CN113899583A - 一种具有触底反弹功能的采样装置 - Google Patents

一种具有触底反弹功能的采样装置 Download PDF

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辛福春
周皓田
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Abstract

本申请公开了一种具有触底反弹功能的采样装置，用于提高采样的代表性。本申请包括：大车、大车轨道、小车、采样钻头组件、变频器、采样坐标测量装置、PLC以及升降电机；大车轨道设置于大车的对立两侧；小车与大车轨道活动连接；采样钻头组件固定于小车上；升降电机与采样钻头组件连接，升降电机用于控制采样钻头组件进行升降运动；变频器分别与PLC以及升降电机进行电连接，变频器用于当接收到PLC反馈的反弹信号时，控制升降电机执行上升动作；PLC与采样坐标测量装置进行电连接，PLC用于当接收到变频器发送的电流超限报警信号且检测到采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，PLC向变频器发送反弹信号。

Description

一种具有触底反弹功能的采样装置
技术领域
本申请涉及采样设备技术领域，尤其涉及一种具有触底反弹功能的采样装置。
背景技术
随着智慧电厂的发展，自动化机械采样机已开始全面替代人工采样，采样机可以对来煤车辆进行煤样的自动采取，减少了人工采样的安全隐患，提高了产品质量检验的准确度。但是，采样机在进行采样时经常会由于来煤车辆信息采集错误或者现场定位出现偏差等原因，造成采样机的螺旋钻头在碰到车辆硬底板时仍然进行工作，从而导致可能发生螺旋钻头损坏或者来煤车辆损坏等事故。
目前，为了解决这种安全隐患，对所有来煤车辆的车辆高度提前录入系统，并将采样机的螺旋钻头的最低下降高度与车辆底板预留一定的安全距离，以达到钻头不会触及车辆底板的目的。
但是，这样就会使得预留安全距离内的煤样无法被采取，不能实现彻底采样，从而导致采样代表性降低。
发明内容
本申请提供了一种具有触底反弹功能的采样装置，能够提高采样的代表性。
本申请提供了一种具有触底反弹功能的采样装置，包括：大车、大车轨道、小车、采样钻头组件、变频器、采样坐标测量装置、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)以及升降电机；
所述大车轨道设置于所述大车的对立两侧；
所述小车与所述大车轨道活动连接；
所述采样钻头组件固定于所述小车上；
所述升降电机与所述采样钻头组件连接，所述升降电机用于控制所述采样钻头组件进行升降运动；
所述变频器分别与所述PLC以及所述升降电机进行电连接，所述变频器用于当接收到所述PLC反馈的反弹信号时，控制所述升降电机执行上升动作，以使得所述升降电机控制所述采样钻头组件上升；
所述PLC与所述采样坐标测量装置进行电连接，所述PLC用于当接收到所述变频器发送的电流超限报警信号且检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述PLC向所述变频器发送反弹信号。
可选的，所述采样装置还包括：至少两个触底感应装置；
所述触底感应装置安装于所述大车与所述小车之间的任意一对对角上，并固定于所述大车轨道所在平面上；
所述触底感应装置与所述PLC进行电连接，所述触底感应装置用于当所述触底感应装置检测到所述小车与所述大车轨道之间的纵向距离大于预设距离值时，所述触底感应装置向所述PLC发送触底信号，以使得当所述PLC接收到所述触底信号且检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述PLC向所述变频器发送反弹信号。
可选的，所述触底感应装置为电磁感应式接近开关。
可选的，所述采样钻头组件包括：第一钻筒、第二钻筒以及钻头；
所述第一钻筒与所述升降电机连接；
所述钻头固定于所述第一钻筒底部所在平面；
所述第二钻筒固定于所述第一钻筒底部所在平面，且所述第二钻筒的垂直长度大于所述钻头的垂直长度。
可选的，所述钻头为锥形钻头。
可选的，所述第二钻筒为三角形爪式钻筒。
可选的，所述第二钻筒为可伸缩式钻筒，所述第二钻筒用于当检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述第二钻筒弹出所述第一钻筒底部所在平面。
可选的，所述采样装置还包括：减速机；
所述升降电机的输出轴与所述减速机连接；
所述减速机的输出轴与所述采样钻头组件连接。
可选的，所述小车设置有至少4个滚动轮；
所述小车的4个边角分别连接所述滚动轮，所述滚动轮为可受程序驱动滚动轮；
所述小车通过所述滚动轮与所述大车轨道活动连接。
可选的，所述采样坐标测量装置为计数开关。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下效果：
大车轨道设置于大车的对立两侧；小车与大车轨道活动连接；采样钻头组件固定于小车上；升降电机与采样钻头组件连接，该升降电机用于控制采样钻头组件进行升降运动；变频器分别与PLC以及升降电机进行电连接，该变频器用于当接收到PLC反馈的反弹信号时，控制升降电机执行上升动作，以使得升降电机控制采样钻头组件上升；PLC与采样坐标测量装置进行电连接，该PLC用于当接收到变频器发送的电流超限报警信号且检测到采样坐标测量装置采集的采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，该PLC向变频器发送反弹信号。通过这样，当采样钻头组件到达车辆底板时，可以通过PLC与变频器的信号反馈控制采样钻头组件上升，使得采样装置在完成彻底采样的同时可以实现自动反弹，从而可以提高采样的代表性。
附图说明
图1为本申请中具有触底反弹功能的采样装置的正视示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种具有触底反弹功能的采样装置，用于提高采样的代表性。
本申请描述的具有触底反弹功能的采样装置应用于火力发电领域，可以用于对火电厂的入厂煤进行采样。
请参阅图1所示，本实施例中描述的具有触底反弹功能的采样装置，包括：大车1、大车轨道2、小车3、采样钻头组件4、变频器5、采样坐标测量装置6、PLC7以及升降电机8；大车轨道2设置于大车1的对立两侧；小车3与大车轨道2活动连接；采样钻头组件4固定于小车3上；升降电机8与采样钻头组件4连接，该升降电机8用于控制采样钻头组件4进行升降运动；变频器5分别与PLC7以及升降电机8进行电连接，该变频器5用于当接收到PLC7反馈的反弹信号时，控制升降电机8执行上升动作，以使得升降电机8控制采样钻头组件4上升；PLC7与采样坐标测量装置6进行电连接，该PLC7用于当接收到变频器5发送的电流超限报警信号且检测到采样坐标测量装置6采集的采样钻头组件4的坐标值达到预设坐标值时，PLC7向变频器5发送反弹信号。
本实施例中，变频器5通过控制升降电机8的正反转进而控制采样钻头组件4的升降，变频器5在设置参数时对升降电机8的工作电流设置一个高限值，并通过安装于变频器5内的继电器关联升降电机8的工作电流对升降电机8的工作电流进行高限监视。采样钻头组件4在下降过程中碰到硬物阻力会增大，升降电机8的工作电流也会随之升高，当升降电机8的工作电流超过设定的高限值时，关联升降电机8工作电流的继电器向PLC7发送电流超限报警信号。例如，变频器5在运行时将升降电机8的工作电流设置一个5A的高限值，升降电机8在采样钻头组件4正常下降时的工作电流为3A-4A，当采样钻头组件4在碰到车辆底板时，升降电机8的工作电流会上升至5.5A-6A，由于升降电机8的工作电流超过了设定的高限值，此时，变频器5通过继电器向PLC7发出一个电流超限报警信号。
采样坐标测量装置6用于对采样钻头组件4在升降过程中的坐标值进行实时测量，当PLC7接收到变频器5发送的电流超限报警信号时，PLC7判断采样钻头组件4的坐标值是否达到了预设坐标值，若是，则PLC7向变频器5反馈一个反弹信号，变频器5接收到该反弹信号后通过控制升降电机8执行上升动作进而控制采样钻头组件4上升；若否，则升降电机8继续控制采样钻头组件4下降采样。例如：采样钻头组件4的初始位置坐标值为100，车辆底板极限位置的坐标值为185，采样钻头组件4的预设坐标值为150，坐标值100-150为采样钻头组件4正常采样的安全距离，当PLC7接收到变频器5发送的电流超限报警信号时，PLC7判断采样钻头组件4的坐标值是否达到150，若是，则PLC7向变频器5反馈反弹信号，采样钻头组件4上升；若否，则采样钻头组件4继续下降采样。
通过这样，当采样钻头组件4到达车辆底板时，可以通过PLC7与变频器5的信号反馈控制采样钻头组件4上升，使得采样装置在完成彻底采样的同时可以实现自动反弹，从而可以提高采样的代表性。另外，通过变频器5对升降电机8的工作电流的数字监视来完成触底反弹功能，稳定性和可靠性较好，减少了传统触底反弹方式中机械碰撞的噪音，也减少了机械之间的磨损，从而可以延长机械的使用寿命。除此之外，通过监视升降电机8工作电流的同时对采样钻头组件4的坐标值也进行监视，可以减少当升降电机8的启动电流过大时，变频器5误执行触底反弹功能的情况，从而可以提高采样的效率。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的具有触底反弹功能的采样装置还包括：至少两个触底感应装置10；触底感应装置10安装于大车1与小车3之间的任意一对对角上，并固定于大车轨道2所在平面上；触底感应装置10与PLC7进行电连接，该触底感应装置10用于当触底感应装置10检测到小车3与大车轨道2之间的纵向距离大于预设距离值时，该触底感应装置10向PLC7发送触底信号，以使得当PLC7接收到触底信号且检测到采样坐标测量装置6采集的采样钻头组件4的坐标值达到预设坐标值时，PLC7向变频器5发送反弹信号。
本实施例中，由于采样钻头组件4固定于小车3上，在采样钻头组件4的下降过程中，若采样钻头组件4碰到车辆底板这类硬性物质，车辆底板会给采样钻头组件4一个向上的反作用力，此时，小车3也会在采样钻头组件4的作用下产生一个向上的作用力，而这就会造成小车3与大车轨道2之间产生纵向的距离。当触底感应装置10检测到小车3与大车轨道2之间的纵向距离大于预设距离值时，该触底感应装置10会向PLC7发出一个触底信号，PLC7在接收到该触底信号后，判断采样钻头组件4的坐标值是否达到了预设坐标值，若是，则PLC7向变频器5反馈一个反弹信号，变频器5接收到该反弹信号后通过控制升降电机8执行上升动作进而控制采样钻头组件4上升；若否，则升降电机8继续控制采样钻头组件4下降采样。
需要说明的是，由于变频器5的电流监视为数字监视而触底感应装置10的距离监视为机械监视，且数字监视的灵敏度是远远大于机械监视的，所以触底感应装置10监视小车3与大车轨道2的纵向距离为实现触底反弹功能的备用依据，变频器5监视升降电机8的工作电流为实现触底反弹功能的主要依据。通过这种主、备切换的工作方式，可以大大提高实现触底反弹功能的容错率，同时，通过触底感应装置10监视小车3与大车轨道2之间的纵向距离还可以减少小车3脱轨或者偏轨等安全事故的发生几率。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的触底感应装置10为电磁感应式接近开关。
本实施例中，电磁感应式接近开关由振荡器、开关电路以及放大输出电路组成，电磁感应式接近开关在运行时振荡器会产生一个交变磁场，当小车3与大车轨道2之间的纵向距离小于预设距离时，小车3内部产生涡流，从而导致振荡停止，放大输出电路将这种变化放大处理后转化成开关信号输出至PLC7，使得PLC7可以实时监视小车3与大车轨道2之间的纵向距离，当小车3与大车轨道2之间的纵向距离大于预设距离时，放大输出电路向PLC7输出一个触底信号。通过使用这种电磁感应式接近开关作为触底感应装置10，可以使触底感应装置10的抗干扰性更强。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的采样钻头组件4包括：第一钻筒41、第二钻筒42以及钻头43；第一钻筒41与升降电机8连接；钻头43固定于第一钻筒41底部所在平面；第二钻筒42固定于第一钻筒41底部所在平面，且第二钻筒42的垂直长度大于钻头43的垂直长度。
本实施例中，第二钻筒42与钻头43都固定于第一钻筒41底部所在平面，钻头43位于第二钻筒42的内部，且第二钻筒42凸出于钻头43底部所在平面。由于钻头43工作时为螺旋转动，当采样钻头组件4下降到车辆底板所在平面时，转动的钻头43碰到车辆底板会对车辆底板造成损伤。通过这样的组成结构，可以使得当采样钻头组件4下降到车辆底板平面时，由垂直静止的第二钻筒42接触车辆底板，钻头43无法接触到车辆底板，从而可以减少车辆底板的损伤。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的43钻头为锥形钻头。
本实施例中，钻头43可以采用倒立圆锥形的锥形钻头，通过这样，可以减少钻头43在下降过程中遇到的阻力，从而可以提高采样效率。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的第二钻筒42为三角形爪式钻筒。
本实施例中，第二钻筒42可以采用三角形爪式钻筒，即可以在第一钻筒41底部所在平面的筒壁外侧均匀分布3块钻筒组成第二钻筒42，这三块钻筒可以为三角形、矩形或者梯形，具体此处不做限定。通过这样，可以减少采样钻头组件4的下降阻力，其中，当组成第二钻筒42的三块钻筒为三角形时，可以最大程度地减少下降阻力，从而可以提高采样效率。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的第二钻筒42为可伸缩式钻筒，该第二钻筒42用于当检测到采样坐标测量装置6采集的采样钻头组件4的坐标值达到预设坐标值时，第二钻筒42弹出第一钻筒41底部所在平面。
本实施例中，当采样钻头组件4的坐标值未达到预设坐标值时，第二钻筒42隐藏在第一钻筒41内；当采样钻头组件4的坐标值达到预设坐标值时，第二钻筒42弹出第一钻筒41底部所在平面。由于在采样钻头组件4的坐标值未达到预设坐标值时，钻头是接触不到车辆底板的，所以此时第二钻筒42起不到保护车辆底板的作用而且会增加下降的阻力。通过采样钻头组件4的坐标值控制第二钻筒42的伸缩，可以使得在保护车辆底板的同时不增加采样钻头组件4下降的阻力，从而可以提高采样效率。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的具有触底反弹功能的采样装置还包括：减速机；升降电机8的输出轴与减速机连接；减速机的输出轴与采样钻头组件4连接。
本实施例中，当变频器5接收到PLC7反馈的反弹信号时，先控制升降电机8停止再控制升降电机8执行上升动作，在升降电机8减速停止的过程中，由于升降电机8直接连接采样钻头组件4，升降电机8在减速过程中的负荷较大，而这就会对升降电机8造成损伤。此时升降电机8可以通过连接减速机，再由减速机连接采样钻头组件4，通过这样，可以使得在对升降电机8进行减速的同时减低负载的惯量，减少升降电机8的负荷，起到了保护升降电机8的作用。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的小车3设置有至少4个滚动轮31；小车3的4个边角分别连接滚动轮31，该滚动轮31为可受程序驱动滚动轮31；小车3通过滚动轮31与大车轨道2活动连接。
本实施例中，小车3底部的4个边角可以分别安装可受程序驱动的滚动轮31，滚动轮31在程序控制下沿大车轨道2自动滚动，从而带动小车3沿大车轨道2自动运动。
可选的，请参阅图1所示，本实施例中的采样坐标测量装置6为计数开关。
本实施例中，采样钻头组件4的初始位置坐标值和车辆底板的极限位置坐标值可以事先录入系统中，在采样钻头组件4下降的过程中，PLC7通过捕捉计数开关发出的脉冲信号计算出采样钻头组件4的实时坐标值，通过这样可以为采样钻头组件4在上升和下降过程中提供精确的坐标值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，包括：大车、大车轨道、小车、采样钻头组件、变频器、采样坐标测量装置、可编程逻辑控制器PLC以及升降电机；
所述大车轨道设置于所述大车的对立两侧；
所述小车与所述大车轨道活动连接；
所述采样钻头组件固定于所述小车上；
所述升降电机与所述采样钻头组件连接，所述升降电机用于控制所述采样钻头组件进行升降运动；
所述变频器分别与所述PLC以及所述升降电机进行电连接，所述变频器用于当接收到所述PLC反馈的反弹信号时，控制所述升降电机执行上升动作，以使得所述升降电机控制所述采样钻头组件上升；
所述PLC与所述采样坐标测量装置进行电连接，所述PLC用于当接收到所述变频器发送的电流超限报警信号且检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述PLC向所述变频器发送反弹信号。
2.根据权利要求1中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括：至少两个触底感应装置；
所述触底感应装置安装于所述大车与所述小车之间的任意一对对角上，并固定于所述大车轨道所在平面上；
所述触底感应装置与所述PLC进行电连接，所述触底感应装置用于当所述触底感应装置检测到所述小车与所述大车轨道之间的纵向距离大于预设距离值时，所述触底感应装置向所述PLC发送触底信号，以使得当所述PLC接收到所述触底信号且检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述PLC向所述变频器发送反弹信号。
3.根据权利要求2中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述触底感应装置为电磁感应式接近开关。
4.根据权利要求1中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述采样钻头组件包括：第一钻筒、第二钻筒以及钻头；
所述第一钻筒与所述升降电机连接；
所述钻头固定于所述第一钻筒底部所在平面；
所述第二钻筒固定于所述第一钻筒底部所在平面，且所述第二钻筒的垂直长度大于所述钻头的垂直长度。
5.根据权利要求4中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述钻头为锥形钻头。
6.根据权利要求4中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述第二钻筒为三角形爪式钻筒。
7.根据权利要求4中所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述第二钻筒为可伸缩式钻筒，所述第二钻筒用于当检测到所述采样坐标测量装置采集的所述采样钻头组件的坐标值达到预设坐标值时，所述第二钻筒弹出所述第一钻筒底部所在平面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括：减速机；
所述升降电机的输出轴与所述减速机连接；
所述减速机的输出轴与所述采样钻头组件连接。
9.根据权利要求1至7中任一项所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述小车设置有至少4个滚动轮；
所述小车的4个边角分别连接所述滚动轮，所述滚动轮为可受程序驱动滚动轮；
所述小车通过所述滚动轮与所述大车轨道活动连接。
10.根据权利要求1至7中任一项所述具有触底反弹功能的采样装置，其特征在于，所述采样坐标测量装置为计数开关。
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CN114541225A (zh) * 2022-04-25 2022-05-27 武汉市明煌建筑劳务有限公司 一种带有钻入式结构的道路路面铺设厚度测量装置

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