专利名称：一种圆盘解耦式振动料斗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动供料装置，更具体地说，涉及一种圆盘解耦式振动料斗
装置。
背景技术：
振动传输技术是将零散无序的物料或者零件通过振动机体从一个位置转移到另一位置的技术，并且物料或者零件在振动机体上移动传输的过程中可实现自动定向，成单行按规定的方向和位置排列，从而使得物料向设定目的地移动，且成规则排列。振动送料技术发展的历史比较短，大约在上世纪四十年代末才开始发展起来。现代工业的大发展，许多领域都需要更高程度的自动化。而在一些小型零件的生产中，振动料斗可发挥相当大的作用。目前国 内外出现了许多振动机械的生产厂家。例如，美国的JVI振动机械和FMC科技、韩国的、日本产机SANKI株式会社。而我国在振动供料器的研制上比国外晚些，但顺应了国外给料器的发展模式，涌现了许多振动机械的厂家。但据调查显示，国内厂商主要从事传统振动料斗的生产和销售，更多的进行各种定向料盘的加工，而底盘技术大多从国外引进。目前国内对振动机械输送效率和节能方面研究的不多，在振动传输理论方面研究不够。而在解耦式振动给料设备的研究就更少。东南大学韩良副教授，在国内首先提出“解耦式振动料斗”的概念，解耦式振动料斗就是通过机械结构的解耦将耦合的两个方向振动分解开来。虽然“解耦式振动料斗”的概念已经提出大约有十年了，但国内尚无能独立设计、制造和加工的厂商。因此，对解耦式振动料斗的关键技术进行研究，并将其实现产品化对提升我国振动料斗行业的整体水平，促进振动料斗的应用都具有非常紧迫的现实意义。
发明内容技术问题:本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种圆盘解耦式振动料斗装置，该装置结构简单，在水平和竖直方向上的振动是解耦的，且对振动可实现自动控制。技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种圆盘解耦式振动料斗装置，该料斗装置包括基座、第一弹性单元、下三角件、支撑架、水平加速度传感器、上三角件、第二弹性单元、竖直加速度传感器、激振器和圆盘料斗，其中，第一弹性单元为3个至6个，每个第一弹性单元包括水平布置的第一板弹簧、两个夹持垫块和一个连接垫块，两个夹持垫块分别固定连接在第一板弹簧一端的顶面和底面，且连接在第一板弹簧底面的夹持垫块固定连接在基座上，连接垫块的底面固定连接在第一板弹簧另一端的顶面；上三角件位于下三角件上方，且第二弹性单元连接在上三角件和下三角件之间，所述的第二弹性单元为3个至6个，每个第二弹性单元包括两个竖直布置且相互对应的第二板弹簧，第二板弹簧的顶端固定连接在上三角件上，第二板弹簧的底端固定连接在下三角件上；下三角件的底面和连接垫块的顶面固定连接；支撑架位于上三角件和下三角件之间，且支撑架通过支杆固定连接在基座上；激振器包括水平激振单元和竖直电磁铁，水平激振单元的数量、第一弹性单元的数量和第二弹性单元的数量均相等，所述的每个水平激振单元包括水平电磁铁安装座、水平衔铁座、水平电磁铁和水平衔铁，水平电磁铁安装座固定连接在支撑架的顶面，水平电磁铁固定连接在水平电磁铁安装座上，水平衔铁座固定连接在上三角件的底面，水平衔铁固定连接在水平衔铁座上，且水平电磁铁的端面和水平衔铁相对，水平衔铁位于一个第二弹性单元旁；竖直电磁铁固定连接在支撑架上，竖直衔铁固定连接在上三角件几何中心的孔中，且上三角件的底面和竖直衔铁的底面处于同一平面；竖直电磁铁的顶面与竖直衔铁的底面相对；竖直加速度传感器固定连接在上三角件的底面上，水平加速度传感器固定连接在水平衔铁座上，圆盘料斗固定连接在上三角件的顶面。有益效果:与现有技术相比，本实用新型的技术方法具有以下优点:1.振动料斗在水平和竖直方向上的振动是解耦的，互不相关的。传统的振动传输装置中，水平方向的振动与垂直方向上的振动耦合在一起，同步进行，即两方向上的振动信号的相位角固定为零(同相)，不可进行任何调整。而且，一旦装置制造完成并投入使用之后，其振动升角相应固定，也难以进行任何有效调整。本实用新型的振动料斗装置采用两路驱动源分别实现水平扭转振动和竖直直线振动，两路振动的振幅、频率都能独立调节，两路振动的相位也可以不同。也就是说，本实用新型的振动料斗装置水平方向上的振动与垂直方向上的振动完全解耦，可独立产生并可分别进行独立控制。这样，上述两方向上的振动信号可有不同的频率、幅值比和相位差。振动升角也不再是固定值，而是随两信号幅值比的改变而取不同的值。因而 能保证对于不用材料的工件它都处于最佳工作状态，提高了传输效率。这样利于实现振动升角可调、双向运动，同时能适应不同材料和摩擦因数的工件。2.采用加速度传感器，对振动控制更准确。在传统的振动传输装置中，当加速度越来越大，速度、振幅都会随之增大，振动传输装置本身不能自动调节，而需要人工去调节输入的正弦波。本实用新型的振动料斗装置包含水平加速度传感器和竖直加速度传感器，并分别单独收集水平和竖直两个方向上的加速度大小的信号，并进行自动分析和自动调节输入的正弦波信号，从而对振动控制实现自动化。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型未安装圆盘料斗时的结构示意图。图3是本实用新型未安装圆盘料斗时的结构示意图。图4是本实用新型的圆盘料斗的结构示意图。图5是本实用新型未安装圆盘料斗时的右视图。图6是图5的A向剖视图。图7是图6的B部放大图。图8是本实用新型未安装圆盘料斗时的纵向剖视图。[0024]图9是图8的C部放大图。图中有:基座1、第一板弹簧2、连接垫块3、下三角件4、第二板弹簧5、支撑架6、水平加速度传感器7、上三角件8、竖直加速度传感器9、水平电磁铁安装座10、夹持垫块11、水平衔铁座12、水平电磁铁13、竖直电磁铁14、圆盘料斗15、水平衔铁16、竖直衔铁17。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的描述。如图1至图9所示，本实用新型的一种圆盘解耦式振动料斗装置，包括基座1、第一弹性单元、下三角件4、支撑架6、水平加速度传感器7、上三角件8、第二弹性单元、竖直加速度传感器9、激振器和圆盘料斗15。第一弹性单元为3个至6个，例如可以是3个、4个或6个。每个第一弹性单元包括水平布置的第一板弹簧2、两个夹持垫块11和一个连接垫块3,两个夹持垫块11分别固定连接在第一板弹簧2 —端的顶面和底面，且连接在第一板弹簧2底面的夹持垫块11固定连接在基座I上，连接垫块3的底面固定连接在第一板弹簧2另一端的顶面。上三角件8的几何中心设有孔。上三角件8位于下三角件4上方，且第二弹性单元连接在上三角件8和下三角件4之间。第二弹性单元为3个至6个，例如可以是3个、4个或6个。每个第二弹性单元包括两个竖直布置且相互对应的第二板弹簧5，第二板弹簧5的顶端固定连接在上三角件8上，第二板弹簧5的底端固定连接在下三角件4上；下三角件4的底面和连接垫块3的顶面固定连接。这样，连接垫块3将下三角件4和第一板弹簧2连接在一起。支撑架6位于上三角件8和下三角件4之间，且支撑架6通过支杆固定连接在基座I上。激振器包括水平激振单元和竖直电磁铁14。水平激振单元的数量、第一弹性单元的数量和第二弹性单元的数量均相等。每个水平激振单元包括水平电磁铁安装座10、水平衔铁座12、水平电磁铁13和水平衔铁16。水平电磁铁安装座10固定连接在支撑架6的顶面，水平电磁铁13固 定连接在水平电磁铁安装座10上。水平衔铁座12固定连接在上三角件8的底面。水平衔铁16固定连接在水平衔铁座12上，且水平电磁铁13的端面和水平衔铁16相对。水平衔铁16位于一个第二弹性单元旁。竖直电磁铁14固定连接在支撑架6上。竖直衔铁17固定连接在上三角件8几何中心的孔中，且上三角件8的底面和竖直衔铁17的底面处于同一平面。竖直电磁铁14的顶面与竖直衔铁17的底面相对。竖直加速度传感器9固定连接在上三角件8的底面上。水平加速度传感器7固定连接在水平衔铁座12上。圆盘料斗15固定连接在上三角件8的顶面。进一步，所述的竖直电磁铁14固定连接在支撑架6的几何中心上。这样可以保证竖直电磁铁14与竖直衔铁17相对。进一步，所述的第一弹性单元的数量为三个或四个，且均匀分布在基座的顶面上，第二弹性单元均匀分布在上三角件8和下三角件4的周边。为了固定第二板弹簧5，所述的上三角件8边缘设有均匀分布的上凸起，下三角件4边缘设有均匀分布的下凸起，每个上凸起和一个下凸起对应，第二板弹簧5的一端与上凸起连接，第二板弹簧5的另一端与下凸起连接。进一步，所述的每个第一弹性单元中，第一板弹簧2两端与基座I中心所构成的三角形为锐角三角形。这样可以使得振动料斗整体体积小，受力更合理。进一步，所述的基座1、下三角件4、支撑架6、上三角件8、圆盘料斗15、竖直电磁铁14和竖直衔铁17同轴心设置。同轴心设置，便于部件的安装和稳定工作。上述结构的圆盘解耦式振动料斗装置的工作原理是:利用电磁铁的通电、断电而产生、消失的电磁力，使得料斗本身产生所需要的振动；利用圆盘的机械结构特点，再加上合适的振动条件，从而获得生产所需的零件姿态；利用加速度传感器的功能，自动调节输入的正弦波，从而在装置启动之后实现装置自动调节自身振动的目的。上述结构的圆盘解耦式振动料斗装置的工作过程是:该装置启动之后，控制箱中产生的正弦波控制水平电磁铁13和竖直电磁铁14的通电和断电，继而使得水平电磁铁13吸附、放开水平衔铁16，水平衔铁16固定在水平衔铁座12上，而水平衔铁座12固定在上三角件8上。水平电磁铁13的磁力使得上三角件8在水平方向上产生扭转运动。当水平电磁铁13断电时，第一板弹簧2和第二板弹簧5的弹力作用下回复原来位置，从而产生水平方向的振动。竖直电磁铁14通过通电、断电直接作用在上三角件8上，从而产生竖直方向上的振动。竖直电磁铁14吸附、放开竖直衔铁17，再加上装置中的第一板弹簧2和第二板弹簧5弹力的共同作用，使得此装置分别产生水平及竖直方向上的振动之后，再合成了所需的振动。外部的控制箱调节输入到电磁铁的正弦波频率，使得圆盘料斗15接近或达到圆盘料斗15的固有振动频率，从而接近或产生共振，这样就可以在提供较小的输入能量而产生较大的输出能量。水平加速度传感器7在装置中的作用是:收集到水平方向上的扭转振动加速度信号后，自动分析并自动调节水平方向上的运动的加速度大小，确保由电磁铁产生的振动保持在一定范围内而不会脱离这个范围。竖直加速度传感器9在装置中的作用是:收集到竖直方向上的直线振动加速度信号后，自动分析并自动调节竖直方向上的运动的加速度大小，确保由电磁铁产生的振动保持在一定范围内而不会脱离这个范围。当需要调节工件运行速度的时候，可在控制箱上调节输入的正弦波信号，从而调节水平或者竖直方向的加速度大小，从而调节工件的运行速度。
当调节水平方向输入的正弦波的相位超前于竖直方向的正弦波相位时候，工件即为向前行进；反之，当水平方向输入的正弦波的相位滞后于竖直方向的正弦波相位时，工件往后运动。在本技术方案中，水平电磁铁13、水平衔铁16和水平衔铁座12共同控制圆盘料斗15的水平方向的扭转振动，竖直电磁铁14通过与竖直衔铁17的共同作用，达到控制圆盘料斗15竖直方向直线振动的目的。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，该料斗装置包括基座(I)、第一弹性单元、下三角件(4)、支撑架(6)、水平加速度传感器(7)、上三角件(8)、第二弹性单元、竖直加速度传感器(9)、激振器和圆盘料斗(15)，其中， 第一弹性单元为3个至6个，每个第一弹性单元包括水平布置的第一板弹簧(2)、两个夹持垫块(11)和一个连接垫块(3 )，两个夹持垫块(11)分别固定连接在第一板弹簧(2 ) —端的顶面和底面，且连接在第一板弹簧(2)底面的夹持垫块(11)固定连接在基座(I)上，连接垫块(3)的底面固定连接在第一板弹簧(2)另一端的顶面； 上三角件(8)位于下三角件(4)上方，且第二弹性单元连接在上三角件(8)和下三角件(4)之间，所述的第二弹性单元为3个至6个，每个第二弹性单元包括两个竖直布置且相互对应的第二板弹簧(5)，第二板弹簧(5)的顶端固定连接在上三角件(8)上，第二板弹簧(5)的底端固定连接在下三角件(4)上；下三角件(4)的底面和连接垫块(3)的顶面固定连接； 支撑架(6)位于上三角件(8)和下三角件(4)之间，且支撑架(6)通过支杆固定连接在基座(I)上； 激振器包括水平激振单元和竖直电磁铁(14)，水平激振单元的数量、第一弹性单元的数量和第二弹性单元的数量均相等，所述的每个水平激振单元包括水平电磁铁安装座(10),水平衔铁座(12)、水平电磁铁(13)和水平衔铁(16)，水平电磁铁安装座(10)固定连接在支撑架(6)的顶面，水平电磁铁(13)固定连接在水平电磁铁安装座(10)上，水平衔铁座(12 )固定连接在上三角件(8 )的底面，水平衔铁(16 )固定连接在水平衔铁座(12 )上，且水平电磁铁(13)的端面和水平衔铁(16)相对，水平衔铁(16)位于一个第二弹性单元旁；竖直电磁铁(14 )固定连接在支撑架(6 )上，竖直衔铁(17 )固定连接在上三角件(8 )几何中心的孔中，且上三角件(8)的底面和竖直衔铁(17)的底面处于同一平面；竖直电磁铁(14)的顶面与竖直 衔铁(17)的底面相对； 竖直加速度传感器(9 )固定连接在上三角件(8 )的底面上，水平加速度传感器(7 )固定连接在水平衔铁座(12)上，圆盘料斗(15)固定连接在上三角件(8)的顶面。
2.按照权利要求1所述的圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，所述的竖直电磁铁(14)固定连接在支撑架(6)的几何中心上。
3.按照权利要求1所述的圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，所述的第一弹性单元的数量为三个或四个，且均匀分布在基座的顶面上，第二弹性单元均匀分布在上三角件(8)和下三角件(4)的周边。
4.按照权利要求1所述的圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，所述的每个第一弹性单元中，第一板弹簧(2)两端与基座(I)中心所构成的三角形为锐角三角形。
5.根据权利要求1所述的圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，所述的上三角件(8)边缘设有均匀分布的上凸起，下三角件(4)边缘设有均匀分布的下凸起，每个上凸起和一个下凸起对应，第二板弹簧(5)的一端与上凸起连接，第二板弹簧(5)的另一端与下凸起连接。
6.根据权利要求1所述的圆盘解耦式振动料斗装置，其特征在于，所述的基座(I)、下三角件(4)、支撑架(6)、上三角件(8)、圆盘料斗(15)、竖直电磁铁(14)和竖直衔铁(17)同轴心设置。
专利摘要本实用新型公开了一种圆盘解耦式振动料斗装置，包括基座、第一弹性单元、下三角件、支撑架、水平加速度传感器、上三角件、第二弹性单元、竖直加速度传感器、激振器和圆盘料斗，每个第一弹性单元包括第一板弹簧、夹持垫块和连接垫块，第二弹性单元连接在上三角件和下三角件之间，每个第二弹性单元包括两个第二板弹簧，下三角件的底面和连接垫块的顶面固定连接；支撑架位于上三角件和下三角件之间，激振器包括水平激振单元和竖直电磁铁，竖直加速度传感器固定连接在上三角件的底面上，水平加速度传感器固定连接在水平衔铁座上，圆盘料斗固定连接在上三角件的顶面。该装置在水平和竖直方向上的振动是解耦的，可实现振动自动控制。
文档编号B65G27/02GK203112003SQ201320118580
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者韩良, 凌少钦, 陈嘉文 申请人:东南大学