堆料机在充填机的料斗内的中下部位置有一支下传感器，另一支上传感器则固定在自动堆料机底部。当充填机料斗内物料位下降至下料位时，传感器输送信号至控制器，使其主机真空气流工作，物料被吸入主机工作腔室内，控制系统按设定时间自动停机，化学分析仪器主机工作腔室内物料则压开活门落入充填机的料斗内，完成1次自动上料过程。如此，反复循环，堆料机将完成把周转桶内物料输入充填机料斗的全过程。
对于大型堆取料机，由于斗轮取料装置以及配重载荷较大，分别布置在头尾两侧，距离回转中心较远，比较适合采用变化范围较小的四连杆活动配重式，以减小由于变化对设备的轮压、稳定性、回转支承以及相应的钢结构的影响。斗轮机构由斗轮体、驱动装置以及一些附属构件组成。斗轮体一般采用双腹板、单腹板以及辐条等结构型式双腹板斗轮体由圆环体、内外侧腹板组成，腹板沿圆环体连续布置，垂直刚度较好，内外侧腹板分别由锁紧盘和张紧套支承在斗轮轴上，侧向刚性较好，制作相对简单，但是磨损防护不易，腹板磨穿后不易发现，容易积料会导致头部载荷以及整机倾覆力矩增加。
当斗轮取料机开始工作时，首先打开取料机防碰撞系统，确保系统能够正常读取取料机的当前位置。本系统是在一定的时间间隔内采集信号的，当检测到信号输出时，通过计算机程序将采集到的信号进行相应的处理转化成当前位置数据，然后带入到相应的公式进行距离判定，如果判断结果小于安全距离，那么系统会自动报警。如果判断结果在安全距离之内，继续接受信号，那么系统继续接受信号进行判定。