一种用于样品采制化的供瓶装置的制作方法

本发明主要涉及到物料样品的采制化设备，具体涉及一种用于样品采制化的供瓶装置。

背景技术：

对于物料（如矿石、煤炭）样品的采样、制样、化验工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行样品的采制化工作。样品的采样、制样、化验工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的化验分析。

如以煤炭的样品采制化为例，实际上是一种抽样分析的过程，煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其实验结果能代表整批被采样煤的实验煤样。不论是“采样”、“制样”还是“化验”， 这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

在物料（如矿石、煤炭）样品的采样、制样、化验工作中，需要使用到众多样瓶来收集样品，这就会需要一种样瓶供瓶装置来为其他相关作业设备提供样瓶。现有样瓶供瓶装置存在以下技术问题：

（1）由于需要为其他相关作业设备持续提供数量众多的样瓶，这使得作为样瓶供应源头的供瓶装置本身需要装载大量的样瓶，而现有供瓶装置的样瓶存储方式设计不科学，导致供瓶装置整体体积大、占地大。而一旦将体积设计变小，又会使得设备的装瓶容量变小，不能适应大数量的供瓶需求，严重影响采制化工作效率。

（2）随着技术的革新和工作需求的变化，使得目的煤样采制化工作中，不同的作业设备会需要使用到不用体积（容量）规格的样瓶来装载不同工作需求的样品。而现有供瓶装置存储设计单一，只能存储供应同一体积（容量）规格的样瓶，不能满足工作需求。而如增加不同存储供应规格的供瓶装置，势必会极大增加使用成本，也造成了资源浪费。

（3）供瓶装置不止是存储样瓶，还需要将存储的样瓶及时高效的供应给其他作业设备或者输送设备。而现有供瓶装置为实现大容量存储、高效率供给的目的，使得结构十分复杂，操作不便捷、维护成本高。

（4）现有供瓶装置智能化程度低，一旦前期的样瓶存储失误，如存储方向不一致，存储大小不一致等，则会严重影响后续的供给作业，严重时甚至损坏设备、发生生产事故。并且现有供瓶装置也不能对样瓶使用寿命、样瓶储存实时消耗情况等进行评估和计算，也严重影响了工作效率和生产经营。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、体积小、容量大、供给快捷、工作效率高、智能化程度高的用于样品采制化的供瓶装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于样品采制化的供瓶装置，包括储瓶柜和设置于储瓶柜下方的取瓶输送机构，所述储瓶柜内设有多列竖向平行设置的储瓶格，每列储瓶格内从下至上依次存储有多个呈卧式的样瓶，每列所述储瓶格竖直方向的底端的出瓶口处均设有一个用于阻挡样瓶向下掉落的挡瓶开关组件；所述取瓶输送机构的一端设有用于与外部传输设备相配合的供瓶区，所述取瓶输送机构包括横设于储瓶柜下方的平移轨道，所述平移轨道上设有平移翻转机械手，所述平移翻转机械手平移至储瓶格下端时与挡瓶开关组件配合以夹取从出瓶口处掉落的样瓶并沿平移轨道平移至供瓶区后翻转、以使样瓶竖立落放于外部传输设备上进行供瓶输送作业。

作为本发明的进一步改进，所述平移翻转机械手上设有可上下升降的顶升驱动部，所述挡瓶开关组件沿样瓶的瓶身高度方向布置于储瓶格的一侧，所述挡瓶开关组件包括呈口状的开关框、呈竖直设立的顶杆、用于阻挡样瓶的挡板和弹簧，所述顶杆活动贯穿于开关框的中部，所述挡板沿瓶身高度方向水平布置且铰接于顶杆上，所述弹簧套设于顶杆上且限位于开关框的顶板与挡板之间，当所述顶升驱动部向上顶起顶杆并挤压弹簧时，所述顶杆带动挡板一起上升以使挡板朝下翻转、用于打开出瓶口以使最底层的样瓶掉落至平移翻转机械手上，当取瓶后所述顶升驱动部向下降落时，所述顶杆在弹簧的回复力作用下向下降落、用于带动打开的挡板向上翻转以再次挡住出瓶口。

作为本发明的进一步改进，所述开关框的两侧板上均一个设有呈缺口状的限位滑动部，所述挡板上设有两根沿瓶身高度方向对称布置的限位滑动杆，当顶杆带动挡板上下升降时，两根所述限位滑动杆对应于两个限位滑动部内上下滑动以对升降行程进行限位。

作为本发明的进一步改进，所述平移翻转机械手上设有空瓶检测传感器，当所述平移翻转机械手所处的储瓶格内无样瓶时，所述平移翻转机械手根据空瓶检测传感器的检测信息自动平移至下一储瓶格处进行取瓶作业。

作为本发明的进一步改进，所述储瓶柜内设有不同存放区以用于存放不同瓶高的样瓶，同一存放区的储瓶格的水平方向深度与对应存放的样瓶的瓶高一致、用于使所有样瓶均处于同一竖向平面上以便于平移翻转机械手的取瓶作业，所述平移翻转机械手上设有用于托住落下的样瓶的半圆状托板，所述托板为两块且沿瓶身高度方向平行布置以用于托住不同瓶高的样瓶，两块所述托板之间设有夹爪。

作为本发明的进一步改进，每列所述储瓶格水平深度方向的底部均设有两列竖向布置的凸台部，两列所述凸台部之间形成用于使样瓶瓶盖端伸入的凹陷部。

作为本发明的进一步改进，所述储瓶柜上设有一个以上的柜门检测报警组件以用于检测储瓶柜柜门是否关闭并发出警报。

作为本发明的进一步改进，所述储瓶柜上设有用于检测每列储瓶格内样瓶存量的红外对射检测组件，所述红外对射检测组件设置于储瓶格的侧面且距离出瓶口一定高度设置、以用于当检测到单列储瓶格内所有样瓶的整体高度低于红外对射检测线时发出警报。

作为本发明的进一步改进，所述取瓶输送机构于供瓶区处还设有用于与平移翻转机械手相配合的样瓶防倒组件，所述样瓶防倒组件包括相连接的防倒驱动气缸和防倒挡板，当平移翻转机械手带动样瓶翻转后，所述防倒驱动气缸驱动防倒挡板伸出、用于和平移翻转机械手之间形成落放腔以防止掉落至外部传输设备上的样瓶发生倾倒。

作为本发明的进一步改进，每个所述样瓶上均设有用于记录样瓶使用次数的电子标签，所述取瓶输送机构上于平移翻转机械手的平移行程上设有标签识别组件以用于检测样瓶的使用次数，所述取瓶输送机构于供瓶区处还设有用于与标签识别组件相配合的挡瓶组件，所述挡瓶组件包括相连接的挡瓶驱动气缸和挡瓶板，所述挡瓶驱动气缸根据标签识别组件的检测信息驱动挡瓶板伸出、用于将超过使用次数的样瓶挡住。

作为本发明的进一步改进，靠近所述挡瓶组件处设有弃瓶组件，所述弃瓶组件的对面开设有弃瓶口，所述弃瓶组件包括相连接的弃瓶驱动气缸和弃瓶推板，当所述挡瓶板伸出将超过使用次数的样瓶挡住时，所述弃瓶驱动气缸驱动弃瓶推板伸出将该样瓶推入弃瓶口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，将储瓶柜设计为多列储瓶格形式，并且采用特殊的卧式的样瓶存放方式，这极大压缩了样瓶的存储空间，在保证大存储量的前提下，极大了缩小了设备的体积，极大减小了占地空间。

（2）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，多列储瓶格形成下落通道，再和下方的平移翻转机械手相配合，使得样瓶在自重作用下呈下落式取瓶方式，且前一个样瓶被取走后，后续的样瓶会自动补上，使得取瓶结构简单，取瓶方式方便快捷，易于使用和维护。

（3）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，将平移翻转机械手横向设置在多列储瓶格的下方，平移翻转机械手一个设备即完成了平移取瓶和翻转供瓶两个动作，进一步使得本发明智能化程度高，结构简单但取瓶方式高效，易于使用和维护。

（4）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，平移翻转机械手还进一步具有驱动开关的功能，并且这种顶起驱动、弹簧回复驱动的方式十分简单，结构很紧凑，操作很快捷，智能化程度高。二是与平移翻转机械手配合的挡瓶开关组件结构也十分简单，能实现自动复位，并不会占用储瓶柜的过多体积，有效保证了储瓶柜存储大容量的实现。

（5）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，存储多样化，能够同时存储多种不同体积（容量）规格的样瓶，使得本装置能够满足多种采制化设备装载不同容量样品的供应需求。二是使得所有样瓶均处于同一竖向平面上，这使得所有的样瓶在向下掉落时都会应相同的位置掉落在平移翻转机械手上，间接的提高了平移翻转机械手的取瓶精度；三是将平移翻转机械手的半圆状托板设计为两块，且之间设有夹爪，这使得不论是掉落的长瓶还是短瓶，两端的半圆状托板总对形成很好的承载，并且处于中间位置的夹爪一定能够夹住该样瓶，有效保证了样瓶在平移转运和翻转过程中的安全性。

（6）本发明的用于样品采制化的供瓶装置，通过设置凸台部和柜门检测报警组件，如果一旦出现放错的情况，能及时提醒操作人员进行及时修正或者直接停机，并且通过设置空瓶检测传感器、样瓶防倒组件、挡瓶组件、弃瓶组件，这进一步提高了本设备的智能化，避免了后续风险的发生。

附图说明

图1是本发明用于样品采制化的供瓶装置的立体结构原理示意图。

图2是本发明用于样品采制化的供瓶装置的透视立体结构原理示意图。

图3是本发明的储瓶柜的立体结构原理示意图。

图4是本发明的平移翻转机械手的立体结构原理示意图。

图5是本发明平移翻转机械手取样瓶时的结构原理示意图。

图6是本发明的挡瓶开关组件的立体结构原理示意图。

图7是本发明的样瓶防倒组件、挡瓶组件、弃瓶组件的结构原理示意图。

图例说明：

1、储瓶柜；11、储瓶格；111、凸台部；112、凹陷部；13、柜门检测报警组件；14、红外对射检测组件；12、挡瓶开关组件；121、开关框；1211、限位滑动部；122、顶杆；123、挡板；1231、限位滑动杆；124、弹簧；2、取瓶输送机构；21、平移轨道；22、平移翻转机械手；221、顶升驱动部；222、空瓶检测传感器；223、托板；224、夹爪；23、样瓶防倒组件；231、防倒驱动气缸；232、防倒挡板；24、标签识别组件；25、挡瓶组件；251、挡瓶驱动气缸；252、挡瓶板；26、弃瓶组件；261、弃瓶驱动气缸；262、弃瓶推板；27、弃瓶口；3、样瓶；4、供瓶区。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图7所示，本发明提供一种用于样品采制化的供瓶装置，包括储瓶柜1和设置于储瓶柜1下方的取瓶输送机构2，储瓶柜1内设有多列竖向平行设置的储瓶格11，每列储瓶格11内从下至上依次存储有多个呈卧式的样瓶3，每列的样瓶3相互接触。每列储瓶格11竖直方向的底端的出瓶口处均设有一个用于阻挡样瓶3向下掉落的挡瓶开关组件12。取瓶输送机构2的一端设有用于与外部传输设备（如传输带，图中未示出）相配合的供瓶区4，取瓶输送机构2包括横设于储瓶柜1下方的平移轨道21，平移轨道21上设有平移翻转机械手22，平移翻转机械手22平移至储瓶格11下端时与挡瓶开关组件12配合以夹取从出瓶口处掉落的样瓶3并沿平移轨道21平移至供瓶区4后翻转、以使样瓶3竖立落放于外部传输设备上进行供瓶输送作业。当原本处于最下端的样瓶3被取走后，其他样瓶3在自重作用下自动向下掉落，使得原本处于倒数第二个的样瓶3又变成出瓶口处的首个样瓶3。通过以上特殊的科学设计，具有如下优点：

一是本发明将储瓶柜1设计为多列储瓶格11形式，并且采用特殊的卧式的样瓶3存放方式，这极大压缩了样瓶3的存储空间，在保证大存储量的前提下，极大了缩小了设备的体积，极大减小了占地空间。二是本发明的多列储瓶格11形成下落通道，再和下方的平移翻转机械手22相配合，使得样瓶3在自重作用下呈下落式取瓶方式，且前一个样瓶3被取走后，后续的样瓶3会自动补上，使得取瓶结构简单，取瓶方式方便快捷，易于使用和维护。三是本发明将平移翻转机械手22横向设置在多列储瓶格11的下方，平移翻转机械手22一个设备即完成了平移取瓶和翻转供瓶两个动作，进一步使得本发明智能化程度高，结构简单但取瓶方式高效，易于使用和维护。

如图2至图6所示，进一步，在较佳实施例中，平移翻转机械手22上设有可上下升降的顶升驱动部221，挡瓶开关组件12沿样瓶3的瓶身高度方向布置于储瓶格11的一侧，挡瓶开关组件12包括呈口状的开关框121、呈竖直设立的顶杆122、用于阻挡样瓶3的挡板123和弹簧124，顶杆122活动贯穿于开关框121的中部，挡板123沿瓶身高度方向水平布置且铰接于顶杆122上，弹簧124套设于顶杆122上且限位于开关框121的顶板与挡板123之间，当顶升驱动部221向上顶起顶杆122并挤压弹簧124时，顶杆122带动挡板123一起上升以使挡板123朝下翻转、用于打开出瓶口以使最底层的样瓶3掉落至平移翻转机械手22上，当取瓶后顶升驱动部221向下降落时，顶杆122在弹簧124的回复力作用下向下降落、用于带动打开的挡板123向上翻转以再次挡住出瓶口。通过这样的特殊设置，一是使得平移翻转机械手22这一个设备在满足了上述的平移取瓶和翻转供瓶两个功能时，还进一步具有驱动开关的功能，并且这种顶起驱动、弹簧回复驱动的方式十分简单，结构很紧凑，操作很快捷，智能化程度高。二是与平移翻转机械手22配合的挡瓶开关组件12结构也十分简单，能实现自动复位，并不会占用储瓶柜1的过多体积，有效保证了储瓶柜1存储大容量的实现。

如图6所示，进一步，在较佳实施例中，开关框121的两侧板上均一个设有呈缺口状的限位滑动部1211，挡板123上设有两根沿瓶身高度方向对称布置的限位滑动杆1231，当顶杆122带动挡板123上下升降时，两根限位滑动杆1231对应于两个限位滑动部1211内上下滑动以对升降行程进行限位。通过这样的特殊设置，使得挡瓶开关组件12设计更加合理，挡板123在上下升降时更加灵活，并且通过限位设计使得设备的安全性高，不会出现如顶过位使设备卡壳失效的风险。

如图4所示，进一步，在较佳实施例中，平移翻转机械手22上设有空瓶检测传感器222，当平移翻转机械手22所处的储瓶格11内无样瓶3时，平移翻转机械手22根据空瓶检测传感器222的检测信息自动平移至下一储瓶格11处进行取瓶作业。通过这样的特殊设置，使得本发明的装置智能化程度高，能够实现连续不间断供瓶作业，有效保证了后续生产作业的持续正常进行。

如图2、图3所示，进一步，在较佳实施例中，储瓶柜1内设有不同存放区以用于存放不同瓶高的样瓶3，同一存放区的储瓶格11的水平方向深度与对应存放的样瓶3的瓶高一致、用于使所有样瓶3均处于同一竖向平面上以便于平移翻转机械手22的取瓶作业，平移翻转机械手22上设有用于托住落下的样瓶3的半圆状托板223，托板223为两块且沿瓶身高度方向平行布置以用于托住不同瓶高的样瓶3，两块托板223之间设有夹爪224。通过这样的特殊设置，一是使得本发明的装置存储多样化，能够同时存储多种不同体积（容量）规格的样瓶3，使得本装置能够满足多种采制化设备装载不同容量样品的供应需求。二是由于存储了不同高度规格的样瓶3，势必又会机械手增大取瓶、转运时的难度和风险。本发明为了解决这一技术问题，作了两处特殊设计：一是同一存放区的储瓶格11的水平方向深度与对应存放的样瓶3的瓶高一致，这使得如图中所示所有样瓶3的底面均处于同一竖向平面上，这使得所有的样瓶3在向下掉落时都会应相同的位置掉落在平移翻转机械手22上，间接的提高了平移翻转机械手22的取瓶精度；二是本发明将平移翻转机械手22的半圆状托板223设计为两块，且两块托板223之间设有夹爪224，这使得不论是掉落的长瓶还是短瓶，两端的半圆状托板223总对形成很好的承载，并且处于中间位置的夹爪224一定能够夹住该样瓶3，有效保证了样瓶3在平移转运和翻转过程中的安全性。由于不同存放区水平方向深度各不相同，使得不同存放区所安装的挡瓶开关组件12的大小也各不相同。

如图3所示，进一步，在较佳实施例中，每列储瓶格11水平深度方向的底部均设有两列竖向布置的凸台部111，两列凸台部111之间形成用于使样瓶3瓶盖端伸入的凹陷部112。当样瓶3都正常放置时，所有样瓶3瓶盖端都会对应伸入的凹陷部112内、且底面端都会处于同一竖直平面。但是如果一旦出现放错的情况，如将某个样瓶3的瓶盖端朝外放置，样瓶3的底端由于大于瓶盖端，使得底端不能伸入的凹陷部112内，受凸台部111的影响，使得该样瓶3势必会从储瓶柜1伸出一截，这十分直观的提醒了操作人员进行纠错，避免了后续风险的发生。

如图2所示，进一步，在较佳实施例中，储瓶柜1上设有一个以上的柜门检测报警组件13以用于检测储瓶柜1柜门是否关闭并发出警报。当出现上述的放错，而操作人员又没有及时修正时，凸出一截的样瓶3势必会使得储瓶柜1柜门不能正常关闭，此时柜门检测报警组件13会发出警报，进而再次提醒操作人员进行及时修正或者直接停机，这进一步提高了本设备的智能化，避免了后续风险的发生。

如图3所示，进一步，在较佳实施例中，储瓶柜1上设有用于检测每列储瓶格11内样瓶3存量的红外对射检测组件14，红外对射检测组件14设置于储瓶格11的侧面且距离出瓶口一定高度设置、以用于当检测到单列储瓶格11内所有样瓶3的整体高度低于红外对射检测线时发出警报。例如当红外对射检测组件14检测的高度为三个样瓶3的高度时，一旦某列储瓶格11内样瓶3由于不断供应而只剩两个时，红外对射检测组件14会及时发出警报，提醒操作人员及时添加样瓶3，进一步提高了本设备的智能化。

如图2、图7所示，进一步，在较佳实施例中，取瓶输送机构2于供瓶区4处还设有用于与平移翻转机械手22相配合的样瓶防倒组件23，样瓶防倒组件23包括相连接的防倒驱动气缸231和防倒挡板232，当平移翻转机械手22带动样瓶3翻转后，防倒驱动气缸231驱动防倒挡板232伸出、用于和平移翻转机械手22之间形成落放腔以防止掉落至外部传输设备上的样瓶3发生倾倒。这使得样瓶3在从平移翻转机械手22上向下掉落时，受到平移翻转机械手22和防倒挡板232在其两侧的保护，能够有效避免样瓶3发生倾倒。

如图2、图7所示，进一步，在较佳实施例中，每个样瓶3上均设有用于记录样瓶3使用次数的电子标签，取瓶输送机构2上于平移翻转机械手22的平移行程上设有标签识别组件24以用于检测样瓶3的使用次数，取瓶输送机构2于供瓶区4处还设有用于与标签识别组件24相配合的挡瓶组件25，挡瓶组件25包括相连接的挡瓶驱动气缸251和挡瓶板252，挡瓶驱动气缸251根据标签识别组件24的检测信息驱动挡瓶板252伸出、用于将超过使用次数的样瓶3挡住。这使得操作人员能够及时将该样瓶3进行替换，避免样瓶3在后续使用中发生破裂等风险。

如图2、图7所示，进一步，在较佳实施例中，靠近挡瓶组件25处设有弃瓶组件26，弃瓶组件26的对面开设有弃瓶口27，弃瓶组件26包括相连接的弃瓶驱动气缸261和弃瓶推板262，当挡瓶板252伸出将超过使用次数的样瓶3挡住时，弃瓶驱动气缸261驱动弃瓶推板262伸出将该样瓶3推入弃瓶口27。这进一步提高了本装置的智能化，使得不用人工替换，而直接将该样瓶3废弃。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。