一种随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法，采样装置包括运行监测装置、全自动采样中控系统、操纵各系统作业的电控及液压装置、以及采样装置；运行监测装置包括在火车轨道两侧和采样装置上设置的若干传感器和探测器；全自动采样中控系统与运行监测装置和采样装置连接；采样装置包括固定在火车轨道上方的桥式机架、可在桥式机架上水平滑动的小车行走机构、以及设置在小车行走机构上可升降的用于在前进中火车车厢上采集样品的采样头。本发明专利技术所提供的随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法，可实现全过程随动式采样、自动识别倒车风险、无需人为干预，提高了工作效率、降低了人工劳动强度和可能发生的危险。

【技术实现步骤摘要】
一种随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法
本专利技术涉及大宗物料采样
，具体涉及一种随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法。
技术介绍
随着我国工业设备自动化控制技术的发展，各地大中型煤炭生产企业以及用煤单位如电厂等均在努力提升自动化水平，以提高工作效率和作业质量。市场已经开发出能够实现自动随机取样的采样装置，这类采样装置一般包括采样头及采样头移动和升降装置，整个系统采用PLC自动控制，为移动和升降装置提供计数和位置信息，只需点击鼠标，采样装置就会按照系统中提前设置的采样次数、采样点位置等参数自动取样，设备在很大程度上提高了采样的科学性和采样效率。当前主流火车自动化采样装置主要以入厂煤为应用对象，采用固定式采样方式，要求火车车厢静止，在电厂应用广泛。然而，我国大型煤矿和洗煤厂(出厂煤)的运煤火车均是在牵引机牵引下运动装车，这就要求采样装置必须具备随动采样功能，在车辆前进过程中快速完成采样，提高采样效率。此外，考虑到运煤火车在特殊情况下会出现突然加速或倒车重新补装的情况，采样装置还应该能够自动识别火车加速或倒车情况，并及时规避车厢厢体，防止发生碰撞。当一次性连续倒回多节车厢时，采样装置应该能够识别出已采车厢，不对倒回的车厢进行重复采样，并收回采样头防止与箱体发生碰撞。现有技术都不能解决火车倒车自动识别及规避问题，遇到倒车时只能人为按下急停按钮或者手动点击更换采样点，不能脱离人实现真正意义上的全自动采样。在我国大宗固体矿物采样领域亟需一种全面可靠的随动式防倒车采样装置。申请号为CN201810133565.5的中国专利技术专利，其公开了一种具有随动功能的火车采样制样系统，该技术方案采用列车同步技术，通过PLC控制采样机在采样时与火车车厢保持相对速度为零，确保采样头不与车厢接触，该技术方案在一定程度上实现了随动采样，但由于移动采样装置本体必须安装道轨，需要留出移动空间，这样就占用了较大的作业空间和宝贵的土地空间，且每采一节车厢后采样机还要返回初始位置，重新与火车保持同速以采集另一车厢煤样，操作步骤复杂、耽误时间且容易出现漏采。申请号为CN200520074662.X的中国技术专利，公开了一种动态煤样采样装置，其作为一种在运动中的火车车箱顶部进行取样的技术方案，实现了在列车装车的同时进行采样，但该设备无法随机采样且不具有防倒车功能。
技术实现思路
我国大型煤矿和洗煤厂(出厂煤)的运煤火车均是在牵引机牵引下运动装车，而市场上现有机械采样装置只能静止采样。本专利技术所提供的随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法，具有随动式采样功能，解决了目前设备不能在线作业的技术问题，且无需额外安装采样轨道，占地面积小。现有技术都不能解决火车突然加速或倒车自动识别及规避问题，遇到突然加速或倒车时只能人为按下急停按钮或者手动点击更换采样点。本专利技术所提供的随动式防倒车全自动化采样装置及其采样方法，能够自动识别出火车运行速度和方向，当火车突然加速或倒车时，无论滑动小车动作进行到何位置，采样头都将停止采样并抬起，小车行走机构返回原点，规避车厢厢体，防止发生碰撞。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种随动式防倒车全自动化采样装置，其包括运行监测装置、全自动采样中控系统、操纵各系统作业的电控及液压装置、以及采样装置；所述运行监测装置，其包括在火车轨道两侧和采样装置上设置的若干用于获取火车运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息的传感器和探测器；所述全自动采样中控系统，其与所述运行监测装置和所述采样装置连接，用于根据所述运行监测装置获取的火车各类运行信息，控制所述采样装置在火车车厢通过时间内完成采样以及规避加速和倒车风险；所述采样装置，其包括固定在火车轨道上方的桥式机架、可在桥式机架上水平滑动的小车行走机构、以及设置在小车行走机构上可升降的用于在前进中火车车厢上采集样品的采样头。作为优选，所述传感器和探测器与所述全自动采样中控系统的中央处理器PLC输入接口连接；所述传感器和探测器用于获取火车前进方向、运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息，并将信息传送给所述中央处理器PLC。作为优选，采样装置还包括与所述中央处理器PLC连接的用于监测车厢速度的速度传感器和速度探测器。作为优选，所述小车行走机构包括滑动小车、设置在所述桥式机架上的纵向滑轨和横向导轨；所述纵向滑轨和横向导轨垂直交叉设置，所述滑动小车能够在所述纵向滑轨和横向导轨上滑移，所述采样头安装在所述滑动小车上并随滑动小车沿所述纵向滑轨和横向导轨滑移。作为优选，所述桥式机架上设置有作业平台。一种随动式防倒车全自动化采样方法，其包括下述步骤：确定火车车厢能够在火车轨道上运行；将采样装置中的桥式机架固定在火车轨道上方，将小车行走机构滑动安装在所述桥式机架上，将用于在前进中的火车车厢上采集样品的采样头以可升降的方式安装在所述小车行走机构上；将运行监测装置中用于获取火车运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息的传感器和探测器安装在火车轨道两侧和采样装置上；将与所述运行监测装置和所述采样装置连接并用于根据所述运行监测装置获取的火车各类运行信息以控制所述采样装置在火车车厢通过时间内完成采样以及规避加速和倒车风险的全自动采样中控系统进行调试；调试完成后，将所述传感器和探测器与所述全自动采样中控系统的中央处理器PLC输入接口连接，获取火车前进方向、运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息，并将信息传送给所述中央处理器PLC；所述中央处理器PLC获取所述信息，并对所述信息进行A/D转换；所述中央处理器PLC判断运煤火车是否正常匀速行驶、是否符合采样条件；若所述运煤火车正常匀速前进，某一节车厢通过采样装置的时间符合采样要求，所述中央处理器PLC在所述车厢内随机确定采样点；所述中央处理器PLC依据确定的采样点位置向所述采样装置输出与所述采样点位置对应的采样指令；所述采样装置获取所述采样指令，并依据所述采样指令移动到所述采样点位置的正上方进行采样。作为优选，所述采样装置还包括与所述中央处理器PLC连接的用于监测车厢速度的速度传感器和速度探测器；若所述车厢沿前进方向突然加速，所述中央处理器PLC依据所述车厢的加速情况，判断所述运煤车车厢尾部与正在作业的采样头之间的距离；所述中央处理器PLC判断所述加速车厢尾部与所述正在作业的采样头之间的距离满足采样头继续完成采样全过程，所述中央处理器PLC不会向所述采样头输出修正指令；所述中央处理器PLC判断所述加速车厢尾部与所述正在作业的采样头之间的距离无法满足采样头继续完成采样全过程，所述中央处理器PLC将会向所述采样头输出停止采样指令；所述滑动小车无论动作进行到何位置，所述采样头接收到停止采样指令后，采样头将停止采样并抬起，小车行走机构返回原点，规避车厢尾部厢体，防止发生碰撞。作为优选，若运煤火车车厢突然向后方倒车，无论倒车速度大小，所述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，包括运行监测装置、全自动采样中控系统、操纵各系统作业的电控及液压装置、以及采样装置；/n所述运行监测装置，其包括在火车轨道两侧和采样装置上设置的若干用于获取火车运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息的传感器和探测器；/n所述全自动采样中控系统，其与所述运行监测装置和所述采样装置连接，用于根据所述运行监测装置获取的火车各类运行信息，控制所述采样装置在火车车厢通过时间内完成采样以及规避加速和倒车风险；/n所述采样装置，其包括固定在火车轨道上方的桥式机架、可在桥式机架上水平滑动的小车行走机构、以及设置在小车行走机构上可升降的用于在前进中火车车厢上采集样品的采样头。/n

【技术特征摘要】
1.一种随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，包括运行监测装置、全自动采样中控系统、操纵各系统作业的电控及液压装置、以及采样装置；
所述运行监测装置，其包括在火车轨道两侧和采样装置上设置的若干用于获取火车运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息的传感器和探测器；
所述全自动采样中控系统，其与所述运行监测装置和所述采样装置连接，用于根据所述运行监测装置获取的火车各类运行信息，控制所述采样装置在火车车厢通过时间内完成采样以及规避加速和倒车风险；
所述采样装置，其包括固定在火车轨道上方的桥式机架、可在桥式机架上水平滑动的小车行走机构、以及设置在小车行走机构上可升降的用于在前进中火车车厢上采集样品的采样头。


2.根据权利要求1所述的随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，所述传感器和探测器与所述全自动采样中控系统的中央处理器PLC输入接口连接；所述传感器和探测器用于获取火车前进方向、运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息，并将信息传送给所述中央处理器PLC。


3.根据权利要求2所述的随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，采样装置还包括与所述中央处理器PLC连接的用于监测车厢速度的速度传感器和速度探测器。


4.根据权利要求1所述的随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，所述小车行走机构包括滑动小车、设置在所述桥式机架上的纵向滑轨和横向导轨；所述纵向滑轨和横向导轨垂直交叉设置，所述滑动小车能够在所述纵向滑轨和横向导轨上滑移，所述采样头安装在所述滑动小车上并随滑动小车沿所述纵向滑轨和横向导轨滑移。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的随动式防倒车全自动化采样装置，其特征在于，所述桥式机架上设置有作业平台。


6.一种随动式防倒车全自动化采样方法，其特征在于，包括下述步骤：
确定火车车厢能够在火车轨道上运行；
将采样装置中的桥式机架固定在火车轨道上方，将小车行走机构滑动安装在所述桥式机架上，将用于在前进中的火车车厢上采集样品的采样头以可升降的方式安装在所述小车行走机构上；
将运行监测装置中用于获取火车运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息的传感器和探测器安装在火车轨道两侧和采样装置上；
将与所述运行监测装置和所述采样装置连接并用于根据所述运行监测装置获取的火车各类运行信息以控制所述采样装置在火车车厢通过时间内完成采样以及规避加速和倒车风险的全自动采样中控系统进行调试；调试完成后，将所述传感器和探测器与所述全自动采样中控系统的中央处理器PLC输入接口连接，获取火车前进方向、运行速度、车厢间隙、车厢尺寸、火车倒车运行信息，并将信息传送给所述中央处理器PLC；
所述中央处理器PLC获取所述信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜英，罗陨飞，姜国宁，
申请(专利权)人：力源智信苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11