CN110082172A - 一种机器人自动制样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人自动制样系统，包括机器人单元、制样功能单元；所述机器人单元用于操作容器在所述制样功能单元之间流转；所述制样功能单元包括初级制样单元和弃样收集单元；所述初级制样单元具有缩分皮带，所述缩分皮带上设置有一级缩分子单元，由一级缩分子单元对缩分皮带上的样品进行缩分制样；并且，所述缩分皮带与所述弃样收集单元对接，用于将所述缩分皮带上的样品转运到弃样收集单元。具有可直观的显示制样过程，直观显示样品的质量，以及样品损失量，可提高制样效率，提高制样精度等优点。

Description

一种机器人自动制样系统

技术领域

本发明涉及物料样品的采制、分析设备领域，尤其涉及一种机器人自动制样系统。

背景技术

目前钢铁、煤炭、电力、石油、化工等行业，都需要对原煤、矿石、合金、化工原料的质量进行管理，以合理的确定原料的价格和不同品质原料之间的掺配等。同时，在当前矿产资源日益紧缺，价格波动大和掺假使假日益频繁的背景下，对原燃料的管理提出了更大的挑战和精准化要求。采制化作为质量验收的三大关键环节，采制化系统的自动化和精准化水平直接影响质量验收的准确性。而制样是介于采样和化验的中间的环节，具有承前启后的作用，其关键性不容忽视。对于制样环节，其主要工作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到所需的样品大小，同时不损失样品的代表性。

当前，在自动制样系统日益推广的背景下，制样人员劳动强度和工作环境已有很大改善，但目前自动制样系统普遍存在的残留问题却逐渐引起了人们的关注，自动制样系统的可靠性和可信度成为评判制样系统品质的关键点和使用及与之相关人员的聚焦点。因此，自动化程度逐步提升的无人值守自动制样系统，提高无人值守系统的可靠性和可信度，是未来无人值守自动制样系统必然的发展趋势。

虽然，现有技术对自动制样系统具有一定的研究，但现有技术仍然存在如下不足：1）现有的自动制样系统只有单一的制样功能，而没有对系统可靠性检测的检测功能；2）现有自动制样系统对制样过程中样品的损失没有一个全面的计算和合格性评估和监控反馈；3）现有自动制样系统对于样品制样过程中的各环节不透明，对于各环节进出样品的重量没有直观数据查看；4）现有的自动制样系统，由于各环节对残样的清扫不完善，导致样品的混样而影响代表性；5）现有的自动制样系统对高全水含量的煤样适应能力不强，系统适应煤样范围过小，不能满足各种客户的需求；6）现有的自动制样系统对上料煤样颗粒大小范围要求较高，不能适应大颗粒煤样的制样。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可直观的显示制样过程，直观显示样品的质量，以及样品损失量，可提高制样效率，提高制样精度的机器人自动制样系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种机器人自动制样系统，包括机器人单元、制样功能单元；所述机器人单元用于操作容器在所述制样功能单元之间流转；

所述制样功能单元包括初级制样单元和弃样收集单元；

所述初级制样单元具有缩分皮带，所述缩分皮带上设置有一级缩分子单元，由一级缩分子单元对缩分皮带上的样品进行缩分制样；

并且，所述缩分皮带与所述弃样收集单元对接，用于将所述缩分皮带上的样品转运到弃样收集单元。

进一步地，所述制样功能单元还包括测全水单元，用于对样品的全水分进行测试；

所述测全水单元设置在所述初级制样单元和所述弃样收集单元之间，且位于所述缩分皮带之上；

所述测全水单元的弃样口与所述缩分皮带对接，通过所述缩分皮带将所述测全水单元的弃样转运到所述弃样收集单元。

进一步地，所述制样功能单元还包括清扫单元，用于对容器进行清扫；

所述清扫单元设置在所述初级制样单元和所述弃样收集单元之间，且位于所述缩分皮带之上；

所述清扫单元的弃样口与所述缩分皮带对接，通过所述缩分皮带将所述清扫单元的弃样转运到所述弃样收集单元。

进一步地，所述初级制样单元还包括样品混匀子单元和一级破碎子单元；

所述样品混匀子单元用于将投入的样品进行搅拌混匀；

所述一级破碎子单元用于将超过预设粒度大小的样品进行破碎。

进一步地，所述制样功能单元还包括次级制样单元；

所述次级制样单元的弃样口与所述缩分皮带对接，通过所述缩分皮带将弃样转运到弃样收集单元；

或者：

所述次级制样单元的弃样口直接与所述弃样收集单元的收集口对接。

进一步地，所述次级制样单元包括二级破碎子单元、二级干燥子单元、制粉子单元、二级缩分子单元和样品灌装子单元；

所述二级破碎子单元用于将样品破碎至目标粒度；

所述二级干燥子单元用于将样品进行干燥；

所述制粉子单元用于将样品破碎至粉样粒度；

所述二级缩分子单元用于对样品进行缩分；

所述样品灌装子单元用于对所述二级缩分单元得到的样品灌装。

进一步地，所述初级制样单元和所述次级制样单元以所述弃样收集单元为节点，呈“L”型分别布置在所述弃样收集单元两侧。

进一步地，所述制样功能单元还包括进料单元，用于接收样品；

所述进料单元包括人工进料子单元、自动进料子单元；

所述人工进料子单元用于接收样品；

所述自动进料子单元用于接收存放样品的容器并开盖，并接收容器内的样品。

进一步地，还包括称重单元和显示单元，所述称重单元和所述显示单元连接；

所述称重单元用于获取各制样环节中样品的重量；

所述显示单元用于显示所述重量、以及根据所述重量确定的损失率。

进一步地，所述称重单元包括专用称重模块和通用称重模块；

所述专用称重模块设置在所述人工进料子单元、所述自动进料子单元和所述弃样收集单元中，分别用于对所述人工进料子单元、所述自动进料子单元和所述弃样收集单元中的样品进行称重；

所述通用称重模块用于接收机器人单元转送的容器，并对其称重。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的机器人自动制样系统可以通过机器人单元来实现样品在各制样功能单元之间的流转，通过制样功能单元来自动完成制样过程，大大的降低了制样的人工参与度，并且减少了制样的中间环节，提高了制样效率，提升了系统的可靠性；并且，操作人员可以直观的观察到制样所处的过程，也方便操作人员了解制样状态。

2、本发明的制样功能单元可以独立的完成某种或某几种制样功能，整个系统可以灵活配置，灵活性高，具有较大的适应性，可满足不同制样的需求，同时根据现场实际情况调整各模块间的布局相对位置。

3、本发明的机器人自动制样系统具备干燥、破碎等功能，对不同粒度的样品都能够实现自动制样，对样品的适应能力强，并且，具有清扫单元，降低了制样过程中样品的残留量，提高了制样的精度，防止了混样问题的发生。

4、本发明的初级制样单元中的缩分皮带在接收到样品后，可将样品转运依次通过一级缩分子单元和弃样收集单元，在定质量缩分完成后，可直接将多余的样品转运到弃样收集单元进行抛弃，在不需要定质量缩分时，只需要停止一级缩分单元的运行，即可直接将样品抛弃至弃样收集单元，同时，测全水单元、清扫单元均设置在缩分皮带上，通过缩分皮带来完成弃样，通过这种设置方式，可以在定质量缩分制样的同时，即可实现测全水单元、清扫单元的弃样，两者可同步进行，互不影响，不但提高了设备的利用效率，还节省了设备的安装空间，降低了设备的成本。

5、本发明设置有称重单元和显示单元，通过称重单元可以明确的确定各制样功能模块（制样环节）的进料质量和出料质量，并将质量显示到显示单元，以给操作人员直观的显示，通过上述质量参数，还可以很方便的计算得到各制样功能模块的样品损失率。

6、本发明的初级制样单元通过正反转皮带来转运样品混匀子单元进行混匀后的样品，通过一条皮带即可以实现样品对不同粒度样品进行不同的处理，进行破碎或直接进入缩分皮带，结构紧凑，功能强大，成本低。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构示意图一。

图2为本发明具体实施例的结构示意图二。

图3为本发明具体实施例初级制样单元的缩分皮带示意图。

图例说明：1、机器人单元；2、初级制样单元；201、缩分皮带；202、样品混匀子单元；203、一级破碎子单元；204、一级缩分子单元；205、正反转皮带；3、弃样收集单元；4、测全水单元；5、清扫单元；6、次级制样单元；601、二级破碎子单元；602、二级干燥子单元；603、制粉子单元；604、二级缩分子单元；605、样品灌装子单元；7、进料单元；701、人工进料子单元；702、自动进料子单元；8、称重单元；801、专用称重模块；9、前级干燥单元；10、显示单元；11、进瓶理瓶单元；12、主控单元。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例的机器人自动制样系统，包括机器人单元1、制样功能单元；机器人单元1用于操作容器在制样功能单元之间流转；制样功能单元包括初级制样单元2和弃样收集单元3；初级制样单元2具有缩分皮带201，缩分皮带201上设置有一级缩分子单元204，由一级缩分子单元204对缩分皮带201上的样品进行缩分制样；并且，缩分皮带201与弃样收集单元3对接，用于将所述缩分皮带201上的样品转运到弃样收集单元3。在本实施例中，样品到达缩分皮带201后，随着缩分皮带201的运转，带动样品依次通过一级缩分子单元204，由一级缩分子单元204进行定质量缩分，对于定质量缩分后剩余的样品，则由缩分皮带201直接转运到弃样收集单元3。或者，当不需要进行定质量缩时，一级缩分子单元204不动作，则缩分皮带201上的样品直接转运到弃样收集单元3。在本实施例中，弃样收集单元3优选设置在缩分皮带201的末端。缩分皮带201的长度大于1厘米。

在本实施例中，制样功能单元还包括测全水单元4，用于对样品的全水分进行测试；测全水单元4设置在初级制样单元2和弃样收集单元3之间，且位于缩分皮带201之上；测全水单元4的弃样口与缩分皮带201对接，通过缩分皮带201将测全水单元4的弃样转运到弃样收集单元3。测全水单元4优选为在线测全水单元4，可以直接将测量得到的结果上传到上位机，以给操作者直观的显示。

在本实施例中，制样功能单元还包括清扫单元5，用于对容器进行清扫；清扫单元5设置在初级制样单元2和弃样收集单元3之间，且位于缩分皮带201之上；清扫单元5的弃样口与缩分皮带201对接，通过缩分皮带201将清扫单元5的弃样转运到弃样收集单元3。清扫单元5内具有清扫毛刷，当机器人单元11将容器送到清扫单元5中时，清扫毛刷转动，对容器进行清扫。

在本实施例中，如图3所示，初级制样单元2还包括样品混匀子单元202和一级破碎子单元203；样品混匀子单元202用于将投入的样品进行搅拌混匀； 一级破碎子单元203用于将超过预设粒度大小的样品进行破碎。其中，样品混匀子单元202用于接收样品，将样品搅拌混匀，混匀后的样品通过正反转皮带205进行转运，正反转皮带205一端与缩分皮带201对接，另一端与一级破碎子单元203连接；当不需要对样品进行破碎时，正反转皮带205正转（如图3中向左转运样品），直接将样品转运到缩分皮带201，进行缩分；当需要对样品进行破碎时，正反转皮带205反转，将样品转运到一级破碎子单元203，由一级破碎子单元203对样品进行破碎。在本实施例中，一级破碎子单元203的进料口设置有筛板，通过筛板对样品进行筛分，以防止粒度过大的样品进入一级破碎子单元203，影响破碎效果，防止过大样品对设备造成损坏。需要说明的是，图3仅用于表明样品的流转关系，为了保证在流转过程中不至于产生扬灰等情况，设备可以加装出料管等部件来提高性能，正反转皮带205在正转时，样品并非直接从正反转皮带205落到缩分皮带201上，而是可以通过落料管道，实现样品下落到缩分皮带201上，从而实现样品在下落过程中不会扬灰、飞溅等。

在本实施例中，制样功能单元还包括次级制样单元6；次级制样单元6的弃样口与缩分皮带201对接，通过缩分皮带201将弃样转运到弃样收集单元3；次级制样单元6的弃样通过弃样口送至初级制样单元2的缩分皮带201上，再通过缩分皮带201将弃样送至弃样收集单元3。通过采用这种方式，弃样收集单元3只需要一个弃样收集口来收集缩分皮带201上的弃样即可。当然，还可以采用其它的方式，如次级制样单元6的弃样口直接与弃样收集单元3的收集口对接，此时弃样收集单元3具有两个弃样收集口，其中一个与初级制样单元2的缩分皮带201对接，另一个与次级制样单元6的弃样口对接，分别来收集初级制样单元2和次级制样单元6的弃样。

在本实施例中，次级制样单元6包括二级破碎子单元601、二级干燥子单元602、制粉子单元603、二级缩分子单元604和样品灌装子单元605；二级破碎子单元601用于将样品破碎至目标粒度；目标粒度优选为3毫米粒度；二级干燥子单元602用于将样品进行干燥；制粉子单元603用于将样品破碎至粉样粒度；二级缩分子单元604用于对样品进行缩分；样品灌装子单元605用于对二级缩分单元得到的样品灌装。在本实施例中，优选通过次级制样单元6对初级制样单元2所制得样品进行进一步加工，具体流程包括：由二级破碎子单元601将样品进行进一步破碎至3毫米粒度大小，再通过二级干燥子单元602进行进一步干燥，干燥后通过制粉子单元603制粉，然后通过样品灌装子单元605装瓶生成成品样。

在本实施例中，初级制样单元2和次级制样单元6以弃样收集单元3为节点，呈“L”型分别布置在弃样收集单元3两侧。当然，还可以采用其它布置方式，如一字形布置，初级制样单元2和次级制样单元6分别布置在弃样收集单元3的两侧。

在本实施例中，制样功能单元还包括进料单元7，用于接收样品；进料单元7包括人工进料子单元701、自动进料子单元702；人工进料子单元701用于接收样品；自动进料子单元702用于接收存放样品的容器并开盖，并接收容器内的样品。

在本实施例中，制样功能单元还包括前级干燥单元9，前级干燥单元9用于大水分煤样的预干燥处理，同时也可作为备份样的存储，从而增加系统对煤样的适应性。在本实施例中，前级干燥单元9设置在人工进料子单元701和自动进料子单元702之间，一方面可以保证人工进料子单元701和自动进料子单元702之间具有足够的空间，保证进料方便，另一方面也便于人工进料子单元701、自动进料子单元702的设备安装空间。

在本实施例中，还包括称重单元8和显示单元10，称重单元8和显示单元10连接；称重单元8用于获取各制样环节中样品的重量；显示单元10用于显示重量、以及根据重量确定的损失率。

在本实施例中，称重单元8包括专用称重模块801和通用称重模块；专用称重模块801设置在人工进料子单元701、自动进料子单元702和弃样收集单元3中，分别用于对人工进料子单元701、自动进料子单元702和弃样收集单元3中的样品进行称重；通用称重模块用于接收机器人单元11转送的容器，并对其称重。专用称重模块801固定设置某个制样功能单元中，专用于对某个环节的样品进行称重。而通用称重模块可以设置在制样功能单元上，也可以独立于制样功能单元而设置，通过机器人单元11将装有样品的容器放置到通用称重模块上，对样品进行称重。

在本实施例中，制样功能单元还包括进瓶理瓶单元11，用于存储装样品的容器，机器人单元11通过机械手从进瓶理瓶单元11中夹取容器。进一步地，进瓶理瓶单元11还与次级制样单元6的样品灌装子单元605对接，用于接收灌装好了样品的容器。

在本实施例中，还包括主控单元12，用于对机器人单元11和各制样功能单元进行控制。

在本实施例中，优选各制样功能单元呈“口”字状围绕在机器人单元11周围，并在“口”字的一边留有开口，设置有隔离门，以方便工作人员进入对设备进行维护。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种机器人自动制样系统，其特征在于：包括机器人单元（1）、制样功能单元；所述机器人单元（1）用于操作容器在所述制样功能单元之间流转；

所述制样功能单元包括初级制样单元（2）和弃样收集单元（3）；

所述初级制样单元（2）具有缩分皮带（201），所述缩分皮带（201）上设置有一级缩分子单元（204），由一级缩分子单元（204）对缩分皮带（201）上的样品进行缩分制样；

并且，所述缩分皮带（201）与所述弃样收集单元（3）对接，用于将所述缩分皮带（201）上的样品转运到弃样收集单元（3）。

2.根据权利要求1所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述制样功能单元还包括测全水单元（4），用于对样品的全水分进行测试；

所述测全水单元（4）设置在所述初级制样单元（2）和所述弃样收集单元（3）之间，且位于所述缩分皮带（201）之上；

所述测全水单元（4）的弃样口与所述缩分皮带（201）对接，通过所述缩分皮带（201）将所述测全水单元（4）的弃样转运到所述弃样收集单元（3）。

3.根据权利要求2所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述制样功能单元还包括清扫单元（5），用于对容器进行清扫；

所述清扫单元（5）设置在所述初级制样单元（2）和所述弃样收集单元（3）之间，且位于所述缩分皮带（201）之上；

所述清扫单元（5）的弃样口与所述缩分皮带（201）对接，通过所述缩分皮带（201）将所述清扫单元（5）的弃样转运到所述弃样收集单元（3）。

4.根据权利要求3所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述初级制样单元（2）还包括样品混匀子单元（202）和一级破碎子单元（203）；

所述样品混匀子单元（202）用于将投入的样品进行搅拌混匀；

所述一级破碎子单元（203）用于将超过预设粒度大小的样品进行破碎。

5.根据权利要求4所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述制样功能单元还包括次级制样单元（6）；

所述次级制样单元（6）的弃样口与所述缩分皮带（201）对接，通过所述缩分皮带（201）将弃样转运到弃样收集单元（3）；

或者：

所述次级制样单元（6）的弃样口直接与所述弃样收集单元（3）的收集口对接。

6.根据权利要求5所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述次级制样单元（6）包括二级破碎子单元（601）、二级干燥子单元（602）、制粉子单元（603）、二级缩分子单元（604）和样品灌装子单元（605）；

所述二级破碎子单元（601）用于将样品破碎至目标粒度；

所述二级干燥子单元（602）用于将样品进行干燥；

所述制粉子单元（603）用于将样品破碎至粉样粒度；

所述二级缩分子单元（604）用于对样品进行缩分；

所述样品灌装子单元（605）用于对所述二级缩分单元得到的样品灌装。

7.根据权利要求6所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述初级制样单元（2）和所述次级制样单元（6）以所述弃样收集单元（3）为节点，呈“L”型分别布置在所述弃样收集单元（3）两侧。

8.根据权利要求6所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述制样功能单元还包括进料单元（7），用于接收样品；

所述进料单元（7）包括人工进料子单元（701）、自动进料子单元（702）；

所述人工进料子单元（701）用于接收样品；

所述自动进料子单元（702）用于接收存放样品的容器并开盖，并接收容器内的样品。

9.根据权利要求8所述的机器人自动制样系统，其特征在于：还包括称重单元（8）和显示单元（10），所述称重单元（8）和所述显示单元（10）连接；

所述称重单元（8）用于获取各制样环节中样品的重量；

所述显示单元（10）用于显示所述重量、以及根据所述重量确定的损失率。

10.根据权利要求9所述的机器人自动制样系统，其特征在于：所述称重单元（8）包括专用称重模块（801）和通用称重模块；

所述专用称重模块（801）设置在所述人工进料子单元（701）、所述自动进料子单元（702）和所述弃样收集单元（3）中，分别用于对所述人工进料子单元（701）、所述自动进料子单元（702）和所述弃样收集单元（3）中的样品进行称重；

所述通用称重模块用于接收机器人单元（1）转送的容器，并对其称重。