一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的制作方法

本发明涉及皮带式输送机领域，特别是一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置。

背景技术：

皮带式输送机具有输送量大、通用性强等优点，广泛应用于矿山、冶金、煤炭等行业，用来输送松散物料或成件物品。但是随着以计算机与通信为核心的信息技术的发展，以及随之而来的工业化生产模式的转型升级，传统皮带式输送机因智能化程度低、输送带支撑机构缺乏自由度等问题，很难适应数字工厂等柔性化生产线需要。平面多自由度连杆机构可以实现多运动输入，复杂可控、可调柔性轨迹输出，将可控机构技术和机器人技术引入到输送机的设计中，可以有效提高现有输送机的灵活性和智能化程度。

机构的构型直接决定了机械装置的工作空间、灵活度等关键性能指标和适用范围，基于两自由度可控机构设计的新型输送装置虽然可以实现输送仰角、输送高度等参数两自由度柔性可控、可调，但是，由于可控支撑机构采用正转连杆设计，并且机架上各转动副均是固定的，无法通过移动机架上转动副的位置避免奇异位形，导致输送带输送仰角、输送高度可调整范围小，另外，在调整的过程中，可控支撑机构的各构件摆动幅度大，往往需要占用更大的空间进行输送仰角和输送高度的调整，导致采用两自由度连杆机构设计的新型输送装置难以适用于场地空间小，但需要经常大角度调整输送装置输送仰角、大幅度调整输送高度的现代化柔性生产线。

机械产品创新是改善和克服已知产品问题和缺陷的根本方法，而机构构型创新既是机械产品创新的最根本途径，也是最重要、最核心的内容。如何基于拓扑综合方法，提出一种两自由度皮带式输送装置，在实现输送仰角、输送高度等参数两自由度柔性可控、可调，具有智能化程度高、灵活性好等特点的前提下，具有输送带输送仰角、输送高度可调范围大，不易发生奇异，结构紧凑，容易在较小空间内实现输送仰角、输送高度等调整，已成为皮带式输送机领域一个亟需解决的工程问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置，在克服传统皮带式输送机已知问题，具有智能化程度高、适应性好等特点，可以实现可控支撑机构两自由度柔性可控、可调运动输出等要求的前提下，具有输送带输送仰角、输送高度可调范围大，不易发生奇异，结构紧凑，容易在较小空间内实现输送仰角、输送高度等调整等优势。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置包括可控支撑机构、输送带、主动滚筒、从动滚筒。

所述一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置包括可控支撑机构、输送带、主动滚筒、从动滚筒。

所述可控支撑机构为含滑块的平面两自由度五杆反转连杆机构，包含机架、第一构件、第二构件、滑块、托架，所述第一构件一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与托架连接，所述第二构件一端通过第三转动副与托架连接，另一端通过第四转动副与滑块连接，滑块通过移动副与机架连接。

所述主动滚筒通过第五转动副与托架连接，所述从动滚筒通过第六转动副与托架连接，所述输送带安装在主动滚筒和从动滚筒上，所述主动滚筒由伺服电机驱动，通过对伺服电机进行数控编程，可以实现输送带的无级调速以及输送速度精确控制。

所述可控支撑机构的主动副为第一转动副、第四转动副，或者为第一转动副、移动副，或者为第四转动副、移动副，所述主动副的动力方案可根据客户需求进行定制，以满足不同客户对特定机械性能的要求，所述主动副均由伺服电机系统驱动，所述可控支撑机构在伺服电机系统的数控编程下，托架可以实现两自由度柔性可控、可调运动输出，进而实现该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置输送仰角、输送高度的可调、可控，克服了传统输送机智能化程度低、适用性差等问题。

由于该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的可控支撑机构采用了滑块机构以及反转连杆机构设计，不仅保证了输送带的输送仰角可以大角度可调、可控，输送高度升降范围大，而且由于滑块的适时移动，使可控支撑机构不易发生奇异，并使该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的结构更加紧凑，容易在较小空间内实现输送仰角、输送高度调整，另外，在调整的过程中，可控支撑机构的各构件摆动幅度小，姿态调整所占用的空间小。

该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置更加适用于场地空间小，需要经常大角度调整输送装置输送仰角、大幅度调整输送高度的现代化柔性生产线。

本发明的突出优点在于：

1. 本发明所述可控支撑机构采用了平面两自由度五杆机构设计，由伺服电机系统驱动控制，可以实现两自由度柔性可调、可控运动输出，确保了该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置在数控程序的控制下，能够实现输送带输送仰角、输送高度的两自由度柔性可控、可调，克服了传统输送机智能化程度低、适用性差等问题。

2. 本发明所述可控支撑机构采用了含滑块机构的平面两自由度五杆反转连杆机构设计，具有输送带输送仰角、输送高度可调范围大，不易发生奇异，结构紧凑，容易在较小空间内实现输送仰角、输送高度调整等优势。在调整的过程中，可控支撑机构的各构件摆动幅度小，姿态调整所占用的空间小，使该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置更加适用于场地空间小，需要经常大角度调整输送装置输送仰角、大幅度调整输送高度的现代化柔性生产线。

3.本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的可控支撑机构具有多种主动副布置方案，在构型不变的前提下，能根据客户要求进行特定化定制，满足不同客户需求。该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置灵活度高、适用范围广，具有巨大的市场潜力。

附图说明

图1为本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置示意图。

图2为本发明所述可控支撑机构示意图

图3为本发明所述可控支撑机构机架和滑块示意图

图4为本发明所述可控支撑机构运动链拓扑图。

图5为本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的托架示意图。

图6为本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置托架部分装配示意图。

图7为本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置三维示意图。

图8为本发明所述大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的输送带两自由度大角度柔性可控、可调示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4、图5、图7，所述一种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置包括可控支撑机构、输送带14、主动滚筒11、从动滚筒12。

对照图1、图2、图3、图4、图5、图6，所述可控支撑机构为含滑块的平面两自由度五杆反转连杆机构，包含机架1、第一构件3、第二构件8、滑块6、托架15，所述第一构件3一端通过第一转动副2与机架1连接，另一端通过第二转动副4与托架15连接，所述第二构件8一端通过第三转动副9与托架15连接，另一端通过第四转动副7与滑块6连接，滑块6通过移动副5与机架1连接。

对照图1、图2、图5、图6、图7，所述主动滚筒11通过第五转动副10与托架15连接，所述从动滚筒12通过第六转动副13与托架15连接，所述输送带14安装在主动滚筒11和从动滚筒12上，所述主动滚筒11由伺服电机驱动，通过对伺服电机进行数控编程，可以实现输送带14的无级调速以及输送速度精确控制。

对照图1、图2、图7，所述可控支撑机构的主动副为第一转动副2、第四转动副7，或者为第一转动副2、移动副5，或者为第四转动副7、移动副5，所述主动副的动力方案可根据客户需求进行定制，以满足不同客户对特定机械性能的要求，所述主动副均由伺服电机系统驱动，所述可控支撑机构在伺服电机系统的数控编程下，托架可以实现两自由度柔性可控、可调运动输出，进而实现该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置输送仰角、输送高度的可调、可控，克服了传统输送机智能化程度低、适用性差等问题。

对照图1、图2、图7、图8，由于该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的可控支撑机构采用了滑块机构以及反转连杆机构设计，不仅保证了输送带14的输送仰角可以大角度可调、可控，输送高度升降范围大，而且由于滑块6的适时移动，使可控支撑机构不易发生奇异，并使该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置的结构更加紧凑，容易在较小空间内实现输送仰角、输送高度调整，另外，在调整的过程中，可控支撑机构的各构件摆动幅度小，姿态调整所占用的空间小。

对照图1、图8，该种大角度可调反转连杆机构式两自由度皮带输送装置更加适用于场地空间小，需要经常大角度调整输送装置输送仰角、大幅度调整输送高度的现代化柔性生产线。