一种物料取样装置的制作方法

1.本发明涉及矿选领域，尤其涉及一种物料取样装置。


背景技术：

2.化验所需的样品量极少，因此，如何从试验矿样中缩分出具有代表性的物料往往成为精确测量物料关键步骤。为此，目前存在二分法缩放、四分法缩放、环锥法以及网格法等众多取样方法，其中，网格法取样的效果最佳。
3.采用网格法取样时，首先将物料混匀，再利用玻璃棒或尺子等工具将物料摊成同一厚度的薄层，然后将前述薄层划分为多个尺寸大致相同的正方形格子，其次使用小勺或小铲等取样工具从每一个小正方形中取得适量和同等量的物料，最后将多次挖取的物料混合在一起。这一过程中，选择的正方形格子的数量越多，则样品更具有代表性。然而，如果对若干数量的正方形格子内的物料逐个进行取样，必然会导致操作繁琐耗时。可见，现有技术中，取样效率和取样精度相互矛盾。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种物料取样装置，可以在保证取样精度的同时明显提高取样效率。
5.为实现上述目的，本发明提供一种物料取样装置，包括操作手柄、物料槽以及若干围绕同一中心轴环布的物料铲；全部所述物料铲彼此相对固定且均以所述中心轴为转轴转动连接于所述操作手柄；所述物料槽以槽口朝上的角度固定于所述操作手柄；全部所述物料铲的外缘重叠于同一圆周；任一所述物料铲的铲口朝向所述中心轴的径向，且任一所述铲口的铲口刃重叠于所述圆周；任一所述铲口在朝下分布时对准所述槽口。
6.优选地，全部所述物料铲围绕所述中心轴均匀分布。
7.优选地，全部所述物料铲位于同一平面。
8.优选地，任一所述物料铲具体为扇形物料铲；全部所述扇形物料铲的弧面重合于同一所述圆周。
9.优选地，还包括转动连接于所述操作手柄的圆形转盘；全部所述物料铲固定于所述圆形转盘；所述圆形转盘的半径等于所述物料铲距离所述中心轴的最大间距。
10.优选地，所述圆形转盘的厚度为1～2mm中任一数值。
11.优选地，所述圆形转盘的周侧设有若干径向向外延伸的齿；所述圆形转盘的半径等于任一所述齿距离所述圆形转盘的中心轴的最大距离。
12.优选地，所述圆形转盘设有负重块。
13.优选地，所述物料槽呈扇形；所述物料槽的顶角重叠于所述中心轴；所述物料槽的外缘紧邻与其相邻的所述物料铲的内缘。
14.优选地，全部所述物料铲包括多个第一物料铲和多个第二物料铲；全部所述第一物料铲的所述铲口的朝向相同；所述第二物料铲的所述铲口朝向相同；任一所述第一物料
铲的所述铲口与任一所述第二物料铲的所述铲口朝向相反。
15.相对于上述背景技术，本发明所提供的物料取样装置包括操作手柄、物料槽以及若干围绕同一中心轴环布的物料铲；全部所述物料铲彼此相对固定且均以所述中心轴为中心转动连接于所述操作手柄；所述物料槽以槽口朝上的角度固定于所述操作手柄；全部所述物料铲的外缘重叠于同一圆周；任一所述物料铲的铲口相切于所述圆周；任一所述铲口在朝下分布时对准所述槽口。
16.操作人员通过该物料取样装置可以对铺设于工作面的物料进行取样。取样时，该物料取样装置的全部物料铲逐个铲入物料并贴合于工作面滚动，因此全部物料铲可以将不同取样位置处的物料连续铲起并集中收集于物料槽内。
17.可见，该物料取样装置操作简单便捷、取样效率高且样品具有代表性，实现了对粉状物料的高效、精确取样，能够适用于各种场景的不同需求，兼顾取样效率和取样精度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例所提供的物料取样装置的结构示意图；
20.图2为图1的爆炸视图；
21.图3为本发明实施例所提供的操作手柄的结构示意图；
22.图4为本发明实施例所提供的物料槽的结构示意图；
23.图5为本发明实施例所提供的物料铲的结构示意图。
24.其中，1
‑
支撑杆、11
‑
定位孔、2
‑
持握柄、3
‑
螺栓、4
‑
圆形转盘、5
‑
物料铲、51
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物料铲安装孔、52
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铲口、6
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轴承、7
‑
物料槽、71
‑
定位柱。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，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。
27.请参考图1至图5，图1为本发明实施例所提供的物料取样装置的结构示意图；图2为图1的爆炸视图；图3为本发明实施例所提供的操作手柄的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的物料槽的结构示意图；图5为本发明实施例所提供的物料铲的结构示意图。
28.本发明提供一种物料取样装置，包括操作手柄、固定于操作手柄的物料槽7以及若干安装于操作手柄的物料铲5。
29.物料槽7以槽口朝上的角度固定于操作手柄，也就是说，在正常操作过程中，无论用户是否移动操作手柄，物料槽7的槽口始终朝上敞开。
30.全部物料铲5围绕同一中心轴环布，包括且不限于全部物料铲5在同一平面内围绕该中心轴环列。与此同时，全部物料铲5彼此之间相对固定；全部物料铲5以前述中心轴为转轴转动连接于操作手柄。其中，全部物料铲5与操作手柄的转动连接处可设置轴承6。
31.全部物料铲5的外缘重叠于同一圆周；其中，物料铲5的外缘指的与前述中心轴间距最大的物料铲5的局部轮廓。例如，仅物料铲5的铲口刃与中心轴之间的间距最大时，则物料铲5的外缘指的是铲口刃；当物料铲5的整个铲底面为弧面且该弧面的任意一处与中心轴的间距为最大间距时，则物料铲5的外缘指的是包括铲口刃在内的整个铲底面。
32.该物料取样装置以全部物料铲5的外缘所在的圆周作为滚动面，在操作手柄的驱动下实现滚动面贴合于工作面滚动。该物料取样装置中，任一物料铲的铲口刃重合于前述滚动面，且任一物料铲的铲口刃与滚动面的轴向端面相交，例如前述铲口刃平行于滚动面的轴向，以确保当全部物料铲5相对于工作面滚动时可以将铺设于工作面的物料自铲口刃铲入物料铲5的容腔内。基于前述结构，当该物料取样装置的物料铲5绕中心轴旋转并贴合于工作面滚动时，铲口52时而朝上以铲起铺设于工作面的物料，时而朝下以对准物料槽7并倾倒物料。
33.可见，本发明所提供的物料取样装置用于物料取样。当工作面铺设有物料时，该物料取样装置可以令全部物料铲5所形成的滚动面贴合于工作面，并利用操作手柄带动全部物料铲5绕中心轴旋转。在全部物料铲5围绕中心轴旋转的过程中，任意一个物料铲5包括以下几个运动状态：
34.(一)由铲口52朝下转动至铲口52水平；该过程中，物料铲5由远离工作面转动至贴合于工作面；
35.(二)由前述(一)中铲口52的水平状态转动至铲口52朝上；该过程中，物料铲5由贴合于工作面转动至远离工作面；
36.(三)由前述(二)中铲口52朝上转动至前述(一)中铲口52朝下的状态。
37.上述三个运动过程中，滚动面维持同一滚动方向例如始终顺时针滚动或始终逆时针滚动。其中，任意一个物料铲5在上述(一)的运动过程中，物料铲5的铲口52逐渐插入处于工作面表面的物料中，并随着铲口52向水平角度偏转而将前述物料入该物料铲5的容腔内。任意一个物料铲5在上述(二)的运动过程中，被铲入该物料铲5内的物料沿该物料铲5的容腔内壁向下滑动，最终沉降在该物料铲5的容腔底部。任意一个物料铲5在上述(三)的运动过程中，被铲入物料铲5内的物料自其铲口52倾倒而出，因该铲口52与物料槽7的槽口相对，因此，前述物料铲5将其内物料倒入物料槽7内。
38.因该物料取样装置同时具有多个物料铲5，因此，操作人员通过操作手柄带动全部物料铲5围绕中心轴滚动时，全部物料铲5逐个按照上述运动过程实现铲取物料以及向物料槽7内集中投放物料。
39.综上，操作人员通过该物料取样装置可以对铺设于工作面的物料进行快速取样。基于全部物料铲5的相对位置关系以及运动关系，该物料取样装置在取样过程中相当于对不同位置下的多个取样点进行快速、连续取样，实际取样效果相当于采用网格法取样原理所得到的取样效果，但相比于当前常规的网格法取样方式而言，该物料取样装置的操作更加简单、效率更高。其中，依据网格法取样原理进行物料取样时，取样点的数量和取样效率通常是两个矛盾的参数，而取样点的数量是决定取样精度的重要因素；相较之下，利用该物
料取样装置则可以大大降低取样点数量对取样效率的干扰，兼顾取样效率和取样精度。
40.下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的物料取样装置做更进一步的说明。
41.上述物料取样装置中，全部物料铲5可围绕中心轴均匀分布。使用具有前述结构特点的物料取样装置时，全部物料铲5可以对铺设于工作面的物料实现等间距取样，从而符合网格法取样原理的操作标准。
42.此处需要说明的是，全部物料铲5围绕中心轴均匀分布可分为以下两种情况：
43.当全部物料铲5的铲口52朝向相同时，操作手柄带动全部物料铲5沿同一方向转动一周时，任意一个物料铲5均可以对铺设于工作面的物料进行铲料。此时，任意相邻两个物料铲5之间的圆心角相等。
44.当全部物料铲5包括多个朝向相同的第一物料铲和多个朝向相同的第二物料铲，且第一物料铲与第二物料铲的朝向相反时，操作手柄带动全部物料铲沿第一方向转动一周时，仅全部第一物料铲可以对铺设于工作面的物料进行铲料，此时，全部第二物料铲并不会铲取物料。反之，操作手柄带动全部物料铲沿第二方向转动一周时，仅全部第二物料铲可以对铺设于工作面的物料进行铲料，此时，全部第一物料铲并不会铲取物料。因此，上文所提及的全部物料铲围绕中心轴均匀分布实际指的是，任意相邻两个第一物料铲之间的圆心角相等，任意相邻两个第二物料铲之间的圆心角相等，并不要求第一物料铲必然位于相邻两个第二物料铲的角平分线上。
45.其中，上述第一方向和第二方向可以分别视为全部物料铲5所在圆周的顺时针方向和逆时针方向。
46.除了物料铲5的铲口52方向以外，对于本发明所提供的物料取样装置而言，全部物料铲5可以定位安装于同一平面，也可以定位安装于不同平面。以全部物料铲5位于同一平面为例，操作人员使用该物料取样装置，可通过操作手柄带动全部物料铲5沿同一直线滚动，则全部物料铲5相当于对位于同一直线上的多个取样位置进行取料。以此类推，当全部物料铲5位于两个平面时，则操作人员拉动操作手柄移动一次，全部物料铲5相对于同时对位于两条直线上的多个取样位置进行取料。
47.当然，若全部物料铲5定位安装于不同平面，该物料取样装置的物料槽7应当与处于不同平面内的各个物料铲5对准，确保任意一个物料铲5铲取的物料可以投放至物料槽7内。
48.为了方便操作，上述物料铲5具体可设置为扇形物料铲。
49.仅沿扇形物料铲的扇面方向来看，该扇形物料铲呈平面扇形，该扇形物料铲的弧线边缘为扇形物料铲的外缘，该扇形物料铲的两侧直线边缘分别为该扇形物料铲的第一侧和第二侧；第一侧指的是铲口52所在一侧。第一侧作为物料进入和脱离该扇形物料铲的通道口，第二侧为封闭面，令该扇形物料铲形成一个只在第一侧敞开的壳腔结构。其中，前述平面扇形的圆心角可以为60
°
～160
°
中的任一数值。
50.基于该扇形物料铲的立体结构而言，前述弧线边缘实际上是该扇形物料铲的弧面在扇面方向上的投影。本发明所提供的物料取样装置中，全部扇形物料铲的弧面重合于同一圆周。操作人员通过操作手柄带动全部扇形物料铲沿工作面滚动时，全部扇形物料铲的依次与工作面贴合。
51.进一步地，上述物料取样装置还包括圆形转盘4；全部物料铲5围绕该圆形转盘4的
圆心环列分布，从而实现全部物料铲5的相对固定。可见，圆形转轴的圆心处于全部物料铲5的中心轴上，操作手柄可定轴铰接于该圆形转轴的圆心。
52.在上述结构中，圆形转盘4的半径不大于任意一个物料铲5距离中心轴的最大间距，确保物料铲5能够接触到工作面的表面，从而铲取铺设于工作面的物料。
53.通常，圆形转盘4的半径等于物料铲5距离中心轴的最大间距，简而言之，若物料铲5贴合于工作面，圆形转盘4的周侧表面同样能够贴合于工作面。这一设置的目的在于，利用圆形转盘4将铺设于工作面的物料层划分开来，方便物料铲5自物料上方铲入，同时保证物料铲5能够铲取到物料层的最底部的物料，确保铲取的样品具有代表性。其中，前述物料层指的是以特定厚度均匀铺设于工作面的物料所形成的层状结构。
54.针对圆形转盘4的上述功能，该圆形转盘4还可具备以下特征。
55.圆形转盘4的厚度可以设置为1～2mm。相比于物料铲5的厚度而言，该圆形转盘4的厚度明显较薄，可以类似于刀刃的形状结构起到切割划分物料的作用，确保与圆形转盘4平齐的物料铲5的弧面可以贴合于工作面。
56.圆形转盘4的周侧可以设置若干径向向外延伸的齿，令该圆形转盘4具有类似于齿轮的外形结构。显然，对于具有前述齿的圆形转盘4而言，任意一个齿距离圆形转盘4的中心轴的最大距离视为该圆形转盘4的半径。前述齿同样也能起到刺穿铺设于工作面的物料层的作用，进而有利于辅助物料铲5自物料上方铲入。
57.此外，圆形转盘4还可以设置负重块。负重块固定于圆形转盘4的轴向端面，例如可以固定于圆形转盘4的轴向端面的中心。该负重块可以增大圆形转盘4的质量，令圆形转盘4依照自重切割开铺设于工作面的物料层。
58.当然，圆形转盘4还可以将薄板结构、齿以及负重块这几种特征两两组合或者全部组合。
59.为了方便调整该物料取样装置对不同取样位置的取样效果，采用圆形转盘4安装物料铲5时，可以在圆形转盘4的表面设置若干安装孔，相应地在物料铲5的表面设置物料铲安装孔51，物料铲5通过螺栓3等紧固件装配于安装孔内。显然，操作人员可以根据取样作业中相邻取样位置的间距来调整物料铲5在圆形转盘4上的安装位置。
60.至于本发明所采用的物料槽7，同样可以设置为扇形结构。
61.该物料槽7与操作手柄可通过定位孔11和定位柱71实现相对固定以及可拆卸连接，既可以在取样完成后单独拆分物料槽7以实现样品的转移，也可以在该物料取样装置的使用中保证物料槽7的运动稳定性，避免物料槽7内收集的物料向外泄露。
62.进一步地，该扇形结构的物料槽7的顶角可以重叠于全部物料铲5的中心轴，同时，物料槽7的外缘紧邻于与其相邻的物料铲5的内缘，避免在物料铲5向物料槽7内倾倒物料时因间距过大而导致物料泄露。
63.此外，相较于物料铲5而言，物料槽7用于集中收集全部物料铲5铲取的物料，因此，物料槽7的尺寸明显大于物料铲5的尺寸，包括且不限于物料槽7沿扇面方向的尺寸大于物料槽7沿扇面方向的尺寸。其中，物料槽7的圆心角可设置为90
°
～170
°
中的任一数值。
64.至于操作手柄，具体可包括支撑杆1和持握柄2；支撑杆1设有用以供物料槽7的定位柱71插入的定位孔11，可以实现物料槽7的定位安装；持握杆与支撑杆1固定连接，用于供操作人员持握。
65.使用该物料取样装置时，首先将物料精细混匀后在工作面上摊平成具有一定厚度的物料层；然后令该物料取样装置以多个物料铲5所在平面垂直于前述物料层的角度放置于物料层的外边缘；接着由操作人员拉动操作手柄移动，从而令全部物料铲5相对于物料层滚动，实现铲取物料。
66.其中，操作人员通常可沿一条直线牵拉操作手柄移动，从而令全部物料铲5对位于前述直线上的多个取样位置进行取样。当一条直线上的多个取样位置取样完毕后，操作人员可将该物料取样装置移动至另一直线，从而对另一直线上的多个取样位置进行取样。以此类推，当操作人员利用该物料取样装置对多条直线上的多个取样位置取样完毕后，该物料取样装置实际上就是以网格法取样原理对物料层完成取样。
67.需要说明的是，使用该物料取样装置时，物料铲5的铲口52朝向与操作手柄的运动方向相同。可参考图1，图1中，针对平摊于工作面的物料层，可将该物料取样装置放置在物料层的最左端，然后通过牵拉操作手柄从物料层的最左端向最右端移动；这一过程中，全部物料铲5所围设而成的圆周结构相对于物料层顺时针旋转。对于由远离物料层转动至靠近物料层的部分物料铲5而言，其铲口52朝下或者倾斜朝下，随着该物料取样装置的移动将逐个转动至图1中最低部的物料铲5的角度下，这一过程中，物料铲5的铲口52插入物料层并铲取物料。随着该物料取样装置继续向右移动，则位于图1中最低部的物料铲5将顺时针旋转旋转，这一过程中铲口52由水平调整为朝上，令铲取的物料落入物料铲5的容腔底部。该物料取样装置继续向右移动后，物料铲5的铲口52由朝上过渡为倾斜朝下和朝下，此时，物料铲5铲取的物料倾倒至物料槽7内。
68.综上，该物料取样装置可以将物料层的物料以等间距或者不等间距的位置关系连续铲起并集中收集于物料槽7内，实现连续性取样。该物料取样装置操作简单便捷、取样效率高且所取样品具有代表性，实现了对粉状物料的高效、精确取样，能够适用于各种场景的不同需求。
69.以上对本发明所提供的物料取样装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。