專(zhuān)利名稱(chēng)：一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)供料裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗
裝置。
背景技術(shù)：
振動(dòng)傳輸技術(shù)是將零散無(wú)序的物料或者零件通過(guò)振動(dòng)機(jī)體從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一位置的技術(shù)，并且物料或者零件在振動(dòng)機(jī)體上移動(dòng)傳輸?shù)倪^(guò)程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定向，成單行按規(guī)定的方向和位置排列，從而使得物料向設(shè)定目的地移動(dòng)，且成規(guī)則排列。振動(dòng)送料技術(shù)發(fā)展的歷史比較短，大約在上世紀(jì)四十年代末才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。現(xiàn)代工業(yè)的大發(fā)展，許多領(lǐng)域都需要更高程度的自動(dòng)化。而在一些小型零件的生產(chǎn)中，振動(dòng)料斗可發(fā)揮相當(dāng)大的作用。目前國(guó) 內(nèi)外出現(xiàn)了許多振動(dòng)機(jī)械的生產(chǎn)廠家。例如，美國(guó)的JVI振動(dòng)機(jī)械和FMC科技、韓國(guó)的、日本產(chǎn)機(jī)SANKI株式會(huì)社。而我國(guó)在振動(dòng)供料器的研制上比國(guó)外晚些，但順應(yīng)了國(guó)外給料器的發(fā)展模式，涌現(xiàn)了許多振動(dòng)機(jī)械的廠家。但據(jù)調(diào)查顯示，國(guó)內(nèi)廠商主要從事傳統(tǒng)振動(dòng)料斗的生產(chǎn)和銷(xiāo)售，更多的進(jìn)行各種定向料盤(pán)的加工，而底盤(pán)技術(shù)大多從國(guó)外引進(jìn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)振動(dòng)機(jī)械輸送效率和節(jié)能方面研究的不多，在振動(dòng)傳輸理論方面研究不夠。而在解耦式振動(dòng)給料設(shè)備的研究就更少。東南大學(xué)韓良副教授，在國(guó)內(nèi)首先提出“解耦式振動(dòng)料斗”的概念，解耦式振動(dòng)料斗就是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的解耦將耦合的兩個(gè)方向振動(dòng)分解開(kāi)來(lái)。雖然“解耦式振動(dòng)料斗”的概念已經(jīng)提出大約有十年了，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)能獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造和加工的廠商。因此，對(duì)解耦式振動(dòng)料斗的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并將其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化對(duì)提升我國(guó)振動(dòng)料斗行業(yè)的整體水平，促進(jìn)振動(dòng)料斗的應(yīng)用都具有非常緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在水平和豎直方向上的振動(dòng)是解耦的，且對(duì)振動(dòng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，該料斗裝置包括基座、第一彈性單元、下三角件、支撐架、水平加速度傳感器、上三角件、第二彈性單元、豎直加速度傳感器、激振器和圓盤(pán)料斗，其中，第一彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，每個(gè)第一彈性單元包括水平布置的第一板彈簧、兩個(gè)夾持墊塊和一個(gè)連接墊塊，兩個(gè)夾持墊塊分別固定連接在第一板彈簧一端的頂面和底面，且連接在第一板彈簧底面的夾持墊塊固定連接在基座上，連接墊塊的底面固定連接在第一板彈簧另一端的頂面；上三角件位于下三角件上方，且第二彈性單元連接在上三角件和下三角件之間，所述的第二彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，每個(gè)第二彈性單元包括兩個(gè)豎直布置且相互對(duì)應(yīng)的第二板彈簧，第二板彈簧的頂端固定連接在上三角件上，第二板彈簧的底端固定連接在下三角件上；下三角件的底面和連接墊塊的頂面固定連接；支撐架位于上三角件和下三角件之間，且支撐架通過(guò)支桿固定連接在基座上；激振器包括水平激振單元和豎直電磁鐵，水平激振單元的數(shù)量、第一彈性單元的數(shù)量和第二彈性單元的數(shù)量均相等，所述的每個(gè)水平激振單元包括水平電磁鐵安裝座、水平銜鐵座、水平電磁鐵和水平銜鐵，水平電磁鐵安裝座固定連接在支撐架的頂面，水平電磁鐵固定連接在水平電磁鐵安裝座上，水平銜鐵座固定連接在上三角件的底面，水平銜鐵固定連接在水平銜鐵座上，且水平電磁鐵的端面和水平銜鐵相對(duì)，水平銜鐵位于一個(gè)第二彈性單元旁；豎直電磁鐵固定連接在支撐架上，豎直銜鐵固定連接在上三角件幾何中心的孔中，且上三角件的底面和豎直銜鐵的底面處于同一平面；豎直電磁鐵的頂面與豎直銜鐵的底面相對(duì)；豎直加速度傳感器固定連接在上三角件的底面上，水平加速度傳感器固定連接在水平銜鐵座上，圓盤(pán)料斗固定連接在上三角件的頂面。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1.振動(dòng)料斗在水平和豎直方向上的振動(dòng)是解耦的，互不相關(guān)的。傳統(tǒng)的振動(dòng)傳輸裝置中，水平方向的振動(dòng)與垂直方向上的振動(dòng)耦合在一起，同步進(jìn)行，即兩方向上的振動(dòng)信號(hào)的相位角固定為零(同相)，不可進(jìn)行任何調(diào)整。而且，一旦裝置制造完成并投入使用之后，其振動(dòng)升角相應(yīng)固定，也難以進(jìn)行任何有效調(diào)整。本實(shí)用新型的振動(dòng)料斗裝置采用兩路驅(qū)動(dòng)源分別實(shí)現(xiàn)水平扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和豎直直線(xiàn)振動(dòng)，兩路振動(dòng)的振幅、頻率都能獨(dú)立調(diào)節(jié)，兩路振動(dòng)的相位也可以不同。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型的振動(dòng)料斗裝置水平方向上的振動(dòng)與垂直方向上的振動(dòng)完全解耦，可獨(dú)立產(chǎn)生并可分別進(jìn)行獨(dú)立控制。這樣，上述兩方向上的振動(dòng)信號(hào)可有不同的頻率、幅值比和相位差。振動(dòng)升角也不再是固定值，而是隨兩信號(hào)幅值比的改變而取不同的值。因而 能保證對(duì)于不用材料的工件它都處于最佳工作狀態(tài)，提高了傳輸效率。這樣利于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)升角可調(diào)、雙向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能適應(yīng)不同材料和摩擦因數(shù)的工件。2.采用加速度傳感器，對(duì)振動(dòng)控制更準(zhǔn)確。在傳統(tǒng)的振動(dòng)傳輸裝置中，當(dāng)加速度越來(lái)越大，速度、振幅都會(huì)隨之增大，振動(dòng)傳輸裝置本身不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，而需要人工去調(diào)節(jié)輸入的正弦波。本實(shí)用新型的振動(dòng)料斗裝置包含水平加速度傳感器和豎直加速度傳感器，并分別單獨(dú)收集水平和豎直兩個(gè)方向上的加速度大小的信號(hào)，并進(jìn)行自動(dòng)分析和自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入的正弦波信號(hào)，從而對(duì)振動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型未安裝圓盤(pán)料斗時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型未安裝圓盤(pán)料斗時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的圓盤(pán)料斗的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型未安裝圓盤(pán)料斗時(shí)的右視圖。圖6是圖5的A向剖視圖。圖7是圖6的B部放大圖。圖8是本實(shí)用新型未安裝圓盤(pán)料斗時(shí)的縱向剖視圖。[0024]圖9是圖8的C部放大圖。圖中有:基座1、第一板彈簧2、連接墊塊3、下三角件4、第二板彈簧5、支撐架6、水平加速度傳感器7、上三角件8、豎直加速度傳感器9、水平電磁鐵安裝座10、夾持墊塊11、水平銜鐵座12、水平電磁鐵13、豎直電磁鐵14、圓盤(pán)料斗15、水平銜鐵16、豎直銜鐵17。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1至圖9所示，本實(shí)用新型的一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，包括基座1、第一彈性單元、下三角件4、支撐架6、水平加速度傳感器7、上三角件8、第二彈性單元、豎直加速度傳感器9、激振器和圓盤(pán)料斗15。第一彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，例如可以是3個(gè)、4個(gè)或6個(gè)。每個(gè)第一彈性單元包括水平布置的第一板彈簧2、兩個(gè)夾持墊塊11和一個(gè)連接墊塊3,兩個(gè)夾持墊塊11分別固定連接在第一板彈簧2 —端的頂面和底面，且連接在第一板彈簧2底面的夾持墊塊11固定連接在基座I上，連接墊塊3的底面固定連接在第一板彈簧2另一端的頂面。上三角件8的幾何中心設(shè)有孔。上三角件8位于下三角件4上方，且第二彈性單元連接在上三角件8和下三角件4之間。第二彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，例如可以是3個(gè)、4個(gè)或6個(gè)。每個(gè)第二彈性單元包括兩個(gè)豎直布置且相互對(duì)應(yīng)的第二板彈簧5，第二板彈簧5的頂端固定連接在上三角件8上，第二板彈簧5的底端固定連接在下三角件4上；下三角件4的底面和連接墊塊3的頂面固定連接。這樣，連接墊塊3將下三角件4和第一板彈簧2連接在一起。支撐架6位于上三角件8和下三角件4之間，且支撐架6通過(guò)支桿固定連接在基座I上。激振器包括水平激振單元和豎直電磁鐵14。水平激振單元的數(shù)量、第一彈性單元的數(shù)量和第二彈性單元的數(shù)量均相等。每個(gè)水平激振單元包括水平電磁鐵安裝座10、水平銜鐵座12、水平電磁鐵13和水平銜鐵16。水平電磁鐵安裝座10固定連接在支撐架6的頂面，水平電磁鐵13固 定連接在水平電磁鐵安裝座10上。水平銜鐵座12固定連接在上三角件8的底面。水平銜鐵16固定連接在水平銜鐵座12上，且水平電磁鐵13的端面和水平銜鐵16相對(duì)。水平銜鐵16位于一個(gè)第二彈性單元旁。豎直電磁鐵14固定連接在支撐架6上。豎直銜鐵17固定連接在上三角件8幾何中心的孔中，且上三角件8的底面和豎直銜鐵17的底面處于同一平面。豎直電磁鐵14的頂面與豎直銜鐵17的底面相對(duì)。豎直加速度傳感器9固定連接在上三角件8的底面上。水平加速度傳感器7固定連接在水平銜鐵座12上。圓盤(pán)料斗15固定連接在上三角件8的頂面。進(jìn)一步，所述的豎直電磁鐵14固定連接在支撐架6的幾何中心上。這樣可以保證豎直電磁鐵14與豎直銜鐵17相對(duì)。進(jìn)一步，所述的第一彈性單元的數(shù)量為三個(gè)或四個(gè)，且均勻分布在基座的頂面上，第二彈性單元均勻分布在上三角件8和下三角件4的周邊。為了固定第二板彈簧5，所述的上三角件8邊緣設(shè)有均勻分布的上凸起，下三角件4邊緣設(shè)有均勻分布的下凸起，每個(gè)上凸起和一個(gè)下凸起對(duì)應(yīng)，第二板彈簧5的一端與上凸起連接，第二板彈簧5的另一端與下凸起連接。進(jìn)一步，所述的每個(gè)第一彈性單元中，第一板彈簧2兩端與基座I中心所構(gòu)成的三角形為銳角三角形。這樣可以使得振動(dòng)料斗整體體積小，受力更合理。進(jìn)一步，所述的基座1、下三角件4、支撐架6、上三角件8、圓盤(pán)料斗15、豎直電磁鐵14和豎直銜鐵17同軸心設(shè)置。同軸心設(shè)置，便于部件的安裝和穩(wěn)定工作。上述結(jié)構(gòu)的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置的工作原理是:利用電磁鐵的通電、斷電而產(chǎn)生、消失的電磁力，使得料斗本身產(chǎn)生所需要的振動(dòng)；利用圓盤(pán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再加上合適的振動(dòng)條件，從而獲得生產(chǎn)所需的零件姿態(tài)；利用加速度傳感器的功能，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入的正弦波，從而在裝置啟動(dòng)之后實(shí)現(xiàn)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)自身振動(dòng)的目的。上述結(jié)構(gòu)的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置的工作過(guò)程是:該裝置啟動(dòng)之后，控制箱中產(chǎn)生的正弦波控制水平電磁鐵13和豎直電磁鐵14的通電和斷電，繼而使得水平電磁鐵13吸附、放開(kāi)水平銜鐵16，水平銜鐵16固定在水平銜鐵座12上，而水平銜鐵座12固定在上三角件8上。水平電磁鐵13的磁力使得上三角件8在水平方向上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水平電磁鐵13斷電時(shí)，第一板彈簧2和第二板彈簧5的彈力作用下回復(fù)原來(lái)位置，從而產(chǎn)生水平方向的振動(dòng)。豎直電磁鐵14通過(guò)通電、斷電直接作用在上三角件8上，從而產(chǎn)生豎直方向上的振動(dòng)。豎直電磁鐵14吸附、放開(kāi)豎直銜鐵17，再加上裝置中的第一板彈簧2和第二板彈簧5彈力的共同作用，使得此裝置分別產(chǎn)生水平及豎直方向上的振動(dòng)之后，再合成了所需的振動(dòng)。外部的控制箱調(diào)節(jié)輸入到電磁鐵的正弦波頻率，使得圓盤(pán)料斗15接近或達(dá)到圓盤(pán)料斗15的固有振動(dòng)頻率，從而接近或產(chǎn)生共振，這樣就可以在提供較小的輸入能量而產(chǎn)生較大的輸出能量。水平加速度傳感器7在裝置中的作用是:收集到水平方向上的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)加速度信號(hào)后，自動(dòng)分析并自動(dòng)調(diào)節(jié)水平方向上的運(yùn)動(dòng)的加速度大小，確保由電磁鐵產(chǎn)生的振動(dòng)保持在一定范圍內(nèi)而不會(huì)脫離這個(gè)范圍。豎直加速度傳感器9在裝置中的作用是:收集到豎直方向上的直線(xiàn)振動(dòng)加速度信號(hào)后，自動(dòng)分析并自動(dòng)調(diào)節(jié)豎直方向上的運(yùn)動(dòng)的加速度大小，確保由電磁鐵產(chǎn)生的振動(dòng)保持在一定范圍內(nèi)而不會(huì)脫離這個(gè)范圍。當(dāng)需要調(diào)節(jié)工件運(yùn)行速度的時(shí)候，可在控制箱上調(diào)節(jié)輸入的正弦波信號(hào)，從而調(diào)節(jié)水平或者豎直方向的加速度大小，從而調(diào)節(jié)工件的運(yùn)行速度。
當(dāng)調(diào)節(jié)水平方向輸入的正弦波的相位超前于豎直方向的正弦波相位時(shí)候，工件即為向前行進(jìn)；反之，當(dāng)水平方向輸入的正弦波的相位滯后于豎直方向的正弦波相位時(shí)，工件往后運(yùn)動(dòng)。在本技術(shù)方案中，水平電磁鐵13、水平銜鐵16和水平銜鐵座12共同控制圓盤(pán)料斗15的水平方向的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，豎直電磁鐵14通過(guò)與豎直銜鐵17的共同作用，達(dá)到控制圓盤(pán)料斗15豎直方向直線(xiàn)振動(dòng)的目的。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，該料斗裝置包括基座(I)、第一彈性單元、下三角件(4)、支撐架(6)、水平加速度傳感器(7)、上三角件(8)、第二彈性單元、豎直加速度傳感器(9)、激振器和圓盤(pán)料斗(15)，其中， 第一彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，每個(gè)第一彈性單元包括水平布置的第一板彈簧(2)、兩個(gè)夾持墊塊(11)和一個(gè)連接墊塊(3 )，兩個(gè)夾持墊塊(11)分別固定連接在第一板彈簧(2 ) —端的頂面和底面，且連接在第一板彈簧(2)底面的夾持墊塊(11)固定連接在基座(I)上，連接墊塊(3)的底面固定連接在第一板彈簧(2)另一端的頂面； 上三角件(8)位于下三角件(4)上方，且第二彈性單元連接在上三角件(8)和下三角件(4)之間，所述的第二彈性單元為3個(gè)至6個(gè)，每個(gè)第二彈性單元包括兩個(gè)豎直布置且相互對(duì)應(yīng)的第二板彈簧(5)，第二板彈簧(5)的頂端固定連接在上三角件(8)上，第二板彈簧(5)的底端固定連接在下三角件(4)上；下三角件(4)的底面和連接墊塊(3)的頂面固定連接； 支撐架(6)位于上三角件(8)和下三角件(4)之間，且支撐架(6)通過(guò)支桿固定連接在基座(I)上； 激振器包括水平激振單元和豎直電磁鐵(14)，水平激振單元的數(shù)量、第一彈性單元的數(shù)量和第二彈性單元的數(shù)量均相等，所述的每個(gè)水平激振單元包括水平電磁鐵安裝座(10),水平銜鐵座(12)、水平電磁鐵(13)和水平銜鐵(16)，水平電磁鐵安裝座(10)固定連接在支撐架(6)的頂面，水平電磁鐵(13)固定連接在水平電磁鐵安裝座(10)上，水平銜鐵座(12 )固定連接在上三角件(8 )的底面，水平銜鐵(16 )固定連接在水平銜鐵座(12 )上，且水平電磁鐵(13)的端面和水平銜鐵(16)相對(duì)，水平銜鐵(16)位于一個(gè)第二彈性單元旁；豎直電磁鐵(14 )固定連接在支撐架(6 )上，豎直銜鐵(17 )固定連接在上三角件(8 )幾何中心的孔中，且上三角件(8)的底面和豎直銜鐵(17)的底面處于同一平面；豎直電磁鐵(14)的頂面與豎直 銜鐵(17)的底面相對(duì)； 豎直加速度傳感器(9 )固定連接在上三角件(8 )的底面上，水平加速度傳感器(7 )固定連接在水平銜鐵座(12)上，圓盤(pán)料斗(15)固定連接在上三角件(8)的頂面。
2.按照權(quán)利要求1所述的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，所述的豎直電磁鐵(14)固定連接在支撐架(6)的幾何中心上。
3.按照權(quán)利要求1所述的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，所述的第一彈性單元的數(shù)量為三個(gè)或四個(gè)，且均勻分布在基座的頂面上，第二彈性單元均勻分布在上三角件(8)和下三角件(4)的周邊。
4.按照權(quán)利要求1所述的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，所述的每個(gè)第一彈性單元中，第一板彈簧(2)兩端與基座(I)中心所構(gòu)成的三角形為銳角三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，所述的上三角件(8)邊緣設(shè)有均勻分布的上凸起，下三角件(4)邊緣設(shè)有均勻分布的下凸起，每個(gè)上凸起和一個(gè)下凸起對(duì)應(yīng)，第二板彈簧(5)的一端與上凸起連接，第二板彈簧(5)的另一端與下凸起連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，其特征在于，所述的基座(I)、下三角件(4)、支撐架(6)、上三角件(8)、圓盤(pán)料斗(15)、豎直電磁鐵(14)和豎直銜鐵(17)同軸心設(shè)置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種圓盤(pán)解耦式振動(dòng)料斗裝置，包括基座、第一彈性單元、下三角件、支撐架、水平加速度傳感器、上三角件、第二彈性單元、豎直加速度傳感器、激振器和圓盤(pán)料斗，每個(gè)第一彈性單元包括第一板彈簧、夾持墊塊和連接墊塊，第二彈性單元連接在上三角件和下三角件之間，每個(gè)第二彈性單元包括兩個(gè)第二板彈簧，下三角件的底面和連接墊塊的頂面固定連接；支撐架位于上三角件和下三角件之間，激振器包括水平激振單元和豎直電磁鐵，豎直加速度傳感器固定連接在上三角件的底面上，水平加速度傳感器固定連接在水平銜鐵座上，圓盤(pán)料斗固定連接在上三角件的頂面。該裝置在水平和豎直方向上的振動(dòng)是解耦的，可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)B65G27/02GK203112003SQ201320118580
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者韓良, 凌少欽, 陳嘉文 申請(qǐng)人:東南大學(xué)