CN111487425A - 一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统。包括安装于地面上的两侧支柱，在两侧支柱之间搭设形成架空轨道；其中一侧支柱为门型或拱形，人可以从支柱间方便进出；另一侧支柱安装在与双立柱中心对应的另一侧地面上；架空轨道下方为工作区域，在工作区域内布置煤炭处理单元，煤炭处理单元分布在架空轨道左、右两侧并留有人行走通道；在架空轨道上倒挂安装机械臂，机械臂连接控制系统，机械臂在控制系统的控制下移动到指定的单元定位点工作；人从支柱间进入工作区域，在工作区域自由进行人工制样或检修，人与架空轨道上倒挂安装的机械臂能够互不干扰的同时工作。本发明有利于机器人技术在煤炭分析领域的推广。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭质量分析领域，具体涉及一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统。
背景技术
煤炭是质量不均、以质论价的大宗商品，在交易时需安照国家相关标准，先后进行采样、制样、分析等环节，才能得到能够代表整体样品的化验结果。
制样是指将采集的样品由13mm或6mm制备到0.2mm以下的过程，通常包括逐级破碎、缩分、干燥、研磨、包装等步骤；而化验包括取样、称量，发热量、工业分析、硫等成分化验过程。
通常制样、化验由人工完成，人工制样和化验都需要工作人员熟悉相关标准要求，严格按照标准规范操作，才能保证精度，这就需要操作者有较好的专业知识、持久的责任心和坚定的职业操守。近年来随着电厂等企业燃料智能化项目的推广，出现了机器人自动制样和机器人化验系统。机器人自动制样系统是将以上逐级破碎、缩分、除铁、干燥、研磨、包装等设备，采用机械臂等将上述工序连接起来，通过电气控制单元控制整个系统按照制样流程自动操作，实现了制样过程的自动化和无人化；而自动化验系统，是用机械臂代替人进行取样、称样、各种指标分析化验工作，达到减轻了劳动强度和防止人为操作不当造成误差的目的。
煤炭机器人自动制样或化验应用工业机器人代替人手，模仿人手进行取、放、转移、倾倒等动作，各种破碎、干燥、缩分、研磨、称样、化验等设备各自独立，各设备通常以机器人为中心，环绕包围在机器人周围，机器人基座在地面上固定不动或固定在轨道上，通过编程控制机器人手臂运动以及相关电气控制，完成样品制备。这种固定方式机器人自动制样存在如下问题①必须选用体积较大机械臂，机械臂的运行范围有限，相关设备只能布置在其行程范围内，尤其是抓取放置在地面上距离机械臂较近的物体时不方便，这就需要使用臂展很长的机械臂，造成了体积庞大和成本较高。②无法转换为人工操作，机械臂和设备之间空间狭窄，当机器人制样出现故障时无法自动完成制样，这就需要备用一套人工制样系统，增加了投资和专用空间。③检修不便，空间过于紧凑，检修行动困难。机器人煤质化验将机器人固定或放在地面轨道上完成煤质分析各种动作，和机器人制样存在相似问题：①需要体积较大机械臂②无法转换为人工操作③检修不便。
发明内容
本发明针对以上机器人全自动制样和化验系统存在的问题并结合考虑成本、维修等问题，提供了一种应用在煤炭分析领域的新型自动化制样系统，有利于机器人技术在煤炭分析领域的推广。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，包括安装于地面上的两侧支柱，在两侧支柱之间搭设形成架空轨道；其中一侧支柱为门型或拱形，人可以从支柱间方便进出；另一侧支柱安装在与双立柱中心对应的另一侧地面上；架空轨道下方为工作区域，在工作区域内布置煤炭处理单元，所述的煤炭处理单元分布在架空轨道左、右两侧，在左、右两侧的煤炭处理单元之间留有人行走通道；在架空轨道上倒挂安装机械臂，所述机械臂连接控制系统，所述机械臂在控制系统的控制下移动到指定的单元定位点工作；人从支柱间进入工作区域，在工作区域自由进行人工制样或检修，人与架空轨道上倒挂安装的机械臂能够互不干扰的同时工作。
另一侧支柱为单立柱。或者，另一侧支柱为门型或拱形。
所述的机械臂在控制系统的控制下在架空轨道上左、右移动，并进行抓取、放置动作。
所述的煤炭处理单元为煤炭制样设备单元或者煤炭全自动化验系统单元。
进一步的，所述的煤炭制样设备单元的单元组成包括称重单元、缩分单元、破碎单元、烘干单元、磨粉单元、空气干燥单元、二分器单元样盘单元、清洗单元、装瓶单元，存储单元。
进一步的，所述的煤炭全自动化验系统单元的单元组成包括控制单元、样品称重单元、坩埚存放单元、全硫单元、水灰单元、挥发分单元、全水分单元、热量单元、样品转换单元。
所述的机械臂安装在架空轨道的滑轨内，并且沿着架空轨道设有线路安装槽，所述的机械臂通过安装在线路安装槽内的连接线路与控制系统相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明设计的机器人自动制样、化验系统将机器人倒挂安装在架空的导轨上，机器人可沿在空中导轨移动，完成制样、化验工作。制样、化验设备只需按照常规方式顺序布置或根据现场空间依次排列，机器人移动到每个制样相关设备前进行模拟人工操作，自动完成制样、化验过程。
和固定式机器人制样、化验系统比较，本发明具有以下显著特点：
①可以选用较小的机械臂，降低成本：由于采取机器人移动设计，以及倒挂，可以大幅度降低机械臂臂展要求，从而选用规格较小的机械臂，从而降低成本。
②可实现自动、人工切换，共用一套制样、化验设备：当机器人自动制样、化验发生故障时，将机械臂移动到悬挂结构一端，进行人工制样或化验，这样只需一套设备就可保证在全自动系统故障下制样。
③检修方便：需要对制样、化验设备进行维修时，可将机械臂移动到架空导轨一端，检修方便。
附图说明
图1：本发明的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统的侧视结构示意图。
图2：本发明的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统的俯视结构示意图。
图3：本发明应用于煤炭制样设备单元的结构示意图。
图4：本发明应用于煤炭全自动化验系统单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，包括安装于地面上的两侧支柱，在两侧支柱之间搭设形成架空轨道；其中一侧支柱为门型或拱形，人可以从支柱间方便进出。另一侧支柱安装在与双立柱中心对应的另一侧地面上。其中，另一侧支柱为单立柱；或者，另一侧支柱为门型或拱形。
架空轨道下方为工作区域，在工作区域内布置煤炭处理单元，所述的煤炭处理单元分布在架空轨道左、右两侧，在左、右两侧的煤炭处理单元之间留有人行走通道；在架空轨道上倒挂安装机械臂，所述机械臂连接控制系统，所述机械臂在控制系统的控制下移动到指定的单元定位点工作。
人从支柱间进入工作区域，在工作区域自由进行人工制样或检修，人与架空轨道上倒挂安装的机械臂能够互不干扰的同时工作。
所述的机械臂在控制系统的控制下在架空轨道上左、右移动，并进行抓取、放置动作。
所述的机械臂安装在架空轨道的滑轨内，并且沿着架空轨道设有线路安装槽，所述的机械臂通过安装在线路安装槽内的连接线路与控制系统相连。
实施例1
下面结合一种典型的煤炭自动制样流程对本发明方案做详细阐述，所述的煤炭处理单元为煤炭制样设备单元。所述的煤炭制样设备单元的单元组成包括称重单元、缩分单元、破碎单元、烘干单元、磨粉单元、空气干燥单元、二分器单元样盘单元、清洗单元、装瓶单元，存储单元。其中扫码、包装后样品传输、除尘部分不是本专利关键部分，在此不再详细说明。
煤炭制样流程如下：采样机采取的13mm煤样——缩分至15Kg——破碎到6mm——缩分出1.25Kg，3.75Kg各一份——1.25Kg装瓶作为全水分样品——3.75Kg——破碎到3mm——缩分出700g，120g煤样各一份——一份装瓶作为存查——另一份烘干——缩分出120g——研磨至0.2mm——分装2瓶。
机械臂安装在架空的轨道上，机械臂在控制系统的控制下沿轨道在空中左右移动，在相应工位停止。称重单元对来样进行称重，并将称重数据传给控制系统，控制系统根据称重数据控制后续的缩分单元缩分出规定样品重量。称重单元和初级破碎单元通过第一输送单元连接，第一输送单元上安装有第一缩分单元(还有除铁单元)，称重后的来样通过第一缩分单元缩分到规定重量15Kg，弃样由弃样皮带机运走。首次缩分出的15Kg样品经第一破碎单元破碎，破碎后的样品经第二缩分单元缩分出3.75Kg和1.25Kg两份煤样，弃样转至弃样皮带机，机械臂移至第二缩分单元对应定位点将装有1.25Kg煤样容器拿出，移至装瓶单元装瓶。装瓶完毕，容器移至清理单元采用喷吹等手段清理，然后机械臂将容器送回原位。此后机械臂拿着装有3.75Kg的另一煤样容器，移动到第二破碎单元定位点，将3.75Kg煤样倒入第二破碎单元内破碎，容器同样移至清理单元清理，然后机械臂将其放回原位。机械臂移动到第二破碎单元对应定位点，将装有3.75Kg煤样容器拿出，机械臂移至第三缩分单元对应定位点，将3.75Kg煤样倒入第三缩分单元中，然后将容器移至清理单元清理后放回。第三缩分单元将3.75Kg缩分出700g和120g煤样各一份，弃样转至弃样皮带机。机械臂先将一份700g煤样移至装瓶单元装瓶，然后清理对应容器。将另一份700g煤样再次倒入第三缩分单元中，缩分出120g煤样，机械臂拿出将一份装有120g煤样的容器，移动至样盘存放架对应定位点，将120g煤样倒入样盘中，然后将容器清理放回原位。机械臂再将装有120g样盘放入烘干单元中，烘干结束，机械臂将样盘中样品倒入磨粉单元，将样盘放回原位。机械臂移动到磨粉单元对应定位点，将研磨后的样品拿出，用二分器单元进行二分，分别移至装瓶处装瓶，相应容器和上述过程类似清理后仍放回原位。
需要检修时可将机械臂移到空中导轨一端，制样设备前没有任何障碍物，人从双立柱下进入工作区域，在工作区域自由进行人工制样或检修，不受机械臂对空间产生的限制。
实施例2
下面结合一种典型的煤炭全自动化验系统流程对本发明方案做详细阐述，所述的煤炭处理单元为煤炭全自动化验系统单元。所述的煤炭全自动化验系统单元的单元组成包括控制单元、样品称重单元、坩埚存放单元、全硫单元、水灰单元、挥发分单元、全水分单元、热量单元、样品转换单元。
实施例1的布置方式同样可移植到煤炭全自动化验系统中。煤炭全自动化验系统的控制单元、样品称重单元、坩埚存放单元、全硫单元、水灰单元、挥发分单元、全水分单元、热量单元、样品转换单元等布置在空中导轨的两侧，各单元均在控制单元(系统)的控制下工作。
样品送达称样单元后，机器人移动到对应定位点，进行煤质化验所需坩埚或氧弹等部件的取放。试验结束，机器人移动到相应仪器对应位置，将仪器内坩埚或氧弹拿出放回原位。
需要检修时可将机器人移到立柱的一端，化验设备前没有任何障碍物，人从双立柱中间进入工作区域，在工作区域自由进行人工化验或检修，不受机械臂对空间产生的限制。
以上所述，仅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，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：包括安装于地面上的两侧支柱，在两侧支柱之间搭设形成架空轨道；其中一侧支柱为门型或拱形，人可以从支柱间方便进出；另一侧支柱安装在与双立柱中心对应的另一侧地面上；架空轨道下方为工作区域，在工作区域内布置煤炭处理单元，所述的煤炭处理单元分布在架空轨道左、右两侧，在左、右两侧的煤炭处理单元之间留有人行走通道；在架空轨道上倒挂安装机械臂，所述机械臂连接控制系统，所述机械臂在控制系统的控制下移动到指定的单元定位点工作；人从支柱间进入工作区域，在工作区域内自由进行人工制样或检修，人与架空轨道上倒挂安装的机械臂能够互不干扰的同时工作。
2.根据权利要求1所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：另一侧支柱为单立柱。
3.根据权利要求1所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：另一侧支柱为门型或拱形。
4.根据权利要求1所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：所述的机械臂在控制系统的控制下在架空轨道上左、右移动，并进行抓取、放置动作。
5.根据权利要求1所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：所述的煤炭处理单元为煤炭制样设备单元或者煤炭全自动化验系统单元。
6.根据权利要求5所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：所述的煤炭制样设备单元的单元组成包括称重单元、缩分单元、破碎单元、烘干单元、磨粉单元、空气干燥单元、二分器单元、样盘单元、清洗单元、装瓶单元，存储单元。
7.根据权利要求5所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：所述的煤炭全自动化验系统单元的单元组成包括控制单元、样品称重单元、坩埚存放单元、全硫单元、水灰单元、挥发分单元、全水分单元、热量单元、样品转换单元。
8.根据权利要求1所述的倒挂式可移动机器人煤炭制样、化验系统，其特征在于：所述的机械臂安装在架空轨道的滑轨内，并且沿着架空轨道设有线路安装槽，所述的机械臂通过安装在线路安装槽内的连接线路与控制系统相连。
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| CN112557156A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-03-26 | 河南资环检测科技有限公司 | 一种岩矿处理装置 |
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Legal Events
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