管道全斷面取樣機

時間：2022-12-31

背景技術：

對于煤質分析，實際上是一種抽樣分析的過程。煤炭是一種不均勻的物質（粒度、質量特性分布等），被抽樣的母本一般比較大（幾十噸到幾萬噸不等），較大限度地抽到能代表整個母本質量及特性的代表性樣品的過程叫“采樣”，目前**械采樣、人工采樣、半機械采樣等多種方式方法。各個國家均有強制標準，必須遵照標準進行采樣工作。

按標準采到樣品后，下一過程是制樣，制樣過程的準則是在不破壞樣品代表性的前提下，把樣品粒度逐漸減小，質量也逐步減少，直到符合實驗室化驗對樣品的粒度和質量（重量）要求。制樣過程一般有空氣干燥、破碎、縮分、磨粉等過程?？諝飧稍铮ㄒ部杉訜岣稍?，但溫度應小于50℃）過程是減少樣品外部水分，以利于后面的破碎和縮分過程正常進行。制樣過程中破碎是把樣品粒度減小的過程?？s分過程是對樣品進行有代表性地減質的過程，減少的那部分樣品必須能代表減少前樣本的煤質特征，縮分過程也是制樣過程中完成樣品量減少的過程，其他過程中標準規(guī)定應不允許有煤樣損失。因為非縮分過程的樣品損失（如煤粉流失，矸石被選出等），會改變該樣品的煤質特征，選擇性（不一定是人為的）地流失樣品是制樣過程**不允許的。

目前煤樣按照國家標準主要被制作成三類：全水樣、存查樣和分析樣，三類樣品的粒度、含水量等都不相同，且需提供的量也各不相同，如粒度為13mm的全水分樣需提供不少于1.25千克，粒度為3mm的查存樣需提供不少于0.7千克，而粒度為0.2mm的分析樣需提供不少于60克。當不同的煤樣被制成后，為保樣品的可靠性，需使用樣品包裝裝置將不同煤樣分別包裝好以待后續(xù)樣品分析時使用。

為了實現(xiàn)制樣自動化，需要將用于制樣的各個獨立的模塊（設備）組合搭建在一起，并使之互相配合，能夠實現(xiàn)物料或樣品在各模塊（設備）件的靈活輸送，以同時制備三個不同的樣品（全水樣、存查樣和分析樣）?，F(xiàn)有技術主要存在以下幾個問題：

（1）自動化程度不高。樣品（樣桶）從采樣端輸送至制樣端的煤料，通常需要人工參與搬運（手工搬運至制樣端、或者手工將樣品搬運至輸送設備上再輸送至制樣端、或者手工從輸送設備上卸料）,這導致勞動強度大，工作效率低。尤其是當?shù)穆烦毯荛L、又不能用輸送帶等傳統(tǒng)輸送設備進行傳輸時，無法滿足快速的、大批量的集中輸送。使得無法滿足采制樣系統(tǒng)中**、和自動化對接的作業(yè)要求。

（2）安全性差。由于需要人為搬運，使得在過程中存在人為換樣、樣桶摔落使樣品灑落的風險。

（3）制樣自動化程度不高、制樣效率低。采用人工方式逐級制樣，將物料從上一級制樣模塊（設備）人力轉移至下一級制樣單元（設備），完全不能體現(xiàn)自動化，勞動強度大，效率低，且各環(huán)節(jié)人工干預容易存在的現(xiàn)象。

（4）采用傳統(tǒng)的皮帶輸送逐級制樣，這種方式為將物料從上一級制樣模塊（設備）的下方輸出口轉移至下一級制樣單元（設備）的上方輸入口，需要拉長輸送皮帶的長度以減少提升坡度，而這樣勢必使得整個制樣系統(tǒng)的占地面積很大，空間利用率不高。

（5）采用多斗輸送方式逐級制樣，一是用這種方式輸送時煤樣分布在許多小斗內，使得煤樣散開、平鋪輸送，煤樣暴露在空氣中的表面積較大，水分損失較多，影響后續(xù)的分析化驗精度；二是這種輸送方式煤樣與斗壁接觸面積也較大，使得煤樣在斗內的殘留也多，會對下次制樣造成污染，影響后續(xù)的分析化驗精度；三是多斗輸送在實際運用時，每次輸送只有其中一小部分斗內裝有煤樣，所有設備的實際使用效率較低。四是不論采用皮帶輸送還是多斗輸送方式，多個制樣模塊（設備）之間為了安裝輸送設備，都存在占地面積大的問題。

（6）現(xiàn)有制樣系統(tǒng)為了實現(xiàn)不同批次（煤樣可能分為不同的幾批，每批需要裝載幾個甚至十幾個樣桶）、不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的快速制樣，通常需要在制樣端設置復雜的合樣歸批裝置，合樣歸批裝置用于將不同批次的十幾個甚至數(shù)十個樣桶先集合在一起，然后將同批次的所有樣桶歸攏在一起，再分別進行同批次的合樣倒料制樣。這種裝置一是設備復雜、占地大、制作維護成本高；二是合樣歸批需要一定的時間，導致工作效率低，不能很好的滿足采制樣自動化的需求。

（7）安全性差，由于需要將物料從采樣端人力轉移至制樣端，完全不能體現(xiàn)自動化，所以存在在采樣端的搬運過程中就發(fā)生人工換樣的現(xiàn)象。即便后續(xù)的制樣端控制再嚴格，無奈早早的在采樣端即改變了樣品特質。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題在于：針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種自動化程度高、可大大降低勞動強度、有效保證樣品安全、大大縮小制樣系統(tǒng)占地面積、大大提高采樣、制樣工作效率的智能采制樣系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種智能采制樣系統(tǒng)，包括相配合的采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)和智能小車，所述采樣系統(tǒng)設有多個智能采樣模塊，所述制樣系統(tǒng)設有多個智能制樣模塊，所述智能小車上設有用于夾取移動樣桶的機械臂模塊，在中央控制系統(tǒng)的調度下所述智能小車與智能制樣模塊相配合、用于通過機械臂模塊將智能采樣模塊處已采樣的不同批次樣桶均夾取轉移至智能小車后運輸至制樣系統(tǒng)，在中央控制系統(tǒng)的調度下所述智能小車與多個智能制樣模塊相配合、用于通過機械臂模塊夾取同批次樣桶卸料并通過機械臂模塊使樣品在多個智能制樣模塊之間轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車上設有交互控制模塊、用于存儲多個樣桶的樣桶管理模塊，所述交互控制模塊與中央控制系統(tǒng)交互通訊、以用于根據(jù)中央控制系統(tǒng)的指示信息對智能小車、機械臂模塊進行控制；采樣時所述智能采樣模塊對各個樣桶進行編號并傳輸給中央控制系統(tǒng)，樣桶被夾取存儲時所述交互控制模塊通過中央控制系統(tǒng)接收存儲樣桶編號信息、并且交互控制模塊根據(jù)機械臂模塊的夾取移動路線存儲樣桶于樣桶管理模塊處的存儲坐標信息用于對多批次樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀制樣。

作為本實用新型的進一步改機，所述多個智能采樣模塊包括采樣機和智能分礦留樣機，所述采樣機用于采集樣品后輸送給智能分礦留樣機，所述智能分礦留樣機用于存放多個不同批次的樣桶。

作為本實用新型的進一步改機，所述制樣系統(tǒng)還設有樣瓶存儲模塊，所述樣瓶存儲模塊存儲有多個樣瓶、用于制樣時使機械臂模塊夾取樣瓶于多個智能制樣模塊之間接料轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)。

作為本實用新型的進一步改機，所述多個智能制樣模塊包括全水樣智能制樣模塊、分析樣智能制樣模塊、存查樣智能制樣模塊的任意組合。

作為本實用新型的進一步改機，所述多個智能制樣模塊包括樣品封裝模塊。

作為本實用新型的進一步改機，所述多個智能制樣模塊包括清洗模塊以用于對機械臂模塊夾取來的樣桶或者樣瓶進行自動清洗。

作為本實用新型的進一步改機，所述制樣系統(tǒng)還設有樣品管理區(qū)以用于對機械臂模塊夾取來的已制樣樣品進行暫存管理。

作為本實用新型的進一步改機，所述多個智能制樣模塊包括在線稱重模塊、以用于對機械臂模塊夾取來的樣桶或者樣瓶進行稱重，所述中央控制系統(tǒng)與在線稱重模塊通信連接、用于對稱重數(shù)據(jù)進行存儲和管理。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車上設有解鎖開蓋模塊，所述交互控制模塊與解鎖開蓋模塊通信連接、用于控制解鎖開蓋模塊將機械臂模塊夾取來的樣桶進行解鎖開蓋或合蓋上鎖。

作為本實用新型的進一步改機，所述機械臂模塊包含固定于智能小車上的旋轉底座，所述旋轉底座上設有多軸機械臂，所述多軸機械臂的較末端上設有末端夾取機構以用于抓取并翻轉樣桶。

作為本實用新型的進一步改機，所述樣桶管理模塊包括固定于智能小車上的存儲架，所述存儲架上設有多個用于存儲樣桶的固定倉位。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車設有封閉車廂，所述樣桶管理模塊、機械臂模塊設于封閉車廂內，所述封閉車廂上設有自動門。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車上設有感應開啟組件，所述采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)處均設有感應開關，當感應開啟組件感應到感應開關的感應信號、并且智能小車同時也接收到中央控制系統(tǒng)下發(fā)的采樣/或制樣指令時，所述自動門開啟、且機械臂模塊開展后續(xù)作業(yè)。

作為本實用新型的進一步改機，所述封閉車廂上設有一個以上帶密碼鎖的維護門。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車上設有監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括設于智能小車上的多個監(jiān)控攝像頭以用于對智能小車自身環(huán)境和車外環(huán)境進行實時監(jiān)控，所述交互控制模塊可存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)并可以根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控信息發(fā)出報警信號和/或調整智能小車駕駛轉態(tài)。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車上設有感應系統(tǒng)，所述感應系統(tǒng)包括設于智能小車上的多個紅外傳感器和/或超聲波傳感器，所述交互控制模塊根據(jù)感應系統(tǒng)的感應信號發(fā)出報警信號和/或調整智能小車駕駛轉態(tài)。

作為本實用新型的進一步改機，所述交互控制模塊可根據(jù)智能小車的移動路線存儲智能小車的移動坐標信息用于使智能小車實現(xiàn)路線自動導航或優(yōu)化路線選擇。

作為本實用新型的進一步改機，所述智能小車包括agv車體。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

一是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，著力于樣品的采樣、輸送和制樣的全流程，通過設有特殊的中央控制模塊8、智能小車、采樣系統(tǒng)的多個智能采樣模塊20、制樣系統(tǒng)的多個智能制樣模塊9，智能小車、多個智能采樣模塊20、多個智能制樣模塊9均與中央控制模塊8交互通信，使得不論是在采樣端的取樣過程、還是將樣品輸送至制樣端的輸送過程、還是將樣品卸在多個智能制樣模塊9處的卸料過程，全程都*人工人為搬運，較佳的實現(xiàn)了制樣自動化，不但大大降低了勞動強度，較大提高了工作效率。而且能夠很好地的滿足快速、大批量的集中輸送，使得很好的滿足了采制樣系統(tǒng)中**、和自動化對接的作業(yè)要求。

二是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，由于全程都*人工人為搬運，使得樣品的采樣、輸送和制樣的全流程安全性較佳。在樣品的采樣、輸送和制樣的全流程過程中均不會存在人為換樣、樣桶摔落使樣品灑落的風險。

三是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，不僅僅實現(xiàn)了采樣、搬運、卸料的自動化，較為重要的是，同時設置智能小車、多個智能制樣模塊均與中央控制模塊交互通信其相互配合，使得在制樣的過程中，能夠通過機械臂模塊去接樣轉移以實現(xiàn)在多個智能制樣模塊處的自動制樣作業(yè)，進而快速、同步的完成不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的制樣。這完全顛覆了現(xiàn)有技術的采用人工方式逐級制樣、皮帶輸送逐級制樣、多斗輸送方式逐級制樣的方式，能夠大大解決這些傳統(tǒng)方式的制樣弊端，不但大大提高了整個采制樣系統(tǒng)的自動化和智能化，而且大大降低了勞動強度，大大提高了生產效率，大大縮小了整個制樣系統(tǒng)的占地面積，空間利用率較高。而且機械手接樣轉移的方式，快速、直接，煤樣水分損失少，不會影響后續(xù)的分析化驗精度；不會對下次制樣造成污染，不會影響后續(xù)的分析化驗精度。

四是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，由于制樣樣品不論在采樣系統(tǒng)、還是制樣系統(tǒng)、或者轉移都可通過智能小車的機械臂模塊進行抓取、轉移，不受系統(tǒng)內部單元模塊間固定連接的限制，因此，可根據(jù)不同的制樣需求，靈活配置各單元模塊，進行符合客戶需求的個性化配置。比如，采樣系統(tǒng)可靈活設置多個分礦留樣機，存儲多批次大量的樣桶，實現(xiàn)的快速集中進行，使系統(tǒng)利用較大化；比如，制樣系統(tǒng)中需要配置在線測全水功能，即可在制樣系統(tǒng)中增配在線測全水單元；又比如，根據(jù)存查樣制備和分析樣制備數(shù)量的個性化要求，可以增加或減少存查樣制備單元和分析樣制備單元，使系統(tǒng)利用較大化；又比如，為了達到較佳的制樣效率，可增配其中某個單元模塊，比如存查樣制備單元效率是整個系統(tǒng)效率的制約點，而樣品的制樣量又比較大，那么，可以通過增配存查樣制備單元的數(shù)量來提高系統(tǒng)整體的制樣效率；又比如，樣品制備中有其中部分樣品不需要存查樣留樣，則可通過智能小車的機械臂智能優(yōu)化選擇制樣路線，樣品流轉可跳過存查樣制備單元。因此，通過本智能采制樣系統(tǒng)，可靈活滿足各種個性化需求，也可智能選擇較佳的采樣輸送和制樣輸送路線，以此來提高系統(tǒng)的制樣效率。

五是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，樣品在采樣過程中，樣品采集均自動化進行，并且同一礦種同一批次的樣品被中央控制模塊賦予其一的樣品編碼，在后續(xù)的轉移和制樣過程中，該編碼與樣桶位置管理相結合，能夠對該樣品進行有效的管理，不論在采樣系統(tǒng)、還是制樣系統(tǒng)、或者轉移過程中，都杜絕了人為干預、人為換樣作假的可能。

六是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，由于能夠對多個樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀，使得能夠一次性輸送多批次、多數(shù)量的樣桶，很好的滿足不了不同采樣進行快速制樣的需求，較佳的實現(xiàn)了制樣自動化，不但大大降低了勞動強度，較大提高了工作效率。

七是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，由于能夠一次性輸送多批次、多數(shù)量的樣桶、并且能夠對多個樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀，使得能夠在制樣端取消復雜的合樣歸批裝置，不但解決了合樣歸批裝置設備復雜、占地大、制作維護成本高的問題；而且縮短了傳統(tǒng)技術的合樣歸批時間，大大提高了工作效率，很好的滿足了采制樣自動化的需求。

八是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，制樣端還設有樣瓶存儲模塊，樣瓶存儲模塊存儲有多個樣瓶、用于制樣時使機械臂模塊夾取樣瓶于多個智能制樣模塊之間接料并轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)。由于是逐級、且不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的同步制樣，這使得機械臂模塊能夠針對不同的排樣去夾取不同的樣瓶進行后續(xù)的接料并轉移，尤其是通過樣瓶可以將較終制得的不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）樣品全部裝載好。較便于后續(xù)的樣品轉移和分析化驗作業(yè)。

九是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，多個智能制樣模塊包括在線稱重模塊、以用于對機械臂模塊夾取來的樣桶或者樣瓶進行稱重，中央控制模塊與在線稱重模塊交互通訊、用于對稱重數(shù)據(jù)進行存儲和管理。在本實施例中，本系統(tǒng)具有樣品稱重管理功能，可對樣品制備前、后重量進行稱重，并將樣品來料重量、干燥去水率、制樣收集率、棄樣等信息管理起來，關聯(lián)樣品“從來到去”的全過程，同時在樣品制備過程中樣品收集有偏差的情況下進行報警，并且判斷問題出現(xiàn)環(huán)節(jié)及反饋問題情況，指導操作人員及時處理。

附圖說明

圖1是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)的原理示意圖。

圖2是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)的控制原理示意圖。

圖3是本實用新型的智能小車的局部剖視結構原理示意圖。

圖4是本實用新型的智能小車的立體結構原理示意圖。

圖5是本實用新型的機械臂模塊的立體結構原理示意圖。

圖例說明：

1、agv車體；11、封閉車廂；12、自動門；2、交互控制模塊；3、樣桶管理模塊；4、機械臂模塊；41、旋轉底座；42、多軸機械臂；43、末端夾取機構；5、解鎖開蓋模塊；6、監(jiān)控系統(tǒng)；7、感應系統(tǒng)；8、中央控制系統(tǒng)；9、智能制樣模塊；91、全水樣智能制樣模塊；92、分析樣智能制樣模塊；93、存查樣智能制樣模塊；94、樣品封裝模塊；95、清洗模塊；96、樣品管理區(qū)；97、在線稱重模塊；10、樣瓶存儲模塊；20、智能采樣模塊；201、采樣機；202、智能分礦留樣機。

具體實施方式

以下結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1至圖5所示，本實用新型提供一種智能采制樣系統(tǒng)，包括相配合的采樣系統(tǒng)（如圖1中的a所示）、制樣系統(tǒng)（如圖1中的b所示）、中央控制系統(tǒng)8和智能小車，采樣系統(tǒng)設有多個智能采樣模塊20，制樣系統(tǒng)設有多個智能制樣模塊9，智能小車上設有用于夾取移動樣桶的機械臂模塊4，在中央控制系統(tǒng)8的調度下智能小車與智能制樣模塊9相配合、用于通過機械臂模塊4將智能采樣模塊20處已采樣的不同批次樣桶均夾取轉移至智能小車后運輸至制樣系統(tǒng)，在中央控制系統(tǒng)8的調度下智能小車與多個智能制樣模塊9相配合、用于通過機械臂模塊4夾取同批次樣桶卸料并通過機械臂模塊4使樣品在多個智能制樣模塊9之間轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)。智能小車的車身長度不小于0.5米。也即本實用新型著力于樣品的采樣、輸送和制樣的全流程，具體實施原理如下：

在本實施例中，中央控制模塊8控制智能采樣模塊20進行制樣，采樣系統(tǒng)能夠同時采集不同批次（煤樣可能分為不同的幾批，每批需要裝載幾個甚至十幾個樣桶）的多個煤樣（煤樣用樣桶裝載）。當采樣系統(tǒng)已經采集了多個不同批次的煤樣時（煤樣用樣桶裝載），中央控制模塊8控制智能小車移動至采樣系統(tǒng)。并通過機械臂模塊4將智能采樣模塊20（例如分礦留樣機）處的多個樣桶一一夾取并轉移至智能小車上。然后在中央控制模塊8的調度下通過智能小車將多個樣桶運輸至制樣系統(tǒng)制樣。到達制樣系統(tǒng)后，中央控制模塊8通過智能小車控制機械臂模塊4，使得機械臂模塊4將智能小車上的多個樣桶一一夾取并轉移至智能制樣模塊9處，完成同批次樣桶卸料。當同批次樣桶卸料完成后中央控制模塊8控制智能小車、多個智能制樣模塊9進行制樣，由于是逐級、且不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的同步制樣，使得當一個智能制樣模塊9排出樣品時，其會將信號傳輸給中央控制模塊8，然后中央控制模塊8會控制機械臂模塊4去接取，然后將接取的樣品轉移至下一個智能制樣模塊9進行下一步制樣。也即，在采樣系統(tǒng)，通過機械臂模塊4去將多個不同批次的煤樣夾取并轉移至智能小車上。在制樣系統(tǒng)，在多個智能制樣模塊9之間，通過機械臂模塊4去接樣轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)，而非采用現(xiàn)有的人工方式采樣輸送或逐級制樣、采樣后皮帶輸送并皮帶逐級制樣、多斗輸送方式逐級制樣的方式，能夠大大解決這些傳統(tǒng)方式的采樣系統(tǒng)和制樣系統(tǒng)之間的銜接弊端，大大提高了整個采制樣系統(tǒng)的自動化和智能化。關于機械臂模塊4接樣轉移，可以如下方所述的通過機械臂模塊4夾取專門的樣瓶進行接樣轉移，或者也可以采用其他的容器，只要是通過機械臂模塊4夾取后進行接樣轉移即可。

通過以上特殊的科學設計，具有如下技術優(yōu)點：

三是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，不僅僅實現(xiàn)了采樣、搬運、卸料的自動化，較為重要的是，同時設置智能小車、多個智能制樣模塊9均與中央控制模塊8交互通信其相互配合，使得在制樣的過程中，能夠通過機械臂模塊4去接樣轉移以實現(xiàn)在多個智能制樣模塊9處的自動制樣作業(yè)，進而快速、同步的完成不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的制樣。這完全顛覆了現(xiàn)有技術的采用人工方式逐級制樣、皮帶輸送逐級制樣、多斗輸送方式逐級制樣的方式，能夠大大解決這些傳統(tǒng)方式的制樣弊端，不但大大提高了整個采制樣系統(tǒng)的自動化和智能化，而且大大降低了勞動強度，大大提高了生產效率，大大縮小了整個制樣系統(tǒng)的占地面積，空間利用率較高。而且機械手接樣轉移的方式，快速、直接，煤樣水分損失少，不會影響后續(xù)的分析化驗精度；不會對下次制樣造成污染，不會影響后續(xù)的分析化驗精度。

四是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，由于制樣樣品不論在采樣系統(tǒng)、還是制樣系統(tǒng)、或者轉移都可通過智能小車的機械臂模塊4進行抓取、轉移，不受系統(tǒng)內部單元模塊間固定連接的限制，因此，可根據(jù)不同的制樣需求，靈活配置各單元模塊，進行符合客戶需求的個性化配置。比如，采樣系統(tǒng)可靈活設置多個分礦留樣機，存儲多批次大量的樣桶，實現(xiàn)的快速集中進行，使系統(tǒng)利用較大化；比如，制樣系統(tǒng)中需要配置在線測全水功能，即可在制樣系統(tǒng)中增配在線測全水單元；又比如，根據(jù)存查樣制備和分析樣制備數(shù)量的個性化要求，可以增加或減少存查樣制備單元和分析樣制備單元，使系統(tǒng)利用較大化；又比如，為了達到較佳的制樣效率，可增配其中某個單元模塊，比如存查樣制備單元效率是整個系統(tǒng)效率的制約點，而樣品的制樣量又比較大，那么，可以通過增配存查樣制備單元的數(shù)量來提高系統(tǒng)整體的制樣效率；又比如，樣品制備中有其中部分樣品不需要存查樣留樣，則可通過智能小車的機械臂智能優(yōu)化選擇制樣路線，樣品流轉可跳過存查樣制備單元。因此，通過本智能采制樣系統(tǒng)，可靈活滿足各種個性化需求，也可智能選擇較佳的采樣輸送和制樣輸送路線，以此來提高系統(tǒng)的制樣效率。

五是本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)，既可以設置一臺智能小車于采樣端與制樣端之間銜接，也可以設置多臺智能小車同步運行以提高作業(yè)效率。還可以通過多臺智能小車實現(xiàn)一個采樣端對應多個制樣端，提高了系統(tǒng)的應用性。

同時，中央控制模塊8可以協(xié)同多臺智能小車根據(jù)實際需求進行高效作業(yè)，例如：在多個采樣端與制樣端之間進行樣桶，若采樣端1發(fā)出樣桶轉移申請后，中央控制模塊8調度智能小車與采樣端1進行對接轉移樣桶（按通常流程，智能小車需將采樣端1的樣桶轉移至制樣端）；與此同時，采樣端2也發(fā)出樣桶轉移申請，此時，智能小車進行空余倉位盤點（需預判是否能同時容納采樣端1、采樣端2的存樣桶），如果空余倉位可同時容納采樣端1、采樣端2需轉出樣桶，則小車在采樣端1的所有樣桶均裝車完成后，直接到采樣端2進行樣桶轉移（而不是先將采樣端1的樣桶轉移至制樣端暫存后再來轉移采樣端2的樣桶）。還例如：當智能小車在采樣端執(zhí)行樣桶轉出指令過程中，如智能小車在完成采樣端1樣桶轉出任務后，智能小車進行空余倉位盤點，若空余倉位較多，則智能小車向中央控制模塊8發(fā)出就近點樣桶轉出的申請（即申請離采樣端較近的另一采樣端進行樣桶轉出），中央控制模塊8收到申請后，中央控制模塊8進行就近采樣端盤點是否具備出桶條件（1、滿桶，即樣桶已接滿即可出桶；2、收批，即同一批次的樣品均已集樣封裝，收批即可出桶），并且與智能小車空余倉位進行比對，下發(fā)樣桶轉出指令。

進一步，在較佳實施例中，智能小車上設有交互控制模塊2、用于存儲多個樣桶的樣桶管理模塊3，交互控制模塊2與中央控制系統(tǒng)8交互通訊、以用于根據(jù)中央控制系統(tǒng)8的指示信息對智能小車、機械臂模塊4進行控制；采樣時智能采樣模塊20對各個樣桶進行編號并傳輸給中央控制系統(tǒng)8，樣桶被夾取存儲時交互控制模塊2通過中央控制系統(tǒng)8接收存儲樣桶編號信息、并且交互控制模塊2根據(jù)機械臂模塊4的夾取移動路線存儲樣桶于樣桶管理模塊3處的存儲坐標信息用于對多批次樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀制樣。

例如：在采樣系統(tǒng)，當智能采樣模塊20接到中央控制模塊8的采樣指令時，會采集多個不同批次的煤樣時（煤樣用樣桶裝載），并且對每個桶裝進行編號（具體編號形式可采用現(xiàn)有技術的在每個樣桶上設置二維碼、或者設置芯片的形式，在此不作贅述），使得該樣桶的編號會被存儲在中央控制模塊8。例如智能采樣模塊20共采有兩種樣e和f，每種樣均有兩桶，也即樣桶分別設有編號e1和e2以及f1和f2。

采樣完畢后，交互控制模塊2接收到中央控制模塊8的指令，故交互控制模塊2控制智能小車移動至采樣系統(tǒng)。當互控制模塊2反饋到達信息給樣品采制化系統(tǒng)的中央控制模塊8后，交互控制模塊2再次接收到中央控制模塊8的取樣指令，故交互控制模塊2控制機械臂模塊4，使得機械臂模塊4將采樣端處的多個樣桶一一夾取并轉移至車體上。

在這一取樣過程中，中央控制模塊8會將每個樣桶的編號發(fā)送交互控制模塊2。使得機械臂模塊4每夾取移動一次，該對應的編號都會存儲在交互控制模塊2。同時，根據(jù)機械臂模塊4的夾取移動路線，交互控制模塊2會存儲該樣桶于樣桶管理模塊3處的存儲坐標信息。例如當交互控制模塊2接收到中央控制模塊8的指令控制機械臂模塊4夾取e1時，e1會存儲在在交互控制模塊2，并且交互控制模塊2根據(jù)機械臂模塊4夾取e1的移動路線來存儲好e1在樣桶管理模塊3處的存儲坐標信息，例如記為位置t1，也即t1等于e1，然后按照上述邏輯依次把其他的三個樣桶也存儲好。當樣桶被運輸至制樣系統(tǒng)時，如果需要先調取e樣進行集中倒料，交互控制模塊2會直接控制機械臂模塊4在樣桶管理模塊3的t1處來**e1樣桶進行倒料，再控制機械臂模塊4在樣桶管理模塊3的t2處來**e2樣桶進行倒料，很好的完成了e樣集中倒料，使得能夠快速進行e樣的制樣作業(yè)。即使當智能小車上裝載有多個批次、每批次多個樣桶，甚至在取樣時樣桶不是分批次取樣而是順序雜亂的取樣，但是由于交互控制模塊2能夠存儲樣桶編號信息、并且存儲根據(jù)機械臂模塊4的夾取移動路線存儲樣桶于樣桶管理模塊3處的存儲坐標信息，使得不論存儲多少個樣桶、不論存儲順序如何雜亂，交互控制模塊2都能夠快速的找到需要的樣桶，實現(xiàn)對多個樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀，也即將多個在存儲時混亂的同批次樣品，在制樣時進行有序的同批次倒料，實現(xiàn)合樣歸批的功能。

同時，在制樣中，機械臂模塊4在交互控制模塊2的控制下，不但可以夾取樣桶進行制樣卸料，并在后續(xù)的具體制樣過程中，還可以通過機械臂模塊4夾取容器物（例如樣瓶）來承接樣品，使得樣品能夠快速的在幾個制樣設備之間轉移，進而快速、同步的完成不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的制樣。當制樣結束后，交互控制模塊2又接收到中央控制模塊8的指令，使得機械臂模塊4將制好樣的多個樣品一一夾取并轉移至智能小車上，然后控制智能小車移動至樣品采制化系統(tǒng)的化驗工位，并將制得的樣品轉移至化驗工位

通過以上特殊的科學設計，具有如下技術優(yōu)點：

一是樣品在采樣過程中，樣品采集均自動化進行，并且同一礦種同一批次的樣品被中央控制模塊8賦予其一的樣品編碼，在后續(xù)的轉移和制樣過程中，該編碼與樣桶位置管理相結合，能夠對該樣品進行有效的管理，不論在采樣系統(tǒng)、還是制樣系統(tǒng)、或者轉移過程中，都杜絕了人為干預、人為換樣作假的可能。

二是由于能夠對多個樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀，使得能夠一次性輸送多批次、多數(shù)量的樣桶，很好的滿足了不同采樣進行快速制樣的需求，較佳的實現(xiàn)了制樣自動化，不但大大降低了勞動強度，較大提高了工作效率。

三是由于能夠一次性輸送多批次、多數(shù)量的樣桶、并且能夠對多個樣桶實現(xiàn)位置管理和分揀，使得能夠在制樣端取消復雜的合樣歸批裝置，不但解決了合樣歸批裝置設備復雜、占地大、制作維護成本高的問題；而且縮短了傳統(tǒng)技術的合樣歸批時間，大大提高了工作效率，很好的滿足了采制樣自動化的需求。

進一步，在較佳實施例中，多個智能采樣模塊20包括采樣機201和智能分礦留樣機202，采樣機201用于采集樣品后輸送給智能分礦留樣機202，智能分礦留樣機202用于存放多個不同批次的樣桶。采樣機201采樣后直接輸送給智能分礦留樣機202保存，杜絕人為干預。

進一步，在較佳實施例中，制樣系統(tǒng)還設有樣瓶存儲模塊10，樣瓶存儲模塊10存儲有多個樣瓶、用于制樣時使機械臂模塊4夾取樣瓶于多個智能制樣模塊9之間接料轉移以實現(xiàn)自動制樣作業(yè)。由于是逐級、且不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）的同步制樣，這使得機械臂模塊4能夠針對不同的排樣去夾取不同的樣瓶進行后續(xù)的接料并轉移，尤其是通過樣瓶可以將較終制得的不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）樣品全部裝載好，較便于后續(xù)的樣品轉移和分析化驗作業(yè)。當然，樣瓶存儲模塊10還可以用來存儲倒料后的空的樣桶，使得樣桶也能夠進行有效存放和管理。

進一步，在較佳實施例中，多個智能制樣模塊9包括全水樣智能制樣模塊91、分析樣智能制樣模塊92、存查樣智能制樣模塊93的任意組合。這使得本實用新型的智能采制樣系統(tǒng)能夠滿足客戶的不同制樣需求，進而靈活的組合和擺放制樣設備。多個智能制樣模塊9具有樣品干燥、破碎、縮分、集樣等制樣功能。

進一步，在較佳實施例中，多個智能制樣模塊9包括樣品封裝模塊94。這使得機械臂模塊4能夠將較終制得的不同類型（全水樣、存查樣和分析樣）樣品送至樣品封裝模塊94全部封裝好，較便于后續(xù)的樣品轉移和分析化驗作業(yè)。

進一步，在較佳實施例中，多個智能制樣模塊9包括清洗模塊95以用于對機械臂模塊4夾取來的樣桶或者樣瓶進行自動清洗。這使得本系統(tǒng)具有自清洗功能，機械臂模塊4能夠對夾取卸料后的樣桶進行清洗、或者對接料轉移過程中用完后的樣瓶進行清洗，節(jié)約了樣桶樣瓶的利用率。在本實施例中，清洗模塊95具有一清洗腔，腔內設有可旋轉的刷體，刷體上設有清吹孔，刷體與外部高壓氣源連通。清洗時，機械臂模塊4夾取樣桶或者樣瓶伸入清洗腔內，并使得可旋轉的刷體伸入樣桶或者樣瓶內，然后刷體同時旋轉和清吹，能夠對樣桶或者樣瓶內進行高效的清掃作業(yè)。

進一步，在較佳實施例中，制樣系統(tǒng)還設有樣品管理區(qū)96以用于對機械臂模塊4夾取來的已制樣樣品進行暫存管理。當樣品封裝模塊94把樣品封裝好，機械臂模塊4夾取已制樣樣品統(tǒng)一放置在樣品管理區(qū)96，便于制樣結束后對樣品進行集體。

進一步，在較佳實施例中，多個智能制樣模塊9包括在線稱重模塊97、以用于對機械臂模塊4夾取來的樣桶或者樣瓶進行稱重，中央控制系統(tǒng)8與在線稱重模塊97通信連接、用于對稱重數(shù)據(jù)進行存儲和管理。在本實施例中，本系統(tǒng)具有樣品稱重管理功能，可對樣品制備前、后重量進行稱重，并將樣品來料重量、干燥去水率、制樣收集率、棄樣等信息管理起來，關聯(lián)樣品“從來到去”的全過程，同時在樣品制備過程中樣品收集有偏差的情況下進行報警，并且判斷問題出現(xiàn)環(huán)節(jié)及反饋問題情況，指導操作人員及時處理。

進一步，在較佳實施例中，智能小車上設有解鎖開蓋模塊5，交互控制模塊2與解鎖開蓋模塊5通信連接、用于控制解鎖開蓋模塊5將機械臂模塊4夾取來的樣桶進行解鎖開蓋或合蓋上鎖。當需要進行倒料時，交互控制模塊2會控制機械臂模塊4在樣桶管理模塊3處來**樣桶，然后移動至車上的解鎖開蓋模塊5處，解鎖開蓋模塊5對樣桶進行解鎖開蓋，然后再進行后續(xù)的倒料作業(yè)。關于樣桶的蓋體設置鎖扣裝置，可以采用在樣桶的蓋體設置鎖扣和二維碼或者芯片，解鎖開蓋模塊5讀取二維碼或者芯片后使得鎖扣打開，在此不作贅述。這使得本實用新型的系統(tǒng)能夠能夠輸送并使用帶有鎖蓋的樣桶、并且又能夠靈活的進行解鎖開蓋或合蓋上鎖，不需要人為來開鎖，很好了兼顧了加鎖保密和全程無人操作的問題，使得在過程中不會存在人為換樣的風險，樣品安全性高。

進一步，在較佳實施例中，機械臂模塊4包含固定于智能小車上的旋轉底座41，旋轉底座41上設有多軸機械臂42，多軸機械臂42的較末端上設有末端夾取機構43以用于抓取并翻轉樣桶。由于本申請的智能小車上同時集成了交互控制模塊2、機械臂模塊4、樣桶管理模塊3、解鎖開蓋模塊5，并且機械臂模塊4還要和外界進行對接取樣、倒料，同時為了盡可能的增大存儲的數(shù)量，這使得需要盡可能的提高機械臂模塊4的靈活度，故本申請的機械臂模塊4通過固定于智能車體1的旋轉底座41能夠實現(xiàn)靈活的360度旋轉，再配合旋轉底座41上設有的多軸機械臂42，使得機械臂模塊4能夠靈活的折疊和伸縮，再配合末端夾取機構43，不但實現(xiàn)了抓取，還能夠使得樣桶翻轉，很好的滿足了取樣、存儲、解鎖、倒料、后續(xù)和多個多個智能制樣模塊9配合轉移制樣等一系列動作的需求。

進一步，在較佳實施例中，樣桶管理模塊3包括固定于智能小車上的存儲架，存儲架上設有多個用于存儲樣桶的固定倉位。存儲架可以有多種布置方式，例如l形、或u形等，存儲架可以設置一排多個多排，使得能夠靈活的根據(jù)車體內的空間和機械臂模塊4的動作幅度，較大限度的設置固定倉位，盡可能多的運輸樣桶。

進一步，在較佳實施例中，智能小車設有封閉車廂11，樣桶管理模塊3、機械臂模塊4設于封閉車廂11內，封閉車廂11上設有自動門12。智能小車上設有感應開啟組件，采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)處均設有感應開關，當感應開啟組件感應到感應開關的感應信號、并且智能小車同時也接收到中央控制系統(tǒng)8下發(fā)的采樣/或制樣指令時，自動門12開啟、且機械臂模塊4開展后續(xù)作業(yè)。封閉車廂11上設有一個以上帶密碼鎖的維護門。這一是使得樣桶管理模塊3、機械臂模塊4、樣桶等都能夠保管于封閉車廂11內，不但提高了安全性能，杜絕輸送中途換樣，而且能夠適應室外輸送，能夠不懼風吹雨淋，很好的保證了樣品的特質。二是采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)處均設有感應開關，使得智能小車只能在達到采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)時，感應開啟組件才能夠根據(jù)感應開關的感應信號使自動門12開閉，智能化程度高。三是通過設置帶密碼鎖的維護門，又能夠在一定權限下進行維護。同時，通過設置感應開啟組件，還可以在采樣端和制樣端均設置門禁系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)設有對應的感應開關。門禁系統(tǒng)能夠防止外人進入作業(yè)區(qū)域內，當時又能夠和小車的感應開啟組件進行配合，只有當小車開來并且感應開啟組件感應到門禁系統(tǒng)的感應開關的感應信號，才能打開門禁系統(tǒng)，使下車駛入進行作業(yè)，進一步提高了系統(tǒng)的安全性。

進一步，在較佳實施例中，智能小車上設有監(jiān)控系統(tǒng)6，監(jiān)控系統(tǒng)6包括設于智能小車上的多個監(jiān)控攝像頭以用于對智能小車自身環(huán)境和車外環(huán)境進行實時監(jiān)控，交互控制模塊2可存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)并可以根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)6的監(jiān)控信息發(fā)出報警信號和/或調整智能小車駕駛轉態(tài)。監(jiān)控系統(tǒng)6以圖像和音頻形式實時監(jiān)控并記錄小車行駛情況，在本實施例中前置攝像頭位于車體車頭前部，用于監(jiān)測小車行駛方向上的周圍環(huán)境，后置攝像頭位于車廂內，用于監(jiān)測小車車廂內部情況，交互控制模塊2可存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)備查。

進一步，在較佳實施例中，智能小車上設有感應系統(tǒng)7，感應系統(tǒng)7包括設于智能小車上的多個紅外傳感器和/或超聲波傳感器，交互控制模塊2根據(jù)感應系統(tǒng)7的感應信號發(fā)出報警信號和/或調整智能小車駕駛轉態(tài)。交互控制模塊2可根據(jù)智能車體1的移動路線存儲智能車體1的移動坐標信息用于使智能小車實現(xiàn)路線自動導航或優(yōu)化路線選擇。感應系統(tǒng)7用于監(jiān)控小車行駛過程中周圍環(huán)境路況、障礙物、小車的行駛速度、行駛路線監(jiān)測等，并實時作出反饋，以及時糾正小車行駛情況。在本實施例中，感應系統(tǒng)7包括設于車體左右兩側、車體前側、車體后側各一組、每組包含兩個及以上的紅外傳感器和超聲波傳感器，用于探測周圍障礙物的距離及形狀；智能小車具有路線規(guī)劃、自動導航功能，即只需要在欲行駛的路徑上操控行走一圈，建立行駛路徑周圍環(huán)境信息，即可記憶該行駛路線，后續(xù)便可自動導航該路徑。并且可對已規(guī)劃的多路徑進行管理，根據(jù)歷史行駛路線數(shù)據(jù)，進行路線優(yōu)化等。

進一步，在較佳實施例中，智能小車包括agv車體1。agv（automatedguidedvehicle，簡稱agv)車體具有萬向行駛功能，能夠適應小空間內行駛自如，使得agv車體1能夠靈活的駛入采樣系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)的設備之中，進而配合使得機械臂模塊4能夠靈活的伸縮和夾取，滿足各個設備的需求（因為設備是固定不動的）。

以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本實用新型的保護范圍。

詞條
詞條說明
智能車廂扦樣機
管道全斷面取樣機
背景技術：對于煤質分析，實際上是一種抽樣分析的過程。煤炭是一種不均勻的物質（粒度、質量特性分布等），被抽樣的母本一般比較大（幾十噸到幾萬噸不等），較大限度地抽到能代表整個母本質量及特性的代表性樣品的過程叫“采樣”，目前**械采樣、人工采樣、半機械采樣等多種方式方法。各個國家均有強制標準，必須遵照標準進行采樣工作。按標準采到樣品后，下一過程是制樣，制樣過程的準則是在不破壞樣品代表性的前提下，把樣品粒
管道旋轉取樣機
皮帶端部移動截取式取樣機

標簽：管道全斷面取樣機