CN108613833A - 粉末物料自动取样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于样品检测领域，具体涉及一种粉末物料自动取样系统。包括自动取料单元、样品存储转运单元、卡持单元、无人机以及电气控制单元；所述的样品存储转运单元包括转盘，设置在所述的转盘下方的支撑架，驱动所述的转盘转动的驱动机构，取样容器以及能够将所述的取样容器顶起的顶升机构；所述的转盘上设置有至少三个槽孔分别对应取样容器入库位、取样容器取料位和取样容器出库位；取料机构设计轻巧简便，成品取样与排出过程方便，易于控制。样品存储转运系统结构简单可靠，维护成本低；整个装置因而实现了取样过程的智能化，比原有取样器效率更高，自动化程度更高，人工成本更低。与其他智能运输系统匹配后，可实现整个取样系统的自动化。
Description
技术领域
本发明属于样品检测领域，具体涉及一种粉末物料自动取样系统。
背景技术
在水泥、煤粉、食品和化工等行业，物料在连续化生产过程中，需要对在制品、产成品进行质量控制检测，根据检测结果调整生产过程，以确保产品的质量。因此，技术人员通常需要每隔若干小时对各环节物料取样。最原始的方法是人工取样，岗位工人每隔若干小时，从产品输送管道接收小部分物料，并取回化验室实验，这种方法取样为瞬时样，代表性不强。随着设备制造技术的发展，有些制造厂商逐步开发了自动取样器，目前自动取样器主要分为两类，一类是在线的螺旋式粉料自动取样器(CN200820168459)，包括电机、采样筒、出料口，螺旋铰刀和电机轴用联轴器连接。电机配有自动控制其工作状态的控制器，能够实现电机及铰刀的正转、反转、停机三个状态。控制器采用微电脑智能控制，可在任意时段调节。另一类是执行机构采用真空泵、气缸、拉杆等机构的移动来推动物料(CN201520783952、CN201521012133)，并实现对产品的取样。上述自动取样其结构虽然实现了取样执行过程的自动化，但是由于后续的取样容器与自动取样器并未组成完整的取样系统，导致取样时依旧需要岗位工人到现场控制取样，并提走取样容器。此外取样的重量也无法精确控制，从整体看，取样过程并未实现理想的自动化状态，取样效率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种粉末物料自动取样系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种粉末物料自动取样系统,包括自动取料单元、样品存储转运单元、卡持单元、无人机以及电气控制单元；
所述的样品存储转运单元包括转盘，设置在所述的转盘下方的支撑架，驱动所述的转盘转动的驱动机构，取样容器以及能够将所述的取样容器顶起的顶升机构；所述的转盘上设置有至少三个槽孔分别对应取样容器入库位、取样容器取料位和取样容器出库位；
所述的自动取样单元设置有出料口；所述的出料口与所述的取样容器取料位的位置对应；所述的取样容器入库位上方设置有用于容纳所述的取样容器的圆柱筒形库；
所述的卡持单元包括臂架、活塞杆、接近开关以及对称设置在所述的活塞杆两侧的臂爪；所述的臂爪包括与所述的活塞杆连接的摇杆以及与所述的臂架铰接的夹持部；所述的摇杆设置有限位槽；销轴穿过所述的限位槽连接所述的活塞杆与所述的摇杆；所述的接近开关设置于所述的活塞杆的顶部；
所述的无人机与所述的卡持单元连接用于运输所述的取样容器至检测位置。
优选的，所述的夹持部内侧设置有塑料或者橡胶以增加摩擦力方便对取样容器进行夹持。
所述的顶升机构的顶部设置有重量传感器。
所述的取样容器取料位旁侧设置有圆弧形挡板。
所述的自动取料单元为螺旋取样器或者滑块取样器。
所述的螺旋取样器包括取样管、设置在所述的取样管内螺旋铰刀、驱动所述的螺旋铰刀正向或者反向转动的电动执行器以及设置在取样管下端的出料口；所述的电子执行器包括电机以及减速机。
所述的顶升机构包括设置在所述的取样容器取料位的下方的液压缸以及驱动所述的液压缸上下移动的液压电机。
所述的无人机设置有X方向传感器、Y方向传感器以及Z方向传感器。
所述的电气控制单元包括自动取样控制系统以及无人机控制系统；所述的自动取样控制系统包括用于控制所述的自动取样单元进行取样的取样控制单元；控制所述的转盘转动的转盘控制单元以及控制顶升机构对取样容器进行上升或者回落的顶升机构控制单元；所述的无人机控制系统包括卡持控制单元以及飞控单元；所述的飞控单元通过所述的X方向传感器、Y方向传感器以及Z方向传感器,用于精确定位无人机相对于取样容器的位置；所述的卡持控制单元通过所述的接近开关用于检测取样容器夹持和放置动作的有效性。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
取料机构设计轻巧简便，成品取样与排出过程方便，易于控制。样品存储转运系统结构简单可靠，维护成本低；整个装置因而实现了取样过程的智能化，比原有取样器效率更高，自动化程度更高，人工成本更低。与其他智能运输系统匹配后，可实现整个取样系统的自动化。
附图说明
图1为本发明粉末物料自动取样系统的整体结构示意图；
图2为本发明粉末物料自动取样系统的部分结构示意图；
图3为本发明的卡持单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1-3示出一种粉末物料自动取样系统，包括自动取料单元1、样品存储转运单元2、无人机5、卡持单元3以及电气控制单元4；
所述的样品存储转运单元包括转盘21，设置在所述的转盘下方的支撑架22，驱动所述的转盘转动的驱动机构23，取样容器24以及能够将所述的取样容器顶起的顶升机构25；本申请中的驱动机构可以以电机、电机执行器或者液压马达作为动力。所述的转盘上设置有多个槽孔分别对应取样容器入库位263、取样容器取料位262和取样容器出库位261；所述的自动取样单元设置有出料口27；所述的出料口与所述的取样容器取料位262的位置对应；所述的取样容器入库位上方设置有用于容纳所述的取样容器的圆柱筒形库28，可同时容纳5个以上的取样容器。所述的取样容器取料位旁侧的支架上设置有圆弧形挡板29，防止运转过程中，取样容器倾倒。本申请中以槽轮结构进行不同工位间的转化，亦可以采用凸轮间歇运动机构或者蜗轮蜗杆结构进行取样容器在工位间的转动。
所述的卡持单元包括臂架31、活塞杆32、接近开关37以及对称设置在所述的活塞杆两侧的臂爪；所述的臂爪包括与所述的活塞杆连接的摇杆33以及与所述的臂架铰接的夹持部34；所述的摇杆设置有限位槽331；销轴35穿过所述的限位槽连接所述的活塞杆32与所述的摇杆33。所述的夹持部内侧设置有塑料或者橡胶以增加摩擦力方便对取样容器进行夹持。所述的接近开关设置于所述的活塞杆的顶部；
所述的无人机与所述的卡持单元连接用于运输所述的取样容器至检测位置。取样容器的尺寸与无人机的卡持单元的夹持部相适应。无人机可通过外部采购，之后设置与所述的卡持单元连接的支架。本申请中采用竖直方向上对取样容器进行夹持，也可以采用水平位置对取样容器进行夹持。所述的无人机设置有X方向传感器361、Y方向传感器362以及Z方向传感器361。
所述的取样容器为圆柱空心筒状结构，所述的取样容器的环周设置有环形凸起241以方便所述的卡持单元对取样容器进行夹持。
所述的自动取料单元为螺旋取样器或者滑块取样器。所述的螺旋取样器包括取样管(未示出)、设置在所述的取样管内螺旋铰刀11、驱动所述的螺旋铰刀正向或者反向转动的电动执行器12以及设置在取样管下端的出料口27；所述的电子执行器包括电机以及减速机。通过控制电机的正转和反转可以实现取料和排料，螺旋铰刀取来的物料通过出料口排出。
所述的顶升机构包括设置在所述的取样容器取料位的下方的液压缸25以及驱动所述的液压缸上下移动的电机(未示出)。所述的顶升机构的顶部设置有重量传感器。在预估重量达到要求以后，控制电动执行器反转排料，精确控制取料量。
所述的电气控制单元4包括自动取样控制系统以及无人机控制系统；所述的自动取样控制系统包括用于控制所述的自动取样单元进行取样的取样控制单元；控制所述的转盘转动的转盘控制单元以及控制顶升机构对取样容器进行上升或者回落的顶升机构控制单元；所述的无人机控制系统包括卡持控制单元以及飞控单元；所述的飞控单元通过所述的X方向传感器、Y方向传感器以及Z方向传感器,用于精确定位无人机相对于取样容器的位置；所述的卡持控制单元通过所述的接近开关用于检测取样容器夹持和放置动作的有效性。
本申请的工作原理为：当转盘的槽孔转到取样容器入库位时，取样容器从圆柱筒形库落入该工位并随转盘转动。当转动到取样容器取料位，工位底部设至的顶升机构顶起装置，将取料容器上移后，利用取样控制器控制电动执行器方能进行开始取料，防止取料过程细粉扬尘。顶起装置顶部有称重传感器，在预估重量达到要求以后，控制电动执行器反转排料，精确控制取料量。在取样容器出库位，取样容器被与无人机连接的卡持单元夹持，运输至检测的位置，可以将取样容器设计成圆柱空心筒状，其环周设计有环形突起结构以便于卡持单元的夹持定位。卡持单元的工作原理为：伸缩气缸带动活塞杆上下移动，使销轴在限位槽内移动，从而带动臂爪的在臂架上转动，即可实现夹持部的夹紧或者张开。电气控制单元是整个粉末物料自动取样系统的大脑，需要完成复杂的程序逻辑控制、位置的检测、取样容器的重量检测与控制等功能。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种粉末物料自动取样系统,其特征在于，包括自动取料单元、样品存储转运单元、卡持单元、无人机以及电气控制单元；
所述的样品存储转运单元包括转盘，设置在所述的转盘下方的支撑架，驱动所述的转盘转动的驱动机构，取样容器以及能够将所述的取样容器顶起的顶升机构；所述的转盘上设置有至少三个槽孔分别对应取样容器入库位、取样容器取料位和取样容器出库位；
所述的自动取样单元设置有出料口；所述的出料口与所述的取样容器取料位的位置对应；所述的取样容器入库位上方设置有用于容纳所述的取样容器的圆柱筒形库；
所述的卡持单元包括臂架、活塞杆、接近开关以及对称设置在所述的活塞杆两侧的臂爪；所述的臂爪包括与所述的活塞杆连接的摇杆以及与所述的臂架铰接的夹持部；所述的摇杆设置有限位槽；销轴穿过所述的限位槽连接所述的活塞杆与所述的摇杆；所述的接近开关设置于所述的活塞杆的顶部；
所述的无人机与所述的卡持单元连接用于运输所述的取样容器至检测位置。
2.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统,其特征在于，所述的取样容器为圆柱空心筒状结构，所述的取样容器的环周设置有环形凸起以方便所述的夹持块对取样容器进行夹持。
3.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的顶升机构的顶部设置有重量传感器。
4.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的取样容器取料位旁侧的支撑架上设置有圆弧形挡板。
5.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的自动取料单元为螺旋取样器或者滑块取样器。
6.根据权利要求5所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的螺旋取样器包括取样管、设置在所述的取样管内螺旋铰刀、驱动所述的螺旋铰刀正向或者反向转动的电子执行器以及设置在取样管下端的出料口；所述的电子执行器包括电机以及减速机。
7.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的顶升机构包括设置在所述的取样容器取料位的下方的液压缸以及驱动所述的液压缸上下移动的液压电机。
8.根据权利要求1所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的无人机设置有X方向传感器、Y方向传感器以及Z方向传感器。
9.根据权利要求8所述的粉末物料自动取样系统，其特征在于，所述的电气控制单元包括自动取样控制系统以及无人机控制系统；所述的自动取样控制系统包括用于控制所述的自动取样单元进行取样的取样控制单元；控制所述的转盘转动的转盘控制单元以及控制顶升机构对取样容器进行上升或者回落的顶升机构控制单元；所述的无人机控制系统包括卡持控制单元以及飞控单元；所述的飞控单元通过所述的X方向传感器、Y方向传感器以及Z方向传感器,用于精确定位无人机相对于取样容器的位置；所述的卡持控制单元通过所述的接近开关用于检测取样容器夹持和放置动作的有效性。
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