CN112729941A - 一种粮食取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粮食检测技术领域，公开了一种粮食取样装置，包括底板，底板的一端固定有机架，底板的另一端固定有收卷机构，机架的上端固定有基板，基板上设有导向辊，基板的下侧设有取样组件，取样组件包括取样筒、套设在取样筒外侧的转动筒，取样筒的上端侧面设有进料口，取样筒的上端内部设有开合机构，取样筒的上端固定有连接座，连接座内设有电机，转动筒的底面中心设有通过电机驱动的转轴，转动筒的底面设有若干出料口，转动筒的下端设有锥形导向座，转动筒的外侧面固定有螺旋带，连接座的上端设有连接软管，连接软管的上端绕过导向辊与收卷机构连接。本发明具有取样深度广、取样精度高、取样机动灵活的有益效果。

Description

一种粮食取样装置

技术领域

本发明涉及粮食检测技术领域，尤其涉及一种粮食取样装置。

背景技术

大型粮库中储藏有大量的粮食，为了确保粮食的储藏质量，需要定期对粮仓中的粮食进行取样检测，以了解和监控粮食的品质，例如检查粮食的湿度、是否有霉变、是否发芽、是否长虫等情况。

常见的粮食取样装置有插管式取样器、自动抽吸式取样器和预埋管式取样器。插管式取样器是通过一根管子插入粮堆中，使得粮食进入管中并随着管子一起取出，但是大型粮仓深度有十几米甚至二十米的深度，管子只能插入一两米深，对于深沉次的粮食难以取样，即使通过设备将十几米长的管子插入粮堆中，实际情况下也难以实现，因为粮堆顶与粮仓顶面的距离通常只有两三米高，十几米长的管子插入、拔出的空间也不够，而且管子之间还需要拼接，操作非常麻烦；为了解决插管的问题，现有的一些粮仓直接管一根直径较大的管子预埋入粮堆中，预埋管的侧壁开设取样口，这样就能进入预埋管内对不同深度的粮食进行取样，但是预埋管无法移动，因此只能对预埋管周围处的粮食进行取样，如果粮仓中设置很多预埋管，会导致成本很高，而且预埋管还会占用粮仓的空间，同时预埋管太多还会影响粮食的入库和出库；自动抽吸式取样器是将柔性管子伸入粮堆中，通过负压将粮食抽出来，但是该种取样器使用时，负压抽取粮食样品的同时会把周围其他大量粉尘和其他杂质（例如粮堆中的小虫）一起吸出来，从而对检测结果带来很大的干扰。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的粮食取样器存在的上述问题，提供了一种取样深度广、取样精度高、取样机动灵活的粮食取样装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种粮食取样装置，包括底板，所述底板的一端固定有机架，所述底板的另一端固定有收卷机构，所述机架的上端固定有基板，所述基板上设有导向辊，所述基板的下侧设有取样组件，所述取样组件包括取样筒、套设在取样筒外侧的转动筒，取样筒内设有取样腔，所述取样筒的上端侧面设有若干与取样腔连通的进料口，取样筒的上端内部设有用于控制进料口开合的开合机构，取样筒的上端固定有连接座，连接座内设有电机，转动筒的底面中心设有通过电机驱动的转轴，所述转动筒的底面设有若干出料口，转动筒的下端设有锥形导向座，所述转动筒的外侧面固定有螺旋带，所述连接座的上端设有连接软管，所述连接软管的上端绕过导向辊与收卷机构连接。

取样装置设置在粮仓内粮堆的顶面，通过底板支撑在粮堆顶面，电机带动转动筒转动，转动筒上的螺旋带转动，同时收卷机构同步释放连接软管，取样组件在重力和螺旋带的进给力的同步作用下从上而下沿着重力方向钻入粮堆中，取样组件钻到取样位置时停止转动，然后通过开合机构将进料口打开，粮食从进料口处进入取样腔内，再通过开合机构将进料口关闭，电机控制转动筒反向转动，同时收卷机构收卷连接软管，取样组件在螺旋带的向上的进给力和连接软管的拉力同步作用下向上移动，直至离开粮堆，最后打开锥形导向座，取样腔内的粮食样品从出料口处排出，完成整个取样作业。该种粮食取样装置能对十几米甚至几十米以下的粮堆进行定点取样，取样位置非常准确，取样误差小，而且整体体积小，移动非常方便、使用非常方便，使用不受粮仓高度、深度限制，通用性强。

作为优选，所述的收卷机构包括卷绕辊、收卷电机，卷绕辊的两端设有连接轴，连接轴通过侧板与底板固定，卷绕辊一端的连接轴上设有从动轮，收卷电机的轴端设有主动轮，主动轮与从动轮之间通过传动带连接。通过收卷电机、主动轮、传动带、从动轮带动卷绕辊转动，实现连接软管的放管、收管。

作为优选，卷绕辊另一端的连接轴为空心轴，空心轴的外侧套设有导电滑环，连接软管的端部伸入空心轴内，连接软管内设有为电机供电的导线，所述导线的一端与电机电连接，导线的另一端与导电滑环连接，底板上设有控制器，导线滑环的另一端与控制器连接。连接软管一方面用于取样组件的连接、导向，提升时还能提供拉力，而且连接软管内部可以布线，为取样组件内的电机供电、传输信号等。

作为优选，所述基板的底面固定有竖直的定位筒，所述基板的顶面设有与定位筒同轴分布的导向套，所述连接软管穿过导向套，所述导向套内设有直线轴承。定位筒用于取样组件的初始定位、导向，使得取样组件初始状态能够处于竖直状态，导向套内的直线轴承能减小连接软管的阻力。

作为优选，所述定位筒的上端设有滑板，所述滑板与定位筒的内壁滑动连接，所述滑板的上端设有若干与基板滑动连接的滑杆，滑杆的上端设有凸环，所述基板的底面位于定位筒内的部位固定有接近传感器，当接近传感器检测到信号时，收卷机构停止工作。取样好之后，收卷机构收卷连接软管，取样组件上升至定位筒内，并将滑板向上推动靠近接近传感器，接近传感器检测到滑板的信号时，收卷机构停止动作，防止连接软管被拉断。

作为优选，所述的开合机构包括与取样筒上端内壁间隙配合的转动套，所述转动套的中心设有连接套，所述转轴穿过连接套与连接套转动连接，所述转动套的侧壁设有与进料口一一对应的进料缺口，所述转轴与连接套之间设有离合机构；取样组件在升降过程中，离合机构处于分离状态，转动套上的进料缺口与进料口错位，进料口处于封闭状态，取样时，离合机构处于联动状态，电机通过转轴带动转动套转过一个角度使得进料缺口转动至与进料口对应。转动套上的进料缺口转动到与进料口对应位置时，进料口打开，转动套上的进料缺口转动到与进料口错位时，进料口关闭。

作为优选，所述的离合机构包括锥齿套、锥齿轮，所述的锥齿套同轴固定在连接套内，所述锥齿轮位于锥齿套的上侧且与转轴同轴固定连接，所述转动筒的底部中心固定有花键套，所述转轴的下端设有与花键套配合的外花键，所述转轴的上端设有被动齿轮，所述电机的轴端设有与被动齿轮啮合的主动齿轮，所述连接座内设有用于驱动转轴轴向位移的位移驱动机构。通过离合机构实现转轴与转动套之间的动力离合，取样组件处于向下或向上移动过程中，转轴与转动套之间动力分离，进料口处于关闭状态；取样组件处于取样状态时，转轴与转动套之间动力连接，从而通过电机将转动套转动一个角度，从而把进料口打开。

作为优选，所述的位移驱动机构包括电缸、连接臂，所述连接臂的一端与电缸的轴端固定，连接臂的另一端设有轴承座，所述轴承座内设有轴承，所述转轴的上端穿过轴承并通过限位套锁紧限位；当电缸轴端缩入时，转轴向下移动一段位移，锥齿轮与锥齿套啮合，当电缸轴端伸出时，转轴向上移动一段位移，锥齿轮与锥齿套分离。

作为优选，所述连接座的上端延伸形成锥形导向部，锥形导向部的上端固定有螺纹接头，所述连接软管通过螺纹套管与螺纹接头连接。锥形导向部能减小取样组件的移动阻力。

作为优选，所述取样筒与转动筒之间设有环形间隙，环形间隙的两端均设有空气轴承；所述锥形导向座与转动筒之间螺纹连接，锥形导向座的锥面上设有两个对称分布的定位平面。空气轴承减小转动筒的转动阻力，为了防止锥形导向座在使用过程中与转动筒分离，通过工具作用在定位平面上将锥形导向座与转动筒拧紧。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）整体体积小，移动方便，使用机动灵活；（2）使用时不受粮仓顶面高度、深度的限制，能适用与粮仓内任意位置任意深度的取样；（3）粮食样品非常准确、不受外界因素影响（不会进入虫子、粉尘等杂质），样品能够准确代表粮堆对应位置、对应深度的粮食真实储藏状态。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1另一视角的结构示意图。

图3 为初始状态时取样组件与定位筒的状态示意图。

图4为图1的俯视图。

图5为取样组件的结构示意图。

图6为取样组件的上下移动状态的剖视图。

图7为取样筒、转动筒的连接示意图。

图8为转轴、电机、电缸的爆炸图。

图9为取样组件取样状态的剖视图。

图中：底板1、机架2、收卷机构3、卷绕辊30、收卷电机31、连接轴32、侧板33、从动轮34、主动轮35、传动带36、导电滑环37、控制器38、基板4、导向辊5、取样组件6、取样筒60、取样腔600、进料口601、转动筒61、出料口610、花键套611、出料口610、锥形导向座62、定位平面620、螺旋带63、连接座64、锥形导向部640、螺纹接头641、空气轴承65、电机66、主动齿轮660、转轴67、外花键670、被动齿轮671、连接软管7、螺纹套管70、定位筒8、导向套9、直线轴承10、滑板11、滑杆12、接近传感器13、开合机构14、转动套140、连接套141、进料缺口142、离合机构15、锥齿套150、锥齿轮151、位移驱动机构16、电缸160、连接臂161、轴承座162、轴承163、限位套164。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3、图4所示的一种粮食取样装置，包括底板1，底板1的一端固定有机架2，底板的另一端固定有收卷机构3，机架1的上端固定有基板4，基板上设有导向辊5，基板4的下侧设有取样组件6，如图5、图6和图7，取样组件6包括取样筒60、套设在取样筒外侧的转动筒61，转动筒61的下端设有锥形导向座62，转动筒61的外侧面固定有螺旋带63，取样筒60的上端固定有连接座64，连接座的上端设有连接软管7，连接软管7的上端绕过导向辊5与收卷机构3连接。

如图1、图2和图4所示，收卷机构3包括卷绕辊30、收卷电机31，卷绕辊30的两端设有连接轴32，连接轴通过侧板33与底板1固定，卷绕辊30一端的连接轴上设有从动轮34，收卷电机31的轴端设有主动轮35，主动轮与从动轮之间通过传动带36连接；卷绕辊30另一端的连接轴为空心轴，空心轴的外侧套设有导电滑环37，连接软管7的端部伸入空心轴内，连接软管7内设有为电机供电的导线，导线的一端与电机电连接，导线的另一端与导电滑环37连接，底板上设有控制器38，导线滑环的另一端与控制器连接。

如图3所示，基板4的底面固定有竖直的定位筒8，基板的顶面设有与定位筒同轴分布的导向套9，连接软管7穿过导向套，导向套内设有直线轴承10；定位筒8的上端设有滑板11，滑板与定位筒的内壁滑动连接，滑板的上端设有若干与基板滑动连接的滑杆12，滑杆的上端设有凸环，基板4的底面位于定位筒内的部位固定有接近传感器13，当接近传感器检测到信号时，收卷机构中的收卷电机停止转动。

如图6、图7和图8所示，取样筒60与转动筒61之间设有环形间隙，环形间隙的两端均设有空气轴承65；取样筒60内设有取样腔600，取样筒60的上端侧面设有若干与取样腔连通的进料口601，取样筒60的上端内部设有用于控制进料口开合的开合机构14，连接座64内设有电机66，转动筒的底面中心设有通过电机驱动的转轴67，转动筒61的底面设有四个出料口610，锥形导向座62与转动筒之间螺纹连接，锥形导向座62的锥面上设有两个对称分布的定位平面620。

开合机构14包括与取样筒上端内壁间隙配合的转动套140，转动套140的中心设有连接套141，转轴67穿过连接套与连接套转动连接，转动套140的侧壁设有与进料口一一对应的进料缺口142，转轴与连接套之间设有离合机构15；

如图6和图8所示，离合机构15包括锥齿套150、锥齿轮151，锥齿套150同轴固定在连接套141内，锥齿轮151位于锥齿套的上侧且与转轴67同轴固定连接，转动筒61的底部中心固定有花键套611，转轴67的下端设有与花键套配合的外花键670，转轴的上端设有被动齿轮671，电机66的轴端设有与被动齿轮啮合的主动齿轮660，连接座内设有用于驱动转轴轴向位移的位移驱动机构16。

位移驱动机构16包括电缸160、连接臂161，连接臂的一端与电缸的轴端固定，连接臂的另一端设有轴承座162，轴承座内设有轴承163，转轴的上端穿过轴承并通过限位套164锁紧限位。

连接座64的上端延伸形成锥形导向部640，锥形导向部的上端固定有螺纹接头641，连接软管7通过螺纹套管70与螺纹接头连接；

本实施中的连接软管为钢丝骨架聚乙烯管，钢丝骨架聚乙烯管能够收卷，同时具备足够的抗拉、抗压性能。电机、电缸上的导线（或数据线）从连接软管的中间穿过，最后通过导电滑环与控制器连接。

结合附图，本发明的原理如下：该种取样装置设置在粮仓内粮堆的顶面，通过底板支撑在粮堆顶面，初始状态如图3所示，取样组件的状态如图6所示，电机带动转动筒转动，转动筒上的螺旋带转动，收卷机构同步释放连接软管，取样组件在重力和螺旋带的向下进给力的同步作用下从上而下沿着重力方向钻入粮堆中，取样组件在升降运动过程中，电缸的轴端处于伸出状态，转动套上的进料缺口与进料口错位，进料口处于封闭状态，锥齿轮与锥齿套处于分离状态，此时转轴与转动套之间无动力连接，电机转动只带动转动筒转动；取样组件移动到取样位置时，电机停止转动，电缸轴端缩入，转轴向下位移一段距离，锥齿轮与锥齿套啮合，然后电机带动转轴转动一个角度，转轴带动转动套转动一个角度使得进料缺口与进料口对齐，此时进料口处于打开状态，取样组件的状态如图9所示，粮食从进料口处进入取样腔内，取样腔中充满粮食后，电机反转一个角度后停止，转动套转动一个角度将进料口关闭，电缸轴端伸出使得锥齿轮与锥齿套分离，然后电机控制转动筒反向转动，同时收卷机构收卷连接软管，取样组件在螺旋带的向上进给力和连接软管的拉力同步作用下向上移动，直至离开粮堆进入定位筒内，定位筒内的滑板在取样组件的作用下向上移动，接近传感器检测到信号时，收卷电机停止转动，最后打开锥形导向座，取样腔内的粮食样品从出料口处排出，完成整个取样作业。该种粮食取样装置能对十几米甚至几十米以下的粮堆进行定点取样，取样位置非常准确，取样误差小，而且整体体积小，移动非常方便、使用非常方便，使用不受粮仓高度、深度限制，通用性强。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种粮食取样装置，包括底板，所述底板的一端固定有机架，其特征是，所述底板的另一端固定有收卷机构，所述机架的上端固定有基板，所述基板上设有导向辊，所述基板的下侧设有取样组件，所述取样组件包括取样筒、套设在取样筒外侧的转动筒，取样筒内设有取样腔，所述取样筒的上端侧面设有若干与取样腔连通的进料口，取样筒的上端内部设有用于控制进料口开合的开合机构，取样筒的上端固定有连接座，连接座内设有电机，转动筒的底面中心设有通过电机驱动的转轴，所述转动筒的底面设有若干出料口，转动筒的下端设有锥形导向座，所述转动筒的外侧面固定有螺旋带，所述连接座的上端设有连接软管，所述连接软管的上端绕过导向辊与收卷机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述的收卷机构包括卷绕辊、收卷电机，卷绕辊的两端设有连接轴，连接轴通过侧板与底板固定，卷绕辊一端的连接轴上设有从动轮，收卷电机的轴端设有主动轮，主动轮与从动轮之间通过传动带连接。

3.根据权利要求2所述的一种粮食取样装置，其特征是，卷绕辊另一端的连接轴为空心轴，空心轴的外侧套设有导电滑环，连接软管的端部伸入空心轴内，连接软管内设有为电机供电的导线，所述导线的一端与电机电连接，导线的另一端与导电滑环连接，底板上设有控制器，导线滑环的另一端与控制器连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述基板的底面固定有竖直的定位筒，所述基板的顶面设有与定位筒同轴分布的导向套，所述连接软管穿过导向套，所述导向套内设有直线轴承。

5.根据权利要求5所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述定位筒的上端设有滑板，所述滑板与定位筒的内壁滑动连接，所述滑板的上端设有若干与基板滑动连接的滑杆，滑杆的上端设有凸环，所述基板的底面位于定位筒内的部位固定有接近传感器，当接近传感器检测到信号时，收卷机构停止工作。

6.根据权利要求1所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述的开合机构包括与取样筒上端内壁间隙配合的转动套，所述转动套的中心设有连接套，所述转轴穿过连接套与连接套转动连接，所述转动套的侧壁设有与进料口一一对应的进料缺口，所述转轴与连接套之间设有离合机构；取样组件在升降过程中，离合机构处于分离状态，转动套上的进料缺口与进料口错位，进料口处于封闭状态，取样时，离合机构处于联动状态，电机通过转轴带动转动套转过一个角度使得进料缺口转动至与进料口对应。

7.根据权利要求6所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述的离合机构包括锥齿套、锥齿轮，所述的锥齿套同轴固定在连接套内，所述锥齿轮位于锥齿套的上侧且与转轴同轴固定连接，所述转动筒的底部中心固定有花键套，所述转轴的下端设有与花键套配合的外花键，所述转轴的上端设有被动齿轮，所述电机的轴端设有与被动齿轮啮合的主动齿轮，所述连接座内设有用于驱动转轴轴向位移的位移驱动机构。

8.根据权利要求7所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述的位移驱动机构包括电缸、连接臂，所述连接臂的一端与电缸的轴端固定，连接臂的另一端设有轴承座，所述轴承座内设有轴承，所述转轴的上端穿过轴承并通过限位套锁紧限位；当电缸轴端缩入时，转轴向下移动一段位移，锥齿轮与锥齿套啮合，当电缸轴端伸出时，转轴向上移动一段位移，锥齿轮与锥齿套分离。

9.根据权利要求1所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述连接座的上端延伸形成锥形导向部，锥形导向部的上端固定有螺纹接头，所述连接软管通过螺纹套管与螺纹接头连接。

10.根据权利要求1所述的一种粮食取样装置，其特征是，所述取样筒与转动筒之间设有环形间隙，环形间隙的两端均设有空气轴承；所述锥形导向座与转动筒之间螺纹连接，锥形导向座的锥面上设有两个对称分布的定位平面。

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