本发明专利技术提供了一种采样机器人系统装置、采样方法及应用，所述采样机器人系统装置包括至少一个采样机器人和至少一个收集仓；所述采样机器人包括自动采样模块、煤堆扫描模块、测距模块和采样控制模块；所述自动采样模块上设置有身份识别卡，所述收集仓顶部设置有进料门，所述收集仓的顶部还设置有电性连接的进料控制模块和感应开关模块。本发明专利技术提供的煤质采样机器人替代了传统采煤现场所需的专业煤质采样人员，只需要操作人员简单操作，就能完成所有样品的自动采样和装仓，节省了采样人员的人力成本，省去了繁重的劳动作业，保护了采样人员的人身安全。员的人身安全。员的人身安全。
【技术实现步骤摘要】
一种采样机器人系统装置、采样方法及应用
[0001]本专利技术属于煤炭采样
，涉及一种采样机器人系统装置、采样方法及应用。
技术介绍
[0002]煤炭在我国的能源体系中占有重要的位置，是我国经济和社会发展不可或缺的物质基础。我国煤炭资源非常丰富，煤炭资源分布面积很广，煤炭资源总量居世界之首。煤炭作为一种数量较大的特殊商品，流通量越来越大。由于煤炭是一种非均质的混合物，其性质随生成地质条件、生产、加工、运输等过程的不同而有很大差别。
[0003]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，而煤炭分析所针对的对象则是采集的煤炭样品，因此如何高效的采集更有代表性的煤炭对于煤炭分析来自意义重大。煤炭采样是指从特定的煤堆中取出一部分具有代表性的煤样，以确定该煤堆煤炭质量的过程。煤的采样是煤质分析中最重要的环节，要获得准确的测试数据，就必须采取出具有代表性的样品。
[0004]目前的煤炭采样分为手工采样和固定龙门式采样。由于采购站点点多面广，而监控人员是手工作业，由于传统的人力采样费时费力，又不能采到足够的深度，无法保证煤样选取的代表性和准确性。固定龙门式采样的主要工作原理是由超声波感应装置实现车厢自动定位后，电控系统指挥控制大、小车纵向行走和横向行走至随机采样点，升降机构将采样头送达指定深度取得该点的料样后，由大、小车再将所采取的煤样送至给料皮带进料口并卸料，完成单点一次采样过程。
[0005]CN103837369A公开了一种煤炭采样取芯装置，包括回转马达和底座，所述回转马达安装在所述底座上，所述底座上端与连接臂一端转动连接，所述连接臂中部与所述底座之间设置有变幅油缸一，所述连接臂另一端与基本臂一端转动连接，所述基本臂中部与所述连接臂中部设置有变幅油缸二，所述基本臂内部滑动设置有伸缩臂，所述伸缩臂与基本臂之间设置有伸缩臂油缸，所述伸缩臂端部设置有采样头。
[0006]CN205607678U公开了一种车载可移动式全自动煤炭采制样设备，包括：汽车底盘、制样装置、采样臂架、操作室、电控柜、后液压支腿、副车架、采样头装置、前液压支腿、自动封装装置、弃料箱、液压油箱和冷却器，所述制样装置包括入料装置、破碎装置和缩分装置，所述采样头装置包括桅杆机构、采样料斗和采样头机构。
[0007]CN110940543A公开了一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机，包括汽车底盘、副车架、液压支腿、采样装置、自动破碎装置、集样装置、液压油箱、冷却器和电控柜，所述采样装置包括底座、大臂、大臂油缸、小臂油缸、小臂、伸缩臂、摆角油缸、四连杆机构和采样头，所述自动破碎装置包括工作台、电控箱、立杆、第一横板、气压缸、气压杆、第一电机、第一转轴、磨盘、压磨圆筒、第二转轴、第二电机、电机底座、第二横板、装料筒、锥形出料管和U形架。
[0008]手工采样具有以下缺点：1)、采样劳动强度大，且工作效率低；2)、采样精度低，人为因素比较高；3)、采样安全保护措施不足，易发生安全事故。传统的固定龙门式采样同样
具有以下缺点：1)、固定龙门式采制样装置固定不可移动，灵活性差，不能灵活移动至不同作业场地进行采制样及子样收集，自动化和智能化程度低；2)、固定龙门式采制样装置投入成本大，其需建设相应的地基、钢结构骨架等额外设施，附加成本巨大，因此急需开发一种功能齐备、灵活实用、自动化程度非常高的煤炭自动化采样装置。
技术实现思路
[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种采样机器人系统装置、采样方法及应用，能够使得系统具有较高的安全性、稳定性及可靠性。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种采样机器人系统装置，所述采样机器人系统装置包括至少一个采样机器人和至少一个收集仓；
[0012]所述采样机器人包括自动采样模块、煤堆扫描模块、测距模块和采样控制模块，所述煤堆扫描模块和测距模块分别电性连接所述采样控制模块，所述采样控制模块反馈控制所述自动采样模块，所述煤堆扫描模块用于扫描煤堆外观的三维模型，所述测距模块用于检测自动采样模块与煤堆之间的直线距离，所述采样控制模块根据煤堆外观的三维模型计算得到采样点，并通过测距模块获得的距离数据驱使伸缩臂模块带动自动采样模块移动至采样点对煤堆进行定点采样；
[0013]所述自动采样模块上设置有身份识别卡，所述收集仓顶部设置有进料门，所述收集仓的顶部还设置有电性连接的进料控制模块和感应开关模块，所述进料控制模块反馈控制所述进料门，所述感应开关模块用于识别所述身份识别卡，在识别成功后通过进料控制模块控制进料门开启，识别失败后维持进料门关闭，所述采样机器人采样后移动至收集仓附近，通过身份识别卡触发相应收集仓的进料门，将采集的煤炭样本送入指定收集仓。
[0014]本专利技术提供的煤质采样机器人替代了传统采煤现场所需的专业煤质采样人员，只需要操作人员简单操作，就能完成所有样品的自动采样和装仓，不但节省了采样人员的人力成本和省去了繁重的劳动作业，更保护了采样人员的人身安全；此外，智能化的采样方式有效避免了人为采样时的人为情绪的干扰，避免了煤质样品精度人为的因素的干扰，不但取代现场人工采样的繁重劳动，而且使取样更精准。具体而言，本专利技术提供的采样机器人系统装置的优势在于：
[0015](1)自动采样模块、煤堆扫描模块、测距模块和采样控制模块协同作业，对煤堆采样点进行精准定位，使采样更精准并且采样效率比人工采样效率提升80％，找出最佳采样点后通过控制模块自动调整伸缩臂模块每个关节角度，使采样模块正对无规则煤堆的最佳采样点，精准控制采样位置；
[0016](2)通过设置感应开关模块，与采样机器人上设置的身份识别码进行一一配对识别，只有在识别成功后进料门才会开启，从而确保了每一个收集仓只能收集一个采样机器人采集的一种煤炭样品，即实现了一仓一样品。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述自动采样模块包括移动平台和伸缩臂组件，所述伸缩臂组件的固定端可旋转设置于所述移动平台上，所述伸缩臂组件的自由端设置有采样装置。
[0018]优选地，所述采样装置包括由至少三片采样爪尖端围拢形成的锥斗结构，所述采
样爪在围拢状态下插入煤堆，到达指定煤堆深度后，所述采样爪展开后围拢抓取深层样品煤。
[0019]优选地，所述采样装置还包括与所述采样爪电性连接的驱动件，所述驱动件与采样控制模块电性连接，所述驱动件用于驱动各个采样爪围拢或展开。
[0020]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述移动平台包括运行轨道、移动基座和设置于所述移动基座上的旋转台，所述移动基座滑动设置于所述运行轨道上并沿水平方向移动，所述伸缩臂组件的固定端设置于旋转台上。
[0021]优选地，所述伸缩臂组件包括端与端依次铰接的旋转臂、第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂，所述旋转臂竖直固定于所述旋转台上，所述测距模块和所述煤堆扫描模块固定于所述第三伸缩臂的自本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采样机器人系统装置，其特征在于，所述采样机器人系统装置包括至少一个采样机器人和至少一个收集仓；所述采样机器人包括自动采样模块、煤堆扫描模块、测距模块和采样控制模块，所述煤堆扫描模块和测距模块分别电性连接所述采样控制模块，所述采样控制模块反馈控制所述自动采样模块，所述煤堆扫描模块用于扫描煤堆外观的三维模型，所述测距模块用于检测自动采样模块与煤堆之间的直线距离，所述采样控制模块根据煤堆外观的三维模型计算得到采样点，并通过测距模块获得的距离数据驱使伸缩臂模块带动自动采样模块移动至采样点对煤堆进行定点采样；所述自动采样模块上设置有身份识别卡，所述收集仓顶部设置有进料门，所述收集仓的顶部还设置有电性连接的进料控制模块和感应开关模块，所述进料控制模块反馈控制所述进料门，所述感应开关模块用于识别所述身份识别卡，在识别成功后通过进料控制模块控制进料门开启，识别失败后维持进料门关闭，所述采样机器人采样后移动至收集仓附近，通过身份识别卡触发相应收集仓的进料门，将采集的煤炭样本送入指定收集仓。2.根据权利要求1所述的采样机器人系统装置，其特征在于，所述自动采样模块包括移动平台和伸缩臂组件，所述伸缩臂组件的固定端可旋转设置于所述移动平台上，所述伸缩臂组件的自由端设置有采样装置；优选地，所述采样装置包括由至少三片采样爪尖端围拢形成的锥斗结构，所述采样爪在围拢状态下插入煤堆，到达指定煤堆深度后，所述采样爪展开后围拢抓取深层样品煤；优选地，所述采样装置还包括与所述采样爪电性连接的驱动件，所述驱动件与采样控制模块电性连接，所述驱动件用于驱动各个采样爪围拢或展开。3.根据权利要求1或2所述的采样机器人系统装置，其特征在于，所述移动平台包括运行轨道、移动基座和设置于所述移动基座上的旋转台，所述移动基座滑动设置于所述运行轨道上并沿水平方向移动，所述伸缩臂组件的固定端设置于旋转台上；优选地，所述伸缩臂组件包括端与端依次铰接的旋转臂、第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂，所述旋转臂竖直固定于所述旋转台上，所述测距模块和所述煤堆扫描模块固定于所述第三伸缩臂的自由端。4.根据权利要求1
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3任一项所述的采样机器人系统装置，其特征在于，所述感应开关模块包括与所述进料控制模块电性连接的身份感应识别装置，所述身份感应识别装置内预先写入身份编码，所述身份感应识别装置根据预存的身份编码对采样机器人的身份识别卡进行识别，识别成功后向进料控制模块发出第一反馈信号，所述进料控制模块接收到第一反馈信号后控制进料门开启；识别失败后向进料控制模块发出第二反馈信号，所述进料控制模块接收到第二反馈信号后维持所述进料门关闭；优选地，所述感应开关模块还包括与所述进料控制模块电性连接的报警装置，所述进料控制模块接收到第二反馈信号后，向所述报警装置发出控制指令，所述报警装置开启报警。5.根据权利要求1
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4任一项所述的采样机器人系统装置，其特征在于，所述收集仓包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙冬梅，戴志强，张宁，黄悦，周宏林，郝盼盼，刘建涛，胡振辉，刘庆，王智勇，周晓慧，龙大鹏，
申请(专利权)人：唐山鋆鹏智控技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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