專利名稱：一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種進出口細絨棉的皮棉檢驗領域的棉包取樣裝置，具體是一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手,用于進出口棉包的檢驗流水線上的自動取樣工作。
背景技術：
由于現有技術自動化程度低，進口棉花和國棉的入庫、出庫管理以及貿易結算過程中的棉花取樣多采取人工方式，還沒有適用的取樣工具。操作人員用手抓取棉包表層的棉纖維，工作量大，檢驗效率低。根據國家出入境檢驗檢疫行業(yè)新標準(SN 2138. 2-2010-T)規(guī)定棉樣抽樣時，采用隨機抽取代表性樣品的原則，按抽樣批次棉包數量的10%選取包裝完好的棉包，使用開包鉗鉗斷適當道數的包絲，然后用刀割開棉包正面中部的包裝布料，去除棉包表層棉花，在約40 cm寬、10 cnTl5 cm深處抽取整塊樣品，每只不少于300 g,并形成品級/長度批樣，并裝人樣品筒。這就使得手工取得的棉樣難以滿足標準規(guī)定，這不僅造成所取樣品人為誤差大，而且人工抽樣的主觀性所產生的樣品代表性也存在問題，尤其對 棉花這種大宗商品來說，耗費大量的人力、工時，在給檢驗檢疫部門工作、倉儲運輸等帶來很大的壓力的同時，也增加了貿易交貨期。經對現有技術文獻檢索發(fā)現，中國實用新型專利“適用于棉包的取樣器”，專利號02228047. 2，記載了一種適用于棉包的取樣器，包括帶有往復式動力頭的手柄，置于手柄內殼中的用于驅動動力頭的驅動機構，在動力頭的罩殼上結合有一帶有刀槽的刀架，和置于刀槽內的刀片。刀片的末端與動力頭相連接，可對棉包進行切割取樣，根據需要確定插入的深度后，手動取出符合規(guī)定的棉樣，且提高了取樣工作效率，在一定程度上降低了取樣人員的勞動強度。但該裝置仍需要取樣人員的操作，由于棉包密度很大，將棉樣扯出棉包的勞動強度依然較大，同時還存在非隨機性的缺點。中國實用新型專利“皮棉棉包同步采樣取樣裝置”，專利號200320127387. 4，該專利記載了一種皮棉棉包同步采樣取樣裝置，能實現與皮棉棉包打包過程的同步取樣，從而保持所取到的皮棉樣與所對應棉包中的皮棉相一致。由于是在棉花打包過程中實現取樣，所以不適合進出口檢驗中的棉包已經打好的情況下的取樣過程。中國實用新型專利“一種棉包取樣補絲機”，專利號ZL 200520141999. 8，該專利記載了一種棉包取樣補絲機，取樣裝置特征在于啟動液壓缸后，其輸出端可以帶動裝有取樣裝置的壓頭對棉包施壓，在壓力作用下，帶有銳利刀刃的取樣刀將棉包上的一塊棉樣切斷，操作人員便可以方便地取下棉樣進行檢驗。由于該取樣刀僅能切斷4個端面的棉花纖維，加之棉包密度很大，操作人員將棉樣扯出棉包的勞動強度依然較大，同時液壓驅動方式容易對棉樣產生污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有技術存在的上述不足，提供一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手，該發(fā)明由一個棉包取樣機械手、棉包夾緊裝置以及棉包限位裝置組成，實現了棉包檢驗流水線上進行隨機抽樣檢測，并完成棉花全自動取樣工作，無需人工參與，解決了傳統(tǒng)棉包取樣非隨機性和人工操作的問題，提高了棉花檢測的工作效率和棉花取樣的權威性。實現本發(fā)明目的的具體技術方案是一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手，其特點是包括棉包取樣機械手、棉包輸送滾道和棉包夾緊裝置，所述的棉包取樣機械手完成在棉包取樣工位的棉皮和棉樣的全自動取樣工作；所述的棉包夾緊裝置用于棉包取樣中將位于棉包輸送滾道上的棉包固定；所述的棉包限位裝置用于將輸送滾道上的棉包到達取樣點時對棉包限位。所述的電氣控制系統(tǒng)通過執(zhí)行其內部自動控制程序控制電機的啟動、正反轉、停止及各氣缸的開、閉動作來完成對整個系統(tǒng)的自動化棉樣取樣功能。所述的棉包取樣機械手主要包括棉樣取樣頭、取樣驅動部分、機械手底座驅動部分。所述的棉樣取樣頭完成棉包表皮和棉包內棉纖維的切割和抓取動作；所述的取樣驅動部分完成驅動棉樣取樣頭的旋轉進給、棉樣抓取爪的抓放和將棉樣推出取樣頭的動作；所述的機械手底座驅動部分用于將棉樣取樣頭抓取的棉皮或棉樣扯出和棉樣取樣頭的復位。所述的棉樣取樣頭和取樣驅動部分固定在取樣驅動基座上，所述的取樣驅動基座通過機械手底座滑動光杠連接到機械手底座驅動部分，所述的機械手底座驅動部分通過螺栓固定于 取樣機械手臺架上。所述的棉樣取樣頭包括棉樣取樣刀、棉樣取樣刀架、棉樣抓取爪、棉樣抓取爪固定支架、棉樣抓取桿、機械手驅動鏈輪、機械手進給主動鏈輪、機械手固定軸承、棉樣抓取爪復位彈簧、彈簧壓板、棉樣推出撥盤。所述的棉樣取樣刀采用合金鋼材質，切刀采用正反刀口，三個圓周均勻分布的棉樣取樣刀鉚接到圓筒形的棉樣取樣刀架上；所述的三個棉樣抓取爪均勻分布在圓筒形的棉樣取樣刀架的圓周上，棉樣抓取爪通過圓柱銷與棉樣抓取爪固定支架鉸接形成可轉動的抓取爪。所述的機械手驅動鏈輪通過螺栓固定在棉樣取樣刀架上。棉樣取樣刀架通過機械手固定軸承固定在取樣驅動基座上，棉樣取樣刀架另一端通過螺栓固定有機械手進給主動鏈輪。所述的棉樣抓取桿穿過棉樣取樣刀架的內腔,棉樣抓取桿末端套有棉樣抓取爪復位彈簧，棉樣抓取爪復位彈簧壓在彈簧壓板上。棉樣推出撥盤通過螺栓固定在棉樣抓取桿的端面上。所述的取樣驅動部分包括棉樣抓取氣缸、棉樣抓取氣缸固定支架、棉樣抓取氣缸活塞桿、機械手進給絲杠、進給絲杠螺母、機械手進給從動鏈輪、機械手底座滑動光杠、機械手進給驅動電機。所述的機械手進給驅動電機通過鏈條與機械手驅動鏈輪聯接，機械手驅動鏈輪和機械手進給主動鏈輪均固定在棉樣取樣刀架上；所述的機械手進給從動鏈輪通過傳動鏈條與機械手進給主動鏈輪聯接，機械手進給從動鏈輪通過螺栓固定在進給絲杠螺母上，進給絲杠螺母以螺旋副形式與機械手進給絲杠聯接。所述的進給絲杠螺母通過滾動軸承固定在取樣驅動基座上。當機械手進給驅動電機轉動時，驅動機械手驅動鏈輪使棉樣取樣刀架轉動，同時也驅動機械手進給主動鏈輪轉動，進而帶動機械手進給從動鏈輪轉動，也即帶動進給絲杠螺母轉動，從而使取樣驅動基座帶動棉樣取樣刀架在機械手進給絲杠上進給。機械手進給驅動電機正轉時，完成棉樣的進給切割，機械手進給驅動電機反轉時，完成米樣頭的復位。所述的棉樣抓取氣缸通過棉樣抓取氣缸固定支架固定在取樣驅動基座上，棉樣抓取氣缸活塞桿通過聯接銷與棉樣抓取桿連接。棉樣抓取氣缸驅動棉樣抓取氣缸活塞桿可以實現棉樣抓取爪的開合動作。所述的機械手底座驅動部分包括機械手底座滑動氣缸、機械手底座滑動氣缸活塞桿、機械手底座滑動氣缸固定支架、取樣機械手臺架。所述的機械手底座滑動氣缸固定支架通過螺栓固定于取樣機械手臺架上，機械手底座滑動氣缸活塞桿通過聯接銷與取樣驅動基座上聯接，通過機械手底座滑動氣缸活塞桿的伸長與縮短使取樣驅動基座在機械手底座滑動光杠上滑動，完成扯出棉皮和棉樣的動作。所述的棉包夾緊裝置包括棉包夾緊頭、棉包夾緊氣缸活塞桿、棉包夾緊氣缸導向架、棉包夾緊氣缸、棉包夾緊氣缸固定支架、棉包夾緊工作臺。所述的棉包夾緊頭通過聯接銷與棉包夾緊氣缸活塞桿聯接，棉包夾緊氣缸活塞桿的運動方向受到棉包夾緊氣缸導向架的導向，其作用是在棉包取樣刀進給和切割棉包時，將棉包固定和壓緊到取樣工位上。所述的棉包夾緊氣缸通過棉包夾緊氣缸固定支架固定在棉包夾緊工作臺上。所述的棉包夾緊氣缸導向架也通過螺栓固定在棉包夾緊工作臺上。所述的棉包限位裝置包括棉包限位旋轉臂、棉包限位旋轉氣缸、棉包限位旋轉臂支架、棉包輸送滾道。所述的棉包限位旋轉臂通過棉包限位旋轉臂支架固定在棉包限位旋轉臂支架上。所述的棉包限位旋轉臂的位置通過棉包限位旋轉氣缸的行程進行調節(jié)。當棉包進入棉包輸送滾道時，棉包限位旋轉臂落下，從而將棉包固定在取樣工位上。
本發(fā)明的棉包抽樣是指從棉包的垂直于棉層的單側面進行抽樣。取樣時應去除表層棉花，即棉皮部分，去除的深度達到5 CnTlO Cm。應在離棉包表層5cm以上的深度部位抽取整塊樣品，且樣品的質量不少于300g。本發(fā)明的棉包取樣機械手的取樣速率，在棉包連續(xù)輸送狀況下，每小時取樣的棉包數量不低于40包。本發(fā)明可按檢驗棉包的一定比例自動取樣，在一個棉包取樣過程中包括以下步驟
O棉包檢測線的棉包計數器計數到某一數量后，棉包進入棉包輸送滾道；
2)棉包限位旋轉臂放下,棉包等待去除打包鋼絲；
3)棉包送至取樣工位,棉包夾緊氣缸夾緊棉包；
4)棉樣機械手去除棉皮；
5)棉樣機械手取出棉樣，棉樣封裝后，貼上二維條碼標簽；
6)取樣后的棉包貼上二維條碼標簽，由棉包輸送滾道送回棉包檢驗線。上述工作過程是通過電氣控制系統(tǒng)實現控制，該電氣控制系統(tǒng)通過執(zhí)行其內部自動控制程序控制電機的啟動、正反轉、停止及各氣缸的開、閉動作來完成自動化棉樣取樣功能，該電氣控制系統(tǒng)由PLC控制器實現取樣機械手及輔助裝置的自動控制。PLC控制器采用SIEMENS的S7-200系列的CPU226PLC和EM223擴充模塊，構成全閉環(huán)位置型控制系統(tǒng)。PLC的主要功能是采集各外圍信號，包括各氣缸磁性開關、限位開關、各種按鈕開關信號；經PLC內預先編制好的程序，執(zhí)行其邏輯運算、順序控制、走時、計數和算術操作等面向用戶的指令；設計機械自動取樣模塊的手動控制操作界面，且手動控制優(yōu)先于軟件控制，使在機械取樣過程中遇到問題能夠得到及時控制；發(fā)送高速脈沖適時控制驅動器，完成各氣缸及電磁閥和異步電機的動作。本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于
O完成棉包按比例全自動取樣，取樣過程、棉樣質量符合國家出入境檢驗檢疫行業(yè)新標準(SN/T 0775-2005)的規(guī)定；
2)可有效地解決棉包與棉花樣品質量相符的問題和抽樣的準確性、客觀性問題，為進口棉花檢驗真實地反映棉花質量提供可靠的技術保障；3)與現有技術相比，該機具有控制精度高、取樣速度快、調整方便、操作簡單、重復性好等優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明的棉包檢驗中的棉樣取樣機械手的工作示意 圖2為本發(fā)明的棉包在輸送滾道上的棉包限位示意 圖3為本發(fā)明的棉包檢驗中棉樣取樣工作布局 圖4為本發(fā)明的棉樣取樣頭結構 圖5為本發(fā)明的棉樣取樣過程示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖I所示，本實施例包括棉包取樣機械手、棉包輸送滾道、棉包夾緊裝置。棉包取樣機械手主要包括棉樣取樣頭、取樣驅動部分、機械手底座驅動部分。棉樣取樣頭完成棉包表皮和棉包內棉纖維的切割和抓取動作；取樣驅動部分完成驅動棉樣取樣頭的旋轉進給、棉樣抓取爪的抓放和將棉樣推出取樣頭的動作；機械手底座驅動部分用于將棉樣取樣頭抓取的棉皮或棉樣扯出和棉樣取樣頭的復位。棉樣取樣頭和取樣驅動部分固定在取樣驅動基座5上，取樣驅動基座5通過機械手底座滑動光杠25連接到機械手底座驅動部分，機械手底座驅動部分通過螺栓固定于取樣機械手臺架26上。棉樣取樣頭包括棉樣取樣刀13、棉樣取樣刀架12、棉樣抓取爪11、棉樣抓取爪固定支架10、棉樣抓取桿6、機械手驅動鏈輪9、機械手進給主動鏈輪7、機械手固定軸承8。棉樣取樣刀13鉚接到圓筒形的棉樣取樣刀架12上；三個棉樣抓取爪11均勻分布在圓筒形的棉樣取樣刀架12的圓周上，棉樣抓取爪11通過圓柱銷與棉樣抓取爪固定支架10鉸接形成可轉動的抓取爪。機械手驅動鏈輪9通過螺栓固定在棉樣取樣刀架12上。棉樣取樣刀架12通過機械手固定軸承8固定在取樣驅動基座5上，棉樣取樣刀架12另一端通過螺栓固定有機械手進給主動鏈輪7。所述的棉樣抓取桿6穿過棉樣取樣刀架12的內腔，棉樣抓取桿6穿過棉樣取樣刀架12的內腔，棉樣抓取桿6末端套有棉樣抓取爪復位彈簧33,棉樣抓取爪復位彈簧33壓在彈簧壓板34上。棉樣推出撥盤35通過螺栓固定在棉樣抓取桿6的端面上。取樣驅動部分包括棉樣抓取氣缸2、棉樣抓取氣缸固定支架3、棉樣抓取氣缸活塞桿4、機械手進給絲杠22、進給絲杠螺母23、機械手進給從動鏈輪24、機械手底座滑動光杠25、機械手進給驅動電機32。所述的機械手進給驅動電機32通過鏈條與機械手驅動鏈輪9聯接，機械手驅動鏈輪9和機械手進給主動鏈輪7均固定在棉樣取樣刀架12上；機械手進給從動鏈輪24通過傳動鏈條與機械手進給主動鏈輪7聯接，機械手進給從動鏈輪24通過螺栓固定在進給絲杠螺母23上，進給絲杠螺母23以螺旋副形式與機械手進給絲杠22聯接。進給絲杠螺母23通過滾動軸承固定在取樣驅動基座5上。當機械手進給驅動電機32轉動時，驅動機械手驅動鏈輪9使棉樣取樣刀架12轉動，同時也驅動機械手進給主動鏈輪7轉動,進而帶動機械手進給從動鏈輪24轉動,也即帶動進給絲杠螺母23轉動，從而使取樣驅動基座5帶動棉樣取樣刀架12在機械手進給絲杠22上進給。機械手進給驅動電機32正轉時，完成棉樣的進給切割，機械手進給驅動電機32反轉時，完成采樣頭的復位。棉樣抓取氣缸2通過棉樣抓取氣缸固定支架3固定在取樣驅動基座5上,棉樣抓取氣缸活塞桿4通過聯接銷與棉樣抓取桿6連接。棉樣抓取氣缸2驅動棉樣抓取氣缸活塞桿4可以實現棉樣抓取爪11的開合動作。機械手底座驅動部分包括機械手底座滑動氣缸I、機械手底座滑動氣缸活塞桿36、機械手底座滑動氣缸固定支架27、取樣機械手臺架26。機械手底座滑動氣缸固定支架27通過螺栓固定于取樣機械手臺架26上，機械手底座滑動氣缸活塞桿36通過聯接銷與取樣驅動基座上5聯接，通過機械手底座滑動氣缸活塞桿36的伸長與縮短使取樣驅動基座上5在機械手底座滑動光杠25上滑動，完成扯出棉皮和棉樣的動作。棉包夾緊裝置包括棉包夾緊頭16、棉包夾緊氣缸活塞桿17、棉包夾緊氣缸導向架18、棉包夾緊氣缸19、棉包夾緊氣缸固定支架20、棉包夾緊工作臺21。棉包夾緊頭16通過聯接銷與棉包夾緊氣缸活塞桿17聯接，棉包夾緊氣缸活塞桿17的運動 方向受到棉包夾緊氣缸導向架18的導向，其作用是在棉包取樣刀13進給和切割棉包時，將棉包固定和壓緊到取樣工位上。棉包夾緊氣缸19通過棉包夾緊氣缸固定支架20固定在棉包夾緊工作臺21上。棉包夾緊氣缸導向架18也通過螺栓固定在棉包夾緊工作臺21上。 如圖2所示，棉包夾緊裝置包括棉包夾緊頭16、棉包夾緊氣缸活塞桿17、棉包夾緊氣缸導向架18、棉包夾緊氣缸19、棉包夾緊氣缸固定支架20、棉包夾緊工作臺21。所述的棉包夾緊頭16通過聯接銷與棉包夾緊氣缸活塞桿17聯接，棉包夾緊氣缸活塞桿17的運動方向受到棉包夾緊氣缸導向架18的導向，其作用是在棉包取樣刀13進給和切割棉包時，將棉包固定和壓緊到取樣工位上。所述的棉包夾緊氣缸19通過棉包夾緊氣缸固定支架20固定在棉包夾緊工作臺21上。所述的棉包夾緊氣缸導向架18也通過螺栓固定在棉包夾緊工作臺21上。如圖3所示，棉包取樣過程為進入抽樣模塊的棉包首先通過傳送帶進入棉包定位系統(tǒng)，然后進入取樣機械手部位，機械手去除表面包裝材質和表面一定量的棉花(稱作棉皮)，棉皮噴氣電磁閥噴氣，送走棉皮，然后由機械手抓取300 g以上的棉花樣品,棉樣噴氣電磁閥噴氣，送走棉樣，棉樣經密封后貼上條形碼標簽，取樣后的棉包被棉包輸送滾道31送回主檢測線。如圖4所示，所述的棉樣抓取桿6穿過棉樣取樣刀架12的內腔，棉樣抓取桿6末端套有棉樣抓取爪復位彈簧33，棉樣抓取爪復位彈簧33壓在彈簧壓板34上。棉樣推出撥盤35通過螺栓固定在棉樣抓取桿6的端面上。棉樣抓取爪復位彈簧33的作用是1)緩沖和消除運動間隙；2)輔助抓取爪復位。棉樣推出撥盤35的作用是撥盤為圓形，與棉樣抓取爪11內圓相配合，撥盤移動的位置決定棉樣抓取爪11的打開和合攏。如圖5所示，本實施例給出了在棉包取樣工位的棉樣取樣機械手的自動取樣過程，其工作流程主要包括以下步驟
O起始狀態(tài)棉包固定在取樣工位，棉樣取樣頭、棉樣抓取氣缸和機械手底座滑動氣缸處于圖示的起始狀態(tài)；
2)切割棉皮機械手進給驅動電機32正轉，通過鏈條驅動機械手驅動鏈輪9轉動，一方面使棉樣取樣刀架12正轉，從而使棉樣取樣刀13以恒定速度正轉，開始切割棉包表面包裝材質；另一方面棉樣取樣刀架12正轉也使機械手進給主動鏈輪7正轉，通過鏈條使機械手進給從動鏈輪24正轉，進而帶動進給絲杠螺母23在機械手進給絲杠22上右移，從而使棉樣取樣頭進給，控制系統(tǒng)以時間控制棉樣取樣刀13的進刀量，完成棉包中的淺層棉花的切割；
3)抓取棉皮到達預定的進刀量時，機械手進給驅動電機32停轉，棉樣抓取氣缸2動作使棉樣抓取氣缸活塞桿4縮短,拉動棉樣抓取桿6左移,彈簧壓板34壓縮棉樣抓取爪復位彈簧33，從而使棉樣抓取爪11抓緊位于取樣頭內的棉皮；
4)扯出棉皮機械手底座滑動氣缸I動作，驅動機械手底座滑動氣缸活塞桿36左移，拉動取樣驅動基座5在機械手底座滑動光杠25上左移，將棉樣抓取爪11抓緊的棉皮扯出；
5)松開棉皮棉樣抓取氣缸2動作使棉樣抓取氣缸活塞桿4右移,拉動棉樣抓取桿6右移，彈簧壓板34放松棉樣抓取爪復位彈簧33，從而使棉樣抓取爪11松開位于取樣頭內的棉皮；
6)推出棉皮機械手進給驅動電機32反轉，通過鏈條驅動機械手驅動鏈輪9轉動，一方面使棉樣取樣刀架12反轉；另一方面棉樣取樣刀架12反轉也使機械手進給主動鏈輪7 反轉，通過鏈條使機械手進給從動鏈輪24反轉，進而帶動進給絲杠螺母23在機械手進給絲杠22上左移，至限位處機械手進給驅動電機32停轉，從而使棉樣取樣頭復位，而此時棉樣推出撥盤35并未移動，使得采樣頭中的棉皮被棉樣推出撥盤35推出，然后電磁閥控制的噴口噴氣，送走棉皮；
7)切割棉樣機械手進給驅動電機32正轉，通過鏈條驅動機械手驅動鏈輪9轉動，一方面使棉樣取樣刀架12正轉，從而使棉樣取樣刀13以恒定速度正轉，開始切割棉包中的棉花；另一方面棉樣取樣刀架12正轉也使機械手進給主動鏈輪7正轉，通過鏈條使機械手進給從動鏈輪24正轉，進而帶動進給絲杠螺母23在機械手進給絲杠22上右移，從而使棉樣取樣頭進給，控制系統(tǒng)以時間控制棉樣取樣刀13的進刀量，完成棉樣的切割；
8)抓取棉樣到達預定的進刀量時，機械手進給驅動電機32停轉，棉樣抓取氣缸2動作使棉樣抓取氣缸活塞桿4縮短,拉動棉樣抓取桿6左移,彈簧壓板34壓縮棉樣抓取爪復位彈簧33，從而使棉樣抓取爪11抓緊位于取樣頭內的棉樣；
9)扯出棉樣機械手底座滑動氣缸I動作，驅動機械手底座滑動氣缸活塞桿36左移，拉動取樣驅動基座5在機械手底座滑動光杠25上左移,將棉樣抓取爪11抓緊的棉樣扯出；
10)松開棉樣棉樣抓取氣缸2動作使棉樣抓取氣缸活塞桿4右移,拉動棉樣抓取桿6右移，彈簧壓板34放松棉樣抓取爪復位彈簧33，從而使棉樣抓取爪11松開位于取樣頭內的棉樣；
11)推出棉樣機械手進給驅動電機32反轉，通過鏈條驅動機械手驅動鏈輪9轉動，一方面使棉樣取樣刀架12反轉；另一方面棉樣取樣刀架12反轉也使機械手進給主動鏈輪7反轉，通過鏈條使機械手進給從動鏈輪24反轉，進而帶動進給絲杠螺母23在機械手進給絲杠22上左移，至限位處機械手進給驅動電機32停轉，從而使棉樣取樣頭復位，而此時棉樣推出撥盤35并未移動，使得采樣頭中的棉樣被棉樣推出撥盤35推出，然后電磁閥控制的噴口噴氣,送走棉樣,完成一個取樣周期。
權利要求
1.一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手，包括棉包取樣機械手、棉包夾緊裝置和棉包限位裝置，其特征在于所述的棉包取樣機械手完成在棉包取樣工位的棉皮和棉樣全自動取樣工作；所述的棉包夾緊裝置用于棉包取樣中將位于棉包輸送滾道上的棉包固定；所述的棉包限位裝置用于將輸送滾道上的棉包到達取樣點時對棉包限位； 所述的棉包取樣機械手包括棉樣取樣頭、取樣驅動部分、機械手底座驅動部分，所述的棉樣取樣頭完成棉包表皮和棉包內棉纖維的切割和抓取動作；所述的取樣驅動部分完成驅動棉樣取樣頭的旋轉進給、棉樣抓取爪的抓放和將棉樣推出取樣頭的動作；所述的機械手底座驅動部分用于將棉樣取樣頭抓取的棉皮或棉樣扯出和棉樣取樣頭的復位，所述的棉樣取樣頭和取樣驅動部分固定在取樣驅動基座(5)上，所述的取樣驅動基座(5)通過機械手底座滑動光杠(25)連接到機械手底座驅動部分，所述的機械手底座驅動部分通過螺栓固定于取樣機械手臺架(26)上； 所述的棉樣取樣頭包括棉樣取樣刀(13)、棉樣取樣刀架(12)、棉樣抓取爪(11)、棉樣抓取爪固定支架(10)、棉樣抓取桿(6)、機械手驅動鏈輪(9)、機械手進給主動鏈輪(7)、機械手固定軸承(8)、棉樣抓取爪復位彈簧(33)、彈簧壓板(34)、棉樣推出撥盤(35);所述的棉樣取樣刀(13)采用合金鋼材質，切刀采用正反刀口 ；三個圓周均勻分布的棉樣取樣刀(13)鉚接到圓筒形的棉樣取樣刀架(12)上；所述的三個棉樣抓取爪(11)均勻分布在圓筒形的棉樣取樣刀架(12)的圓周上，棉樣抓取爪(11)通過圓柱銷與棉樣抓取爪固定支架(10)鉸接形成可轉動的抓取爪；所述的機械手驅動鏈輪(9)通過螺栓固定在棉樣取樣刀架(12)上；棉樣取樣刀架(12)通過機械手固定軸承(8)固定在取樣驅動基座(5)上，棉樣取樣刀架(12)另一端通過螺栓固定有機械手進給主動鏈輪(7);所述的棉樣抓取桿(6)穿過棉樣取樣刀架(12)的內腔，棉樣抓取桿(6)末端套有棉樣抓取爪復位彈簧(33)，棉樣抓取爪復位彈簧(33)壓在彈簧壓板(34)上；棉樣推出撥盤(35)通過螺栓固定在棉樣抓取桿(6)的端面上； 所述的取樣驅動部分包括棉樣抓取氣缸(2)、棉樣抓取氣缸固定支架(3)、棉樣抓取氣缸活塞桿(4)、機械手進給絲杠(22)、進給絲杠螺母(23)、機械手進給從動鏈輪(24)、機械手底座滑動光杠(25)、機械手進給驅動電機(32);所述的機械手進給驅動電機(32)通過鏈條與機械手驅動鏈輪(9 )聯接，機械手驅動鏈輪(9 )和機械手進給主動鏈輪(7 )均固定在棉樣取樣刀架(12)上；所述的機械手進給從動鏈輪(24)通過傳動鏈條與機械手進給主動鏈輪(7)聯接，機械手進給從動鏈輪(24)通過螺栓固定在進給絲杠螺母(23)，進給絲杠螺母(23)以螺旋副形式與機械手進給絲杠(22)聯接；所述的進給絲杠螺母(23)通過滾動軸承固定在取樣驅動基座(5)上；當機械手進給驅動電機(32)轉動時，驅動機械手驅動鏈輪(9)使棉樣取樣刀架(12)轉動，同時也驅動機械手進給主動鏈輪(7)轉動，進而帶動機械手進給從動鏈輪(24)轉動，也即帶動進給絲杠螺母(23)轉動，從而使取樣驅動基座(5)帶動棉樣取樣刀架(12)在機械手進給絲杠(22)上進給；機械手進給驅動電機(32)正轉時，完成棉樣的進給切割，機械手進給驅動電機(32)反轉時，完成采樣頭的復位；所述的棉樣抓取氣缸(2 )通過棉樣抓取氣缸固定支架(3 )固定在取樣驅動基座(5 )上,棉樣抓取氣缸活塞桿(4)通過聯接銷與棉樣抓取桿(6)連接；當棉樣抓取氣缸(2)驅動棉樣抓取氣缸活塞桿(4)可以實現棉樣抓取爪(11)的開合動作； 所述的機械手底座驅動部分包括機械手底座滑動氣缸(I)、機械手底座滑動氣缸活塞桿(36)、機械手底座滑動氣缸固定支架(27)、取樣機械手臺架(26);所述的機械手底座滑動氣缸固定支架(27)通過螺栓固定于取樣機械手臺架(26)上,機械手底座滑動氣缸活塞桿(36 )通過聯接銷與取樣驅動基座(5 )連接，通過機械手底座滑動氣缸活塞桿(36 )的伸長與縮短使取樣驅動基座上(5)在機械手底座滑動光杠(25)上滑動,完成扯出棉皮和棉樣的動作； 所述的棉包夾緊裝置包括棉包夾緊頭(16)、棉包夾緊氣缸活塞桿(17)、棉包夾緊氣缸導向架(18)、棉包夾緊氣缸(19)、棉包夾緊氣缸固定支架(20)、棉包夾緊工作臺(21);所述的棉包夾緊頭(16)通過聯接銷與棉包夾緊氣缸活塞桿(17)聯接，棉包夾緊氣缸活塞桿(17)的運動方向受到棉包夾緊氣缸導向架(18)的導向，其作用是在棉包取樣刀(13)進給和切割棉包時，將棉包固定和壓緊到取樣工位上；所述的棉包夾緊氣缸(19)通過棉包夾緊氣缸固定支架(20)固定在棉包夾緊工作臺(21)上；所述的棉包夾緊氣缸導向架(18)也通過螺栓固定在棉包夾緊工作臺(21)上； 所述的棉包限位裝置包括棉包限位旋轉臂(28)、棉包限位旋轉氣缸(29)、棉包限位旋轉臂支架(30)、棉包輸送滾道(31);所述的棉包限位旋轉臂(28)通過棉包限位旋轉臂支架(30)固定在棉包限位旋轉臂支架(30)上；所述的棉包限位旋轉臂(28)的位置通過棉包限位旋轉氣缸(29)的行程進行調節(jié)；當棉包進入棉包輸送滾道(31)時，棉包限位旋轉臂(28 )落下，從而將棉包固定在取樣工位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種棉包檢驗中的棉樣取樣機械手，包括棉包取樣機械手、棉包夾緊裝置和棉包限位裝置；棉包取樣機械手完成在棉包取樣工位的棉皮和棉樣全自動取樣工作；棉包夾緊裝置用于將位于棉包輸送滾道上的棉包固定；棉包限位裝置用于將輸送滾道上的棉包到達取樣點時對棉包限位。本發(fā)明實現了棉包檢驗流水線上進行隨機抽樣檢測，并完成棉花全自動取樣工作，解決了傳統(tǒng)人工取樣的隨機性問題，提高了棉包取樣的效率和權威性。
文檔編號G01N1/08GK102778365SQ20121027176
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權日2012年8月1日
發(fā)明者俞方, 周廣泉, 唐敏峰, 趙潔 申請人:上海天合電子有限公司