一種煤質分析樣品的自動稱量裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤質分析樣品的自動稱量裝置及其工作方法，屬于煤質分析技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著市場經濟的發展，煤炭生產的不斷增長，煤質分析能夠為煤炭生產和利用提供技術檢驗數據；受傳統設備技術水平的制約，化驗分析一直處于半自動作業狀態，給分析容器內定量填加微量樣品是化驗分析的重要環節；通常給分析容器填加樣品的過程也是對來樣的采樣過程，為人工操作；對于來樣所取的部分樣品應具有代表性，人工操作借助小勺對來樣混勻；對于所填加的樣品量通常為克級或毫克級，在人工操作時，為了滿足稱量偏差要求，一般須多次用小勺從來樣容器內挖取少量樣品放入分析容器內；細致的要求使得樣品的定量填加過程很是繁瑣；另外由于人工操作，容易發生誤差，影響分析結果的可信度。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種煤質分析樣品的自動稱量裝置及其工作方法，從待分析煤樣容器到分析容器定量填加，全過程無需人工干預或輔助操作，自動實現分析容器的煤樣定量填加。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:該煤質分析樣品的自動稱量裝置，包括:
[0005]給樣裝置，數量為至少兩個，用于不同待分析煤樣的給料，杜絕不同煤樣的交叉感染；
[0006]給樣驅動器，用于驅動多個給樣裝置；
[0007]稱量裝置，用于對分析容器內定量填加煤樣的重量檢測；
[0008]移動裝置，用于驅使給樣驅動器連同給樣裝置直線移動，實現D位置和C位置的切換；
[0009]步進機構，用于多個給樣裝置依次水平步進，實現給樣裝置在B位置往C位置的逐一遞補；
[0010]定位器，用于檢測給樣驅動器中槽型聯軸器的旋轉位置，在控制器的控制下，確保給樣裝置在C位置時，槽型聯軸器的槽處于水平狀態，以便使該給樣裝置的扁軸能便利的從C位置移出到E位置或下一個給樣裝置從B位置鑲入槽內遞補到C位置；
[0011]位置開關，用于檢測多個給樣裝置所處的位置并保證在C位置時給樣裝置與給樣驅動器同軸；
[0012]機械手，用于抓取取樣器和分析容器并取送；
[0013]取樣器，用于待分析煤樣的采取；
[0014]分析容器，用于進行煤樣的分析；
[0015]控制器，分別與給樣驅動器、稱量裝置、移動裝置、步進機構、定位器、位置開關、機械手電纜連接，用于控制待分析煤樣往分析容器內的定量填加和各部件的運行；
[0016]機體；
[0017]給樣裝置、給樣驅動器、稱量裝置、移動裝置、步進機構、定位器、位置開關分別裝于機體上；機械手、取樣器、分析容器分別回繞機體布置。
[0018]進一步，所述的給樣裝置，包括扁軸、螺旋體、管體、端蓋，進樣斗、出樣口、導條；扁軸與螺旋體連接，置于外殼內，一端端蓋有孔并套于扁軸上，端蓋與管體卡接，可快速連接和拆卸，方便清理；管體上設有進樣斗、出樣口、導條；
[0019]進一步，所述的給樣驅動器，包括電機、槽型聯軸器、支架；電機裝于支架上，電機的輸出軸與槽型聯軸器連接，槽型聯軸器與給樣裝置的扁軸相配合，用于傳遞扭矩，同時便于鑲入和移出；支架上設有上限位板和鉤頭，上限位板為二件，分別布置在B和E位置，用于保證給樣裝置在B和E位置時扁軸的平面處于水平狀態，鉤頭用于鉤住端蓋促使給樣裝置從D位置回到C位置。
[0020]進一步，所述的稱量裝置，包括天平、防護罩、加樣通道、分析容器取放通道；天平設置在防護罩內，加樣通道和分析容器取放通道分別設置在防護罩上的兩側；防護罩用于使分析樣品的填加和稱量過程在封閉腔內進行，減少外界因素干擾；
[0021]進一步，所述的步進機構，包括托板、導桿、傳動機構、下限位板；托板與導桿滑動連接，傳動機構的撓性傳動件與托板連接，托板上面設有與給樣裝置相同數量的導槽；在B位置，給樣裝置的導條嵌入導槽內，并能沿導槽自由滑動，下限位板為二件，分別布置在B和E位置，用于保證給樣裝置在B和E位置時扁軸的平面處于水平狀態；傳動機構為同步齒形帶、或為鏈條、或為三角帶傳動。
[0022]進一步，所述的機械手，包括可以夾持圓柱形體和扁形體的兩個對稱的手瓣、設于兩個對稱手瓣之間并固定于任意一個手瓣上的電磁鐵、設置在手瓣上的柱銷；柱銷用于插入取樣器的銷孔內，電磁鐵通過電磁力使取樣器與手瓣貼實，避免機械手移動時取樣器自由搖擺。
[0023]進一步，所述的取樣器，其形似剪刀，包括銷孔、取樣勺、軸；兩個取樣勺交叉設置，并通過軸穿過兩個取樣勺上的銷孔固定。
[0024]該煤質分析樣品的自動稱量裝置的工作方法，其具體工作步驟如下:
[0025]A、將清理干凈的與托板數量相同的給樣裝置通過其導條依次嵌入托板的導槽內，同時使其扁軸的下平面與下限位板吻合處于水平狀態；
[0026]B、機械手抓取取樣器依次插入不同來樣容器內取得部分煤樣，依次對應的裝入給樣裝置的進樣斗內；
[0027]C、步進機構啟動，第一個給樣裝置由B位置移動至C位置；
[0028]D、分析容器取放通道打開，機械手抓取分析容器送到天平上去皮，分析容器取放通道關閉；
[0029]E、移動裝置啟動，促使給樣裝置由C位置移動至D位置，此時給樣裝置的出樣口對準分析容器；
[0030]F、給樣驅動器啟動，給樣裝置將進樣斗內的煤樣受入并均勻輸送填加在分析容器內，同時天平對填加煤樣量跟蹤檢測，通過控制器的PID調節，達到煤樣的定量填加；移動裝置啟動，促使給樣裝置從D位置回到C位置；分析容器取放通道打開，機械手抓取已填加煤樣的分析容器送入相應分析儀器；分析容器取放通道關閉；
[0031]G、需要對該煤樣多次稱量填加時，可重復步驟D?F ;需要對另一個煤樣進行稱量填加時，步進機構啟動，下一個給樣裝置從B位置移動至C位置，第一個給樣裝置從C位置移動至E位置，之后重復步驟D?F。
[0032]與現有技術相比，本發明由于采用機械手，從待分析煤樣容器到分析容器定量填加，全過程無需人工干預或輔助操作，自動實現分析容器的煤樣定量填加，保證了稱量填加過程中煤樣的可信性；由于采用多個煤樣對應多個給樣裝置，避免了不同煤樣的交叉感染；為之后分析環節提高精密度和降低偏倚提供了保障。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明的主視圖；
[0034]圖2是圖1的A-A剖面圖；
[0035]圖3是本發明俯視的布置示意圖；
[0036]圖4是本發明給樣裝置中B、C和E的位置示意圖；
[0037]圖5是本發明給樣裝置中B、C和D的位置示意圖；
[0038]圖6是本發明中給樣裝置的主視圖；
[0039]圖7是本發明中給樣驅動器的主視圖；
[0040]圖8是本發明中稱量裝置的主視圖；
[0041]圖9是本發明中步進機構的主視圖；
[0042]圖10是本發明中機械手的主視圖；
[0043]圖11是本發明中取樣器的主視圖；
[0044]圖中:1、控制器，2、給樣裝置，2.1、扁軸，2.2、螺旋體，2.3、管體，2.4、端蓋，2.5、進樣斗，2.6、出樣口，2.7、導條，3、給樣驅動器，3.1、電機，3.2、槽型聯軸器，3.3、支架，3.3.1、上限位板，3.3.2、鉤頭，4、稱量裝置，4.1、天平，4.2、防護罩，4.3、加樣通道，4.4、分析容器取放通道，5、移動裝置，6、步進機構，6.1、托板，6.2、導桿，6.3、傳動機構，6.4、下限位板，7、定位器，8、位置開關，9、機械手，9.1、手瓣，9.2、電磁鐵，9.3、柱銷，10、取樣器，10.1、銷孔，10.2、取樣勺，10.3、軸，11、分析容器，12、機體。
【具體實施方式】
[0045]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0046]如圖1、圖2和圖3所示，本發明包括控制器1、給樣裝置2、給樣驅動器3、稱量裝置4、移動裝置5、步進機構6、定位器7、位置開關8、機械手9、取樣器1、分析容器11、機體12 ;給樣裝置2、給樣驅動器3、稱量裝置4、移動裝置5、步進機構6、定位器7、位置開關8分別裝于機體12上；機械手9、取樣器10、分析容器11分別回繞機體12布置；控制器I分別與給樣驅動器3、稱量裝置4、移動裝置5、步進機構6、定位器7、位置開關8、機械手9電纜連接，用于控制待分析煤樣往分析容器11內的定量填加和各部件的運行；
[0047]給樣裝置2的數量至少為兩個，用于不同待分析煤樣的給料，杜絕不同煤樣的交叉感染；
[0048]給樣驅動器3，用于多個給樣裝置2的共用驅動；
[0049]稱量裝置4，用于對分析容器11內定量填加煤樣的重量檢測；
[0050]如圖1、圖4和圖5所示，移動裝置5，用于驅使給樣驅動器3連同給樣裝置2直線移動，實現D位置和C位置的切換；
[0051]如圖2、圖4和圖5所示，步進機構6，用于多個給樣裝置2依次水平步進，實現給樣裝置2在B位置往C位置的逐一遞補；
[0052]如圖1所示，定位器7，用于檢測給樣驅動器3中槽型聯軸器3.2的旋轉位置，在控制器I的控制下，確保給樣裝置2在C位置時，槽型聯軸器3.2的槽處于水平狀態，以便使該給樣裝置2的扁軸2.1能便利的從C位置移出到E位置或下一個給樣裝置2從B位置鑲入槽內遞補到C位置；
[0053]如圖2所示，位置開關8，用于檢測多個給樣裝置2所處的位置并保證在C位置時給樣裝置2與給樣驅動器3同軸。
[0054]如圖3所示，機械手9，用于抓取取樣器10和分析容器11并取送；
[0055]取樣器10，用于待分析煤樣的采取；
[0056]如圖6所示，所述的給樣裝置2包括扁軸2.1、螺旋體2.2、管體2.3、端蓋2.4，進樣斗2.5、出樣口 2.6、導條2.7 ;扁軸2.1與螺旋體2.2連接，置于外殼2.3內，一端端蓋2.4有孔并套于扁軸2.1上，端蓋2.4與管體2.3快速連接和拆卸，方便清理；管體2.3上設有進樣斗2.5、出樣口 2.6、導條2.7 ;
[0057]如圖7所示，所述的給樣驅動器3，包括電機3.1、槽型聯軸器3.2、支架3.3 ;電機3.1裝于支架3.3上，電機3.1的輸出軸與槽型聯軸器3.2連接，槽型聯軸器3.2與給樣裝置2的扁軸2.1相配合，用于傳遞扭矩，同時便于鑲入和移出；支架3.3上設有上限位板3.3.1和鉤頭3.3.2，上限位板3.3.1為二件，分別布置在B和E位置，用于保證給樣裝置2在B和E位置時扁軸2.1的平面處于水平狀態，鉤頭3.3.2用于鉤住端蓋2.4促使給樣裝置2從D位置回到C位置。
[0058]如圖8所示，所述的稱量裝置4包括天平4.1、防護罩4.2、加樣通道4.3、分析容器取放通道