一种适用于防止输送带跑边的伺服调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种伺服调节装置，具体涉及一种适用于防止输送带跑边的伺服调节装置。

背景技术：

输送带广泛应用于物料传送工作，由于制作、安装、磨损、变形等原因，输送带在使用过程中发生跑边是十分常见的现象，防止输送带跑边；目前常用的方案是人工手动调节、电动伺服自动调节和自调心机构调节等方案；自调心机构调节机械结构复杂，维护工作量大，输送带磨损相对较重；电动伺服调节性能好，采用电机调节输送带辊筒的张紧调节丝杆，调节时需要较大牛专利，电机负荷重，调节动作时需要较大的电功率；不适用于野外作业供电不便的燃油输送带和活动端供电不便的伸缩式输送带。

技术实现要素：

本实用新型提供一种可有效解决移动式和伸缩式输送带伺服供电机构困难的适用于防止输送带跑边的伺服调节装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种适用于防止输送带跑边的伺服调节装置，包括发电装置和伺服调节装置，发电装置包括与输送带接触的取力轮，取力轮连接发电机轴；发电机通过支架设置在输送带对应位置；发电机连接蓄电池；

伺服调节装置包括与输送带接触的伺服辊，伺服辊轴一端开有椭圆形结构的通孔，另一端穿过第一伺服支架上的滚轴滑槽活动连接螺纹块；支撑轴穿过通孔连接于第二伺服支架；螺纹丝杠穿过螺纹块两端均通过轴承固定于第一伺服支架；第一伺服支架和第二伺服支架相对设置于输送带两侧；还包括步进电机，步进电机连接减速机，减速机通过联轴器连接螺纹丝杠；蓄电池连接步进电机。

进一步的，所述支架包括设置在输送带上方的横杆，横杆两端设置有竖杆；还包括连接杆，连接杆一端连接发电机另一端通过转轴连接横杆。

进一步的，还包括张力弹簧，张力弹簧一端连接发电机，另一端连接竖杆。

进一步的，所述支架设置在靠近输送带轮位置；横杆上靠近输送带轮一侧，其两端均设置有传感器；滚轴滑槽两端分别设置有第一接近开关和第二接近开关；还包括控制装置，控制装置连接传感器、第一接近开关、第二接近开关和步进电机；控制装置接受传感器采集信号，当输送带位置发生移动时，控制装置，启动步进电机并控制其转动方向；控制装置采集第一接近开关和第二接近开关当其采集信号位于超过设定阈值时，控制装置发出指令，步进电机停止动作；蓄电池还连接控制装置、传感器、第一接近开关和第二接近开关。

进一步的，所述发电机依次连接保险、整流模块、滤波电容、DC电源稳压模块。

进一步的，所述控制装置为单片机，传感器包括四个传感器，四个传感器、第一接近开关和第二接近开关连接单片机的输入端口；单片机的输出端口通过步进电机驱动模块MD1连接步进电机；步进电机驱动模块MD1还连接蓄电池。

进一步的，所述传感器为电容接近开关、超声波接近开关、光接近开关中的一种。

进一步的，所述取力轮为两个，分别设置在发电机轴两端；发电机为低压微型发电机。

进一步的，所述伺服辊为含轴承被动辊，表面设置有橡胶层，橡胶层上设置有防滑纹路。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型可通过发电装置为伺服调节装置提供电能；

（2）本实用新型中调节丝杆作用于伺服辊，伺服辊承受输送带的张紧力较小，调节时所需扭力低，需要的电功率远低于传统的电动伺服调节输送带轮；

（3）本实用新型有效的解决了移动式和伸缩式输送带伺服机构供电的困难。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中发电装置部分侧视结构示意图。

图3为本实用新型中发电装置部分俯视结构示意图。

图4为本实用新型中伺服调节装置侧视结构示意图。

图5为本实用新型中伺服调节装置俯视结构示意图。

图6为本实用新型中伺服调节装置中控制装置连接结构示意图。

图中：1-输送带轮，2-输送带，301-伺服辊，302-第一伺服支架，303-步进电机，304-减速机，305-联轴器，306-第一轴承，307-螺纹丝杠，308-伺服辊轴，309-滚轴滑槽，310-第二轴承，311-第一接近开关，312-第二接近开关，313-支撑轴，314-通孔，315-第二伺服支架，316-螺纹块，317-连接轴，401-发电机，402-取力轮，403-连接杆，404-张力弹簧，405-转轴，501-传感器，501-1-第一传感器，501-2-第二传感器，501-3-第三传感器，501-4-第四传感器，502-支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1-图6所示，一种适用于防止输送带跑边的伺服调节装置，包括发电装置和伺服调节装置，发电装置包括与输送带2接触的取力轮402，取力轮402连接发电机401轴；发电机401通过支架设置在输送带2对应位置；发电机401连接蓄电池；

伺服调节装置包括与输送带2接触的伺服辊301，伺服辊轴308一端开有椭圆形结构的通孔314，另一端穿过第一伺服支架302上的滚轴滑槽309活动连接螺纹块316；支撑轴313穿过通孔314连接于第二伺服支架315；螺纹丝杠307穿过螺纹块316两端均通过轴承固定于第一伺服支架302；第一伺服支架302和第二伺服支架315相对设置于输送带2两侧；还包括步进电机303，步进电机303连接减速机304，减速机304通过联轴器305连接螺纹丝杠307；蓄电池连接步进电机303。

支架502包括设置在输送带上方的横杆，横杆两端设置有竖杆；还包括连接杆403，连接杆403一端连接发电机401另一端通过转轴405连接横杆。还包括张力弹簧404，张力弹簧404一端连接发电机401，另一端连接竖杆。

支架502设置在靠近输送带轮1位置；横杆上靠近输送带轮1一侧，其两端均设置有传感器；滚轴滑槽309两端分别设置有第一接近开关311和第二接近开关312；还包括控制装置，控制装置连接传感器、第一接近开关311、第二接近开关312和步进电机303；控制装置接受传感器采集信号，当输送带2位置发生移动时，控制装置，启动步进电机303并控制其转动方向；控制装置采集第一接近开关311和第二接近开关312当其采集信号位于超过设定阈值时，控制装置发出指令，步进电机303停止动作；蓄电池还连接控制装置、传感器、第一接近开关311和第二接近开关312。

发电机401依次连接保险、整流模块、滤波电容、DC电源稳压模块。

控制装置为单片机，传感器包括四个传感器，四个传感器、第一接近开关311和第二接近开关312连接单片机的输入端口；单片机的输出端口通过步进电机驱动模块MD1连接步进电机303；步进电机驱动模块MD1还连接蓄电池。

传感器501为电容接近开关、超声波接近开关、光接近开关中的一种。

取力轮402为两个，分别设置在发电机401轴两端；发电机401为低压微型发电机。

伺服辊301为含轴承被动辊，表面设置有橡胶层，橡胶层上设置有防滑纹路。

连接杆403可以在一定范围内绕转轴405旋转，连接杆403活动端连接的发电机采用低压微型发电机；两个橡胶取力轮402紧贴于输送带2上，张力弹簧404用于增加取力轮402在输送带2上的压力，增大摩擦防止打滑；为了安装紧凑和充分利用结构，发电装置与传感器501采用同一支架502；输送带2运转时，取力轮402把输送带2直线运动转换成旋转运动，传递给发电机401；发电机401为伺服调节装置提供电能。

伺服调节装置如图4和图5所示，伺服辊301为含轴承被动辊，运行时辊筒身转动而轴不转，表面加橡胶并做纹理处理增大与输送带2的摩擦力；伺服辊301的伺服滚轴308两端滚轴铣方；一端开有椭圆形结构的通孔314,；支撑轴313穿过通孔314安装于第二伺服支架315上；伺服辊301能以支撑轴313为圆心前后小幅度转动；伺服滚轴308另一端上通过活动连接轴317与螺纹块316相连；第一伺服支架302开有长方形孔滚轴滑槽309；螺纹丝杠307从螺纹块316的螺纹孔穿过，通过第一轴承306和第二轴承310固定于第一伺服支架302；螺纹丝杠307正反方向旋转时，螺纹块316端能沿着螺纹丝杠307做前进后退直线运动；带动伺服滚轴308在滚轴滑槽309以支撑轴313为圆心做小角度旋转，以改变伺服辊301与输送带2的角度；伺服辊301能沿通孔314长轴小距离移动，补偿螺纹块316前后直线移动与伺服滚轴308圆周运动的长度差；螺纹块316向行进方向移动，输送带2则相应会向远离螺纹丝杠307的方向运动；反之则输送带2向螺纹丝杠307方向移动。

螺纹丝杠307作用于伺服辊301，伺服辊301承受输送带2的张紧力较小；调节时所需扭力低，需要的电功率远低于传统的电动伺服调节输送带轮2；使用小功率小体积的微型发电机即可满足伺服供电需求；本实用新型中还设置有蓄电池，当电能不能满足伺服供电需求时可外接电源对其进行充电，为伺服调节装置供电。

传感器501包括有四个（501-1、501-2、501-3、501-4），四个传感器跟别设置在输送带2两侧，传感器可根据输送带2颜色和材料选用相应的电容式接近开关、超声波接近开关、光电接近开关；在输送带2未偏离输送带轮1时，四个传感器均不动作，伺服控制装置不动作；当输送带2一侧的传感器，如第二传感器501-2被感应而动作时，控制伺服滚轴308低速前移，输送带2向另一侧即第三传感器501-3方向移动；直到第三传感器501-3被感应而动作，则伺服控制装置使输送带2往第二传感器501-2方向移动；若第一传感器501-1和第四传感器501-4被感应而动作，说明输送带2偏离中心较大，伺服控制装置应以更快的速度进行调节。

控制装置具体连接关系如图6所示，发电机401的连接保险（F1-F3），然后连接整流桥二极管（D1-D6）、滤波电容C1、DC电源稳压模块U1-U3；发电机401可选择微型低压三相交流发电机或微型直流发电机；发电机401输出的交流电通过保险F1-F3被整流桥二极管D1-D6整流为脉动直流电，直流电经大容量滤波电容C1滤波后成为平滑的直流电压；DC电源稳压模块U1-U3把直流电压稳压成VCC1、VCC2、VCC3，分别供单片机U4、不仅电机伺服模块MD1和传感器使用；DC电源稳压模块选择使用升降压型DC-DC转换模块，发电机401在输出电压波动范围较大时电路依然能稳定工作。

传感器（501-1、501-2、501-3、501-4）和第一接近开关311、第二接近开关312信号输入至单片机U4输入端口D0-D5，经单片机U4处理后输出报警信号、步进驱动脉冲信号、步进正/反转信号、允许运转信号EN，步进电机驱动模块MD1为二次集成模块，内部已集成了驱动步进电机303运转的必需电路；只需要输入电源、运转方向、允许运转EN和驱动脉冲，即可使步进电机303根据输入的信号进行相应的运转，脉冲速率高运转快，脉冲速率低运转慢。

单片机U4控制过程可如下：在输送带开始运转后，单片机得电开始运行，首先将位置传感器和限位开关的输入输入端口状态D7D6D5D4D3D2D1D0以一个字节读入到内存B0，B0的高低位与输入端口D相对应，其中B0.0对应传感器501－1，B0.1对应传感器501－2，B0.2对应传感器501－3，B0.3对应传感器501－4，B0.4对应第一接近开关311，B0.5对应第二接近开关312。B0.6、B0.7为空闲位。程序为有限状态设计，B0的8位组合共有256种状态，对应的十进制数为0－255。

B0＝0（二进制00000000）、B0＝16（二进制00010000）、B0＝32（二进制00100000）3种状态时，限位开关最多一个处于动作状态，限位开关无异常，位置传感器均无输入信号，输送带未跑边，执行相同的程序处理步骤：步进电机不需要运转，解除之前可能存在的报警后进入下一次检测循环；

B0＝2（二进制00000010）、B0＝34（二进制00100010）时，传感器501－2动作，说明输送带向传感器501－2侧轻微跑边，第一接近开关311未动作，螺纹块316应向第一接近开关311端低速移动，允许运转EN置位，正/反转端口复位使步进驱动器置于反转状态，送出一个低速脉冲，步进电机转动一步，解除之前可能存在的报警，进入下一次检测循环；

B0＝4（二进制00000100）、B0＝20（二进制00010100）时，传感器501－3动作，说明输送带向传感器501－3侧轻微跑边，第二接近开关312未动作，螺纹块316应向第二接近开关312端低速移动，允许运转EN置位，正/反转端口置位使步进驱动器置于正转状态，送出一个低速脉冲，步进电机转动一步，解除之前可能存在的报警，进入下一次检测循环；

B0＝3（二进制00000011）、B0＝35（二进制00100011）时，传感器501－2、传感器501－1均发生动作，说明输送带向传感器501－2跑边较多，第一接近开关311未动作，螺纹块316应向第一接近开关311端快速移动，允许运转EN置位，正/反转端口复位使步进驱动器置于反转状态，送出一个高速脉冲，步进电机转动一步，解除之前可能存在的报警，进入下一次检测循环；

B0＝12（二进制00001100）、B0＝28（二进制00011100）时，传感器501－3、传感器501－4均发生动作，说明输送带向传感器501－3跑边较多，第二接近开关312未动作，螺纹块316应向第二接近开关312端快速移动，允许运转EN置位，正/反转端口置位使步进驱动器置于正转状态，送出一个高速脉冲，步进电机转动一步，解除之前可能存在的报警，进入下一次检测循环；

B0＝其它状态时，说明传感器和限位开关值出现异常，可能发生了传感器损坏、传感器位置不正确、限位开关损坏、输送带过松或输送带轮不平行较严重导致跑边超出了伺服补偿的能力范围等故障，复位EN禁止步进电机运转，同时置位报警信息提示工作人员检查。

步进驱动脉冲的产生使用程序延时，当需要产生驱动脉冲时，先将脉冲端口置位，然后开始高电平段延时等待，延时时间到，将脉冲端口复位，继续进行脉冲低电平段延时，产生一个驱动脉冲信号，每一个输入检测周期，当B0的值为2、34、4、20、3、35、12、28时，会产生一个步进电机驱动脉冲，步进电机303向相应的方向转动一步，步进电机的步长只与其设计有关，转动总量只与驱动脉冲个数有关，和驱动脉冲的宽度无关，脉冲高低电平延时时间远大于B0的状态判断时间，延时时间越短，脉冲宽度就越窄，单位时间内输出脉冲个数就越多，步进电机303转动也就越快。

上述控制过程本领域技术人员根据结构的连接关系和实现的功能即可得到，也可采用其他控制流程，只要能达到相应的效果即可属于本领域常规技术，且不是本实用新型需要解决的问题；本实用新型发明的目的是解决伺服控制装置的供电问题。

本实用新型无需外接电源即可实现伺服调节装置的供电，有效解决了移动式和伸缩式输送带伺服机构供电的困难。