自动给料称重装置及称重方法与流程

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种自动给料称重装置及称重方法。

背景技术：

随着现代包装技术日益快速发展，各类物品的包装作业大多都采用自动包装机械或自动包装生产线来完成。然而目前粮食与饲料等行业仍然采用手动或半自动设备进行包装，例如25～50kg量级的大袋包装，不仅工人劳动强度大而且包装精度也难以得到保证。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种自动给料称重装置及称重方法，旨在解决现有技术中粮食与饲料等包装精度与包装速度难以同时得到保证的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种自动给料称重装置，包括：

称料装置，包括称料斗；

给料斗，位于所述称料斗的上方，所述给料斗的上端设有进料口，所述给料斗的侧壁设有分料口，所述给料斗的下端设有用以向所述称料斗送料的出料口；

活动门组件，可活动地设于所述给料斗，用以调节所述出料口的开度；

振动给料器，具有设于所述分料口的下方的接料口以及用以向所述称料斗送料的送料口；以及，

控制器，与所述称料装置、活动门组件以及振动给料器电性连接，根据所述称料装置的称量结果控制所述活动门组件以及振动给料器。

优选的，所述活动门组件包括：

驱动装置，安装在所述给料斗的侧壁；

活动门，盖合所述出料口设置；以及，

传动机构，传动连接所述驱动装置和所述活动门。

优选的，所述驱动装置为三行程气缸。

优选的，所述活动门上设有：给料孔；可调滑块，可调节安装在所述活动门上，以调节所述给料孔的开度。

优选的，所述可调滑块开设有腰形孔；所述活动门上设有供所述腰形孔安装的螺杆、以及螺接在所述螺杆的外端以固定所述可调滑块的锁紧螺母。

优选的，所述给料斗具有：

第一斜壁，所述第一斜壁的倾斜角为α；以及，

第二斜壁，与所述第一斜壁相对设置，所述第二斜壁的倾斜角为β，α＞β，所述第二斜壁的下端较所述第一斜壁的下端低。

优选的，还包括：

分料管，设置在所述分料口和所述接料口之间，用以将自所述分料口输出的料导入至所述振动给料器。

优选的，所述称料斗上设有称重传感器，所述称重传感器支撑并称量所述称料斗及物料的重量。

优选的，所述给料斗内还设有料位传感器，所述控制器与所述料位传感器连接，用以根据所述料位传感器检测的料位值控制。

基于同样的发明构思，本发明还提供一种利用上述自动给料称重装置的称量方法，包括：

将所述活动门开启至第一位置，使得所述出料口处于快速给料；

当所述快速给料占待称重物料的重量比65％～85％，将所述活动门开启至第二位置，使得所述出料口处于中速给料；

当所述中速给料占待称重物料的重量比13～29％时，将所述活动门开启至第三位置，使得所述出料口处于慢速给料；

当所述慢速给料占待称重物料的重量比2～5％，且所述称量装置称得料的重量小于目标重量时，开启振动给料器补偿给料直至达到目标重量。

本发明提供的技术方案中，通过称料斗称量大部分待称重物料，少量物料通过振动给料器将物料缓慢送到送料口，并进入称料斗中，其中，通过活动门组件来调节出料口的开度并分多次送料，例如分三次送料，快速送料、中速送料及慢速送料，以调节物料速度避免物料速度过大或过小而影响称量精度，解决现有技术中粮食与饲料等称量的包装精度与包装速度难以同时得到保证的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供一实施例的自动给料称重装置的结构示意图；

图2为图1中自动给料称重装置的一局部示意图；

图3为图1中给料斗的一局部示意图；

图4为图1中活动门的一局部示意图；

图5为本发明提供的一实施例的称重方法的流程图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种自动给料称重装置，请参阅图1和图2，该自动给料称重装置100包括称料装置1、给料斗2、活动门组件3、振动给料器4以及控制器。称料装置1包括称料斗11，以容纳待称重物料；给料斗2位于称料斗11的上方，给料斗2的上端设有进料口21，给料斗2的侧壁设有分料口22，给料斗2的下端设有用以向称料斗11送料的出料口23；活动门组件3可活动地设于给料斗2，用以调节出料口23的开度；振动给料器4具有设于分料口22的下方的接料口41以及用以向称料斗11送料的送料口42，以向称料斗11精确给料；控制器与称料装置1、活动门组件3以及振动给料器4电性连接，根据称料装置1的称量结果控制活动门组件3以及振动给料器4。

该自动给料称重装置100通过称料斗11称量大部分待称重物料，少量物料通过振动给料器4将物料缓慢送到送料口42，并进入称料斗11中，其中，通过活动门组件3来调节出料口23的开度并分多次送料，例如分三次送料，快速送料、中速送料及慢速送料，以调节物料速度避免物料速度过大或过小而影响称量精度；解决现有技术中粮食与饲料等称量的包装精度与包装速度难以同时得到保证的问题。进一步的，例如控制器根据称料装置1的称量结果的大小控制活动门组件3的出料口23的开度；以根据物料的多少选择与物料量对应的出料口23的开度，由于物料在重力作用下落入称料斗11时具有一定的冲击，若开度过大，则导致冲击力过大会影响称料装置1的称量结果，而开度过小，会影响物料送至称料斗11的速度，而物料在下落过程中的空中料柱导致称量结果偏小。换而言之，控制器根据称料装置1的称量结果的大小控制活动门组件3的出料口23的开度能够提高称料装置1动态称量物料的准确性。

具体的，请参阅图2，活动门组件3包括驱动装置31、活动门32以及传动机构33，驱动装置31安装在给料斗2的侧壁，用于驱动传动机构33。活动门32盖合出料口23设置，传动机构33传动连接驱动装置31和活动门32。在驱动装置31驱动传动机构33运动时，传动机构33带动活动门32运动以实现打开或闭合或部分闭合所述出料口23。在本实施例中，驱动装置31为直线驱动装置31，传动机构33为活动臂，活动臂的一端与给料斗2的侧壁固定，另一端与活动门32固定，驱动装置31伸缩连接至所述活动臂上。驱动装置31可以但不限于气缸，优选的，驱动装置31为三行程气缸，以便于准确控制活动门32与出料口23的三个相对位置。

为了便于调节出料口23的开度至很小及微调出料口23的开度，活动门32上设有给料孔321和可调滑块322，可调滑块322可调节安装在活动门32上，以调节给料孔321的开度。在需要出料口23的开度很小时，可以将活动门32移动至具有给料孔321的对应位置，采用给料孔321给料，并通过可调滑块322调节给料孔321的开度，以便灵活调节自给料斗2至称料斗11的下料开度。优选的，活动门32上与给料孔321相对位置的大小大于或等于出料口23的大小，以保证通过调节活动门32能完全盖住出料口23。另外，给料孔321设置在出料口23的中心位置与活动门32对应位置，在物料较少时，若直接调节活动门32来调节出料口23的开度，可能会因为开口长度过大，宽度过窄而影响下料速度导致精度减小，而通过给料孔321来排出少量物料时由于给料孔321位于出料口23的中部，出料均匀、速度调节均匀。

在本实施例中，请参阅图4，可调滑块322开设有腰形孔3221；活动门32上设有供腰形孔3221安装的螺杆3222、以及螺接在螺杆3222的外端以固定可调滑块322的锁紧螺母3223，通过锁紧螺母3223与螺杆3222的外螺纹配合，压紧可调滑块322至活动门32上，将可调滑块322紧固在活动门32上，实现了给料孔321的开度可调。

为了避免给料斗2下料时出现粘料，请参阅图3，给料斗2具有第一斜壁24和第二斜壁25。第一斜壁24的倾斜角为α；第二斜壁25与第一斜壁24相对设置，第二斜壁25的倾斜角为β，α＞β，第二斜壁25的下端较第一斜壁24的下端低。由于物料从倾斜角为α的第一斜壁24上滑下的速度大于物料从倾斜角为β的第二斜壁25上滑下的速度，而第二斜壁25的下端较第一斜壁24的下端低，这样从第一斜壁24上滑下的物料会对从第二斜壁25滑下的物料有一个向下的力，以防止物料在第二斜壁25上粘料。同时由于第一斜壁24上的物料下滑速度本身相较第二斜壁25上的物料下滑速度较大，在后的物料会对在前的物料有一个向下的冲击力，在一定程度上也防止出现粘料。在本实施例中，α为60°，β为45°。另外，为了提高给料斗2的出料口23与活动门32之间的贴合程度，所述出料口23为半径为r的弧形，活动门32的上表面也具有半径为r的弧形，以使出料口23与活动门32紧密配合。

为了便于部分物料从分料口22送至接料口41，该自动给料称重装置100还包括分料管5，分料管5设置在分料口22和接料口41之间，用以将自分料口22输出的料导入至振动给料器4。另外，分料管5上还开设有分料孔和调节活块，调节活块可调节安装在分料管5上，以调节分料孔的开度。在本实施例中，振动给料器4前后振动以精细给料。

称料装置1中对称料斗11中的物料的重量计量可以为本领域公知的计量方式，在此不做具体限制。在本实施例中可以是称料斗11上设有称重传感器12，称重传感器12支撑并称量称料斗11及物料的重量。称重传感器12可以是固定在支座14上，以方便支撑起称料斗11，也可以是固定在其他支架上。称料装置1还包括下料门13，下料门13设置在称料斗11的下端，用于排出称料斗11中的物料。

为了确保给料不被中断，给料斗2内还设有料位传感器26，控制器与料位传感器26连接，用以根据料位传感器26检测的料位值控制给料斗2上的进料口21的进料，以确保给料斗2中始终都有足够的物料，也避免物料溢出。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种称量方法，应用于上述自动给料称重装置100，请参阅图5，该称量方法包括：

步骤s210，将活动门开启至第一位置，使得出料口23处于快速给料。

步骤s220，当快速给料占待称重物料的重量比65％～85％，将活动门开启至第二位置，使得出料口处于中速给料。

步骤s230，当中速给料占待称重物料的重量比13～29％时，将活动门开启至第三位置，使得出料口处于慢速给料。

步骤s240，当慢速给料占待称重物料的重量比2～5％，且称量装置称得料的重量小于目标重量时，开启振动给料器补偿给料直至达到目标重量。

具体的，步骤s240中开启振动给料器补偿给料占待称重物料的重量比为0～1％。

其中，该自动给料称重装置与上述自动给料称重装置100的结构一样，在此不做详细叙述。

第一位置、第二位置及第三位置是根据待称重物料的类型、目标重量及粒度等确定的，获取合适的第一位置、第二位置及第三位置，可以有效避免待称重物料落入称料斗时冲击过大而影响称料装置的称重结果，换句话说，根据待称重物料的类型、目标重量及粒度等确定第一位置、第二位置及第三位置，增大称重物料从给料斗落入称料斗时的阻力，从而减小待称重物料从给料斗落入称料斗时的冲击。

优选的，第一位置和第二位置通过调节活动门来调节出料口开度，而慢速给料由于物料较少，则第三位置通过调节给料孔的开度以调节出料口开度。慢速给料的物料较少，若采用活动门调节出料口开度则开度为长方形，会因为长度过长，宽度过窄，而影响下料速度。而通过给料孔给料，给料孔居于出料口中心位置，可以有效避免因长度过长，宽度过窄，影响下料速度的情况发生。

本发明采用三个阶段大幅度给料及一个补偿给料，弥补了大袋物料快速给料引起的料流冲击力和空中落差的物料重量对给料精度造成的影响，大幅提升了动态称重的计量精度，进而使得大袋物料进行包装时可实现全自动动态称重，具有称量速度快，精度高的优点。

例1

当待称重物料为50kg时，称量方法为：

s1，将活动门开启至第一位置，使得出料口处于快速给料；

s2，当快速给料占待称重物料的重量比80％，将活动门开启至第二位置，使得出料口处于中速给料；

s3，当中速给料占待称重物料的重量比16％时，将活动门开启至第三位置，使得出料口处于慢速给料；

s4，当慢速给料占待称重物料的重量比3.5％，且称量装置称得料的重量小于目标重量时，开启振动给料器补偿给料直至达到目标重量50kg。

由于快速给料、中速给料及慢速给料的重量比，以及第一位置、第二位置、第三位置的确定需要以具体物料等来调节。下面以包装50kg碎玉米粒、整粒大米及细金刚沙为例，快、中、慢各段的给料斗的出料口开度和各段给料量的计量组合如表1所示，如此完成一个给料称重周期的时长不超过6s。

表1

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。