悬挂式远距离样品输送系统的制作方法

本发明涉及采矿领域，特别涉及一种对就地采取的留样进行就地处理后进行远程发送至化验室的远距离样品输送系统。

背景技术：

煤炭、矿石的机械化采样制样系统中，现场破碎后的样品经过缩分装置后，一部分作为弃料处理，一部分作为留样进入采样现场的样品收集器进行暂时保存。当某一采样单元采样完毕，要将本单元收集的所有留样转运到化验室进行化验，或将本单元的所有留样在就地按国家相关标准再进行一次缩分，将缩分后的样品转运到化验室，其中缩分后的最小留样量要大于国家标准规定的最低要求。无论是直接转运还是进一步缩分后转运样品，传统的方式都是人工操作，人工运输。人为操作存在操作方法的问题，也存在人的主观因素影响，会对最终化验指标带来重大影响，为避免人工干预，降低人员工作强度及人工成本，需要一种全自动的传输设备，实现将样品就地封装、标识，自动装载、远距离传输、自动卸料，从采样地点至化验室全程无人干预。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种对就地采取的留样进行就地处理后进行远程发送至化验室的远距自动样品输送系统。

特别地，本发明提供悬挂式远距离样品输送系统，包括：

悬挂轨道，连接获取样品的采样区和接收样品的化验室，包括形成运送路线的工字型钢轨，和将钢轨支撑在地面上的立柱及支架；

自动装载装置，包括运送样品的运载料舱，和设置在所述采样区自动将包装后样品装入所述运载料舱的装载装置，以及设置在所述化验室自动接收所述运载料舱内样品的卸料装置；

驱动装置，用于悬挂所述自动装载装置以沿所述悬挂轨道行进，包括沿所述悬挂轨道水平布置用于供电的滑触线，卡在所述悬挂轨道上的滑动装置，利用所述滑动装置悬吊在所述悬挂轨道上并驱动所述滑动装置移动的减速电机；

控制单元，用于控制样品的取放和运输过程。

在本发明的一个实施方式中，所述滑动装置包括并列且间隔设置的两套同轴连接的主动轮和被动轮，主动轮和被动轮分别卡在所述钢轨两个相对内凹的空间内，所述减速电机通过齿轮组驱动两个所述主动轮转动。

在本发明的一个实施方式中，所述驱动装置上还设置有增压结构，所述增压结构包括增压轮、杠杆和弹簧，其中，增压轮与所述钢轨接触，杠杆通过轴安装在增压轮的一侧，杠杆的一端与增压轮的轮轴连接，另一端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与所述自动装载装置连接。

在本发明的一个实施方式中，在所述悬挂轨道的沿线设置有用于监控样品运送过程的监控装置，所述监控装置包括沿所述悬挂轨道路线安装的摄像机，和用于对所述自动装载装置和/或驱动装置进行定位的gps或北斗定位装置。

在本发明的一个实施方式中，所述运载料舱包括通过底边与所述驱动装置连接的u形支架，和利用轴向两端可转动地卡在支架两侧边上的圆筒形舱体，在舱体内设置有放置不同样品的间隔仓，在舱体的圆周侧壁上开有条形的样品口，在支架的一端安装有旋转电机，旋转电机通过驱动齿轮与固定在舱体一端的传动齿轮连接，旋转电机通过控制舱体在支架上旋转来调整样品口的方向。

在本发明的一个实施方式中，在所述运载料舱上安装有为所述旋转电机供电的导电轮，在所述采样区和所述化验室处分别设置有条型电板，导电轮与条型电板接触时，所述旋转电机接通控制所述舱体旋转的电力。

在本发明的一个实施方式中，所述装载装置包括输送带，和调节输送带输送角度的电动调节杆，以及连接输送带和所述舱体的样品口的导料翻板；在所述舱体内安装有样品检测器，用于检测所述间隔仓内是否有样品，所述控制单元根据样品检测器的信号调整所述舱体与导料翻板的对应位置。

在本发明的一个实施方式中，所述悬挂轨道构成的运送路线包括主轨道和连接不同采样区的分轨道，所述分轨道与所述主轨道的连接处安装有变轨装置，且该处的主轨道和分轨道分别为断开状态，所述变轨装置包括安装在所述悬挂轨道上方的固定架，和安装在所述固定架下表面上的滑轨，在所述滑轨上安装有主轨段和分轨段，以及驱动主轨段和分轨段在滑轨上移动以连通主轨道或分轨道的驱动装置。

在本发明的一个实施方式中，所述卸料装置安装在所述化验室的墙壁上，包括接收通道、曲柄和电动推杆；接收通道的底部通过固定轴可转动地安装在墙内，曲柄的一端与固定轴固定，另一端与电动推杆活动连接；接收通道在电动推杆的推动下可相对固定轴旋转。

在本发明的一个实施方式中，在所述悬挂轨道穿过的建筑物墙面上设置有自动感应门，所述自动感应门包括位于上部供所述悬挂轨道穿过的固定门，和位于固定门下方向两侧滑动打开的异形移动门，以及感应所述驱动装置或所述自动装载装置的感应器；异形移动门在接到感应器的信号时，向两侧滑开，并在感应器的信号消失时合拢。

本发明可以实现将样品就地封装、标识，自动装载、远距离传输、自动卸料，从采样地点至化验室全程无人干预，提高运送效率，减少人员劳动强度。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的样品输送系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施方式的悬挂轨道结构示意图；

图3是本发明一个实施方式的驱动装置结构示意图；

图4是本发明一个实施方式的增压结构示意图；

图5是本发明一个实施方式的自动装载装置结构示意图；

图6是图5中的支架立体图；

图7是图5中的舱体立体图；

图8是本发明一个实施方式的分轨装置结构示意图；

图9是本发明一个实施方式中分轨装置连通主轨道的示意图；

图10是本发明一个实施方式的卸料装置结构示意图；

图11是本发明一个实施方式的自动感应门结构示意图；

图12是本发明一个实施方式的装载装置结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明一个实施方式的悬挂式远距离样品输送系统一般性地包括悬挂轨道10、自动装载装置20、驱动装置30和控制单元40；

该悬挂轨道10连接获取样品的取样区11和接收样品的化验室12，采用单根的工字型钢轨拼接后形成运送路线，钢轨通过立柱13和支架14支撑在地面上，其中立柱13主要采用从钢轨下方支撑的方式，而支架14则可以在支撑的同时，由上方采用悬索的方式对钢轨进行悬吊。

该自动装载装置20用于接收和卸载样品，包括运送样品的运载料舱，和自动将包装后样品装入运载料舱的装载装置，和自动接收运载料舱内样品的卸料装置。

该驱动装置30用于悬挂自动装载装置20后通过悬挂轨道10使其在取样区11和化验室12之间移动；包括沿钢轨水平布置用于供电的滑触线，卡在钢轨上的滑动装置32，利用滑动装置悬32吊在钢轨上并驱动滑动装置32移动的减速电机31。

控制单元40用于控制样品的取放和运输过程。控制单元40以工控机和plc为核心，实现所有流程的自动化控制，并与采样区11、化验室12通过网络数据交换实现远程操作、监控、报警等功能。

工作时，在采样区11内由样品包装设备将包装后的样品通过装载装置送至运载料舱内，控制单元40在运载料舱接收样品时即开始工作，运载料舱安装在驱动装置30下面，由驱动装置30带动运载料舱在钢轨构成的悬挂轨道10上向化验室12移动，到达化验室12后即可由装载装置将运载料舱内样品卸入化验室12，然后再回到原位置等待下一次样品运送，至此完成一次的样品输送。

本实施方式中，样品包装设备可以是现有设备，只需要将其与装载装置连接即可。此外，一个驱动装置30可以悬挂多个自动装载装置20，这样可以在经过相应采样区时直接挂载已放置样品的自动装载装置20即可。也可以使一个自动装载装置20同时装运多个样品，只需要在经过相应的采样区11时由装载装置将相应样品装入运载料舱，再统一运送至化验室12即可。

本实施方式可以实现将样品就地封装、标识，自动装载、远距离传输、自动卸料，从采样地点至化验室全程无人干预，提高运送效率，减少人员劳动强度。

如图3所示，在本发明的一个实施方式中，提供一个具体的驱动装置30结构，其中，滑动装置32可以包括并列且间隔设置的两套同轴连接的主动轮321和被动轮322，主动轮321和被动轮322分别卡在钢轨两个相对内凹的空间内，两套主动轮321和被动轮322可以按悬挂的重量分配卡在钢轨上的间隔距离。减速电机31通过齿轮组311驱动两个主动轮321转动，具体的齿轮组311可以包括安装在减速电机31驱动轴上的主动齿轮，和安装在主动轮321上的驱动齿轮，当减速电机31工作时，即可通过主动齿轮带动驱动齿轮使主动轮321在钢轨上行走，主动轮321在转动的同时带动被动轮322同步转动，被动轮322可在转动过程中起平衡和支撑作用。

如图4所示，进一步地，在本发明的一个实施方式中，为提高驱动装置30的爬坡能力，驱动装置30上还可安装增压结构33，增压结构33包括增压轮331、杠杆332和弹簧333，其中，增压轮331与钢轨接触，杠杆332通过轴安装在增压轮331的一侧，杠杆332的一端与增压轮331的轮轴连接，另一端与弹簧333的一端连接，弹簧333的另一端与自动装载装置20连接。本实施方式利用自动装载装置20对弹簧333施加的拉力，通过杠杆332作用到增压轮331，以增加增压轮331对钢轨的压力。进而增加主动轮321相对钢轨的正压力，从而提高摩擦力。此外，主动轮321的外缘还可以采用橡胶材料制作，以进一步增加相对钢轨的摩擦力。

如图5、6、7所示，在本发明的一个实施方式中，公开一种自动装载装置20的运载料舱21结构，该运载料舱21包括通过底边与驱动装置30连接的u形支架211，和利用轴向两端可转动地卡在支架211两侧边上的圆筒形舱体212，在舱体212内设置有由隔板218隔开以放置不同样品的间隔仓213，在舱体212的圆周侧壁上开有条形的样品口214，在支架的一端固定的旋转电机215，旋转电机215通过驱动齿轮216与安装在舱体212一端的传动齿轮217连接。当运载料舱21工作时，旋转电机215即可通过驱动齿轮216带动传动齿轮217转动，舱体212在支架211上以安装点为基点进行圆周旋转，使样品口214处于不同的位置，如：当样品口214位于正上方时，可被支架211的底边封闭住，形成运输时的封闭状态。当样品口214处于水平位置时，可以实现与装载装置的对接，以接收样品。当样品口214位于正下方时，则可将内部的样品排出。

如图8、9所示，在本发明的一个实施方式中，提供一种可连接多个采样区11进行采样的悬挂轨道10结构；悬挂轨道10构成的运送路线可以分为主轨道13和连接不同样品区的分轨道14，分轨道14与主轨道13的连接处安装有变轨装置15，且该处的主轨道13和分轨道14分别为断开状态，变轨装置15包括安装在悬挂轨道10上方的固定架151，和安装在固定架151下表面上的滑轨152，在滑轨152上安装有主轨段153和分轨段154，以及驱动主轨段153和分轨段154在滑轨152上移动以连通主轨道13或分轨道14的推动装置155。

正常情况下，变轨装置15的主轨段153位于将主轨道13连通的位置，当需要拐入某个采样区11进行装样时，则可以断开主轨道13，使当前主轨道13通过分轨段154与分轨道14连通，从而使驱动装置30到达该处时，直接沿连通的分轨道14拐入采样区11。当装样完毕再次回到主轨道13后，再断开分轨道14，使主轨段153连通主轨道13，从而使驱动装置30可沿主轨道13再次前进。当需要进入下一个采样区11时，可再控制该处的分轨装置15重复前述动作即可。

具体的变轨装置15的固定架151可以安装在悬挂轨道10上方，以避免影响下方的驱动装置30通过。滑道152相对悬挂轨道10平行，分轨段154和主轨段153并排设置，其各自的长度分别与分轨道14和主轨道13断开的长度相同。其中的主轨段153可以是直线段，而分轨段154可以是弧形段，在需要连通相应线路时，只需要推动装置155水平推动分轨段154或主轨段153在滑轨152上滑动，以到达指定的位置即可。推动装置155可以是气缸、液压缸或电推杆等动力装置。

如图10所示，在本发明的一个实施方式中，装载装置的自动卸料方式可以是设置在化验室12的墙壁上能够自动打开的卸料装置22，卸料装置22可以包括接收通道221、曲柄222和电动推杆223；接收通道221可以是一个管道类结构，其底部通过固定轴224可转动地安装在墙内，曲柄222的一端与固定轴224固定，另一端与电动推杆223活动连接。

在使用时，电动推杆223与曲柄222的连接点有一个夹角，当电动推杆223向前推动时，曲柄222带动固定轴224和接收通道221同时旋转，此时，接收通道221向墙外旋转，并形成一个接收样品的倾斜通道，当舱体212在旋转电机215的驱动下旋转时，由样品口214落入的样品直接落入接收通道221内，并沿接收通道221滑至化验室12内。完成样品接收后，电动推杆223回缩，再通过曲柄222使得接收通道221回旋至与墙面平齐的位置。本实施方式的卸料装置22平时与建筑墙面形成一体，不影响建筑和通道的正常功能。

如图11所示，在本发明的一个实施方式中，轨道在不得不穿过建筑物时，可以在钢轨穿过的建筑物墙面上设置可自动开合的自动感应门23，自动感应门23包括位于上部供悬挂轨道10和滑触线穿过的固定门231，和位于固定门231下方向两侧滑动打开的异形移动门232，以及感应驱动装置30或自动装载装置20的感应器。正常情况下，只有较小的固定门231处于打开状态，而异形移动门232平时处于关闭状态，只在接到感应器的信号时，异形移动门232才向两侧滑开，并在驱动装置30经过后再进行合拢。

如图12所示，在本发明的一个实施方式中，装载装置自动装载样品的结构可以包括输送带24或输送辊构成的输送结构，和调节输送带24输送角度的电动调节杆241，以及连接输送带24和舱体212上样品口214的导料翻板242。

工作时，输送带24或输送辊一端与样品包装点连接，另一端由支架243支起以与舱体212的样品口214高度对应，如输送带24或输送辊的高度未对准样品口214时，可以通过安装在支架243上的电动调节杆241推动其相对样品包装点一端旋转，从而调整其上端水平高度。导料翻板242位于输送带24或输送辊上部端头的另一侧，以连接输送带24或输送辊端头与样品口214，使到达输送带24或输送辊端部的样品能够沿导料翻板242自动由样品口214滑入舱体212内。

在本发明的一个实施方式中，为减少供电线路，该舱体212在转动时的电力可以采用如下方式提供：在舱体212上安装与旋转电机215导通的导电轮25，在取样区11和化验室12处分别设置用于输出电力的条型电板26。当驱动装置30带动舱体212到达采样区11时，伸出的导电轮25会与同样伸出的条型电板26接触，从激活旋转电机215驱动舱体212的供电，此时即可在控制单元40的控制下，由旋转电机215对舱体212进行旋转控制，当舱体212接收完样品并离开后，舱体212被锁定。当驱动装置30到达化验室12时，则导电轮25又与该处的条形电板26接触，从而再次激活旋转电机215控制舱体212旋转的电力。条型电板26可以具备一定的长度，以保证运载料舱21在一定范围内移动仍可为舱体212的旋转提供电源。

进一步地，为方便舱体212同时接收多个样品，可以在舱体212内安装样品检测器（图中未示出），样品检测器可以检测舱体212内各间隔仓213中是否有样品，然后向控制单元40发送检测结果，如当前间隔仓213中已有样品，控制单元40会通过驱动装置30移动舱体212，使无样品的间隔仓213与导料翻板242相对，以接收样品。正常情况下，样品从舱体212的一端开始装载，装完一个间隔仓213后，舱体212向前移动一个位置，装下一包，直到将一个采样区11的样品全部装完，驱动装置30即可出发。此外，样品检测器还可以检测样品口214的位置，以确认样品口214是否处于样品接收位置。

在本发明的一个实施方式中，可以在悬挂轨道10的沿线设置用于监控样品运送过程的监控装置50，监控装置50包括沿悬挂轨道10路线安装的摄像机或摄像头，和用于对自动装载装置20和/或驱动装置30进行定位的gps和/或北斗卫星定位装置。通过监控装置50传递的画面和信号，控制单元40可以了解整个样品的采集和运送过程，便于对样品进行全程跟踪，同时可以根据自动装载装置20的位置来调配去不同采样区进行采样。

以下以一个具体例子完整说明悬挂式远距离样品输送系统的工作过程。

在采样区11内由包装设备将包装后的样品送至自动装载装置20上，自动装载装置20接收到前端包装就绪的指令即开始工作，将第一份运载料舱21安装在驱动装置30下面。接下来驱动装置30带动运载料舱21，移动一个距离，装载下一份样品。运载料舱21可以装载若干份样品。当一个采样区11的样品全部装载完，驱动装置30开始在悬挂轨道10上进行远距离传输运行。每套系统中有若干采样区11，如图1中有两个采样区11，多个采样区11的样品传输至同一化验室12卸料点。每个采样区11的物料装载和出发的流程是相同的。不同采样区11通过变轨装置15控制驱动装置30和运载料舱21分别进入相应的分轨道14。当其中一个分轨道14中的驱动装置30要进入主轨道13之前，要通过控制单元40的计算机来判断轨道区段是否有其它驱动装置30工作，如果有，则停止等待，该轨道区段的驱动装置30退出后再通过变轨装置15进入主轨道13。驱动装置30与运载料舱21共同运行过程中如果穿越建筑物，可由自动感应门23通过，运载料舱21携带样品到达目的地化验室12的卸料点后，样品一次性卸下，由卸料装置22接收到化验室12，完成样品远距离输送任务。完成远距离送样任务后，在控制单元40的控制下，驱动装置30和运载料舱21自动回各自的采样区等待下一次工作流程。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。