CN111473990A - 井下运输用自动控制煤质取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用煤质取样技术领域，提供了一种井下运输用自动控制煤质取样系统，包括支架、横向移动装置、升降装置、抓取装置和自动控制装置，横向移动装置端部固定连接升降装置；抓取装置包括旋转件、固定轴、移动套、连接杆和抓杆，旋转件上设有限位槽，限位槽包括若干直边段和弧形段，移动套通过移动杆连接旋转件，移动杆上设有限位柱；固定轴端部设有支撑杆，支撑杆和移动套之间设有复位件；自动控制装置包括电控箱、操控箱和遥控器，电控箱包括编程控制器、遥控接收器和电磁阀，抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元。借此，本发明能够有效实现自动抓取煤质，降低人工操作，提高工作安全性。

Description

井下运输用自动控制煤质取样系统

技术领域

本发明涉及煤质取样技术领域，尤其涉及一种井下运输用自动控制煤质取样系统。

背景技术

目前多数矿井井下煤质取样依旧采用传统人工取样作业方式(取样人员在运输设备卸载点用铁锨定时取样)，传统人工取样作业方式至少占用一名人工，且难以保证取样质量，同时作业过程中存在煤矸伤人安全风险。目前市场上的矿用煤质取样成品设备多数用于地面皮带走廊或火车、汽车发车站；而且成品取样设备存在价格昂贵，维护周期短，维护成本高，设备体积大、结构复杂等缺点，难以适用于空间狭窄、环境恶劣的井下环境。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种井下运输用自动控制煤质取样系统，其可以有效实现煤质自动抓取，提高工作效率，降低安全隐患。

为了实现上述目的，本发明提供一种井下运输用自动控制煤质取样系统，包括支架、横向移动装置、升降装置、抓取装置和自动控制装置，所述支架上设有容纳横向移动装置的轨道，所述横向移动装置端部固定连接升降装置，所述升降装置下端固定连接抓取装置，所述抓取装置活动于煤质输送件上方，所述煤质输送件侧方设有煤质承载件；所述抓取装置包括旋转件、固定轴、套接固定轴的移动套、若干连接杆和抓杆，所述旋转件上设有限位槽，所述限位槽包括若干直边段和弧形段，所述移动套通过移动杆连接旋转件，所述移动杆上设有限位柱，且所述限位柱活动于限位槽内；所述固定轴端部设有支撑杆，所述抓杆具有弯折部，且所述弯折部轴接支撑杆，所述支撑杆和移动套之间设有复位件，所述移动套上设有延伸部，且所述连接杆两端分别活动连接延伸部和弯折部；所述自动控制装置包括电控箱、操控箱和遥控器，所述电控箱包括编程控制器、遥控接收器和若干电磁阀，所述操控箱有线连接电控箱，所述遥控器无线连接电控箱，所述遥控器包括横向移动单元、升降单元和抓取单元，所述抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述横向移动装置和升降装置分别为平移气缸和升降气缸，且所述平移气缸通垂直升降气缸，所述平移气缸过滑动小车连接升降气缸。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述抓取装置还包括外壳和动力件，所述动力件固定连接外壳，且所述旋转件固定连接动力件输出端，所述固定轴固定连接外壳。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述移动套上设有滑槽，所述移动杆端部通过限位柱连接移动套，且所述限位柱活动于滑槽内。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述抓杆呈Z型设置，所述抓杆端部和延伸部上均设有限位空间，且所述连接杆两端轴接所述限位空间内。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述直边段设有三段，且相互垂直，所述弧形段设有一段。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述三段直边段分别为第一直边段、第二直边段和第三直边段，且所述第一直边段和第二直边段长度相等，所述第三直边段长度为第一直边段长度的二分之一。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述抓杆上设有防滑结构，所述防滑结构为防滑纹、防滑点或防滑凸起。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述煤质承载件包括漏斗、煤质取样储存主体和取样桶，且从上往下依次排列，所述煤质取样储存主体内侧设有移动轨道，且所述移动轨道内设有挡板。

根据本发明的井下运输用自动控制煤质取样系统，所述抓取单元无线连接动力件，通过旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元对电机的旋转速度、旋转时间和旋转方向进行调节，实现抓取装置对煤质的有效抓取。

本发明提供了一种井下运输用自动控制煤质取样系统，包括支架、横向移动装置、升降装置、抓取装置和自动控制装置，所述支架上设有容纳横向移动装置的轨道，所述横向移动装置端部固定连接升降装置，所述升降装置下端固定连接抓取装置，所述抓取装置活动于煤质输送件上方，所述煤质输送件侧方设有煤质承载件，利用横向移动装置和升降装置对抓取装置的位置进行有效调节，使其能够实现对煤质的抓取和移动，进而便于对运输中的煤质进行抽样检查，提高煤质开采质量；所述抓取装置包括旋转件、固定轴、套接固定轴的移动套、若干连接杆和抓杆，所述旋转件上设有限位槽，所述限位槽包括若干直边段和弧形段，所述移动套通过移动杆连接旋转件，所述移动杆上设有限位柱，且所述限位柱活动于限位槽内，通过旋转件的旋转带动移动杆和移动套实现升降，进而在移动套的升降下实现对连接杆位置的调节，便于实现抓杆的抓取；所述固定轴端部设有支撑杆，所述抓杆具有弯折部，且所述弯折部轴接支撑杆，所述支撑杆和移动套之间设有复位件，所述移动套上设有延伸部，且所述连接杆两端分别活动连接延伸部和弯折部，通过复位件对移动套的位置进行有效调节，使其能够实现有效移动，进而便于实现连接杆位置及角度的调节，利用连接杆的移动带动抓杆实现收缩抓取，进而便于对煤质的有效抓取，实现煤质的有效检测。所述自动控制装置包括电控箱、操控箱和遥控器，所述电控箱包括编程控制器、遥控接收器和若干电磁阀，所述操控箱有线连接电控箱，所述遥控器无线连接电控箱，所述遥控器包括横向移动单元、升降单元和抓取单元，所述抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元，通过自动控制装置对横向移动装置、升降装置和抓取装置进行有效控制，使其实现自动流水化，进而便于对煤质的有效抓取放置，提高工作效率，同时采用抓取单元对旋转件的旋转进行有效控制，提高其旋转效率，进而对移动杆等位置进行有效调节。本发明的有益效果：通过横向移动装置和升降装置对抓取装置的位置进行有效调节，使其能够实现对煤质的有效抓取，进而降低人工操作流程，提高安全性，同时采用旋转件及位于旋转件上的限位槽实现对抓杆的抓取角度进行控制，便于在对煤质进行有效抓取的同时，实现自动化，提高工作效率的同时，降低安全隐患。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中抓取装置的结构示意图；

图3是本发明中限位槽的结构示意图；

图4是本发明中固定轴的结构示意图；

图5是本发明中移动套的结构示意图；

图6是本发明中移动杆的结构示意图；

图7是本发明中抓杆的结构示意图；

在图中，1-支架，11-轨道，2-横向移动装置，3-升降装置，4-抓取装置，41-旋转件，411-第一直边段，412-第二直边段，413-第三直边段，414-弧形段，42-固定轴，421-支撑杆，43-移动套，431-延伸部，44-连接杆，45-抓杆，451-限位空间，46-移动杆，461-限位柱，47-复位件，48-外壳，481-竖杆，5-煤质输送件，6-滑动小车，71-漏斗，72-煤质取样存储主体，73-取样桶，8-电控箱，81-编程操作器，82-遥控接收器，83-电磁阀，9-操控箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明提供了一种井下运输用自动控制煤质取样系统，包括支架1、横向移动装置2、升降装置3、抓取装置4和自动控制装置，所述支架1上设有容纳横向移动装置2的轨道11，所述横向移动装置2端部固定连接升降装置3，所述升降装置3下端固定连接抓取装置4，所述抓取装置4活动于煤质输送件5上方，所述煤质输送件5侧方设有煤质承载件，利用横向移动装置2和升降装置3对抓取装置4的位置进行有效调节，使其能够实现对煤质的抓取和移动，进而便于对运输中的煤质进行抽样检查，提高煤质开采质量；所述抓取装置4包括旋转件41、固定轴42、套接固定轴42的移动套43、若干连接杆44和抓杆45，所述旋转件41上设有限位槽，所述限位槽包括若干直边段和弧形段，所述移动套43通过移动杆46连接旋转件41，所述移动杆46上设有限位柱461，且所述限位柱461活动于限位槽内，通过旋转件41的旋转带动移动杆46和移动套43实现升降，进而在移动套43的升降下实现对连接杆44位置的调节，便于实现抓杆45的抓取；所述固定轴42端部设有支撑杆421，所述抓杆45具有弯折部，且所述弯折部轴接支撑杆421，所述支撑杆421和移动套43之间设有复位件47，所述移动套43上设有延伸部431，且所述连接杆44两端分别活动连接延伸部431和弯折部，通过复位件47对移动套43的位置进行有效调节，使其能够实现有效移动，进而便于实现连接杆44位置及角度的调节，利用连接杆44的移动带动抓杆45实现收缩抓取，进而便于对煤质的有效抓取，实现煤质的有效检测。所述自动控制装置包括电控箱8、操控箱9和遥控器，所述电控箱包括编程控制器81、遥控接收器82和若干电磁阀83，所述操控箱9有线连接电控箱，所述遥控器无线连接电控箱，所述遥控器包括横向移动单元、升降单元和抓取单元，所述抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元，通过自动控制装置对横向移动装置2、升降装置3和抓取装置4进行有效控制，使其实现自动流水化，进而便于对煤质的有效抓取放置，提高工作效率，同时采用抓取单元对旋转件的旋转进行有效控制，提高其旋转效率，进而对移动杆等位置进行有效调节。

优选的是，本发明的横向移动装置2和升降装置3分别为平移气缸和升降气缸，且所述平移气缸通垂直升降气缸，所述平移气缸过滑动小车6连接升降气缸，利用滑动小车6使滑动摩擦变为滚动摩擦，降低摩擦力，延长其使用寿命，该处滑动小车6采用连接板和滚轮的组合形式，在横向移动装置2的带动下，滑动小车6能够带动升降装置3沿轨道11实现有效移动，进而能够对抓取装置4的位置进行横向移动，便于抓取装置4抓取煤质后能够放置在承载件中，进行后续的检验。

另外，本发明的抓取装置4还包括外壳48和动力件，所述动力件固定连接外壳48，且所述旋转件41固定连接动力件输出端，所述固定轴42固定连接外壳48，利用动力件对旋转件41的旋转提供动力，使其在旋转过程中能够利用限位槽带动移动杆46实现有效升降，进而便于对移动套43和连接移动套43的连接杆44位置进行调节，从而实现抓杆45对煤质的有效抓取，提高工作效率和工作质量。

进一步的，本发明的移动套43上设有滑槽，所述移动杆46端部通过限位柱461连接移动套43，且所述限位柱461活动于滑槽内，利用滑槽对限位柱461的位置进行限定及带动，使移动杆46能够随移动套43的升降实现有效升降，进而对连接杆44的位置及角度进行有效调节，从而实现抓杆45对煤质的有效抓取，提高工作效率和工作质量。

更好的，本发明的抓杆45呈Z型设置，所述抓杆45端部和延伸部431上均设有限位空间451，且所述连接杆44两端轴接所述限位空间451内，利用限位空间451实现对连接杆44位置的有效限定，使连接杆44在旋转过程中能够带动抓杆45实现有效抓取，进而对煤质进行抓取检验，保证对煤质的有效检验。

本发明在实施过程中：通过横向移动装置2对滑动小车6及升降装置3的位置进行调节，使滑动小车6能够在支架的轨道11上实现左右移动，便于在对煤质进行抓取后放置在煤质承载件内，煤质承载件包括漏斗71、煤质取样储存主体72和取样桶73，且从上往下依次排列，所述煤质取样储存主体72内侧设有移动轨道，且所述移动轨道内设有挡板，利用挡板对煤质进行阻挡，便于对不同时段的煤质进行有效隔离拿取。横向移动装置2、升降装置3和抓取装置4均有线连接自动控制装置，由于横向移动装置2和升降装置3均为气缸，利用控制装置对气缸进行有线或无线控制，均为现有技术，在此不详细描述，同时抓取装置4的动力件为电机，对电机的自动控制也属于现有技术，在此不详细描述。

如图2～7所示，在对煤质进行抓取时，首先将抓取装置4的位置调节至煤质输送件5上方，然后通过电机的旋转带动旋转件41和限位槽实现旋转，由于限位槽包括直边段和弧形段414，直边段设有三段，且相互垂直，所述弧形段414设有一段，所述三段直边段分别为第一直边段411、第二直边段412和第三直边段413，且所述第一直边段411和第二直边段412长度相等，所述第三直边段413长度为第一直边段411长度的二分之一，当在旋转过程中时，由于第一直边段411和第二直边段412长度相等，因此，其对限位柱461的位置不会发生改变，会使限位柱461始终保持在最高端，进而利用在最高端时的限位槽带动限位柱461和移动杆46端部沿移动杆46与外壳48的轴接处实现旋转，该处为了保证移动杆46有效带动移动套43实现移动，故其与外壳48之间安装一与固定轴42平行的竖杆481，且移动杆48端部轴接竖杆481端部，进而使移动杆48在旋转过程中实现对移动套43的顶动，从而使移动套43实现下降，移动套43在下降过程中，通过其延伸部431带动连接杆44实现下降，连接杆44在下降过程中会顶动抓杆45，使弯折的抓杆45沿固定轴42的支撑杆421处实现旋转，进而利用旋转的抓杆45对煤质进行抓取，抓取完成后的抓杆45通过横向移动装置2带动其移动至煤质承载件上方，然后在旋转件41的继续旋转下，限位柱461经过弧形段414，在复位件47的作用下，移动套43和移动杆46实现上升，从而反向带动抓杆45实现旋转，进而对煤质实现松开，从而使煤质掉落在煤质承载件内，抓杆45上设有防滑结构，所述防滑结构为防滑纹、防滑点或防滑凸起，利用防滑结构增强抓杆45与煤质之间的摩擦力，进而使其实现对煤质的有效抓取，提高抓取质量和抓取效率。在该处对抓杆45的抓取进行调节时，其旋转件41还可更换为偏心件，利用偏心件的旋转顶动限位柱461和移动杆46实现升降，在采用偏心件对限位柱461和移动杆46进行顶动时，为了保证移动杆46的有效移动，偏心件需设有一平行端，保证在对限位柱461进行顶动时，能够使限位柱461在最低端具有停留时间，进而实现抓杆45在抓取后具有一定的抓取时间，便于对煤质进行有效移动，提高工作效率和工作质量。

在利用自动控制装置对横向移动装置2、升降装置3和抓取装置4进行控制时，所述编程控制器81为矿用PLC编程控制器，该控制其在初始状态下，通过电磁阀83和风管与平移气缸连接，利用电磁阀83的开合对平移气缸的伸缩进行控制，使其实现对滑动小车6的平移前进和后退，通过安装三个电磁阀83分别对横向移动装置2、升降装置3和抓取装置4的开合进行控制，使其能够实现有效工作。抓取单元无线连接动力件，通过旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元对电机的旋转速度、旋转时间和旋转方向进行调节，实现抓取装置对煤质的有效抓取，旋转速度单元对动力的旋转速度进行控制，使其在对煤质进行抓取过程中，能够实现对煤质抓取后的有效平移，因此，该旋转速度单元旋转速度需低于升降装置3和横向移动装置2工作速度的总和，保证在对煤质的抓取过程后，升降装置3和横向移动装置2带动所抓取的煤质移动至承载件上方后，抓取装置4实现松开，便于煤质的有效抓取移动。利用间隔时间调节单元对旋转件41的旋转开合进行控制，使旋转件41在抓取后能够出现停止旋转的现象，进而保证对煤质抓取后，能够带动煤质移动至承载件上方，当煤质移动至承载件上方后，间隔时间调节单元实现对旋转件41的动力给予，进而使旋转件41继续旋转，实现对煤质的松开，保证对煤质的有效运输。

综上所述，本发明提供了一种井下运输用自动控制煤质取样系统，包括支架、横向移动装置、升降装置、抓取装置和自动控制装置，所述支架上设有容纳横向移动装置的轨道，所述横向移动装置端部固定连接升降装置，所述升降装置下端固定连接抓取装置，所述抓取装置活动于煤质输送件上方，所述煤质输送件侧方设有煤质承载件，利用横向移动装置和升降装置对抓取装置的位置进行有效调节，使其能够实现对煤质的抓取和移动，进而便于对运输中的煤质进行抽样检查，提高煤质开采质量；所述抓取装置包括旋转件、固定轴、套接固定轴的移动套、若干连接杆和抓杆，所述旋转件上设有限位槽，所述限位槽包括若干直边段和弧形段，所述移动套通过移动杆连接旋转件，所述移动杆上设有限位柱，且所述限位柱活动于限位槽内，通过旋转件的旋转带动移动杆和移动套实现升降，进而在移动套的升降下实现对连接杆位置的调节，便于实现抓杆的抓取；所述固定轴端部设有支撑杆，所述抓杆具有弯折部，且所述弯折部轴接支撑杆，所述支撑杆和移动套之间设有复位件，所述移动套上设有延伸部，且所述连接杆两端分别活动连接延伸部和弯折部，通过复位件对移动套的位置进行有效调节，使其能够实现有效移动，进而便于实现连接杆位置及角度的调节，利用连接杆的移动带动抓杆实现收缩抓取，进而便于对煤质的有效抓取，实现煤质的有效检测。所述自动控制装置包括电控箱、操控箱和遥控器，所述电控箱包括编程控制器、遥控接收器和若干电磁阀，所述操控箱有线连接电控箱，所述遥控器无线连接电控箱，所述遥控器包括横向移动单元、升降单元和抓取单元，所述抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元，通过自动控制装置对横向移动装置、升降装置和抓取装置进行有效控制，使其实现自动流水化，进而便于对煤质的有效抓取放置，提高工作效率，同时采用抓取单元对旋转件的旋转进行有效控制，提高其旋转效率，进而对移动杆等位置进行有效调节。本发明的有益效果：通过横向移动装置和升降装置对抓取装置的位置进行有效调节，使其能够实现对煤质的有效抓取，进而降低人工操作流程，提高安全性，同时采用旋转件及位于旋转件上的限位槽实现对抓杆的抓取角度进行控制，便于在对煤质进行有效抓取的同时，实现自动化，提高工作效率的同时，降低安全隐患。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，包括支架、横向移动装置、升降装置、抓取装置和自动控制装置，所述支架上设有容纳横向移动装置的轨道，所述横向移动装置端部固定连接升降装置，所述升降装置下端固定连接抓取装置，所述抓取装置活动于煤质输送件上方，所述煤质输送件侧方设有煤质承载件；

所述抓取装置包括旋转件、固定轴、套接固定轴的移动套、若干连接杆和抓杆，所述旋转件上设有限位槽，所述限位槽包括若干直边段和弧形段，所述移动套通过移动杆连接旋转件，所述移动杆上设有限位柱，且所述限位柱活动于限位槽内；

所述固定轴端部设有支撑杆，所述抓杆具有弯折部，且所述弯折部轴接支撑杆，所述支撑杆和移动套之间设有复位件，所述移动套上设有延伸部，且所述连接杆两端分别活动连接延伸部和弯折部；

所述自动控制装置包括电控箱、操控箱和遥控器，所述电控箱包括编程控制器、遥控接收器和若干电磁阀，所述操控箱有线连接电控箱，所述遥控器无线连接电控箱，所述遥控器包括横向移动单元、升降单元和抓取单元，所述抓取单元包括旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元。

2.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述横向移动装置和升降装置分别为平移气缸和升降气缸，且所述平移气缸通垂直升降气缸，所述平移气缸过滑动小车连接升降气缸。

3.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述抓取装置还包括外壳和动力件，所述动力件固定连接外壳，且所述旋转件固定连接动力件输出端，所述固定轴固定连接外壳。

4.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述移动套上设有滑槽，所述移动杆端部通过限位柱连接移动套，且所述限位柱活动于滑槽内。

5.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述抓杆呈Z型设置，所述抓杆端部和延伸部上均设有限位空间，且所述连接杆两端轴接所述限位空间内。

6.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述直边段设有三段，且相互垂直，所述弧形段设有一段。

7.根据权利要求6所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述三段直边段分别为第一直边段、第二直边段和第三直边段，且所述第一直边段和第二直边段长度相等，所述第三直边段长度为第一直边段长度的二分之一。

8.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述抓杆上设有防滑结构，所述防滑结构为防滑纹、防滑点或防滑凸起。

9.根据权利要求1所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述煤质承载件包括漏斗、煤质取样储存主体和取样桶，且从上往下依次排列，所述煤质取样储存主体内侧设有移动轨道，且所述移动轨道内设有挡板。

10.根据权利要求3所述的井下运输用自动控制煤质取样系统，其特征在于，所述抓取单元无线连接动力件，通过旋转速度单元、旋转暂停单元、间隔时间调节单元和正反旋转单元对电机的旋转速度、旋转时间和旋转方向进行调节，实现抓取装置对煤质的有效抓取。

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