CN111496815A - 一种柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法，所述装置包括：固定立柱的底部设置有连接孔或连接装置，用于采样机械手整体与外部固定连接；固定立柱的顶部通过回转支承安装有活动立柱；伸缩臂架的一端固定设置在活动立柱上；移动车可移动的安装在伸缩臂架上；其中，移动车与伸缩臂架通过齿轮啮合结构实现相对移动；移动车上可升降的设置有升降装置；其中，移动车与升降装置通过齿轮啮合结构实现相对移动；升降装置上固定安装有采样头。本发明可实现快速高效、全断面采样；适用于整列火车在装载商品煤的同时，实现多点位同步采样。

Description

一种柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法

技术领域

本发明属于煤炭采样机技术领域，特别涉及一种柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法。

背景技术

随着技术进步，煤炭采样已经由人工表层采样，发展为机械手全断面自动化采样。特别是对于要求装车、采样同时进行的移动火车煤采样来说，固定式机械手采样已成必然；但是，现有的采样机械手普遍存在结构复杂、体积庞大、占用空间大、控制复杂，采样头升降机构复杂，难于适应对行进中的整列火车进行快速、全断面地煤样采集。

综上，亟需一种新的柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱坐标式火车煤采样机械手及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明可实现快速高效、全断面采样；适用于整列火车在装载商品煤的同时，实现多点位同步采样。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种柱坐标式火车煤采样机械手，包括：采样头、升降装置、移动车、伸缩臂架、活动立柱、回转支承和固定立柱；

所述固定立柱的底部设置有连接孔或连接装置，用于采样机械手整体与外部固定连接；

所述固定立柱的顶部通过回转支承安装有活动立柱；其中，所述活动立柱通过回转支承能够与所述固定立柱发生相对回转运动；

所述伸缩臂架的一端固定设置在活动立柱上；

移动车可移动的安装在伸缩臂架上；其中，移动车与伸缩臂架通过齿轮啮合结构实现相对移动；

移动车上可升降的设置有升降装置；其中，移动车与升降装置通过齿轮啮合结构实现相对移动；

升降装置上固定安装有采样头。

本发明的进一步改进在于，所述升降装置包括：采样支架、升降齿轮和第一齿轮轴；

第一齿轮轴可转动的固定安装在移动车上；

升降齿轮固定安装在第一齿轮轴上；

采样支架上设置有齿条或齿孔，齿条或齿孔与升降齿轮啮合；其中，升降齿轮转动时，能够通过齿条或齿孔带动采样支架升降；

采样头固定安装在采样支架上。

本发明的进一步改进在于，所述移动车包括：车架、移动齿轮和第二齿轮轴；

所述车架可移动的套装在伸缩臂架上；

第二齿轮轴可转动的固定安装在车架上，移动齿轮固定安装在第二齿轮轴上。

本发明的进一步改进在于，伸缩臂架包括：固定臂、伸缩臂和伸缩齿条；

固定臂的一端与活动立柱固连，伸缩臂可伸缩的套装在固定臂上；

伸缩齿条与伸缩臂固连，伸缩齿条和移动齿轮啮合形成齿轮齿条传动。

本发明的进一步改进在于，伸缩臂架还包括：液压缸；

液压缸的驱动端与伸缩臂固连，固定端与固定臂固连，液压缸能够驱动伸缩臂沿着固定臂伸缩移动。

本发明的进一步改进在于，活动立柱和固定立柱均为圆柱状。

本发明的进一步改进在于，所述伸缩臂架固连在活动立柱的回转面上。

本发明的一种柱坐标式火车煤采样机械手的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，活动立柱带动伸缩臂架旋转，使伸缩臂架到达待采样方向；

步骤2，通过伸缩臂架的伸缩运动以及移动车沿伸缩臂架的移动，使采样头移动到采样位置；其中，移动车与伸缩臂架通过齿轮啮合结构实现相对移动；

步骤3，通过升降装置带动采样头升降，完成对煤的全断面采样；其中，移动车与升降装置通过齿轮啮合结构实现相对移动。

其中，步骤1、步骤2和步骤3的运动过程同时进行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的柱坐标式火车煤采样机械手，可实现快速高效、全断面采样；结构简单、紧凑，运动部件较少、运动灵活，工作范围较大、占用空间较小；适用于整列火车在装载商品煤的同时，实现多点位同步采样。本发明中，柱坐标式火车煤采样机械手采用立柱式结构，通过立柱的回转和伸缩臂架的伸缩运动，可使采样头到达需要采样的火车厢内任一位置；结合采样头升降装置，可以实现火车煤的全断面采样，特别适用于移动的整列火车煤多点位全断面高速采样。

进一步的，通过移动车沿着伸缩臂架移动，以及伸缩臂沿着固定臂伸缩的共同作用，使采样头活动范围加倍增加；同时，又可使伸缩臂架在缩回状态下的整体尺寸减到最小。

进一步的，采样头升降装置安装在采样头移动车上，提升功能采用齿轮齿条机构实现，可完成大深度的全断面采样，并且能够最大程度的降低整机高度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种柱坐标式火车煤采样机械手的结构示意图；

图2是本发明实施例中，升降装置和移动车的结构示意图；

图3是本发明实施例中，伸缩臂架的结构示意图；

图1至图3中，1、采样头；2、升降装置；3、移动车；4、伸缩臂架；5、活动立柱；6、回转支承；7、固定立柱；

21、采样支架；22、升降齿轮；23、第一齿轮轴；

31、车架；32、移动齿轮；33、第二齿轮轴；

41、固定臂；42、伸缩臂；43、伸缩齿条；44、液压缸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例的一种柱坐标式火车煤采样机械手，包括：采样头1、升降装置2、移动车3、伸缩臂架4、活动立柱5、回转支承6和固定立柱7；

固定立柱7的底部设置有连接孔或连接装置，用于机械手整体与外部固定连接；

固定立柱7的顶部通过回转支承6安装有活动立柱5；所述活动立柱5通过回转支承6可与固定立柱7发生相对回转运动；

伸缩臂架4的一端固定设置在活动立柱5上；例如，可以安装在活动立柱5的回转面上；

移动车3可移动的安装在伸缩臂架4上；移动车3上可升降的设置有升降装置2；

升降装置2上固定安装有采样头1。

请参阅图2，采样头1的升降装置2包括：采样支架21、升降齿轮22和第一齿轮轴23；其中，第一齿轮轴23可转动的固定安装在采样头的移动车3上，升降齿轮22固连在第一齿轮轴23上，采样支架21与采样头1固连，并穿过移动车3，在移动车3两侧形成两个滑动连接；升降齿轮22和采样支架21上的齿孔或齿条形成齿轮传动。

采样头的移动车3包括：车架31、移动齿轮32和第二齿轮轴33。车架31与伸缩臂架4之间采用封闭结构连接，车架31可以沿着伸缩臂架4移动；第二齿轮轴33可转动的固定安装在车架上，移动齿轮32固定安装在第二齿轮轴33上。

请参阅图3，伸缩臂架4包括：固定臂41、伸缩臂42、伸缩齿条43和液压缸44；固定臂41的一端与活动立柱5固连，伸缩臂42套装在固定臂41的外侧，沿固定臂41可伸缩移动；伸缩齿条43与伸缩臂42固连，伸缩齿条43和移动齿轮32形成齿轮齿条传动；液压缸44的驱动端与伸缩臂42固连，固定端与固定臂41固连，能够驱动伸缩臂沿固定臂伸缩移动。

本发明实施例中，活动立柱5一端与伸缩臂架4固连，另一端与回转支承6固连；回转支承6与固定立柱7固连。

本发明实施例的一种柱坐标式火车煤采样机械手的操作方法，包括以下步骤：

在实际对商品煤进行采样时：首先，活动立柱5带动伸缩臂架4旋转，使伸缩臂架4到达待采样方向；然后，通过伸缩臂沿固定臂的伸缩运动，以及移动车3沿伸缩臂架4的前后移动，使采样头1准确地移动到采样位置；最后，升降装置2带动采样头1下降，完成对商品煤的全断面采样。其中，以上各运动过程也可以同时进行。

本发明实施例的整个采样过程中，通过活动立柱的回转运动、伸缩臂架的伸缩运动、移动车的前后移动，实现对采样头的采样位置进行调整，相对于现有技术中的采样机械手，无疑具有更大的采样范围，同时，采样过程中伸缩臂架始终处于最短状态，占用空间小。

综上所述，本发明提供的柱坐标式火车煤采样机械手能够实现整列火车多点位全断面高速采样，特别适用于移动的火车煤高速采样。也可应用于汽车煤或煤堆采样。通过移动车沿伸缩臂架的移动以及伸缩臂架的伸缩运动，使采样头的活动范围相较于现有单一伸缩臂结构的采样机的活动范围更大，同时又使所述伸缩臂架在采样过程中始终保持整体尺寸最小。通过升降装置安装在移动车上，并通过齿轮齿条机构实现所述采样头的提升功能，完成大深度的全断面采样，并且能够最大程度的降低整机高度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，包括：采样头(1)、升降装置(2)、移动车(3)、伸缩臂架(4)、活动立柱(5)、回转支承(6)和固定立柱(7)；

所述固定立柱(7)的底部设置有连接孔或连接装置，用于采样机械手整体与外部固定连接；

所述固定立柱(7)的顶部通过回转支承(6)安装有活动立柱(5)；其中，所述活动立柱(5)通过回转支承(6)能够与所述固定立柱(7)发生相对回转运动；

所述伸缩臂架(4)的一端固定设置在活动立柱(5)上；

移动车(3)可移动的安装在伸缩臂架(4)上；其中，移动车(3)与伸缩臂架(4)通过齿轮啮合结构实现相对移动；

移动车(3)上可升降的设置有升降装置(2)；其中，移动车(3)与升降装置(2)通过齿轮啮合结构实现相对移动；

升降装置(2)上固定安装有采样头(1)。

2.根据权利要求1所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，所述升降装置(2)包括：采样支架(21)、升降齿轮(22)和第一齿轮轴(23)；

第一齿轮轴(23)可转动的固定安装在移动车(3)上；

升降齿轮(22)固定安装在第一齿轮轴(23)上；

采样支架(21)上设置有齿条或齿孔，齿条或齿孔与升降齿轮(22)啮合；其中，升降齿轮(22)转动时，能够通过齿条或齿孔带动采样支架(21)升降；

采样头(1)固定安装在采样支架(21)上。

3.根据权利要求1所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，所述移动车(3)包括：车架(31)、移动齿轮(32)和第二齿轮轴(33)；

所述车架(31)可移动的套装在伸缩臂架(4)上；

第二齿轮轴(33)可转动的固定安装在车架(31)上，移动齿轮(32)固定安装在第二齿轮轴(33)上。

4.根据权利要求3所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，伸缩臂架(4)包括：固定臂(41)、伸缩臂(42)和伸缩齿条(43)；

固定臂(41)的一端与活动立柱(5)固连，伸缩臂(42)可伸缩的套装在固定臂(41)上；

伸缩齿条(43)与伸缩臂(42)固连，伸缩齿条(43)和移动齿轮(32)啮合形成齿轮齿条传动结构。

5.根据权利要求3所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，伸缩臂架(4)还包括：液压缸(44)；

液压缸(44)的驱动端与伸缩臂(42)固连，固定端与固定臂(41)固连，液压缸(44)能够驱动伸缩臂(42)沿着固定臂(41)伸缩移动。

6.根据权利要求1所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，活动立柱(5)和固定立柱(7)均为圆柱状。

7.根据权利要求6所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手，其特征在于，所述伸缩臂架(4)固连在活动立柱(5)的回转面上。

8.一种权利要求1所述的柱坐标式火车煤采样机械手的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，活动立柱(5)带动伸缩臂架(4)旋转，使伸缩臂架(4)到达待采样方向；

步骤2，通过伸缩臂架(4)的伸缩运动以及移动车(3)沿伸缩臂架(4)的移动，使采样头(1)移动到采样位置；其中，移动车(3)与伸缩臂架(4)通过齿轮啮合结构实现相对移动；

步骤3，通过升降装置(2)带动采样头(1)升降，完成对煤的全断面采样；其中，移动车(3)与升降装置(2)通过齿轮啮合结构实现相对移动。

9.根据权利要求8所述的一种柱坐标式火车煤采样机械手的操作方法，其特征在于，步骤1、步骤2和步骤3的运动过程同时进行。

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