一种三七分级自动送料装置的制作方法

本发明涉及一种三七分级自动送料装置，属于自动分级技术领域。

背景技术：

三七是一种多年生名贵中药材，其价格决定于品质等级。三七的品质等级主要由其生长年限和三七总皂苷含量表征，这些表征指标最直观的表现形式就是三七头数，即单位重量（每千克）对应的三七根茎个数。因而，三七产后分级多是根据三七头数（亦即单头重量）进行等级划分的。随着机械化与自动化技术的发展，研制出了一些三七自动分级装置，使三七等级划分逐渐由人工分拣转向机器自动分级。三七分级自动化是一个完备的技术系统，涵盖了从入料到执行分级的各个环节，而现有三七自动分级装置在分级环节取得了较好的效果，但在入料环节仍有很多问题急需解决，由于三七个体的不规则性，目前的机器每次入料的单粒准确性不是很理想，三七分级的质量受到一定影响，在很多情况下仍需人工操作，人工成本高且效率低下，尤其是有些三七自动分级装置需要送料传送带上的三七单行平行排列，人工操作更加费时费力，严重影响了三七分级效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种三七分级自动送料装置，解决入料环节机器每次入料的单粒准确性低、仍需人工操作入料的问题，人工操作的成本高且效率低。

本发明技术方案是：一种三七分级自动送料装置，包括步进电机ⅰ1、步进电机ⅱ2、同步带轮3、同步带4、底座ⅰ5、底座ⅱ6、弹簧ⅰ71、弹簧ⅱ72、主体支架8、吸嘴支架9、吸盘10、吸嘴11、光轴ⅰ12、光轴ⅱ13、气体电磁阀14、真空发生器15、气管ⅰ16、气管ⅱ17、气管ⅲ18、升降轮19、控制杆20；所述主体支架8包括同步带固定孔81、步进电机ⅱ安装孔82、弹簧固定孔ⅰ83、电机输出轴通孔84、光轴通孔ⅰ85、光轴通孔ⅱ86和升降凹槽87；所述步进电机ⅰ1与底座ⅰ5相连，步进电机ⅱ2与主体支架8相连，主体支架8与吸嘴支架9相连，吸嘴支架9与吸嘴11相连，吸嘴11与吸盘10相连；所述弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72的一端与主体支架8相连，另一端与吸嘴支架9相连；所述同步带轮3设置在底座ⅱ6上，气体电磁阀14均与真空发生器15与底座ⅱ6相连；所述气管ⅰ16进气口与外部高压气源相连，气管ⅰ16出气口与气体电磁阀14进气口相连，气体电磁阀14出气口与气管ⅱ17进气口相连，气管ⅱ17出气口与真空发生器15的进气口相连，真空发生器15负压口与气管ⅲ18一端相连，气管ⅲ18另一端与吸嘴11相连；所述光轴ⅰ12和光轴ⅱ13分别穿过主体支架8上所设的光轴通孔ⅰ85和光轴通孔ⅱ86，其两端分别与底座ⅰ5和底座ⅱ6相连，步进电机ⅰ1输出轴和同步带轮3通过同步带4相连，同步带4的一侧固定于主体支架8上，步进电机ⅰ1、步进电机ⅱ2和气体电磁阀14的控制端与外部控制器相连，主体支架8背面靠近底端处设有两个相同且相互平行的升降凹槽87，控制杆20一端与步进电机ⅱ2相连，另一端与升降轮19相连。

所述主体支架8为铝合金材质一体化制成的三层阶梯状，第一阶梯和第二阶梯规格相同，第三阶梯的高度为第二阶梯高度的3倍；第一阶梯侧面有光轴通孔ⅰ85和光轴通孔ⅱ86，两个通孔的中心线平行且处在一个水平面上；第二阶梯正面中心处有四个带螺纹的同步带固定孔81；第三阶梯两侧上部各有一个带螺纹的弹簧固定孔ⅰ83，中心处设有一个电机输出轴通孔84，步进电机ⅱ2通过四个步进电机ⅱ安装孔82固定于主体支架8上，并使其输出轴从电机输出轴通孔84中心穿出。

所述吸嘴支架9为铝合金材质一体化制成的l形板，l形板的底部与竖直部分的比例为1:3，l形板拐角处两侧各设有一个带螺纹的弹簧固定孔ⅱ91；l形板的底部中心设有一个圆形通孔；吸嘴支架9竖直部分背面设有两个与平行凹槽87相匹配的凸出块。

所述控制杆20为l形，其一端通过联轴器与步进电机ⅱ2输出轴相连，另一端与升降轮19中心的轴承相连，并使升降轮19底部始终与吸嘴支架9竖直部分顶端相接触。

所述弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72结构相同，其两端分别与弹簧固定孔ⅰ83和弹簧固定孔ⅱ91相连。

所述吸嘴11由金属铜一体化制成，包括圆锥体形和等直径圆筒形上下两个部分，吸嘴11下部的圆筒形部分镶嵌在吸嘴支架9圆形通孔中；所述吸盘10为橡胶材质制成的圆筒形，其内径与吸嘴11下部圆筒的外径相同，吸盘10上端镶套在吸嘴11进气口上。

所述底座ⅰ5为长方体结构，侧面设有两个与光轴ⅰ12和光轴ⅱ13相匹配的相同盲孔，两个盲孔中线平行且在同一水平面上，上端设有四个相同的立柱，步进电机ⅰ1垂直安装于底座ⅰ5的四个立柱上，使步进电机ⅰ1输出轴的皮带轮与同步带轮3在一个水平面上。

所述底座ⅱ6为长方体结构，侧面设有两个盲孔且与底座ⅰ5盲孔规格相同，所述同步带轮3、真空发生器15和气体电磁阀14通过带螺纹的盲孔分别并排安装在底座ⅱ6上平面。

本发明的有益效果是：整个装置结构简单，适用性强，可直接与现有三七分级装置配套使用；可实现将三七单次单粒地自动输送至送料传送带上，有效简化了后续装置进行三七分级的处理，提高了三七分级效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明装置整体结构示意图；

图2是本发明装置使用时整体结构示意图；

图3是本发明主体支架结构示意图；

图4是本发明主体支架正视图；

图5是本发明主体支架、吸嘴支架侧视图。

图1-5中各标号：1-步进电机ⅰ，2-步进电机ⅱ，3-同步带轮，4-同步带，5-底座ⅰ，6-底座ⅱ，71-弹簧ⅰ，72-弹簧ⅱ，8-主体支架，81-同步带固定孔，82-步进电机ⅱ安装孔，83-弹簧固定孔ⅰ，84-电机输出轴通孔，85-光轴通孔ⅰ，86-光轴通孔ⅱ，87-升降凹槽，9-吸嘴支架，91-弹簧固定孔ⅱ，10-吸盘，11-吸嘴，12-光轴ⅰ，13-光轴ⅱ，14-气体电磁阀，15-真空发生器，16-气管ⅰ，17-气管ⅱ，18-气管ⅲ，19-升降轮，20-控制杆，21-分级传送带，22-辅助送料槽，23-三七。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-5所示，一种三七分级自动送料装置，包括步进电机ⅰ1、步进电机ⅱ2、同步带轮3、同步带4、底座ⅰ5、底座ⅱ6、弹簧ⅰ71、弹簧ⅱ72、主体支架8、吸嘴支架9、吸盘10、吸嘴11、光轴ⅰ12、光轴ⅱ13、气体电磁阀14、真空发生器15、气管ⅰ16、气管ⅱ17、气管ⅲ18、升降轮19、控制杆20；所述主体支架8包括同步带固定孔81、步进电机ⅱ安装孔82、弹簧固定孔ⅰ83、电机输出轴通孔84、光轴通孔ⅰ85、光轴通孔ⅱ86和升降凹槽87；所述步进电机ⅰ1与底座ⅰ5相连，步进电机ⅱ2与主体支架8相连，主体支架8与吸嘴支架9相连，吸嘴支架9与吸嘴11相连，吸嘴11与吸盘10相连；所述弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72的一端与主体支架8相连，另一端与吸嘴支架9相连；所述同步带轮3设置在底座ⅱ6上，气体电磁阀14均与真空发生器15与底座ⅱ6相连；所述气管ⅰ16进气口与外部高压气源相连，气管ⅰ16出气口与气体电磁阀14进气口相连，气体电磁阀14出气口与气管ⅱ17进气口相连，气管ⅱ17出气口与真空发生器15的进气口相连，真空发生器15负压口与气管ⅲ18一端相连，气管ⅲ18另一端与吸嘴11相连；所述光轴ⅰ12和光轴ⅱ13分别穿过主体支架8上所设的光轴通孔ⅰ85和光轴通孔ⅱ86，其两端分别与底座ⅰ5和底座ⅱ6相连，步进电机ⅰ1输出轴和同步带轮3通过同步带4相连，同步带4的一侧固定于主体支架8上，步进电机ⅰ1、步进电机ⅱ2和气体电磁阀14的控制端与外部控制器相连，主体支架8背面靠近底端处设有两个相同且相互平行的升降凹槽87，控制杆20一端与步进电机ⅱ2相连，另一端与升降轮19相连。

作为本发明的进一步方案，所述主体支架8为铝合金材质一体化制成的三层阶梯状，第一阶梯和第二阶梯规格相同，第三阶梯的高度为第二阶梯高度的3倍；第一阶梯侧面有光轴通孔ⅰ85和光轴通孔ⅱ86，两个通孔的中心线平行且处在一个水平面上；第二阶梯正面中心处有四个带螺纹的同步带固定孔81；第三阶梯两侧上部各有一个带螺纹的弹簧固定孔ⅰ83，中心处设有一个电机输出轴通孔84，步进电机ⅱ2通过四个步进电机ⅱ安装孔82固定于主体支架8上，并使其输出轴从电机输出轴通孔84中心穿出。

作为本发明的进一步方案，所述吸嘴支架9为铝合金材质一体化制成的l形板，l形板的底部与竖直部分的比例为1:3，l形板拐角处两侧各设有一个带螺纹的弹簧固定孔ⅱ91；用于固定弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72的另一端；l形板的底部中心设有一个圆形通孔用于固定吸嘴11；吸嘴支架9竖直部分背面设有两个与平行凹槽87相匹配的凸出块，既可将吸嘴支架9卡在两个升降凹槽87内与主体支架8连接，又可使吸嘴支架9能沿着两个光滑的升降凹槽87上下运动。

作为本发明的进一步方案，所述控制杆20为l形，其一端通过联轴器与步进电机ⅱ2输出轴相连，另一端与升降轮19中心的轴承相连，并使升降轮19底部始终与吸嘴支架9竖直部分顶端相接触。这样可通过步进电机ⅱ2输出轴的转动，带动控制杆20在电机输出轴通孔84内做圆周运动，从而带动升降轮19在电机输出轴通孔84内做圆周运动；由于升降轮19直接作用于吸嘴支架9上端，当升降轮19向底部方向做圆周运动时，则推动吸嘴支架9在升降凹槽87中向下移动，并使弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72处于拉伸状态，当升降轮19向顶部方向做圆周运动时，则在弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72的弹性收缩力作用下，使吸嘴支架9紧随升降轮19向上运动，从而可实现通过步进电机ⅱ2控制吸嘴支架9的上下运动。

作为本发明的进一步方案，所述弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72结构相同，其两端分别与弹簧固定孔ⅰ83和弹簧固定孔ⅱ91相连，以保证左右弹簧拉力相同，使吸嘴支架9左右两侧受力平衡，从而使在升降凹槽87中上下运动时更稳定、省力。

作为本发明的进一步方案，所述吸嘴11由金属铜一体化制成，包括圆锥体形和等直径圆筒形上下两个部分，吸嘴11下部的圆筒形部分镶嵌在吸嘴支架9圆形通孔中；所述吸盘10为橡胶材质制成的圆筒形，其内径与吸嘴11下部圆筒的外径相同，吸盘10上端镶套在吸嘴11进气口上，而且吸盘10的有效吸附尺寸小于两个中等尺寸的三七，这样的吸盘设计可保证了送料装置每次操作只送料一个三七，如果吸盘10下方同时有两个以上三七，必使吸盘10与三七之间存在缝隙，从而使负压不起作用，无法吸取三七。

作为本发明的进一步方案，所述底座ⅰ5为长方体结构，侧面设有两个与光轴ⅰ12和光轴ⅱ13相匹配的相同盲孔，两个盲孔中线平行且在同一水平面上，上端设有四个相同的立柱，步进电机ⅰ1垂直安装于底座ⅰ5的四个立柱上，使步进电机ⅰ1输出轴的皮带轮与同步带轮3在一个水平面上。

作为本发明的进一步方案，所述底座ⅱ6为长方体结构，侧面设有两个盲孔且与底座ⅰ5盲孔规格相同，所述同步带轮3、真空发生器15和气体电磁阀14通过带螺纹的盲孔分别并排安装在底座ⅱ6上平面。

作为本发明的进一步方案，所述光轴ⅰ12和光轴ⅱ13规格相同，由不锈钢材质制成，两根光轴平行放置且在同一水平面上，其左端固定在底座ⅰ5的两个盲孔中，右端固定在底座ⅱ6的两个盲孔中。

进一步地，所述步进电机ⅰ1和步进电机ⅱ2均为型号为fl57byg54的混合式步进电机。

更进一步地，升降凹槽87的长度是升降轮19上下运动最大位移的2倍，以确保升降轮19向下移动到最低位置时，吸嘴支架9不会从升降凹槽87中脱落，从而避免损坏设备。

更进一步地，所述升降轮19由聚氨酯材料制成，其中心设有一个滚珠轴承，用于与控制杆20相连，由于聚氨酯材料具有抗撞耐磨特性，以及升降轮19可通过轴承绕控制杆20连接端产生自转，从而可避免升降轮19与吸嘴支架9接触时的直接硬性碰撞，进而有效提高了吸嘴支架9上下运动的平稳性。

更进一步地，真空发生器15是利用正压气源产生负压的新型高效元器件。

更进一步地，所述气体电磁阀14的工作电压为24v、功率为3w。

本发明的工作原理是：

将整个装置水平横跨安装在三七分级传送带21和辅助送料槽22的上方，并使吸盘10与传送带的距离略高于一个平躺三七的高度；通过外部控制器控制步进电机ⅰ1带动主体支架8运动，从而控制吸嘴支架9上的吸盘10在光轴ⅰ12和光轴ⅱ13上来回移动至辅助送料槽22处；当吸盘10到达辅助送料槽22三七吸料点正上方时，步进电机ⅰ1停止工作，同时启动步进电机ⅱ2控制升降轮19运动，从而使吸嘴支架9上的吸盘10在主体支架8的升降凹槽87中上下移动；首先控制吸盘10向下运动，当吸盘10刚接触到三七时，通过外部控制器打开气体电磁阀14，使外部高压气源进入真空发生器15，进而使吸盘10产生负压吸住一个三七（由于三七的形状特点，吸盘式的吸料方式可以有效地避免一次三七送料三七个数大于一个的情况，保证了每次吸取三七的个数最多为一个）；然后停止步进电机ⅱ2，使吸嘴支架9上的吸盘10在弹簧ⅰ71和弹簧ⅱ72的弹性收缩力作用下回归至原位，同时启动步进电机ⅰ1将吸盘10移动至分级传送带21正上方，并通过外部控制器关闭气体电磁阀14，切断外部高压气源进入真空发生器15并使其停止工作，以致吸盘10的负压吸力消失，将所吸三七放置于分级传送带21上，至此完成一次送料操作，后续送料操作重复上述步骤。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。