专利名称：一种以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械化采样装置，尤其涉及一种以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机。
背景技术：
煤炭分析是煤炭质量监测和质量控制的基础工作。只有煤炭分析的数据准确，才能正确评定煤炭质量并实行质量控制。在煤炭分析总误差中，采样误差占的比重最大，采样方差占总方差的80%，制样占16%，化验仅占4%。因此，为了获得准确的煤炭分析结果，首先从被分析的批煤中采取具有代表性的样品，然后将之无偏差地制备成分析试样。为此，世界各国和国际标准化组织(ISO)都专门制定了煤炭采样和制样的方法标准，包括机械采样和 人工采样方法标准。但人工采样有许多缺点，最大的问题是存在人为误差。这种误差与采样人员的技术熟练程度、特别是职业道德有关，其次是劳动强度大，安全性差，但为了便于操作、减轻劳动强度、保证操作人员安全，采样规程又往往制定得比较简单，从而降低了采样精密度和带来偏差。煤炭机械化采样准确、快速、劳动强度低，特别是能避免人为误差。取样器(俗称采样头)是机械化采样系统的关键部件，取样器的性能，直接影响机械化采样系统的客观性和公正性。国际标准IS013909《煤和焦炭-机械化采样方法》，国家标准GB/T19494《煤炭机械化采样》和GB475-2008《商品煤样人工采取方法》中对采样方法和采样器性能都有严格的规定。国内外现有的静止煤炭采样器，存在设备庞大，且为固定式，机动性差，较难适应物流现场的多样化变化，远不能满足我国煤炭产品采样要求。目前，传统的采样方式，是通过工人携带便携式采样机，进入到运输煤炭的火车车皮或汽车承载箱内，对煤炭进行人工采样，由于对同一批次的煤炭需要进行多次采样，因此采样方式效率很低，工人劳动强度大。人们为了解决这一问题，研发出一些煤炭采样机，并运用在实际生产中。如中国专利文献CN88204022U公开一种铁路运煤车皮的自动采样机，包括采样铲、行走小车、起落架、门型架和电控系统组成，其在铁轨两侧设置立柱，并在铁轨上方安装一门型架，使得运煤车皮从门型架下方通过，然后通过下方起落架，并利用起落架上的采样铲对运煤车皮中的煤炭进行取样，从而获得煤炭样本；再如中国专利文献CN200996904Y公开的一种煤料采样机小车防抬装置，其说明书中公开了一种桥式双梁煤料采样机，其采用横跨在两端大车主梁上的安装沿轨道依靠行走轮行走的小车，使得安装在小车上的升降采样装置行走到位，然后通过升降采样装置，对运输车承载箱内的煤炭进行取样，从而获得煤炭样本。以上两种装置，均实现了机械化采取煤炭样本，但其均需要在运输装置行走的方向上单独设置庞大的采样装置，其机体庞大、构造复杂、且整体价格较高，不利于推广使用。
发明内容
本发明的目的是针对目前机械化采制样系统技术手段，提供一种新的设计理念。提供一种机动、灵活、操作方便的机械化采制样装置。可代替大部分的人工采样作业。其自身结构简单、成本低、使用方便，并且对使用环境限制条件少，便于推广使用。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种一种以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，包括装载机及其液压提升装置，所述液压提升装置一端与装载机前部铰接，另一端通过采样支架平台与采样机构相连，且所述采样支架平台一侧与液压提升装置铰接，另一侧与采样装置固定连接，所述采样机构包括采样支架、竖直升降装置和升降轴，所述升降轴顶端安装有旋转驱动装置，其上端固定在升降移动台上，并通过升降移动台与竖直升降装置相连，其下端穿过固定导向台，并通过固定导向台与采样支架平行布置，其底端安装有采样头，所述竖直升降装置安装在采样支架上。进一步的，所述竖直升降装置为导轨链条式升降机，其包括驱动链轮、导向链轮和链条，所述驱动链轮和导向链轮固定安装在采样支架内侧，所述链条绕驱动链轮和导向链、轮形成封闭环，所述链条上固定安装有升降移动台，所述驱动链轮上安装有驱动装置。进一步的，所述驱动链轮安装在采样支架内侧上部，所述导向链轮安装在采样支架内侧下部。进一步的，所述驱动链轮安装在采样支架内侧下部，所述导向链轮安装在采样支架内侧上部。进一步的,所述驱动装置优选为定量双向马达。进一步的，所述固定导向台安装在采样支架下部，其上设置有用于升降轴导向用的护轴轮。进一步的，所述护轴轮为两个，并呈180°角对称布置在升降轴的两侧。进一步的，所述旋转驱动装置为定量液压马达。进一步的，所述液压提升装置包括支撑臂和铰接旋臂，所述支撑臂一端铰接在装载机前端，另一端铰接在安装板上，所述支撑臂中部通过第一液压缸与装载机前端相连，且第一液压缸一端铰接在支撑臂中部，另一端铰接在装载机前端，所述铰接旋臂一端与安装板铰接，另一端与第二液压缸的一端铰接，所述第二液压缸的另一端铰接在装载机前端。进一步的，所述支撑臂为两根，且平行布置，且两根支撑臂一端分别铰接在装载机前端两侧，另一端分别铰接在采样支架平台一侧的两端处，所述两根支撑臂之间设置铰接旋臂，所述铰接旋臂包括第一旋臂和第二旋臂，所述第一旋臂一端与采样支架平台铰接，另一端与第二旋臂一端铰接，所述第二旋臂另一端与第二液压缸一端铰接，所述第二旋臂中部铰接在支撑横梁上，所述支撑横梁固定安装在两根支撑臂之间。本发明的有益效果为，所述装载机式煤炭采样机，其通过装载机搭载采样装置，并通过装载机的液压提升装置，将采样装置移动到位，然后对煤炭进行样品采集，代替了原有的人工采样,实现了机械化作业，同时解决了传统采样机机体庞大、构造复杂、整体设备采购费用高等缺点，更加便于推广使用；采用装载机作为采样装置的载体，改造方便、且费用较低，同时装载机对使用环境的要求较少，便于在不同工作场地使用，极大的扩展了采样机的使用范围；采样装置中采用升降轴，并可沿采样支架平行伸出或收回，其有效的缩小了采样机构的整体高度，便于采样机构布置到位，并对运输车皮或车载承载箱内的煤炭进行采样，同时，其还可有效的避开电气化铁道上的带点接触网，避免了安全事故的发生，也使得采样机可在电气化轨道上使用，进一步扩展了其使用范围；采样机构中的竖直升降装置采用导轨链条式升降机，其对升降轴的定位更加精准，并能为升降轴提供较大的推动力，便于其对煤炭的旋转取样；导轨链条式升降机的驱动装置采用双向液压马达，其对升降轴的伸出或收回限位更加准确；在固定导向台上加装护轴轮，减小了固定导向台对升降轴的摩擦阻力，使得升降轴伸出或收回更加顺畅，同时升降轴可更好的将导轨链条式升降提供的推动力用于煤炭的取样。
图I是本发明提供的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机的结构示意图；图2是本发明提供的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机中采样装置的结构示意图；图3是本发明提供的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机中液压提升装置的结构不意图； 图4是本发明提供的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机正常工作状态结构示意图；图5是本发明提供的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机紧急工作状态结构示意图。图中I、装载机，2、液压提升装置，21、支撑臂，211、支撑横梁，22、铰接旋臂，221、第一旋臂，222、第二旋臂，23、第一液压缸，24、第二液压缸，3、采样支架平台，4、采样机构，41、采样支架，42、竖直升降装置，421、驱动链轮，422、导向链轮，423、链条，424、驱动装置，43、升降轴，44、旋转驱动装置，45、升降移动台，46、固定导向台，461、护轴轮，47、采样头，5、车皮，6、接触网带电导线。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。如图I 3所示，于本实施例中，所述以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，包括装载机I及其液压提升装置2，液压提升装置2 —端与装载机I前部铰接，另一端通过采样支架平台3与采样机构4相连，即采样支架平台3背面与液压提升装置2铰接，正面与采样机构4固定连接,如图I所示。具体的，如图2所示，采样机构4包括采样支架41、竖直升降装置42和升降轴43，其中竖直升降装置42安装在采样支架41上；升降轴43顶端安装有旋转驱动装置44，用于带动升降轴43旋转，升降轴43上端穿过升降移动台45，并且与升降移动台45固定连接，然后将升降移动台45与竖直升降装置42固定相连；升降轴43下端穿过固定导向台46，并通过固定导向台46的限位作用，使得升降轴43与采样支架41平行布置，固定导向台46固定安装在采样支架41的下部；升降轴43底端安装有采样头47。上述中的竖直升降装置42优选采用导轨链条式升降机，其包括驱动链轮421、导向链轮422和链条423，驱动链轮421和导向链轮422固定安装在采样支架41内侧，链条423绕驱动链轮421和导向链轮422形成封闭环，升降移动台45固定安装在链条423上，并且驱动链轮421上安装有驱动装置424 ；其中，导轨链条式升降机优选的安装结构为驱动链轮421安装在采样支架41内侧上部，导向链轮422安装在采样支架41内侧下部；根据需要，导轨链条式升降机也可采用第二种安装结构驱动链轮421安装在采样支架41内侧下部，导向链轮422安装在采样支架41内侧上部；进一步优选的，旋转驱动 装置44选用定量液压马达；驱动装置424选用定量双向马达；固定导向台46上设置有用于升降轴43导向用的护轴轮461，且护轴轮461为两个，并呈180°角对称布置在升降轴43的两侧。具体的，如图3所示，液压提升装置2包括支撑臂21和铰接旋臂22，支撑臂21 —端铰接在装载机I前端，另一端铰接在采样支架平台3上，并且支撑臂21中部通过第一液压缸23与装载机I前端相连，具体安装结构为支撑臂21前端铰接在采样支架平台3背面，其后端绞接在装载机I如部位直，弟一液压缸23如端绞接在支撑臂21中部，后端绞接在装载机I前部；铰接旋臂22 —端与采样支架平台3铰接，另一端与第二液压缸24和装载机I前端依次铰接安装，具体安装结构为铰接旋臂22前端与采样支架平台3背面中部位置铰接，铰接旋臂22后端与第二液压缸24前端铰接，第二液压缸24后端铰接在装载机I前部位置；上述中的支撑臂21优选为两根，且平行布置，具体安装结构为两根支撑臂21的后端分别铰接在装载机I前部的两侧，其前端分别铰接在采样支架平台3背面的两侧上，铰接旋臂22设置在两根支撑臂21之间；进一步优选的，上述中的铰接旋臂22包括第一旋臂221和第二旋臂222，具体安装结构为第一旋臂221前端铰接在采样支架平台3背面的中部位置处，其后端与第二旋臂222前端铰接，第二旋臂222后端与第二液压缸24前端铰接，第二液压缸24后端铰接在装载机I前部位置；更加优选的为第二旋臂222中部铰接在支撑横梁211上，且支撑横梁211固定安装在两根支撑臂21之间。使用时正常使用时，如图4所示第一步，通过液压提升装置2，将采样机构4提升到工作高度(即使得采样装置4中的采样支架41下端高于装载煤炭的车皮5或承载箱的高度)，具体为，利用支撑臂21将采样支架平台3抬升高度，同时铰接旋臂22配合，以保证采样支架平台3与地面呈垂直状态(即保证采样装置4与地面呈垂直状态)；第二步，启动装载机1，并将采样装置4运送至装载煤炭的车皮5或承载箱内侧上方，如在电气化轨道上进行采样作业，需保证采样装置4距离电气化轨道上方的接触网带电导线6 —米以上的距离，以保证作业的安全；第三步，启动竖直升降装置42，将升降轴43下放至装载煤炭的车皮5或承载箱内，并进行煤炭样品的采集，具体为，驱动装置424带动驱动链轮421旋转，驱动链轮421带动其上的链条423，并配合导向链轮422进行旋转，此时，链条423上的升降移动台45跟随链条423向下运动，使得升降轴43沿固定导向台46向下移动，同时启动旋转驱动装置44，升降轴43开始旋转作业，使得采样头47对煤炭样品进行采集；
第四步，当样品采集结束后，关闭旋转驱动装置44，使得采样头47停止旋转，并启动竖直升降装置42，将升降轴43上提并最终收回到采样支架41上，具体为，驱动装置424带动驱动链轮421旋转，驱动链轮421带动其上的链条423，并配合导向链轮422进行旋转，此时，链条423上的升降移动台45跟随链条423向上运动，使得升降轴43沿固定导向台46向上移动，并提升至采样支架41上，完成升降轴43的回收；第五步，装载机I后退，并通过液压升降装置2将采样装置4放下，并最终从采样头47内取出采集到的煤炭样本。紧急情况下，如图5所示通过液压提升装置2，将采样装置4提升到工作高度(即使得采样装置4中的采样支架41下端高于装载煤炭的车皮5或承载箱的高度)，具体为，利用支撑臂21将采样支架平台3抬升高度，此时采样支架平台3可以与地面处于不垂直的状态(即采样装置4与地面不垂直)；然后伸出升降轴43斜向下进行采样工作，其具体工作过程与上述采样过程一致，再次就不再赘述。所述以装载机为载体移动式快速煤炭采样机，其通过装载机将采样装置移动到 位，然后采样装置对煤炭进行样品采集，代替了原有的人工采样，实现了机械化作业，其自身结构简单、成本低、使用方便，并且对使用环境限制条件少，便于推广使用。
权利要求
1.一种以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，包括装载机(I)及其液压提升装置(2 )，其特征在于所述液压提升装置(2 ) 一端与装载机(I)前部铰接，另一端通过采样支架平台(3)与采样装置(4)相连，且所述采样支架平台(3)—侧与液压提升装置(2)铰接，另一侧与采样装置(4)固定连接，所述采样机构(4)包括采样支架(41)、竖直升降装置(42)和升降轴(43)，所述升降轴(43)顶端安装有旋转驱动装置(44)，其上端固定在升降移动台(45)上，并通过升降移动台(45)与竖直升降装置(42)相连，其下端穿过固定导向台(46)，并通过固定导向台(46)与采样支架(41)平行布置，其底端安装有采样头(47)，所述竖直升降装置(42 )安装在采样支架(41)上。
2.根据权利要求I所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述竖直升降装置(42)为导轨链条式升降机，其包括驱动链轮(421)、导向链轮(422)和链条(423),所述驱动链轮(421)和导向链轮(422)固定安装在导轨架(41)内侧，所述链条(423)绕驱动链轮(421)和导向链轮(422 )形成封闭环，所述链条(423 )上固定安装有升降移动台(45),所述驱动链轮(421)上安装有驱动装置(424)。
3.根据权利要求2所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述驱动链轮(421)安装在采样支架(41)内侧上部，所述导向链轮(422)安装在采样支架(41)内侧下部。
4.根据权利要求2所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述驱动链轮(421)安装在采样支架(41)内侧下部，所述导向链轮(422)安装在采样支架(41)内侧上部。
5.根据权利要求2至4任一项所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述驱动装置(424)优选为定量双向马达。
6.根据权利要求I和2任一项所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述固定导向台(46)安装在采样支架(41)下部，其上设置有用于升降轴(43)导向用的护轴轮(461)。
7.根据权利要求6所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述护轴轮(461)为两个，并呈180°角对称布置在升降轴(43)的两侧。
8.根据权利要求I和2任一项所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述旋转驱动装置(44)为定量液压马达。
9.根据权利要求I和2任一项所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述液压提升装置(2 )包括支撑臂(21)和铰接旋臂(22 )，所述支撑臂(21) —端铰接在装载机(I)前端，另一端铰接在采样支架平台(3 )上，所述支撑臂(21)中部通过第一液压缸(23)与装载机(I)前端相连，且第一液压缸(23)—端铰接在支撑臂(21)中部，另一端铰接在装载机(I)前端，所述铰接旋臂(22 ) —端与采样支架平台(3 )铰接，另一端与第二液压缸(24)的一端铰接，所述第二液压缸(24)的另一端铰接在装载机(I)前端。
10.根据权利要求9所述的以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，其特征在于所述支撑臂(21)为两根，且平行布置，且两根支撑臂(21) —端分别铰接在装载机(I)前端两侧，另一端分别铰接在采样支架平台(3)—侧的两端处，所述两根支撑臂(21)之间设置铰接旋臂(22)，所述铰接旋臂(22)包括第一旋臂(221)和第二旋臂(222)，所述第一旋臂(221)—端与采样支架平台(3)铰接，另一端与第二旋臂(222)—端铰接，所述第二旋臂(222)另一端与第二液压缸(24)—端铰接，所述第二旋臂(222)中部铰接在支撑横梁(211) 上，所述支撑横梁(211)固定安装在两根支撑臂(21)之间。
全文摘要
本发明公开了一种以装载机为载体的移动式快速煤炭采样机，包括装载机及其液压提升装置，液压提升装置一端与装载机前部铰接，另一端通过采样支架平台与采样机构相连，采样支架平台一侧与液压提升装置铰接，另一侧与采样机构固定连接，采样机构包括采样支架、竖直升降装置和升降轴，升降轴顶端安装有旋转驱动装置，上端固定在升降移动台上，并通过升降移动台与竖直升降装置相连，下端穿过固定导向台，并通过固定导向台与采样支架平行布置，底端安装有采样头，竖直升降装置安装在采样支架上；其代替了原有的人工采样，实现了机械化作业，其自身结构简单、成本低、使用方便，并且对使用环境限制条件少，便于推广使用。
文档编号G01N1/08GK102721574SQ20121021616
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者刘占宾, 张振华, 李娜 申请人:北京华夏力鸿商品检验有限公司