CN116124519A - 应用于气动管道运输上的自动采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动采样技术领域，尤其涉及一种应用于气动管道运输上的自动采样装置，包括：运输瓶、接收室、旋转机构、直线机构、旋盖机构和采样机构，运输瓶包括瓶身和螺纹连接于瓶身两端的瓶盖，气动管道运输系统上的运输瓶通过接收室导向落入到旋转机构上，通过旋转机构将运输瓶平移到第一位置，通过直线机构来将第一位置的运输瓶平移到旋盖机构下方和采样机构下方处，在采样前，通过旋盖机构将运输瓶的瓶盖旋开，接着通过采样机构对样品进行采集，完成采集后的运输瓶再次回到旋盖机构处旋紧瓶盖，完成整个采集工作，本发明提供的自动化采样装置可直接应用于气动管道运输上，相较于人工采样，大大提高效率的同时，也避免了对样本的污染。

Description

应用于气动管道运输上的自动采样装置

技术领域

本发明涉及自动采样技术领域，尤其涉及一种应用于气动管道运输上的自动采样装置。

背景技术

气动管道传输系统是现代化的快速物流传输工具。气动管道传输系统应用在医院、银行、办公楼、超市、生产车间、实验室等每日需要有大量物品传送的场所。物品在传输时置入传输载体内，如专用的传输筒，传输筒保证物品在传送的过程中不受损坏。气动管道传输系统在管道中将物品从一个工作站传送到另外一个工作站，不仅能够有效保证传送物品的安全，而且能够节约时间，提高工作效率。

现如今，很多锂电池企业采用无人车间进行生产作业，并用上了气动管道传输系统来对锂电池粉料进行传输，然而目前在对传输中的锂电池粉料进行抽样检查时，大多还是人工采样送检的方法，容易导致企业生产成本提高、样本采集不规律以及样本被污染等一系列的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种应用于气动管道运输上的自动采样装置，在满足气动管道运输的同时也实现了自动化采样工作，实现了锂电池粉料采样、收集、输送一体化。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于气动管道运输上的自动采样装置，包括：

运输瓶，包括瓶身和螺纹连接于所述瓶身两端的瓶盖；

接收室，具有顶部敞口和底部出口，为所述运输瓶下落提供通道；

旋转机构，包括第一电机和旋转盘，所述旋转盘环形等距开设有多个卡槽，所述卡槽用于接收从所述底部出口落下的所述运输瓶，所述第一电机用于驱动所述旋转盘转动来使所述运输瓶移动到第一位置；

直线机构，包括直线导轨和夹持头，所述夹持头用于夹取所述运输瓶，所述直线导轨用于将处于所述第一位置处的所述运输瓶移动到第二位置和第三位置；

旋盖机构，位于所述第二位置正上方，用于在采样前旋开所述瓶盖和采样后旋紧所述瓶盖，所述第二位置正下方设有出料口；

采样机构，位于所述第三位置正上方，包括采样插头和三轴运动组件，所述三轴运动组件用于带动所述采样插头插入到所述运输瓶内进行取样。

进一步地，还包括壳体，所述壳体内分隔形成有两层，上层从左到右依次分隔形成有所述接收室、机械室和采样室，下层为移动室，所述采样室底部和所述移动室顶部连通。

进一步地，所述瓶盖上设置有一圈防滑凸起，所述瓶身上、下两端部均设置有密封减震条。

进一步地，所述底部出口下方连接有缩口段，所述缩口段下方连接有圆筒段，所述圆筒段的内径等于所述缩口段的最小内径。

进一步地，所述旋转盘中心处设置有旋转轴，所述第一电机的输出轴端部设置有第一齿轮，所述旋转轴上端具有与所述第一齿轮啮合的外圈齿轮。

进一步地，所述壳体于所述旋转盘前后两侧均设置有传感器，所述传感器用于检测面向所述传感器的所述卡槽内是否有所述运输瓶。

进一步地，所述旋盖机构包括旋盖壳、连杆、第一升降组件和第二电机，所述旋盖壳位于所述移动室内，所述旋盖壳内设置有用于夹紧所述瓶盖的夹紧机构，所述连杆底部穿过所述机械室下壁后与所述旋盖壳顶部固定连接，所述连杆顶部与所述第一升降组件连接，所述第二电机的输出轴端部设置有第二齿轮，所述连杆位于所述机械室内部分具有与所述第二齿轮啮合的外圈齿轮。

进一步地，所述夹紧机构包括第三电机和相对设置的两夹紧座，所述夹紧座包括夹紧块和位于所述夹紧块顶部的滑动块，所述第三电机安装于所述旋盖壳内顶部，所述第三电机输出轴底端具有第三齿轮，两所述滑动块相对一侧均设置有与所述第三齿轮啮合的齿条，所述滑动块背离所述第三齿轮一侧与所述旋盖壳滑动连接。

进一步地，所述连杆升降过程中，所述连杆上的外圈齿轮始终与所述第二齿轮始终保持啮合状态。

进一步地，所述三轴运动组件包括升降气缸、前后移动气缸和左右移动气缸，所述采样插头固定于所述左右移动气缸的滑块上，所述左右移动气缸的底座安装于所述前后移动气缸的滑块上，所述前后移动气缸的底座安装于所述升降气缸的滑块上，所述升降气缸的底座安装于所述采样室内的所述壳体上。

本发明的有益效果为：本发明提供了一套应用于气动管道运输上的自动化采样装置，与传统的人工采样送检方式相比，减少了人力物力，大大提高效率的同时，也避免了对样本的污染，整个采样工序更加节省，采样过程也变得简单有效。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，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为本发明实施例中应用于气动管道运输上的自动采样装置（省略部分壳体）的结构示意图；

图2为图1的A处放大图；

图3为图1的B处放大图；

图4为本发明实施例中壳体的结构示意图；

图5为本发明实施例中应用于气动管道运输上的自动采样装置另一视角下的结构示意图；

图6为本发明实施例中应用于气动管道运输上的自动采样装置的主视图；

图7为本发明实施例中运输瓶的结构示意图；

图8为本发明实施例中运输瓶的主视图；

图9为本发明实施例中旋转盘的结构示意图；

图10为本发明实施例中旋盖壳内部示意图；

图11为本发明实施例中夹紧机构的仰视图。

附图标记：1、运输瓶；2、瓶身；3、瓶盖；4、接收室；5、第一电机；6、旋转盘；7、卡槽；8、直线导轨；9、夹持头；10、采样插头；11、壳体；12、机械室；13、采样室；14、移动室；15、防滑凸起；16、密封减震条；17、缩口段；18、圆筒段；19、旋转轴；20、第一齿轮；21、旋盖壳；22、连杆；23、第一升降组件；24、第二电机；25、第二齿轮；26、第三电机；27、夹紧块；28、滑动块；29、第三齿轮；30、齿条；31、升降气缸；32、前后移动气缸；33、左右移动气缸。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图11所示的应用于气动管道运输上的自动采样装置，包括：运输瓶1、接收室4、旋转机构、直线机构、旋盖机构和采样机构；

本发明采用运输瓶1对锂电池粉料在气动管道运输过程中进行盛放，保证运输过程中不会撒出，运输瓶1包括瓶身2和螺纹连接于瓶身2两端的瓶盖3；

接收室4，是为了形成运输瓶1下落的通道，保证运输瓶1准确落入到旋转盘6的卡槽7内，接收室4具有顶部敞口和底部出口，顶部敞口的开口大小明显大于底部出口；

旋转机构，包括第一电机5和旋转盘6，旋转盘6环形等距开设有多个卡槽7，本实施例的旋转盘6上优选开设四个卡槽7，卡槽7用于接收从底部出口落下的运输瓶1，第一电机5用于驱动旋转盘6转动来使运输瓶1移动到第一位置；

直线机构，包括直线导轨8和夹持头9，夹持头9用于夹取运输瓶1，直线导轨8用于将处于第一位置处的运输瓶1移动到第二位置和第三位置，旋盖机构位于第二位置正上方，用于在采样前旋开瓶盖3和采样后旋紧瓶盖3，第二位置正下方设有出料口，采样机构位于第三位置正上方，包括采样插头10和三轴运动组件，三轴运动组件用于带动采样插头10插入到运输瓶1内进行取样。

如图1所示，本发明提供的自动采样装置，接收室4的顶部敞口与气动管道连通，待采样的运输瓶1在顶部敞口处下落，最终落到卡槽7内，此时第一电机5带动旋转盘6逆时针转动90°，上一个落入到卡槽7内的运输瓶1被挪动到第一位置，本实施例的第一位置指的是旋转盘6的最右侧卡槽7的位置，接下来，直线机构动作，夹持头9在直线导轨8驱动下移动到第一位置处，可以在夹持头9上设置吸盘，并配合抽放气装置来对运输瓶1进行夹持固定，也可以将夹持头9设计成两半式结构，通过电机加丝杆的方式驱动来使夹持头9的两半式结构进行收拢，进而将运输瓶1进行夹紧，夹持头9的具体结构参照现有技术即可，本发明不做重点介绍，在夹持头9的夹持下，直线导轨8带动运输瓶1移动到第二位置处，本实施例的第二位置为旋盖机构正下方，由于运输瓶1为两端开口结构，两端均连接有瓶盖3，所以，无论运输瓶1下落过程中是否发生翻转，均可开启运输瓶1顶部的瓶盖3，旋盖机构在采样前旋开运输瓶1顶部的瓶盖3，之后，直线丝杆8带动运输瓶1移动到第三位置处，本实施例的第三位置位于图1中最右侧，采样机构位于第三位置正上方，三轴运动组件可驱动采样插头10前后、左右和上下移动，此时，三轴运动组件带动采样插头10向下移动并插入到运输瓶1内进行取样，取样完成后，移动到其他位置将样品置入到实验瓶或者实验仪器内，运输瓶1此时需要再次移动到第二位置处，旋盖机构再次将瓶盖3旋紧在瓶身2上，之后夹持头9松开运输瓶1，运输瓶1从出料口处下落，之后，夹持头9回到第一位置处，进入下一个采样循环。

上述机构的运行并非是一个机构完成动作后，下一个机构才开始动作，为了减少采样用时，提高采样效率，多个机构可以同时进行动作，所有机构可以采用PLC控制器进行动作控制，操作人员根据每个动作的用时，对机构的动作进行优化，比如在夹持头9回到第一位置前，旋转机构已经完成下一次的旋转动作，避免夹持头9等待旋转机构动作，减少了采样时间，具体的优化方式，可通过操作人员多次试验即可获得，在此不再赘述。

如图4～6所示，具体的，为了保证自动采样装置的密封性，还包括壳体11，壳体11内分隔形成有两层，上层从左到右依次分隔形成有接收室4、机械室12和采样室13，下层为移动室14，采样室13底部和移动室14顶部连通。

如图7和8所示，为了方便旋盖机构拧开瓶盖3，瓶盖3上设置有一圈防滑凸起15，防滑凸起15增大了摩擦力，为了便于夹持，瓶身2上、下两端部均设置有密封减震条16。

如图6所示，为了使运输瓶1准确落到卡槽7内，接收室4的底部出口下方连接有缩口段17，缩口段17下方连接有圆筒段18，圆筒段18的内径等于缩口段17的最小内径，通过缩口段17来将运输瓶1竖立起来，并通过圆筒段18的限位来使运输瓶1准确落到正下方的卡槽7内，其中缩口段17和圆筒段18不局限于连接在接收室4的底部出口处，还可以将缩口段17和圆筒段18向上延伸，使缩口段17的上端直接与壳体11顶部齐平，无论那种方式，均落入到本发明的保护范围之内。

作为上述实施例的具体公开，旋转盘6中心处设置有旋转轴19，旋转轴19通过轴承转动连接于壳体11上，第一电机5的输出轴端部设置有第一齿轮20，旋转轴19上端具有与第一齿轮20啮合的外圈齿轮，通过旋转轴19的设置，来使第一电机5安装于机械室12内即可驱动旋转6进行旋转，第一电机5通过第一齿轮20传动来带动旋转轴19进行转动，进而使旋转盘6发生旋转。

如图9所示，在卡槽7的底部还设置有底板，运输瓶1可通过底板进行承载，便于在转动时，带动运输瓶1进行挪动。

为了检测卡槽7内运输瓶1是否缺少，壳体11于旋转盘6前后两侧均设置有传感器，通过壳体11前侧的传感器来感应即可移动到第一位置的卡槽7内是否有运输瓶1，若无运输瓶1可停止其他机构的动作，通过壳体11后侧的传感器来感应夹持头9是否将第一位置的卡槽7内的运输瓶1是否被夹持走，防止夹持头9无效动作。

如图1至2，图10至11所示，在本实施例中，旋盖机构包括旋盖壳21、连杆22、第一升降组件23和第二电机24，旋盖壳21位于移动室14内，旋盖壳21内设置有用于夹紧瓶盖3的夹紧机构，连杆22底部穿过机械室12下壁后与旋盖壳21顶部固定连接，连杆22顶部与第一升降组件23连接，第二电机24的输出轴端部设置有第二齿轮25，连杆22位于机械室12内部分具有与第二齿轮25啮合的外圈齿轮。夹紧机构包括第三电机26和相对设置的两夹紧座，夹紧座包括夹紧块27和位于夹紧块27顶部的滑动块28，第三电机26安装于旋盖壳21内顶部，第三电机26输出轴底端具有第三齿轮29，两滑动块28相对一侧均设置有与第三齿轮29啮合的齿条30，滑动块28背离第三齿轮29一侧与旋盖壳21滑动连接，本实施例的第一升降组件23采用无杆气缸，无杆气缸与连杆22顶部为转动连接，连杆22可自由旋转。

本实施例的旋盖机构使用方式包括开盖动作和合盖动作，对于开盖动作，第一升降组件23驱动连杆22下落到指定位置，此时夹紧块27和瓶盖3处于同一高度，在第三电机26的驱动下，使得齿条30发生移动，进而带动夹紧座进行动作，两个夹紧块27逐渐靠近并夹紧在瓶盖3上，此时，第二电机24开始动作，第二电机24通过第二齿轮25带动连杆22发生转动，从而传动给夹紧块27，通过夹紧块27的旋转来将瓶盖3拧开，实现开盖动作；对于合盖动作，待取样完成的运输瓶1移动到第二位置处时，此时第一升降组件23驱动连杆22向下动作，瓶盖3扣在瓶身2上，通过第二电机24来驱动夹紧块27旋转，从而将瓶盖3拧紧，之后，第三电机26动作，使夹紧块27与瓶盖3分离，待分离后，夹持头9松开运输瓶1，运输瓶1下落，通过出料口离开壳体，出料口可与气动管道运输系统连通，使得采样完成的运输瓶1继续传输。

为了避免连杆22的外圈齿轮与第二齿轮25发生分离，连杆22的外圈齿轮可以设计长度较大一些，保证在连杆22升降过程中，连杆22上的外圈齿轮始终与第二齿轮25始终保持啮合状态。

更具体的，三轴运动组件包括升降气缸31、前后移动气缸32和左右移动气缸33，采样插头10固定于左右移动气缸33的滑块上，左右移动气缸33的底座安装于前后移动气缸32的滑块上，前后移动气缸32的底座安装于升降气缸31的滑块上，升降气缸31的底座安装于采样室13内的壳体11上，升降气缸31和前后移动气缸32均为无杆气缸，左右移动气缸33为有杆气缸，三轴运动组件能够根据PLC设定的动作指令完成相应的动作，动作精准且响应快。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，包括：

运输瓶（1），包括瓶身（2）和螺纹连接于所述瓶身（2）两端的瓶盖（3）；

接收室（4），具有顶部敞口和底部出口，为所述运输瓶（1）下落提供通道；

旋转机构，包括第一电机（5）和旋转盘（6），所述旋转盘（6）环形等距开设有多个卡槽（7），所述卡槽（7）用于接收从所述底部出口落下的所述运输瓶（1），所述第一电机（5）用于驱动所述旋转盘（6）转动来使所述运输瓶（1）移动到第一位置；

直线机构，包括直线导轨（8）和夹持头（9），所述夹持头（9）用于夹取所述运输瓶（1），所述直线导轨（8）用于将处于所述第一位置处的所述运输瓶（1）移动到第二位置和第三位置；

旋盖机构，位于所述第二位置正上方，用于在采样前旋开所述瓶盖（3）和采样后旋紧所述瓶盖（3），所述第二位置正下方设有出料口；

采样机构，位于所述第三位置正上方，包括采样插头（10）和三轴运动组件，所述三轴运动组件用于带动所述采样插头（10）插入到所述运输瓶（1）内进行取样。

2.根据权利要求1所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，还包括壳体（11），所述壳体（11）内分隔形成有两层，上层从左到右依次分隔形成有所述接收室（4）、机械室（12）和采样室（13），下层为移动室（14），所述采样室（13）底部和所述移动室（14）顶部连通。

3.根据权利要求2所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述瓶盖（3）上设置有一圈防滑凸起（15），所述瓶身（2）上、下两端部均设置有密封减震条（16）。

4.根据权利要求3所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述底部出口下方连接有缩口段（17），所述缩口段（17）下方连接有圆筒段（18），所述圆筒段（18）的内径等于所述缩口段（17）的最小内径。

5.根据权利要求4所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述旋转盘（6）中心处设置有旋转轴（19），所述第一电机（5）的输出轴端部设置有第一齿轮（20），所述旋转轴（19）上端具有与所述第一齿轮（20）啮合的外圈齿轮。

6.根据权利要求5所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述壳体（11）于所述旋转盘（6）前后两侧均设置有传感器，所述传感器用于检测面向所述传感器的所述卡槽（7）内是否有所述运输瓶（1）。

7.根据权利要求2～6任一项所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述旋盖机构包括旋盖壳（21）、连杆（22）、第一升降组件（23）和第二电机（24），所述旋盖壳（21）位于所述移动室（14）内，所述旋盖壳（21）内设置有用于夹紧所述瓶盖（3）的夹紧机构，所述连杆（22）底部穿过所述机械室（12）下壁后与所述旋盖壳（21）顶部固定连接，所述连杆（22）顶部与所述第一升降组件（23）连接，所述第二电机（24）的输出轴端部设置有第二齿轮（25），所述连杆（22）位于所述机械室（12）内部分具有与所述第二齿轮（25）啮合的外圈齿轮。

8.根据权利要求7所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述夹紧机构包括第三电机（26）和相对设置的两夹紧座，所述夹紧座包括夹紧块（27）和位于所述夹紧块（27）顶部的滑动块（28），所述第三电机（26）安装于所述旋盖壳（21）内顶部，所述第三电机（26）输出轴底端具有第三齿轮（29），两所述滑动块（28）相对一侧均设置有与所述第三齿轮（29）啮合的齿条（30），所述滑动块（28）背离所述第三齿轮（29）一侧与所述旋盖壳（21）滑动连接。

9.根据权利要求8所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述连杆（22）升降过程中，所述连杆（22）上的外圈齿轮始终与所述第二齿轮（25）始终保持啮合状态。

10.根据权利要求7所述的应用于气动管道运输上的自动采样装置，其特征在于，所述三轴运动组件包括升降气缸（31）、前后移动气缸（32）和左右移动气缸（33），所述采样插头（10）固定于所述左右移动气缸（33）的滑块上，所述左右移动气缸（33）的底座安装于所述前后移动气缸（32）的滑块上，所述前后移动气缸（32）的底座安装于所述升降气缸（31）的滑块上，所述升降气缸（31）的底座安装于所述采样室（13）内的所述壳体（11）上。

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