CN113879623A - 一种大流量定量给料计重的智能集料方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大流量定量给料计重的智能集料方法和装置，装置中，至少一个辊筒线包括用于沿输送方向输送集样桶的多个可转动的传动辊筒，拖链组件设于第一框架上部并垂直于输送方向，拖链组件包括移动块和设在末端的步进电机，夹爪固定于压紧气缸，夹爪设有集样信息编码器，升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件来回移动；称重托举架支承于顶升气缸的顶端，称重传感器支承于称重托举架，称重台支承于称重传感器，顶升气缸处于顶升状态时，称重台平齐于辊筒线，顶升气缸处于非顶升状态时，称量台低于辊筒线。本自动集料装置提高自动化、无需人工操作和提高效率。

Description

一种大流量定量给料计重的智能集料方法和装置

技术领域

本发明涉及给料称重技术领域，尤其涉及一种大流量定量给料计重的智能集料方法和装置。

背景技术

全国各大煤矿、选煤厂及电厂、焦化厂为提高采制样工作效率、提升作业质量，对现有采样、集样、制样技术提出了自动化、智能化要求，其中采样和制样环节均已有较为成熟的自动化产品，而集样环节仍以人工作业为主，将集样桶放置在自动采样设备出料口下，接满后由人工换桶并搬运到制样室内进行制样。也有采用样品自动收集装置，如分矿留样机等方式收集样品，分矿留样机上设有四～八个留样桶，通过旋转留样桶至入料口来收集物料。这类留样机由于取放留样桶需要在停机状态下人工完成，无法实现自动进桶和出桶，工作效率和自动化水平较低。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明公开了一种自动集料装置及方法以提高自动化、无需人工操作和提高效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种自动集料装置包括：

至少一个辊筒线，其包括用于沿输送方向输送集样桶的多个可转动的传动辊筒，

第一阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第一位置并发出第一到达信号，

第一阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第一位置的集样桶后方的集样桶，

第二阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第二位置并发出第二到达信号，

第二阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第二位置的集样桶；

第三阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第三位置并发出第三到达信号，

第三阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第三位置的集样桶；

开盖封装单元，其包括，

集样桶定位结构，其位于第二阻拦限位开关附近和/或第三阻拦限位开关附近以固定集样桶，第一框架，其横跨所述辊筒线且位于所述第二位置上方，

拖链组件，其设于所述第一框架上部并垂直于所述输送方向，所述拖链组件包括移动块和设在末端的步进电机，

升降气缸，其固定于所述移动块，

压紧气缸，其固定于所述升降气缸，

夹爪，其固定于所述压紧气缸，所述夹爪设有集样信息编码器，夹爪下降的同时，集样信息编码器同时完成采集信息动作，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件来回移动，；

给料单元，其供给物料到所述集样桶；

自动称量单元，其安装在辊筒线正下方，所述自动称量单元包括,

顶升气缸，

称重托举架，其支承于所述顶升气缸的顶端，

称重传感器，其支承于所述称重托举架，

称重台，其支承于所述称重传感器，所述顶升气缸处于顶升状态时，所述称重台平齐于所述辊筒线，所述顶升气缸处于非顶升状态时，所述称量台低于所述辊筒线；称重台在顶升的时候，称重同时缩短了集样桶与样品溜槽之间的距离，减少了扬尘，同时距离的缩短，也降低了物料在落下过程中的破碎，

PLC控制单元，其电连接所述第一阻拦限位开关、第二阻拦限位开关、第三阻拦限位开关、第一阻挡限位板、第二阻挡限位板、第三阻挡限位板、开盖封装单元、给料单元和自动称量单元。

所述的一种自动集料装置中，所述给料单元包括，

第二框架，

缓存仓，其固定在第二框架上以容纳待分装的物料，

振动给料槽，其包括固定于第二框架的进料口和悬空于辊筒线上方的出料口，所述进料口连通所述缓存仓，所述出料口的高度低于所述进料口，

振动电机，其固定且振动所述振动给料槽。

所述的一种自动集料装置中，

响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板升起以阻挡到达第一位置的集样桶后方的集样桶，

响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板升起以阻挡到达第二位置的集样桶以及控制开盖封装单元分离集样桶的桶盖，

当夹爪将集样桶分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板落下以放行第二位置的集样桶，

当集样桶抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的重量数据发送给料信号或停料信号到给料单元，

响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板升起以阻挡到达第三位置的集样桶以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶。

所述的一种自动集料装置中，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板落下以放行集样桶，响应于第三到达信号，集样信息编码器加密所述集样桶。

所述的一种自动集料装置中，至少一个辊筒线包括，

第一辊筒线，其包括多个平行排布的第一传动辊筒，所述第一传动辊筒在第一电机的驱动下向第一方向旋转，

第二辊筒线，其包括多个平行排布的第二传动辊筒，所述第一传动辊筒在第二电机的驱动下向相反于第一方向的第二方向旋转，所述第二辊筒线与第一辊筒线头部对齐，两者头部通过转向辊筒连接。

所述的一种自动集料装置中，所述第一辊筒线的头部外侧垂直布置推杆机构，推杆机构包括推杆仓和隐藏于推杆仓内的气动推杆，当集样桶移动到第一辊筒线头部时，所述气动推杆伸出以推动集样桶转移至第二辊筒线头部。

所述的一种自动集料装置中，在所述输送方向上依次布置所述第一阻拦限位开关、第一阻挡限位板、第二阻拦限位开关、第二阻挡限位板、第三阻拦限位开关和第三阻挡限位板。

所述的一种自动集料装置中，所述第三位置到辊筒线尾部为向下倾斜状。

所述的一种自动集料装置中，所述集样桶设有编码信息，夹爪设有用于识别所述编码信息的IC卡。

根据所述的自动集料装置的集料方法包括，

第一步骤，至少一个集样桶放置于所述辊筒线朝输送方向输送，响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板升起以阻挡到达第一位置的集样桶后方的集样桶，到达第一位置的集样桶继续朝输送方向输送到达第二位置，

第二步骤，响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板升起以阻挡到达第二位置的集样桶以及控制开盖封装单元分离集样桶的桶盖，其中，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件移动到集样桶上方，夹爪夹持桶盖并在升降气缸的作用下分离集样桶的桶盖，

第三步骤，当夹爪将集样桶分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板落下以放行第二位置的集样桶，第二位置的集样桶继续朝输送方向输送到达称重台且所述顶升气缸处于顶升状态使得称重台平齐于所述辊筒线，

第四步骤，当集样桶抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的第一重量数据识别为空的集样桶，PLC控制单元发送给料信号到给料单元，直到PLC控制单元基于称重传感器的第二重量数据识别为预定重量的集样桶，发送停料信号到给料单元停止供料，

第五步骤，响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板升起以阻挡到达第三位置的集样桶以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶，其中，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件移动到集样桶上方，夹爪夹持桶盖并在压紧气缸的作用下压紧桶盖于集样桶，

第六步骤，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板落下以放行集样桶以循环执行第一步骤至第五步骤以进行持续集料。

在上述技术方案中，本发明提供的一种自动集料装置及集料方法，具有以下有益效果：本装置能全自动完成进桶、集样、称重、封装、加密和出桶全过程，系统结构合理、性能稳定，适用较恶劣的现场环境，并易于维护和检修。该设备由PLC工业可编程序控制器实施自动控制，采用给料称重封装加密一体化设计方案，提升了系统智能化水平，有效解决了以往设备使用过程中流程不透明、人为作弊、无法智能集样等问题，确保业务流程公开、透明、可追溯、防作弊，减少管理漏洞，减少质量纠纷。系统具有自动定位识别、样品自动编码和声光报警等功能。本发明提高自动化水平、无需人工操作和提高效率，且不影响集样桶正常输送通行，实现了持续高效的集料称重，在煤炭、矿石、化工等行业大宗物料样品采集中应用能够产生明显的效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的自动集料装置的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的自动集料装置的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的自动集料装置的平视示意图；

图4是本发明一个实施例的自动集料装置的侧视示意图；

图5是本发明一个实施例的自动集料装置的侧视示意图；

图6是本发明一个实施例的自动集料装置的开盖封装单元的结构示意图；

图7是本发明一个实施例的自动集料装置的推杆机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-7所示，在一个实施例中，本发明的一种自动集料装置中，

至少一个辊筒线，其包括用于沿输送方向输送集样桶10的多个可转动的传动辊筒3，

第一阻拦限位开关4，其设于所述辊筒线以检测集样桶10到达第一位置并发出第一到达信号，

第一阻挡限位板5，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第一位置的集样桶10后方的集样桶10，

第二阻拦限位开关6，其设于所述辊筒线以检测集样桶10到达第二位置并发出第二到达信号，

第二阻挡限位板7，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第二位置的集样桶10；

第三阻拦限位开关8，其设于所述辊筒线以检测集样桶10到达第三位置并发出第三到达信号，

第三阻挡限位板9，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第三位置的集样桶10；

开盖封装单元，其包括，

集样桶定位结构33，其位于第二阻拦限位开关6附近和/或第三阻拦限位开关8附近，其利用气缸、定位夹爪，固定集样桶的位置，实现精确定位，夹爪气缸夹的时候就不会偏，降低了故障概率，

第一框架11，其横跨所述辊筒线且位于所述第二位置上方，

拖链组件12，其设于所述第一框架11上部并垂直于所述输送方向，所述拖链组件12包括移动块和设在末端的步进电机29，

升降气缸13，其固定于所述移动块，

压紧气缸，其固定于所述升降气缸13，

夹爪14，其固定于所述压紧气缸，所述夹爪14设有集样信息编码器，夹爪下降的同时，集样信息编码器同时完成采集信息动作，所述升降气缸13、压紧气缸和夹爪14在步进电机29的驱动下跟随移动块沿拖链组件12来回移动；

给料单元，其供给物料到所述集样桶；

自动称量单元，其安装在辊筒线正下方，所述自动称量单元包括,

顶升气缸15，

称重托举架，其支承于所述顶升气缸15的顶端，

称重传感器，其支承于所述称重托举架，

称重台，其支承于所述称重传感器，所述顶升气缸15处于顶升状态时，所述称重台平齐于所述辊筒线，所述顶升气缸15处于非顶升状态时，所述称量台低于所述辊筒线；称重台在顶升的时候，称重同时缩短了集样桶与样品溜槽之间的距离，减少了扬尘，同时距离的缩短，也降低了物料在落下过程中的破碎；

PLC控制单元，其电连接所述第一阻拦限位开关4、第二阻拦限位开关6、第三阻拦限位开关8、第一阻挡限位板5、第二阻挡限位板7、第三阻挡限位板9、开盖封装单元、给料单元和自动称量单元。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，所述给料单元包括，

第二框架16，

缓存仓17，其固定在第二框架16上以容纳待分装的物料，

振动给料槽18，其包括固定于第二框架16的进料口20和悬空于辊筒线上方的出料口21，所述进料口20连通所述缓存仓17，所述出料口21的高度低于所述进料口20，

振动电机19，其固定且振动所述振动给料槽18。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板5升起以阻挡到达第一位置的集样桶10后方的集样桶10，

响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板7升起以阻挡到达第二位置的集样桶10以及控制开盖封装单元分离集样桶10的桶盖，

当夹爪14将集样桶10分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板7落下以放行第二位置的集样桶10，

当集样桶10抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的重量数据发送给料信号或停料信号到给料单元，

响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板9升起以阻挡到达第三位置的集样桶10以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶10。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板5落下以放行集样桶10，响应于第三到达信号，集样信息编码器加密所述集样桶10。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，至少一个辊筒线包括，

第一辊筒线1，其包括多个平行排布的第一传动辊筒3，所述第一传动辊筒3在第一电机22的驱动下向第一方向旋转，

第二辊筒线2，其包括多个平行排布的第二传动辊筒3，所述第一传动辊筒3在第二电机23的驱动下向相反于第一方向的第二方向旋转，所述第二辊筒线2与第一辊筒线1平行布置且两者头部对齐，两者头部通过转向辊筒30连接。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，所述第一辊筒线1的头部外侧垂直布置推杆机构24，推杆机构24包括推杆仓和隐藏于推杆仓内的气动推杆，当集样桶10移动到第一辊筒线1头部时，所述气动推杆伸出以推动集样桶10转移至第二辊筒线2头部。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，在所述输送方向上依次布置所述第一阻拦限位开关4、第一阻挡限位板5、第二阻拦限位开关6、第二阻挡限位板7、第三阻拦限位开关8和第三阻挡限位板9。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，所述第三位置到辊筒线尾部为向下倾斜状。

所述的一种自动集料装置的优选实施例中，所述集样桶设有编码信息，夹爪14设有用于识别所述编码信息的IC卡。

在一个实施例中，自动集料装置包括辊筒线、开盖封装单元、自动称量单元、给料单元、集样桶10和PLC控制单元，该辊筒线包括第一辊筒线1、第二辊筒线2、防偏纠偏挡板26、推杆机构24以及多个阻拦限位开关、阻挡限位板和接近开关；防偏纠偏挡板26布置在第一辊筒线1和第二辊筒线2的四周边缘；第一辊筒线1与第二辊筒线2平行布置且头部平齐，第一辊筒线1的传动辊筒3在第一电机22的带动下向辊筒线头部方向旋转，第二辊筒线2的传动辊筒3在第二电机23的带动下向辊筒线头部反方向旋转，集样桶10放在辊筒线上，空桶从第一辊筒线1的尾部向头部移动，集样后的满桶从第二辊筒线2的头部向尾部移出；第一辊筒线1的头部与第二辊筒线2的头部通过一根转向辊筒30连接，转向辊筒30和辊筒线的辊筒呈90°垂直；为防止发生相对位移，第一辊筒线1与第二辊筒线2的底部通过螺栓连接固定，两条辊筒线的头部外侧通过防偏纠偏挡板26进行连接，并在防偏纠偏挡板26上对应两条辊筒线中轴线的部位分别设置了第一接近开关27和第二接近开关28，接近开关用以识别集样桶10是否移动到了两条辊筒线的头部位置；在第一辊筒线1的头部外侧垂直布置有推杆机构24，推杆机构24包括推杆仓和隐藏于推杆仓内的气动推杆，推杆机构24的主要功能是：当集样桶10移动到第一辊筒线1头部位置时，推杆机构24内的气动推杆伸出，推动集样桶10转移至第二辊筒线2的头部位置，第二辊筒线2头部为接料称重位，气动推杆最前方的圆弧形挡板为自动纠偏装置，称为防偏推板25，圆弧与集样桶10桶身弧度吻合，确保集样桶10不跑偏。

第一辊筒线1紧邻推杆机构24的一段范围命名为进桶开盖工位，进桶开盖工位长度满足让一个集样桶10停留，在进桶开盖工位外侧防偏纠偏挡板26上依次布置有第一阻拦限位开关4和第二阻拦限位开关6，第一阻拦限位开关4与第二阻拦限位开关6之间至少相距半个集样桶10身位的距离；在紧邻第一阻拦限位开关4位置的第一辊筒线1下隐藏布置有第一阻挡限位板5，第一阻拦限位开关4感应到一个集样桶10正在通过时，向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制第一阻挡限位板5升起，阻挡后面排队的集样桶10继续前进，直到该集样桶10完成接料封装加密并移出自动称量单元，第一阻挡限位板5才会落下，准许第二个集样桶10通过，并反复重复该过程；在进桶开盖工位上沿集样桶10前进方向，与第一阻挡限位板5相距大于一个桶身距离的第一辊筒线1底部隐藏布置有第二阻挡限位板7，第二阻挡限位板7与第二阻拦限位开关6有半个桶身的间距，第二阻拦限位开关6感应到一个集样桶10通过时，向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制第二阻挡限位板7升起，阻挡该集样桶10继续前进，该集样桶10停稳后，该集样桶10所停稳的位置，包括第一阻挡限位板5和第二阻挡限位板7所在位置，即为进桶开盖工位的长度，等待开盖封装单元对其解密开盖，密码桶盖被开盖封装单元提起后，第二阻挡限位板7落下，被移走密码盖的空桶继续前进到第一辊筒线1的头部，第一接近开关27感应到空桶后，向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制隐藏于推杆仓内的气动推杆伸出，推动空桶移动到第二辊筒线2的头部；

与进桶开盖工位相对应，将第二辊筒线2相同的位置命名为压盖出桶工位，在压盖出桶工位外侧防偏纠偏挡板26上，与阻挡限位开关2相平齐的位置布置有第三阻拦限位开关8，紧邻第三阻拦限位开关8的辊筒线底部隐藏布置有第三阻挡限位板9，第三阻拦限位开关8感应到一个装满样品的集样桶10通过时，向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制第三阻挡限位板9升起，阻挡该集样桶10继续前进，该集样桶10静止后，等待开盖封装单元携带集样桶10盖对其加盖加密；第二辊筒线2在接料称重位和压盖出桶工位的部分为水平设计，并通过电机带动辊筒旋转，从压盖出桶工位到辊筒线尾部则为倾斜设计，密码桶完成加盖加密后，第三阻挡限位板9会落下，密码桶依靠自身重力自动滑向第二辊筒线2的尾部；在距离压盖出桶工位一个桶身距离的第二辊筒线2外侧防偏纠偏挡板26上，设置有密码桶感应开关，完成所有集料程序的集样桶10都会暂存在第二辊筒线2上，当某一个集样桶10在密码桶感应开关的感应范围内静止超过一定时间，说明第二辊筒线2上已经排列满了密码桶，无法再继续接纳新的来桶，密码桶感应开关即向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制声光报警机构向操作人员发出桶满信号，提醒操作人员及时将已采集完样品的集样桶10搬离。

在一个实施例中，开盖封装单元包括第一框架11、拖链组件12、步进电机29、升降气缸13、压紧气缸、夹爪14、IC卡和集样信息编码器，第一框架11横跨两条辊筒线且位于进桶开盖工位和压盖出桶工位的正上方，拖链组件12布置在第一框架11上部，并与辊筒线方向垂直，步进电机29布置在拖链组件12的末端，升降气缸13固定在拖链组件12的移动块下方，压紧气缸固定在升降气缸13下方，夹爪14固定在压紧气缸下方，IC卡和集样信息编码器固定在夹爪14内；升降气缸13、压紧气缸和夹爪14在步进电机29的驱动下跟随移动块沿拖链组件12方向来回移动；开盖封装单元的主要功能是，当带有集样桶10盖的空桶在第一辊筒线1上被第二阻挡限位板7阻挡后停留在进桶开盖工位上，步进电机29驱动拖链组件12，带动升降气缸13、压紧气缸和夹爪14移动到该集样桶10正上方，升降气缸13驱动压紧气缸和夹爪14下落接触集样桶10盖，IC卡自动识别并解密集样桶10盖，夹爪14钩住集样桶10盖，升降气缸13收回，带动集样桶10盖升起；第二阻挡限位板7落下，空桶继续向前移动，开盖封装单元携带集样桶10盖移动到第二辊筒线2的压盖出桶工位上方，等待空桶在第二辊筒线2头部(接料称重位)完成接料称重后被第三阻挡限位板9阻挡并停留在压盖出桶工位上，升降气缸13驱动压紧气缸和夹爪14下落，将集样桶10盖放在桶口上，压紧气缸驱动夹爪14给集样桶10盖轻微的压力，集样桶10盖完全扣紧桶口，IC卡将密码写入集样桶10盖内的芯片里，集样信息编码器将接收PLC控制单元的来料单位、单次、批次、重量、时间等信息自动生成编码且写入集样桶10盖内的RFIC卡上。

在一个实施例中，自动称量单元包括顶升气缸15、固定在顶升气缸15上的称重托举架、固定在称重托举架上的称重台和称重传感器；自动称量单元隐蔽安装在第二辊筒线2头部正下方，不工作时下落隐藏，称重时上升支撑集样桶10，精度不受辊筒线影响，配有精度校验功能；当推杆机构24把无盖空桶推送到第二辊筒线2的头部位置时，第二接近开关28感应到空桶后，向PLC控制单元反馈相关信息，PLC控制单元控制顶升气缸15将称重托举架顶起，空桶落在称重台上并悬空，称重传感器自动去皮，并将重量信息上传到PLC控制单元，PLC控制单元控制给料单元开始向空桶中给料。

在一个实施例中，给料单元包括缓存仓17、振动给料槽18、振动电机19和第二框架16，第二框架16立跨于推杆机构24正上方，推杆机构24与第二框架16无实质性接触和连接缓存仓17固定在第二框架16的上部，用于缓存采样设备采集后下落的固体颗粒物料，同时防止物料冲击破坏振动给料槽18和集样桶10；振动给料槽18的进料口20固定在第二框架16的中部，振动给料槽18的出料口21伸出到第二框架16外部并低于进料口20高度，振动给料槽18为倾斜布置，方便物料从缓存仓17内转移至集样桶内，振动电机19布置在振动给料槽18进料口20的下端，并固定在第二框架16中部的平板上；缓存仓17的下料口与振动给料槽18的进料口20对接，振动给料槽18的出料口21悬空于第二辊筒线2的头部正上方，高度正好能够满足当空桶被称重托举架顶起时桶口与出料口21完全对接，桶口与下料口紧密衔接不跑尘，能够有效防止接料时水分损失；称重托举架将空桶顶起并稳定后，PLC控制单元控制振动电机19启动，通过振动给料的方式向集样桶10中均匀稳定给料。

在一个实施例中，空桶完成定质量集料的过程，是在PLC控制单元的控制下，通过自动称量单元和给料单元相互配合完成的：自动称量单元采用延时称量原理，物料从振动给料槽18中自由落体进入空桶时具有一定动量，当预定质量的最后一部分物料仍在做自由落体运动时，自动称量单元已经提前感应到预定质量的物料已经全部离开了振动给料槽18，最后一部分物料即将进入集样桶10内，此时自动称量单元立即向PLC控制单元发出给料停止信号，PLC控制单元控制振动电机19停止振动，振动给料槽18停止给料，确保了每桶集样重量恒定。

在一个实施例中，集样桶10为可储存样品信息的感应式集样桶10，在桶盖内集成有RFID芯片、IC卡感应控制组件、锁止机构、以及驱动所述锁止机构动作的控制机构；在进桶开盖工位和压盖出桶工位处在PLC控制单元的识别和控制下能够实现自动加盖密封和开盖的功能；集样桶10全密封设计确保物料在流动、处理、搬运过程中不会发生水分损失及外界污染，杜绝人样接触，大幅度提高样品采集的可信度。

在一个实施例中，PLC控制单元采集计算数据并控制整个系统实现进桶、解密开盖、集料称量、加密封盖、出桶等功能；PLC控制单元具有组态监控功能，用来监控自动装料称重加密全过程实时流程，并采集所需数据上传到煤质管控系统。

辊筒线长度可根据场地条件以及采样需求调整，如每天采集样工作量较大，可适当加长；如每天仅需要几个集样桶10进行集样，辊筒线长度可以较短。

空的集样桶10需要人工放置在第一辊筒线1上，集样完成后的集样桶10需要人工从第二辊筒线2上搬走。

在一个实施例中，两条辊筒线为两条平行摆放方式、两条以上的回转型，呈方形或圆形。

在一个实施例中，集样信息编码器也可以安放在第二辊筒线2的压盖出桶工位上，相对应的，RFIC卡则安装在集样桶10桶身底部。当集满样品的桶在压盖出桶工位上经过加盖加密的同时，位于第二辊筒线2上的集样信息编码器将来料单位、单次、批次、重量、时间等信息自动生成编码且写入集样桶10底部的RFIC卡上。

根据所述的自动集料装置的集料方法包括，

第一步骤，至少一个集样桶放置于所述辊筒线朝输送方向输送，响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板5升起以阻挡到达第一位置的集样桶10后方的集样桶10，到达第一位置的集样桶10继续朝输送方向输送到达第二位置，

第二步骤，响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板7升起以阻挡到达第二位置的集样桶10以及控制开盖封装单元分离集样桶10的桶盖，其中，所述升降气缸13、压紧气缸和夹爪14在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件12移动到集样桶10上方，夹爪14夹持桶盖并在升降气缸13的作用下分离集样桶10的桶盖，

第三步骤，当夹爪14将集样桶10分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板7落下以放行第二位置的集样桶10，第二位置的集样桶10继续朝输送方向输送到达称重台且所述顶升气缸15处于顶升状态使得称重台平齐于所述辊筒线，

第四步骤，当集样桶10抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的第一重量数据识别为空的集样桶10，PLC控制单元发送给料信号到给料单元，直到PLC控制单元基于称重传感器的第二重量数据识别为预定重量的集样桶10，发送停料信号到给料单元停止供料，

第五步骤，响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板9升起以阻挡到达第三位置的集样桶10以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶10，其中，所述升降气缸13、压紧气缸和夹爪14在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件12移动到集样桶10上方，夹爪14夹持桶盖并在压紧气缸的作用下压紧桶盖于集样桶10，

第六步骤，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板5落下以放行集样桶10以循环执行第一步骤至第五步骤以进行持续集料。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种自动集料装置，其特征在于，其包括：

至少一个辊筒线，其包括用于沿输送方向输送集样桶的多个可转动的传动辊筒，

第一阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第一位置并发出第一到达信号，

第一阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第一位置的集样桶后方的集样桶，

第二阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第二位置并发出第二到达信号，

第二阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第二位置的集样桶；

第三阻拦限位开关，其设于所述辊筒线以检测集样桶到达第三位置并发出第三到达信号，

第三阻挡限位板，其可升降地设于所述辊筒线以阻挡或放行到达第三位置的集样桶；

开盖封装单元，其包括，

集样桶定位结构，其位于第二阻拦限位开关附近和/或第三阻拦限位开关附近以固定集样桶，

第一框架，其横跨所述辊筒线且位于所述第二位置上方，

拖链组件，其设于所述第一框架上部并垂直于所述输送方向，所述拖链组件包括移动块和设在末端的步进电机，

升降气缸，其固定于所述移动块，

压紧气缸，其固定于所述升降气缸，

夹爪，其固定于所述压紧气缸，所述夹爪设有集样信息编码器，夹爪下降的同时，集样信息编码器同时完成采集信息动作，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件来回移动；

给料单元，其供给物料到所述集样桶；

自动称量单元，其安装在辊筒线正下方，所述自动称量单元包括,

顶升气缸，

称重托举架，其支承于所述顶升气缸的顶端，

称重传感器，其支承于所述称重托举架，

称重台，其支承于所述称重传感器，所述顶升气缸处于顶升状态时，所述称重台平齐于所述辊筒线，所述顶升气缸处于非顶升状态时，所述称量台低于所述辊筒线；PLC控制单元，其电连接所述第一阻拦限位开关、第二阻拦限位开关、第三阻拦限位开关、第一阻挡限位板、第二阻挡限位板、第三阻挡限位板、开盖封装单元、给料单元和自动称量单元。

2.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，所述给料单元包括，

第二框架，

缓存仓，其固定在第二框架上以容纳待分装的物料，

振动给料槽，其包括固定于第二框架的进料口和悬空于辊筒线上方的出料口，所述进料口连通所述缓存仓，所述出料口的高度低于所述进料口，

振动电机，其固定且振动所述振动给料槽。

3.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，

响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板升起以阻挡到达第一位置的集样桶后方的集样桶，

响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板升起以阻挡到达第二位置的集样桶以及控制开盖封装单元分离集样桶的桶盖，

当夹爪将集样桶分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板落下以放行第二位置的集样桶，

当集样桶抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的重量数据发送给料信号或停料信号到给料单元，

响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板升起以阻挡到达第三位置的集样桶以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶。

4.根据权利要求3所述的一种自动集料装置，其特征在于，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板落下以放行集样桶，响应于第三到达信号，集样信息编码器加密所述集样桶。

5.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，至少一个辊筒线包括，

第一辊筒线，其包括多个平行排布的第一传动辊筒，所述第一传动辊筒在第一电机的驱动下向第一方向旋转，

第二辊筒线，其包括多个平行排布的第二传动辊筒，所述第一传动辊筒在第二电机的驱动下向相反于第一方向的第二方向旋转，所述第二辊筒线与第一辊筒线头部对齐，两者头部通过转向辊筒连接。

6.根据权利要求5所述的一种自动集料装置，其特征在于，所述第一辊筒线的头部外侧垂直布置推杆机构，推杆机构包括推杆仓和隐藏于推杆仓内的气动推杆，当集样桶移动到第一辊筒线头部时，所述气动推杆伸出以推动集样桶转移至第二辊筒线头部。

7.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，在所述输送方向上依次布置所述第一阻拦限位开关、第一阻挡限位板、第二阻拦限位开关、第二阻挡限位板、第三阻拦限位开关和第三阻挡限位板。

8.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，所述第三位置到辊筒线尾部为向下倾斜状。

9.根据权利要求1所述的一种自动集料装置，其特征在于，所述集样桶设有编码信息，夹爪设有用于识别所述编码信息的IC卡。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的自动集料装置的集料方法，其特征在于，

第一步骤，至少一个集样桶放置于所述辊筒线朝输送方向输送，响应于第一到达信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板升起以阻挡到达第一位置的集样桶后方的集样桶，到达第一位置的集样桶继续朝输送方向输送到达第二位置，

第二步骤，响应于第二到达信号，PLC控制单元控制第二阻挡限位板升起以阻挡到达第二位置的集样桶以及控制开盖封装单元分离集样桶的桶盖，其中，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件移动到集样桶上方，夹爪夹持桶盖并在升降气缸的作用下分离集样桶的桶盖，

第三步骤，当夹爪将集样桶分离桶盖后，PLC控制单元控制第二阻挡限位板落下以放行第二位置的集样桶，第二位置的集样桶继续朝输送方向输送到达称重台且所述顶升气缸处于顶升状态使得称重台平齐于所述辊筒线，

第四步骤，当集样桶抵达称重台时，PLC控制单元基于称重传感器的第一重量数据识别为空的集样桶，PLC控制单元发送给料信号到给料单元，直到PLC控制单元基于称重传感器的第二重量数据识别为预定重量的集样桶，发送停料信号到给料单元停止供料，

第五步骤，响应于第三到达信号，PLC控制单元控制第三阻挡限位板升起以阻挡到达第三位置的集样桶以及控制开盖封装单元将桶盖压紧于集样桶，其中，所述升降气缸、压紧气缸和夹爪在步进电机的驱动下跟随移动块沿拖链组件移动到集样桶上方，夹爪夹持桶盖并在压紧气缸的作用下压紧桶盖于集样桶，

第六步骤，响应于第二到达信号、给料信号或停料信号，PLC控制单元控制第一阻挡限位板落下以放行集样桶以循环执行第一步骤至第五步骤以进行持续集料。

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