一种取样器及自动取样设备的制作方法

1.本发明涉及取样设备技术领域，具体涉及一种取样器及自动取样设备。


背景技术：

2.能源是人类社会和经济发展的保障性资源，核能作为一种清洁、安全、可靠、经济、技术成熟的能源，大力开发利用核能是实现人类社会和经济可持续发展的必然选择。在核能的开发过程中，需要对每桶核原料进行取样分析，以确保生产的安全性和可控性。目前对于桶装核原料的取样分析，基本都采用的是人工操作取样，取样过程中不仅容易将样品洒落，而且取样分析结果受个人经验和取样原料深浅度的影响大，取样样品不能充分代表各深度原料的实际品质，分析结果不准确，同时核原料具有放射性，人工取样会对操作工人的身体健康产生一定的损害，同时人工取样方式无法适应自动化设备生产要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种取样器及自动取样设备，以解决现有技术中人工取样存在的样品分析结果不准确、取样过程中样品易洒落造成污染以及对操作工人身体健康产生损害的问题，适应自动化取样的生产要求。
4.为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是这样实现的：
5.一种取样器，包括支座、转动驱动装置、取样柱和取样壳，所述取样壳固定在支座上，所述取样柱套设在所述取样壳内与转动驱动装置连接，所述取样柱上开设有取样槽，所述取样壳上开设有取样口。
6.进一步的，所述取样壳上安装有振动器。更优的是，所述振动器安装在取样壳靠近支座的端部。
7.进一步的，所述取样口的开口大小应不小于取样槽的开口大小，避免取样口阻挡取样原料进入取样槽。更优的是，所述取样口的大小形状与取样槽的开口一致。
8.进一步的，所述取样壳的外形为铅笔形状，所述取样柱的外形为细长柱体。
9.进一步的，所述取样柱的长度为850～1000mm，所述取样槽的长度比取样柱长度短50～100mm。
10.进一步的，所述转动驱动装置为伺服电机，所述取样柱的顶端通过联轴器与所述伺服电机连接。
11.本发明提供的取样器，通过转动驱动装置带动取样柱转动，使取样柱上取样槽的槽口与取样壳发生旋转位移，当取样槽槽口转动至与取样壳的取样口重叠时，取样槽槽口处于敞开状态，可进行原料的取样操作，所取原料进入取样槽内，当取样完成后，旋转取样柱使取样槽的槽口与取样壳的取样口错开，取样槽的槽口封闭，取样槽内部为密闭腔室，所取样品被封闭在取样槽内，完成定量取样操作。
12.安装于取样壳上的振动器，可自动发出规律震动，从而使取样壳震动，取样壳震动使粘附在取样壳外表的粉末脱落，避免取样料外溢造成污染。
13.本发明取样壳的外形为铅笔形状，方便取样器轻松插入原料桶内进行取样。所述取样柱的外形为细长柱体，长度为850～1000mm，所述取样槽的长度比取样柱长度短50～100mm，可方便对装满样品粉末的高800-900mm的圆桶取样，可实现所取样品覆盖整个桶内所有堆积层。
14.同时本发明还提供了一种自动取样设备，它包括底座、机器人工具快换装置、工业机器人和上述取样器，所述工业机器人安装在底座上，所述取样器与所述工业机器人通过机器人工具快换装置连接。
15.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。本发明通过工业机器人的使用，实现了核原料取样操作的自动控制。
16.机器人工具快换装置为现有市场通用产品，能够让不同的介质例如气体、电信号、液体、视频、超声等从机器人手臂连通到末端工具头，实现多种工具头之间的快速切换，使机器人的应用更具柔性。机器人工具快换装置包括一个机器人侧用来安装在机器人手臂上，还包括一个工具侧用来安装在末端工具头上，快捷实现机器人与执行工具之间的电、气体和液体相通。
17.综上，与现有技术相比，本发明提供的取样器和自动取样设备，结构简单，操作规范，能纵深取出桶装核原料各深度原料样品，且无原料溢出，避免了取样过程中样品洒落的外溢风险，实现了所取样品覆盖整个桶内所有堆积层，提高了分析结果的准确度；同时实现了自动、定量的取样操作，替代人工取样，避免了人工取样对操作工人身体健康产生损害，满足自动化设备自动取样的生产要求，提高了生产效率。
附图说明
18.图1为本发明实施例1提供的取样器的结构示意图；
19.图2为本发明实施例2提供的自动取样设备的结构示意图；
20.图3为本发明实施例2中底座的结构示意图。
21.图中标记：
22.1-支座；2-转动驱动装置；3-振动器；4-取样壳；5-取样柱；6-工具快换装置；7-机器人快换装置；8-取样工具头；9-工业机器人；10-底座；101-立柱；102-工业机器人安装面；103-地面安装面。
具体实施方式
23.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.实施例1：参见图1，本实施例提供了一种取样器，它包括支座1、转动驱动装置2、取样柱5和取样壳4，转动驱动装置2和取样壳4分别固定在支座1上，取样柱5套设在取样壳4内与转动驱动装置2连接，所述取样柱5上开设有取样槽，所述取样壳4上开设有取样口。
25.本实施例中，转动驱动装置2为伺服电机，所述取样柱5的顶端通过联轴器与所述伺服电机连接。伺服电机带动取样柱5转动，使取样壳能够将取样柱5上的取样槽的槽口封闭，形成一个一定容积的密闭的腔室，用于容置样品粉末，完成定量取样操作。
26.本实施例中，在靠近支座1的取样壳4的端部安装有振动器3。当在核原料桶内取样时，由于整个取样器的取样壳完全插入到桶内，取样完成后，在拔出取样器的过程中，会有原料粉末粘附于取样壳上，振动器3可带动取样壳震动，从而将粘附在上面的粉末震动脱落，避免了核原料外溢带来的危害和污染。
27.本实施例中，取样口的大小形状与取样槽槽口的大小形状均一致，避免取样口阻挡取样原料进入取样槽。
28.本实施例中，取样壳4的外形为铅笔形状，取样柱5的外形为细长柱体，长度为850～1000mm，,取样槽的长度比取样柱长度短50～100mm。
29.整个取样器外形为细长杆形式，可方便对装满样品粉末的高800-900mm的圆桶取样，可实现所取样品覆盖整个桶内所有堆积层。
30.实施例2：参见图2，本实施例提供了一种自动取样设备，它包括底座10、机器人工具快换装置、工业机器人9和实施例1提供的取样器得到的取样工具头8。所述工业机器人9安装在底座10上，所述取样工具头8与所述工业机器人9通过机器人工具快换装置连接。
31.参见图3，底座10为工业机器人9的安装提供支撑，它由厚钢板制作而成，包括立柱101，立柱101的一面为地面安装面103，通过地面安装面103将立柱固定在地面上，立柱101的另一面为工业机器人安装面102，通过螺栓连接将工业机器人固定在立柱上。
32.本实施例中，工业机器人选用6轴工业机器人，负载50kg，标准化产品。
33.本实施例中，机器人工具快换装置包括机器人快换装置7和工具快换装置6，机器人快换装置7安装在工业机器人9的第六轴末端，工具快换装置6安装在实施例1提供的取样器的支座端部作为取样工具头8使用。取样工具头安装于工业机器人第六轴末端并通过快换装置连接，可实现多种工具头之间快速切换。
34.下面以铀原料(u3o8)取样为例进行说明。
35.通过机器人工具快换装置将取样工具头8安装于工业机器人9的第六轴末端，工业机器人携带取样工具头移动至待取样的圆桶正上方，使取工具头的取样柱与圆桶水平面垂直。
36.伺服电机转动取样柱，使取样槽与取样壳的取样口重叠，取样槽处于敞开状态。
37.工业机器人带动取样工具头插入圆桶内，并在插入过程中转动取样器。
38.当取样工具头插入圆桶内指定深度后，正、反转动取样器，使样品粉末充分进入取样槽内。
39.取样完成后，伺服电机再次转动取样柱，将取样槽的槽口与取样壳的取样口错开，使所取样品封闭在腔室内。
40.将取样工具头缓慢向上升起，此时震动器有规律的敲击取样壳，使粘连的粉末掉落在桶内，直至取样工具头完全离开圆桶。
41.将取样工具头伸入指定容器内，转动取样柱使取样槽与取样壳的取样口重叠，取样槽处于敞开状态，开启振动器将样品倒入容器内，完成自动取样。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技
术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种取样器，其特征在于：包括支座、转动驱动装置、取样柱和取样壳，所述取样壳固定在支座上，所述取样柱套设在所述取样壳内与转动驱动装置连接，所述取样柱上开设有取样槽，所述取样壳上开设有取样口。2.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述取样壳上安装有振动器。3.根据权利要求2所述的一种取样器，其特征在于：所述振动器安装在取样壳靠近支座的端部。4.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述取样口的开口大小不小于取样槽的开口大小。5.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述取样口的大小形状与取样槽的开口一致。6.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述取样壳的外形为铅笔形状。7.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述取样柱的外形为细长柱体，长度为850～1000mm，所述取样槽的长度比取样柱长度短50～100mm。8.根据权利要求1所述的一种取样器，其特征在于：所述转动驱动装置为伺服电机，所述取样柱的顶端通过联轴器与所述伺服电机连接。9.一种自动取样设备，其特征在于：包括底座、机器人工具快换装置、工业机器人和权利要求1至8中任一项所述的取样器，所述工业机器人安装在底座上，所述取样器与所述工业机器人通过机器人工具快换装置连接。

技术总结
本发明公开了一种取样器及自动取样设备，所述取样器包括支座、转动驱动装置、取样柱和取样壳，取样壳固定在支座上，取样柱套设在取样壳内与转动驱动装置连接，取样柱上开设有取样槽，取样壳上开设有取样口。所述自动取样设备包括底座、机器人工具快换装置、工业机器人和取样器，工业机器人安装在底座上，取样器与工业机器人通过机器人工具快换装置连接。本发明解决了人工取样存在的样品分析结果不准确、取样过程中样品易洒落造成污染以及对操作工人身体健康产生损害的问题，适应了自动化取样的生产要求。的生产要求。的生产要求。


技术研发人员：石志勇 潘磊 石曙光 何状远 彭晓娟
受保护的技术使用者：四川航天神坤科技有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/18