一种双导轨往复式金属纤维收集装置的制作方法

本发明涉及一种金属纤维领域，具体是涉及一种双导轨往复式金属纤维收集装置。

背景技术：

金属纤维是20世纪70年代后期被研发出的一种高效优质的新型功能材料，具有良好的导电性、导热性、耐磨性、高弹性、高强度、烧结性，同时也具有非金属纤维的柔软和可纺性，广泛的应用于化工、机械、纺织、冶金和建筑等一般工业部门，在航空航天、核工业、军事等领域也具有重要的用途。由于金属纤维制造技术难度大、工艺复杂，目前世界上仅有少数几个国家在金属纤维的规模化生产中走在世界的前列。近年来，由于对金属纤维的各种性能要求越来越高，金属纤维的制造方法也得到了不断的完善，目前所使用的金属纤维制造方法主要有熔抽法、拉拔法和切削法。其中，应用的最为广泛的是切削法。

在切削法制备金属纤维的过程中，按照切削方式的不同可以分为铣削法、车削法、剪切法、刮削法等等。其中，利用大刃倾角多齿刀具展开的多齿切削法，利用其分屑作用可同时获得多根连续性微细金属纤维，成为了时下的应用热点。但是，在使用多齿刀具车削出大量金属纤维的过程中，纤维的自动化连续高效收集却是一个亟待解决的问题。目前的收集方法大多需要操作人员在多齿刀具车出金属纤维的同时，在进行高速切削的刀尖附近手动收集纤维，不仅效率低、劳动成本高，而且具有极大的危险性。为此，熊文朋等申请的专利(申请号cn201510218460.6)公开了一种静电纺丝连续收集的装置，该装置利用风扇和喷嘴的推动力将静电雾化的高分子流体喷射到圆筒状的纤维接收器上方，并使用电机带动纤维收集器连续滚动，从而实现静电纺丝纤维的连续自动收集。弥胜利等申请的专利（公开号：cn103981579a）公开了一种静电纺丝收集装置及具有该装置的静电纺丝设备，该装置利用带电射流使纤维分裂成形，并使之悬挂于两平行碟之间，再利用可旋转收取器实现静电纺丝的定向收集。但是，此类方法利用了静电纺丝的喷射特性或电场特性从而实现了其自动收集，仅仅适用于静电纺丝领域，对于不具备这些特性的金属纤维而言，并不适用于其收集领域。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明使用导轨往复式机构带动机械抓手的竖直移动，利用双导轨结构实现金属纤维的连续抓取，在v形导轮对于金属纤维的导向作用下，实现对金属纤维的自动化连续高效收集。

本发明采用的技术方案是：

一种双导轨往复式金属纤维收集装置，包括梯形支架、导轮机构、两个机械抓手、两套导轨滑块机构、收料箱，所述的导轮机构设在梯形支架顶部居中位置；所述的两套导轨滑块机构平行地竖直设置在所述梯形支架两侧；所述的两个机械抓手分别相对地水平固定在两套导轨滑块机构活动部件上；所述的收料箱固定在梯形支架底部，用于收集两个机械抓手所抓取的金属纤维。

进一步地，所述的梯形支架作为整个装置的悬挂壳体呈左右对称分布，包括左右对称的等腰梯形支架边框、连接于支架边框之间的四根圆柱简支梁，其中一根圆柱简支梁连接两等腰梯形支架边框的上边中点，另三根圆柱简支梁连接两等腰梯形支架边框的三个顶点。

进一步地，所述的导轮机构包括可自由转动的v形导轮、通过传动机构驱动所述v形导轮转动的第三电机，所述v形导轮转动地套在位于梯形支架1顶部的圆柱简支梁上。

进一步地，安装所述v形导轮的圆柱简支梁上还设置有用于限制v形导轮轴向运动的止推盘。

进一步地，所述v形导轮包括两个对称分布的类圆锥组件，两个类圆锥组件之间以空心薄壁圆柱实现过渡连接，形成v形导向槽。

进一步地，所述的机械抓手包括弧形钳臂，所述弧形钳臂的前端设置有呈直槽口形状的板形抓头，后端设置有连接杆。

进一步地，所述的导轨滑块机构包括竖直设置的导轨、沿导轨上下移动的滑块，所述滑块通过传动机构与电机驱动连接。

进一步地，所述的滑块上固定设置有机械抓手安装板，所述机械抓手安装板上设置有螺栓定位孔及用于连接机械抓手的机械抓手安装孔。

进一步地，所述的收料箱为方形无盖箱体，高度小于梯形支架的圆柱简支梁直径。

进一步地，所述梯形支架的高度与加工金属纤维所用车床的高度保持一致。

相比现有技术，本发明具有的有益效果是：

1)提出了一种适用于金属纤维领域的自动化纤维收集方法及装置，避免了操作人员手动收集金属纤维的危险性，同时降低了其劳动强度，可实现工业制备金属纤维的推广；

2)一种双导轨往复式金属纤维收集方法使用简单，且该装置成本低廉，适用于各种型号的车床，且便于结构的改进和改良，能方便、高效的实现金属纤维的连续收集。

附图说明

图1是本发明实施例的整体安装结构图。

图2是本发明实施例的外框架结构示意图。

图3是本发明实施例的v形导轮结构示意图。

图4是本发明实施例的导轨结构示意图。

图5是本发明实施例的滑块结构示意图。

图6是本发明实施例的机械抓手结构示意图。

图7是本发明实施例的收料箱结构示意图。

图8是本发明实施例的电机结构示意图。

图9是本发明实施例的导轨-滑块结构示意图。

图10是本发明实施例的滑块-抓手结构示意图。

图中：1-梯形支架；101-圆柱简支梁；102-梯形边框；2-v形导轮；21-轴承套；22-类圆锥组件；23-导向组件；3-第一导轨；4-第一滑块；41-螺栓定位孔；42-机械抓手安装孔；5-第一机械抓手；51-连接杆；52-弧形钳臂；53-板形抓头；6-第二导轨；7-第二滑块；8-第二机械抓手；9-收料箱；10-第一电机；11-第二电机；12-第三电机；13-金属纤维。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

本发明的一种双导轨往复式金属纤维收集装置，以金属铜纤维作为金属纤维材料实施，所述装置包括：

如图1所示，一种双导轨往复式金属纤维收集装置，包括梯形支架1、导轮机构、第一机械抓手5、第二机械抓手8、两套导轨滑块机构、收料箱9，所述的导轮机构设在梯形支架1顶部居中位置；所述的两套导轨滑块机构平行地竖直设置在所述梯形支架1两侧；所述的第一机械抓手5、第二机械抓手8分别相对地水平固定在两套导轨滑块机构活动部件上；所述的收料箱9固定在梯形支架1底部，用于收集第一机械抓手5、第二机械抓手8所抓取的金属纤维。

如图2所示，所述的梯形支架1作为整个装置的悬挂壳体呈左右对称分布，高度与加工金属纤维所用车床的高度保持一致，包括左右对称的等腰梯形支架边框102、连接于支架边框102之间的四根圆柱简支梁101，其中一根圆柱简支梁101连接两等腰梯形支架边框102的上边中点，另三根圆柱简支梁101连接两等腰梯形支架边框102的三个顶点。

如图3所示，所述的导轮机构包括可自由转动的v形导轮2、通过传动机构驱动所述v形导轮2转动的第三电机12，所述v形导轮2转动地套在位于梯形支架1顶部的圆柱简支梁101上。安装所述v形导轮2的圆柱简支梁101上还设置有用于限制v形导轮2轴向运动的止推盘。所述v形导轮2包括两个对称分布的类圆锥组件22，两个类圆锥组件22之间以空心薄壁圆柱实现过渡连接，形成v形导向槽23。在金属纤维收集的过程中，v形导轮2在第一电机10的动力作用下处于连续转动状态，且金属纤维的速度方向与v形导轮2的线速度方向一致。多齿刀具切削出的金属纤维借由v形导轮2的导向作用向垂直下方运动。

如图3、图4和图9所示，所述的导轨滑块机构包括竖直设置的导轨、沿导轨上下移动的滑块，所述滑块通过传动机构与电机驱动连接，导轨分别竖直固定在梯形支架1的左右两侧，并呈对称分布。导轨的高度与梯形支架内轮廓梯形的高度相等，起到承受、固定、引导移动滑块并减少其摩擦的作用，两套导轨滑块机构如第一导轨3和与之滑动配合的第一滑块4、第二导轨6和与之滑动配合的第二滑块7，各自构成能保持良好运动状态的直线移动副。第一滑块4和第二滑块7在竖直方向上往复错位移动，且二者移动速率保持一致。第一滑块4和第二滑块7的几何尺寸保持一致。当第一滑块4位于第一导轨3的最高点时，第二滑块7位于第二导轨6的最低点；当第一滑块4位于第一导轨3的最低点时，第二滑块7位于第二导轨6的最高点。第一滑块4和第二滑块7在第二电机11和第三电机12的作用下，保持连续的竖直往复上下运动。

如图6所示，所述的第一机械抓手5包括弧形钳臂52，所述弧形钳臂52的前端设置有呈直槽口形状的板形抓头53，后端设置有连接杆51。第二机械抓手8的结构与第一机械抓手5相一致，在此不再赘述。

如图5和图10所示，所述的第一滑块4上固定设置有机械抓手安装板，所述机械抓手安装板上设置有41螺栓定位孔及用于连接机械抓手的机械抓手安装孔42，机械抓手的连接杆一端固定在机械抓手安装孔42内，所所第二滑块7的结构与第一滑块一致，不再赘述。

第一机械抓手5和第二机械抓手8通过螺纹卡口或紧固装置呈水平姿势分别安装在第一滑块4和第二滑块7上，并随着第一滑块4和第二滑块7的移动而同时移动。第一机械抓手5和第二机械抓手8保持一致，且其总体长度略大于梯形支架1的圆柱简支梁的长度。第一机械抓手5和第二机械抓手8的板形抓头53呈直槽口形状，其弧形钳臂52可周期开合，以控制板形抓头53抓取金属纤维。采用直槽口的目的是为了增大抓头的面积，从而使抓头更方便的夹取金属纤维。当第一滑块4和第二滑块7向上移动时，第一机械抓手5和第二机械抓手8的板形抓头呈打开状态；当第一滑块4和第二滑块7向下移动时，第一机械抓手5和第二机械抓手8的板形抓头呈闭合状态。这样设计的目的是保证在滑块上下运动的过程中交错开来，壁面发生运动干涉或碰撞。

如图7所示，所述的收料箱9为方形无盖箱体，高度小于梯形支架1的圆柱简支梁直径。而正面尺寸能保证其置于梯形支架1下方。金属纤维在第一机械抓手5和第二机械抓手8的作用下被连续收集到收料箱9中。

如图8所示，各电机的结构相同，采用双向伺服电机，通过传动装置分别与梯形支架1的上方的圆柱简支梁、第一滑块4和第二滑块7连接，如减速器、丝杆螺母副(用于驱动滑块)等，从而控制v形导轮2的转动、第一滑块4和第二滑块7的上下往复移动，以及第一机械抓手5和第二机械抓手8的板形抓头53的周期开合。

本发明用于自动化收集金属纤维的过程如下：

首先，保证梯形支架1、v形导轮2、第一导轨3、第一滑块4、第一机械抓手5、第二导轨6、第二滑块7、第二机械抓手8、收料箱9、第一电机10、第二电机11、第三电机12及相关紧固件、连接件装配良好；将第一电机10、第二电机11、第三电机12通电，保证其带动v形导轮2、第一滑块4、第二滑块7的正常运动；然后，开动车床，在多齿刀具能将铜原材料连续切削出金属铜纤维的条件下，手动将加工的金属铜纤维引导向v形导轮2的中部薄圆柱连接部分，并继续人工移动到第一机械抓手5和第二机械抓手8的下方；待第一机械抓手5和第二机械抓手8均首次抓取了金属铜纤维之后，该双导轨往复式金属纤维收集装置即可连续收集多齿刀具切削出的金属铜纤维，金属纤维收集在收料箱9当中；若收集到的金属铜纤维已足量，则将第一电机10、第二电机11、第三电机12断电即可停止整体装置的工作。

上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。