种实施方案，在所述左侧板或右侧板上设有电机固定座，所述电机固定座位于转轴的上方。
作为优选方案，在所述顶板上设有电气快插接头和真空快插接头。
作为一种实施方案，所述固定罩还包括背板，所述背板的底端位于转轴上的锥形齿轮的最高点，以避免影响锥形齿轮组的转动，并使摆动臂的摆动范围限位在-90°～+90°。
作为优选方案，在所述固定罩(可以为固定罩的顶板、侧板或背板)上还设有与升降驱动机构相连接的连接件，所述升降驱动机构可以为机械手、液压驱动机构、气压驱动机构或电机驱动机构等，在此不做特殊限制。
作为一种实施方案，在真空管路上设有负压检测传感器，通过监测真空管路上的负压大小，以判断负压取样头是否取样成功。
相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：
由于本发明的摆动臂能主动运动，因而可通过摆动臂带动负压取样头实现与样品流同向、同速运动，从而实现负压取样头在与样品流处于相对静止状态下取样，不仅可明显提高取样成功率，而且可实现只在取样瞬间与样品流相接触，从而不仅保证了绝对无损取样，而且与样品流的同向运动也绝对不会对样品流的高速运动产生任何干扰，因此，相对于现有技术，本发明取得了显著性进步和明显的工业应用价值。
附图说明
图1是本发明提供的一种主动运动式负压取样装置的正视结构示意图；
图2是本发明提供的一种主动运动式负压取样装置的立体结构示意图；
图3a～图3d是本发明提供的一种主动运动式负压取样装置在取样工作时的各阶段状态结构示意图。
图中标号示意如下：1、负压取样头；11、取样面；2、摆动臂；3、真空管路；4、固定罩；41、顶板；42、左侧板；43、右侧板；44、背板；45、电机固定座；46、电气快插接头；47、真空快插接头；5、转轴；6、转轴驱动机构；61、电机；62、锥形齿轮a；63、锥形齿轮b；7、真空转接头；8、气流通道；81、气流通道a；82、气流通道b；83、气流通道c；84、气流通道d；85、气流通道e；9、棒状样品。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。
结合图1和图2所示：本发明提供的一种主动运动式负压取样装置，包括负压取样头1、摆动臂2、真空管路3和固定罩4，所述负压取样头1固定连接在摆动臂2的下端，所述真空管路3通过气流通道8与负压取样头1相连通，在所述固定罩4上设置有转轴5和转轴驱动机构6，所述摆动臂2套设在转轴5上，通过转轴驱动机构6驱动转轴5转动，能使摆动臂2实现主动运动。
本实施例中：
所述的主动运动式负压取样装置还包括真空转接头7，所述真空转接头7套设在转轴5上，并且在所述真空转接头7上设有与真空管路3相连通的气流通道a81，所述气流通道a81与设在转轴5上的气流通道b82相连通，所述气流通道b82与设在摆动臂2上的气流通道c83相连通，所述气流通道c83与设在负压取样头1上的气流通道d84相连通，所述气流通道d84与设置在取样面11上的若干气流通道e85均相连通，所述真空管路3与外界抽真空装置(图中未示出)相连接。通过此种结构设计，不仅实现了气流的转向流动，关键是巧妙实现了负压取样头1的运动不影响负压通气。
所述转轴驱动机构6包括电机61和一对相互啮合的锥形齿轮组，并且其中的一个锥形齿轮(如图1中的锥形齿轮a62)套设在转轴5上，另一个锥形齿轮(如图1中的锥形齿轮b63)与电机61的输出轴相连接，通过电机61的转动带动锥形齿轮b63转动，从而使与其相啮合的锥形齿轮a62转动，从而带动转轴5转动，进而使套设在转轴5上的摆动臂2及固设在摆动臂2下端的负压取样头1一起发生摆动；所述电机61优为步进电机，通过调节电机61的转速和转向可控制摆动臂2带动负压取样头1实现与样品流同向、同速运动，从而实现负压取样头1在与样品流处于相对静止状态下取样。
所述固定罩4包括顶板41、左侧板42、右侧板43和背板44，所述左侧板42和右侧板43分别与顶板41相连接，所述转轴5通过滚珠轴承转动连接在左侧板42和右侧板43上。在所述左侧板42(也可以是右侧板43)上设有电机固定座45，所述电机固定座45位于转轴5的上方。在所述顶板41上设有与外界电源相连接电气快插接头46和与抽真空装置相连接的真空快插接头47；所述背板44的底端位于转轴5上的锥形齿轮的最高点，以避免影响锥形齿轮组的转动，并使摆动臂的摆动范围限位在-90°～+90°。
在真空管路3上设有负压检测传感器(图中未示出)，通过监测真空管路上的负压大小，可以判断负压取样头是否取样成功。
在所述固定罩4(可以为固定罩的顶板41、左侧板42、右侧板43或背板44)上还设有用于带动本发明所述的主动运动式负压取样装置做升降运动的升降驱动机构相连接的连接件，所述升降驱动机构可以为机械手、液压驱动机构、气压驱动机构或电机驱动机构等，在此不做特殊限制。
本发明所述的主动运动式负压取样装置进行取样操作的工作原理如下：
参照图3a至3d所示：首先将本发明所述的主动运动式负压取样装置安装在样品流(例如：生产烟支或滤棒的输送通道)的垂直上方，然后通过升降驱动机构带动本发明所述的主动运动式负压取样装置做下行运动，使位于取样的合适高度(如图3a所示)；
再启动电机61和同时打开抽真空装置，并调节电机61的转速和转向，使其驱动摆动臂2带动负压取样头1做与样品流同向、基本同速运动，使负压取样头1与样品流处于相对静止状态下运动取样(如图3b所示)；
当负压取样头1运动到接近样品(例如图中的烟支或滤棒)表面时，样品(例如图中的烟支或滤棒)会在负压作用下被吸附在负压取样头1的取样面11上(如图3c所示)；
由于取样成功后，会使取样面11的气流通道被封堵，以致使真空管路3中的负压发生明显变化，因此可通过检测设置在真空管路3上的负压检测传感器判定是否取样成功，当监测到取样成功，升降驱动机构会带动本发明所述的主动运动式负压取样装置立即做上行运动，使负压取样头1迅速离开样品流(如图3d所示)，以避免对样品流的运动造成堵塞或扰乱，从而完成一次无干扰和无损取样操作。
综上所述可见：由于本发明的摆动臂能主动运动，因而可通过摆动臂带动负压取样头实现与样品流同向、同速运动，从而实现负压取样头在与样品流处于相对静止状态下取样，不仅可明显提高取样成功率，而且可实现只在取样瞬间与样品流相接触，从而不仅保证了绝对无损取样，而且与样品流的同向运动也绝对不会对样品流的高速运动产生任何干扰，因此，相对于现有技术，本发明取得了显著性进步和明显的工业应用价值。
最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种主动运动式负压取样装置，包括负压取样头、摆动臂、真空管路和固定罩，所述负压取样头固定连接在摆动臂的下端，所述真空管路通过气流通道与负压取样头相连通，其特征在于：在所述固定罩上设置有转轴和转轴驱动机构，所述摆动臂套设在转轴上，通过转轴驱动机构驱动转轴转动，能使摆动臂实现主动运动。
2.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：所述的主动运动式负压取样装置还包括真空转接头，所述真空转接头套设在转轴上，并且在所述真空转接头上设有与真空管路相连通的气流通道a，所述气流通道a与设在转轴上的气流通道b相连通，所述气流通道b与设在摆动臂上的气流通道c相连通，所述气流通道c与设在负压取样头上的气流通道d相连通，所述气流通道d与设置在取样面上的若干气流通道e均相连通，所述真空管路与外界抽真空装置相连接。
3.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：所述转轴驱动机构包括电机和一对相互啮合的锥形齿轮组，并且其中的一个锥形齿轮套设在转轴上，另一个锥形齿轮与电机的输出轴相连接。
4.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：所述固定罩包括顶板、左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板分别与顶板相连接，所述转轴转动连接在左侧板与右侧板之间。
5.根据权利要求4所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：在所述左侧板或右侧板上设有电机固定座，所述电机固定座位于转轴的上方。
6.根据权利要求4所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：在所述顶板上设有电气快插接头和真空快插接头。
7.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：所述固定罩还包括背板，所述背板的底端位于转轴上的锥形齿轮的最高点。
8.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：在所述固定罩上还设有与升降驱动机构相连接的连接件。
9.根据权利要求1所述的主动运动式负压取样装置，其特征在于：在真空管路上设有负压检测传感器。
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