用于物料气动输送系统的自动收发柜装置的制作方法

本发明主要涉及到物料样品的采制化设备领域，具体涉及一种用于物料气动输送系统的自动收发柜装置。

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，需要将采制好的样品从本环节的工位（实验室）转运输送至下一环节的工位（实验室）以进行下阶段工作。在样品的转运输送这一过程中，样品的质量精度控制、转运输送速度、效能尤为重要。现有样品的转运输送工作中，部分采用气动管道输送的方式，存在以下技术问题：

（1）现有部分气动输送系统的收发柜，智能化程度不高，当样瓶被接收后，柜内的机械手需要从起始位置（a点）移动至样瓶位置（b点）夹取样瓶后，再移动至柜外（c点），这使得机械手至少需要停留三个点位，这使得机械手结构复杂、控制复杂，收发柜体积较大，机械手送样效率低。

（2）由于柜外的其他接收设备的高度不一致，而现有部分收发柜没有设置高度调节机构，这使得样瓶被机械手平移送出后，不能满足柜外的不同高度需求，使得样瓶不能被准确的送到柜外设备上，需要人在手动操作，自动化程度低，工作效率低。

（3）现有部分气动输送系统的收发柜，虽然在柜体内设有可升降的高度调节机构，但是其升降调整流程复杂，机械手从起始位置（a点）移动至样瓶位置（b点）夹取样瓶后，需要先移动至高度调节机构（d点）并放下样瓶，然后高度调节机构驱动样瓶，对样瓶的水位位置进行升降调节，然后机械手再次夹取调节后的样瓶并朝向柜外（c点）移动。这一是使得升降调节机构结构复杂、调节流程复杂、使用和维护成本高，送样效率低；二是机械手的停留点位增加至4个（a点、b点、d点、c点），这进一步使得机械手控制复杂、收发柜体积大，机械手送样效率低。

（4）现有部分气动输送系统的收发柜，没有设置对样瓶信息进行扫描的扫描机构，使得整个系统不能第一时间采集到被接收的样瓶信息，严重影响后续设备和整个采制系统自动化的实施。有的虽然设置的，但是存在扫描结构单一、扫描过程耗时、不能满足不同规格样瓶的扫描需求、扫描件不易拆装维护的一系列问题，使得收发柜智能化、自动化程度低。

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、自动化、智能化程度高、工作效率高的用于物料气动输送系统的自动收发装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，包括柜体，所述柜体的侧面开设有取瓶口，所述柜体内设有相配合的收发管道和托样升降平台以用于收发样瓶，所述取瓶口处设有朝外的高度调节滑台、以用于调节取瓶口与外部设备之间的高度差，所述柜体内靠近托样升降平台处设有机械手单元，所述机械手单元先夹取托样升降平台上接收的样瓶后再朝向高度调节滑台移动、用于推动样瓶于高度调节滑台上滑动以逐步推送至外部设备。

作为本发明的进一步改进，所述机械手单元包括平台板，所述平台板上安装有夹取驱动件、推板和两个呈对称设置的z型夹爪，所述推板在夹取驱动件的驱动下朝托样升降平台方向推动，两个所述z型夹爪的中端折弯部通过竖向的铰接轴安装于平台板上，两个所述z型夹爪的驱动端分别活动嵌设于推板的两端内、以用于当推板向前推动时使两个z型夹爪的夹取端相互靠拢呈夹取状，两个所述z型夹爪之间还设有横截面呈弧形的中间护板，所述中间护板通过连接件与推板固定连接，非夹取时所述托样升降平台于中间护板与两个z型夹爪的合围区域内上下移动，夹取时所述推板推动中间护板同步朝托样升降平台方向推出、以用于和两个z型夹爪相配合将托样升降平台上的样瓶夹取。

作为本发明的进一步改进，所述平台板的上方还对称安装有顶板，所述顶板上设有样瓶检测组件、用于当检测到托样升降平台上的样瓶时使夹取驱动件驱动以进行夹取。

作为本发明的进一步改进，所述机械手单元还包括平移驱动件、和朝向取瓶口设置的横向平移轨道，所述平台板通过固定件安装于横向平移轨道上，夹取后所述平移驱动件驱动平台板沿横向平移轨道移动、以用于带动夹取的样瓶朝向高度调节滑台移动。

作为本发明的进一步改进，所述高度调节滑台包括柔性滑台板，所述柔性滑台板朝内的一端固定于柜体的取瓶口处，所述柔性滑台板朝外的另一端用于固定于不同高度的外部设备上、以使柔性滑台板形成不同倾斜角度的滑台面。

作为本发明的进一步改进，所述柔性滑台板通过固定座安装于取瓶口处，所述柔性滑台板朝内的一端设有对称的两块侧面安装板，两块所述侧面安装板上均设有一个以上用于与固定座配合的腰形固定孔、以实现柔性滑台板固定位置的微调。

作为本发明的进一步改进，所述柜体的外侧靠近高度调节滑台处设有信息扫描单元，当所述机械手单元推动样瓶于高度调节滑台上滑动时，所述信息扫描单元对样瓶进行扫描以完成样瓶的信息记录。

作为本发明的进一步改进，所述信息扫描单元设于高度调节滑台的上方，所述信息扫描单元包括扫描升降组件和扫描组件，所述扫描组件在扫描升降组件的驱动下升降、以用于扫描不同高度的样瓶。

作为本发明的进一步改进，所述扫描组件靠近高度调节滑台的远端部设置、以用于当机械手单元推动样瓶到达极限位时同步完成扫描作业。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，通过设置高度调节滑台，能够很好的调节取瓶口与外部设备之间的高度差，使得样瓶都能够很好的到达外部设备处，自动化程度高、工作效率高。

（2）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，高度调节滑台设置于柜体外，并且采用了滑台滑动设计，而非复杂的升降调节设计，使得不论柜体本身还是高度调节滑台本身，都结构简单紧凑，同时使得制作、维护成本低，稳定性好。

（3）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，通过设置与高度调节滑台相配合的机械手单元，机械手单元全程只有两个工作控制位（a点和b点），使得机械手结构简单、控制简单、使用和维护成本低、机械手送样效率高，同时降低了对收发柜内的空间要求，使得收发柜装置结构简单紧凑。

（4）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，两个z型夹爪和横截面呈弧形的中间护板的各自结构形式的特殊设计和三种配合关系的特殊设计，使得机械手单元会使样瓶既能够被夹取而不掉落，同时在受高度调节滑台外力作用影响时，又能够灵活的被挤着向上移动。

（5）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，由于中间护板与两个z型夹爪三者的特殊设计，在未夹取时三者之间合围区域的面积很大，使得非夹取时托样升降平台能够在合围区域内上下移动，也不会对下降的样瓶形成阻碍，使得机械手单元的原始位和夹取位重合，有效保证了机械手控制位少、夹取稳定的实现。

（6）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，通过设置柔性滑台板，使得高度调节滑台整体结构简单紧凑，制作成本低、操作简单方便快捷，能够适合多种不同高度的外部设备的高度调节需求。

（7）本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，信息扫描单元巧妙的设置在高度调节滑台处，一是使得在进行推送同时，同步完成了对样瓶的信息扫描和记录，进一步提高了系统的自动化能力，提高了工作效率。二是信息扫描单元设置于柜体的外侧，进一步有效降低柜体内空间的使用要求，使得柜体进一步结构紧凑。信息扫描单元包括扫描升降组件和扫描组件，使得信息扫描单元能够适应不同规格大小的样瓶，进一步使得本发明的自动收发装置适用范围广，智能化、自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置的立体结构原理示意图一。

图2是本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置的立体结构原理示意图二。

图3是本发明的用于物料气动输送系统的自动收发柜装置的正视结构原理示意图。

图4是本发明的机械手单元的立体结构原理示意图。

图5是本发明的机械手单元的局部结构原理示意图一。

图6是本发明的机械手单元的局部结构原理示意图二。

图例说明：

1、柜体；2、收发管道；3、托样升降平台；4、样瓶；5、机械手单元；51、平台板；52、夹取驱动件；53、推板；54、z型夹爪；55、铰接轴；56、中间护板；57、顶板；58、样瓶检测组件；7、高度调节滑台；71、柔性滑台板；711、侧面安装板；72、固定座；8、信息扫描单元；81、扫描升降组件；82、扫描组件。

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6所示，本发明提供一种用于物料气动输送系统的自动收发柜装置，包括柜体1，柜体1的侧面开设有取瓶口，柜体1内设有相配合的收发管道2和托样升降平台3以用于收发样瓶4。收发管道2的上端用于和气动传输管道连通，收发管道2的下方设有托样升降平台3。柜内还设有缓冲风机组件用于向收发管道2内吹气以对传输来的样瓶4形成气压缓冲。样瓶4传输来时，托样升降平台3先升起至收发管道2，接收了样瓶4后再带动样瓶4一起下降。柜体1取瓶口处设有朝外的高度调节滑台7、以用于调节取瓶口与外部设备之间的高度差，柜体1内靠近托样升降平台3处设有机械手单元5，机械手单元5先夹取托样升降平台3上接收的样瓶4后再朝向高度调节滑台7移动、用于推动样瓶4于高度调节滑台7上滑动以逐步推送至外部设备。具体实施原理如下：

在实际作业中，由于外部设备不同，使得外部设备和取瓶口的高度差可能存在三种情况：一是水平高度一致、二是外部设备高于取瓶口的高度、三是外部设备低于取瓶口的高度。所以，用于调节取瓶口与外部设备之间的高度差的高度调节滑台7也对应存在三种状态：一是高度调节滑台7呈水平状、二是呈上坡状、三是呈下坡状。不论何种状态，都使得取瓶口和外部设备之间形成了很好的连接。

当托样升降平台3接收了样瓶4再带动样瓶4一起下降后（如图3所示），处于原始位（a点）的机械手单元5并非先移动，而是先直接夹取托样升降平台3上接收的样瓶4后，然后才带动样瓶4一起朝向高度调节滑台7移动。当样瓶4从取瓶口向外移出后，会处于取瓶口外的高度调节滑台7上，然后在机械手单元5的推动下，使得样瓶4于高度调节滑台7上滑动，然后逐步被推送至外部设备上（b点）。推送到位后，机械手单元5直接退回原始位（a点）。图2为机械手单元5推出样瓶4时的状态图。通过以上特殊的科学设计，具有如下优点：

一是本发明的自动收发柜装置，通过设置高度调节滑台7，能够很好的调节取瓶口与外部设备之间的高度差，使得样瓶4都能够很好的到达外部设备处，自动化程度高、工作效率高。二是高度调节滑台7设置于柜体1外，并且采用了滑台滑动设计，而非复杂的升降调节设计，使得不论柜体1本身还是高度调节滑台7本身，都结构简单紧凑，同时使得制作、维护成本低，稳定性好。三是本发明通过设置与高度调节滑台7相配合的机械手单元5，机械手单元5全程只有两个工作控制位（a点和b点），使得机械手结构简单、控制简单、使用和维护成本低、机械手送样效率高，同时降低了对收发柜内的空间要求，使得收发柜装置结构简单紧凑。

如图4至图6所示，进一步，在较佳实施例中，机械手单元5包括平台板51，平台板51上安装有夹取驱动件52、推板53和两个呈对称设置的z型夹爪54，推板53在夹取驱动件52的驱动下朝托样升降平台3方向推动，两个z型夹爪54的中端折弯部通过竖向的铰接轴55安装于平台板51上，两个z型夹爪54的驱动端分别活动嵌设于推板53的两端内、以用于当推板53向前推动时使两个z型夹爪54的夹取端相互靠拢呈夹取状，两个z型夹爪54之间还设有横截面呈弧形的中间护板56，中间护板56通过连接件与推板53固定连接，非夹取时托样升降平台3于中间护板56与两个z型夹爪54的合围区域内上下移动，夹取时推板53推动中间护板56同步朝托样升降平台3方向推出、以用于和两个z型夹爪54相配合将托样升降平台3上的样瓶4夹取。通过以上特殊的科学设计，具有如下优点：

一是两个z型夹爪54和横截面呈弧形的中间护板56的各自结构形式的特殊设计和三种配合关系的特殊设计，使得三者能够很好的配合对样瓶4进行稳固夹取（如图2、图6所示为夹取状态）。同时，更重要的是，这种形式的夹取，使得样瓶4并没有被限定夹死，当样瓶4在高度调节滑台7上滑动时（如上坡滑动），样瓶4又能够在底面高度调节滑台7的限制下，灵活的向上移动，以适应高度调节滑台7不断升高的高度，最终实现高度调节、平稳送达。也即：机械手单元5会使样瓶4既能够被夹取而不掉落，同时在受高度调节滑台7外力作用影响时，又能够灵活的被挤着向上移动。（当高度调节滑台7呈水平状时，样瓶4能正好接触并在高度调节滑台7上平移，而不会发生向上位移；当高度调节滑台7呈下坡状时，样瓶4的底部会逐渐远离高度调节滑台7的台面，当送达时，机械手单元5松开使样瓶4掉落在高度调节滑台7上；以上均可以实现很好的和外部设备之间平稳过渡。）二是由于中间护板56与两个z型夹爪54三者的特殊设计，在未夹取时三者之间合围区域的面积很大（如图4、图5所示为打开状态），使得非夹取时托样升降平台3能够在合围区域内上下移动，也不会对下降的样瓶4形成阻碍，这一特殊设计，使得机械手单元5处于一种套设于托样升降平台3外侧的状态，使得托样升降平台3落下时，机械手单元5可以直接夹取托样升降平台3上的样瓶4，而不用移动再夹取，使得机械手单元5的原始位和夹取位重合，有效保证了机械手控制位少、夹取稳定的实现。

进一步，在较佳实施例中，平台板51的上方还对称安装有顶板57，顶板57上设有样瓶检测组件58、用于当检测到托样升降平台3上的样瓶4时使夹取驱动件52驱动以进行夹取。机械手单元5还包括平移驱动件、和朝向取瓶口设置的横向平移轨道，平台板51通过固定件安装于横向平移轨道上，夹取后平移驱动件驱动平台板51沿横向平移轨道移动、以用于带动夹取的样瓶4朝向高度调节滑台7移动。

进一步，在较佳实施例中，高度调节滑台7包括柔性滑台板71（如不锈钢板、铁板），柔性滑台板71朝内的一端固定于柜体1的取瓶口处，柔性滑台板71朝外的另一端用于固定于不同高度的外部设备上、以使柔性滑台板71形成不同倾斜角度的滑台面。操作时，先将柔性滑台板71固定于取瓶口处，当外部设备较高时，向上掰动柔性滑台板71并使其搭接或者其他方式的固定在外部设备上，形成一个从取瓶口向外部设备方向的上坡状滑台面。当外部设备较低时，向下掰动柔性滑台板71，以形成一个从取瓶口向外部设备方向的下坡状滑台面。通过设置柔性滑台板71，使得高度调节滑台7整体结构简单紧凑，制作成本低、操作简单方便快捷，能够适合多种不同高度的外部设备的高度调节需求。

进一步，在较佳实施例中，柔性滑台板71通过固定座72安装于取瓶口处，柔性滑台板71朝内的一端设有对称的两块侧面安装板711，两块侧面安装板711上均设有一个以上用于与固定座72配合的腰形固定孔、以实现柔性滑台板71固定位置的微调。通过设置固定座72，使得柔性滑台板71安装稳固，有效保证了后续的推送作业。通过设置腰形固定孔，使得能够对柔性滑台板71的固定位置进行微调，进一步保证推送作业的精确操作。

进一步，在较佳实施例中，柜体1的外侧靠近高度调节滑台7处设有信息扫描单元8，当机械手单元5推动样瓶4于高度调节滑台7上滑动时，信息扫描单元8对样瓶4进行扫描以完成样瓶4的信息记录。信息扫描单元8巧妙的设置在高度调节滑台7处，通过这样的特殊设计，一是使得在进行推送同时，同步完成了对样瓶4的信息扫描和记录，该信息记录可用于自动化气动输送系统的多个部件，如用于收发存储装置进行收发数量统计，同于对不用类型的样瓶4进行后续整理归类等，进一步提高了系统的自动化能力，提高了工作效率。二是信息扫描单元8设置于柜体1的外侧，进一步有效降低柜体1内空间的使用要求，使得柜体1进一步结构紧凑。

进一步，在较佳实施例中，信息扫描单元8设于高度调节滑台7的上方，信息扫描单元8包括扫描升降组件81和扫描组件82，扫描组件82在扫描升降组件81的驱动下升降、以用于扫描不同高度的样瓶4。使得信息扫描单元8能够适应不同规格大小的样瓶4，进一步使得本发明的自动收发装置适用范围广，智能化、自动化程度高。

进一步，在较佳实施例中，扫描组件82靠近高度调节滑台7的远端部设置、以用于当机械手单元5推动样瓶4到达极限位时同步完成扫描作业。当样瓶4被推送到位并停止移动时，扫描组件82的扫描更加精确。

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。