一种管带式输送机及其纠偏装置的制作方法

本实用新型涉及机械输送技术领域，具体涉及一种管带式输送机及其纠偏装置。

背景技术：

管带式输送机以输送带为牵引和承载件，通过摩擦传动带动输送带运行，从而实现物料的连续运送。管带式输送机的成圆段由按一定间距布置的多边形托辊组强制把输送带卷成圆管状,输送物料被封闭在圆管内随胶带运行，减少对环境污染，实现环保输送。

在管带式输送机的实际运行过程中，由于安装精度误差、物料装载偏心、外界扰动等因素影响，输送带可能产生跑偏扭转，如果不能及时纠正将会导致托辊加速磨损、撒料、输送带叠带、撕裂等严重事故，因此应当采用扭转自动纠偏装置，在管带机出现轻微扭转现象时立即采取措施纠偏。

现有技术中，管带式输送机主要依靠传感器探测管状胶带的扭转实现自动纠偏，利用电动机驱动齿轮转动，带动托辊进行纠偏的动作。主要有以下三种方案：

方案一、通过检测模块检测标定物是否偏离竖直中心位置，然后反馈信号控制所述圆管托辊模块上所有托辊进行反方向旋转，使输送带回到原始位置；

方案二、采用固定的ccd传感器(电荷耦合器件图像传感器)，利用计算机进行图像处理识别胶带位置，并控制电机驱动托辊组最下方的一个托辊进行偏转；

方案三、利用陀螺仪采集胶带外表面位置并以此判断胶带搭接口是否偏移，并控制托辊组最下方的一个托辊进行旋转纠偏。

采用光学元件、陀螺仪等识别胶带扭转，然后由控制模块发出控制信号驱动电机旋转，由电机控制一个或多个托辊进行角度偏转，完成自动纠偏。如此设置，使得整套系统必须采用电机作为驱动能源，并需要从外部输入电源才能保证驱动纠偏装置运行。而在实际应用中，多数应用环境里，管带式输送机沿途上取电非常不便，同时，该装置从外部取电提高了管带式输送机上检修人员触电、漏电的危险性，并且由于需要配备电机、电源等装置，长期户外使用易失效，可靠性较低。

因此，如何在能够实现管带式输送机的自动纠偏的情况下，操作方便安全性好且可靠性高，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种管带式输送机及其纠偏装置，能够在实现管带式输送机的自动纠偏的情况下，操作方便、安全性好且可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种管带式输送机的纠偏装置，所述管带式输送机包括机架、胶带和设于所述机架的托辊组件，所述托辊组件包括沿所述胶带的周向间隔设置的多个托辊，所述纠偏装置包括检测装置、驱动组件和纠偏辊；所述纠偏辊的作用面与所述胶带接触，所述纠偏辊可绕其旋转轴线转动，所述旋转轴线与所述胶带的轴线垂直；所述检测装置用于检测所述胶带是否发生扭转及其扭转方向；所述驱动组件包括传动轮、传动轴和换向机构，所述传动轮与所述胶带接触，所述胶带沿轴向运动能够带动所述传动轮转动，所述传动轴的一端可通过第一齿轮组件与所述传动轮传动连接，所述传动轴的另一端可通过第二齿轮组件与所述纠偏辊传动连接，所述传动轮的转动能够通过所述第一齿轮组件带动所述传动轴转动，并通过所述第二齿轮组件带动所述纠偏辊绕其旋转轴线转动；所述换向机构能够作用于所述传动轴或所述第二齿轮组件，使所述纠偏辊向与所述扭转方向相反的方向转动。

在物料输送过程中，当检测组件未检测到胶带发生扭转时，胶带沿其轴向移动能够带动传动轮转动，此时，传动轴以及两个齿轮组件(第一齿轮组件和第二齿轮组件)均位于原位状态，并不会对纠偏辊造成影响，纠偏辊的作用面与胶带接触但二者之间在扭转方向并无作用力；而当检测组件检测到胶带发生扭转时，获知其扭转方向，换向机构能够根据扭转方向作用于传动轴或设于传动轴与传动轮之间的第一齿轮组件，使得传动轴的转动在通过第一齿轮组件、传动轴、第二齿轮组件的传输作用后使得纠偏辊绕其旋转轴线向与扭转方向相反的方向转动，纠偏辊转动后，其作用面能够从与扭转方向相反的方向推动胶带，使其反向扭转至原位。

其中，胶带发生扭转是指胶带的扭转角度超出了预设角度范围，在该预设角度范围内，该胶带发生轻微扭转晃动并不会导致托辊加速磨损、撒料、输送带叠带、撕裂等严重事故等。具体的，该预设角度范围可根据具体的材质、尺寸等情况进行设置，在此不做具体限制。

当胶带发生扭转时，纠偏辊转动需要两个动力源，第一个动力源能够作用于纠偏辊绕旋转轴线转动，第二个动力源是为换向机构作用于第一齿轮组件或传动轴以调节纠偏辊转动方向所提供的动力，其中，第一个动力源可由胶带运动时沿输送方向的动能提供，胶带沿输送方向运动时能够带动传动轮转动，进而通过第一齿轮组件、传动轴、第二齿轮组件带动纠偏辊绕旋转轴线转动，因此，在对胶带进行纠偏时，仅需提供上述第二个动力源即可，而用于调节纠偏辊转动方向所需的动力较小，可通过电池(如太阳能电池或普通蓄电池等)即可实现，不需要安装驱动电机即可完成胶带的自动纠偏。减少了检修人员的维修操作并降低危险性，即便是长期在户外使用，也不会因为工况太差导致可靠性地的情况。

可选地，所述托辊组件中的一个所述托辊形成所述纠偏辊，所述托辊包括设于所述机架的支架及与所述支架可旋转连接的辊子，各所述辊子的作用面均与所述胶带接触。

可选地，所述托辊组件中的一个所述托辊形成所述纠偏辊，所述托辊包括设于所述机架的支架及与所述支架可旋转连接的辊子，各所述辊子的作用面均与所述胶带接触。

可选地，所述第一齿轮组件包括两个与所述传动轮同轴传动的第一齿轮，所述传动轴朝向所述传动轮的一端设有位于两个所述第一齿轮之间的第二齿轮，所述第二齿轮能够在所述换向机构的作用下与任一所述第一齿轮啮合。

可选地，所述换向机构包括设于所述机架的第一支点和第二支点，所述第一支点朝向所述第一齿轮组件的一侧设置，所述第二支点朝向所述第二齿轮组件的一侧设置，所述传动轴与所述第二支点铰接，所述第一支点设有限位套，所述传动轴能够穿过所述限位套并可绕所述第二支点转动。

可选地，所述第二齿轮组件包括啮合设置的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述纠偏辊固接并可绕所述旋转轴线转动，所述第四齿轮设于所述传动轴的端部并与所述第二齿轮同轴传动，所述第一齿轮)的轴线、所述第二齿轮的轴线和所述第三齿轮的轴线相互垂直。

可选地，所述纠偏辊组件包括固设于所述机架的底座和穿过所述底座并可相对于所述底座转动的转轴，所述转轴沿所述旋转轴线设置并与所述纠偏辊和所述第三齿轮固定。

可选地，还包括回位弹簧，所述回位弹簧能够作用于所述第三齿轮使所述纠偏辊回转至原位，同时带动所述第二齿轮摆动至与各所述第一齿轮脱离。

可选地，所述回位弹簧为套设于所述转轴的扭簧。

可选地，所述检测装置包括设于所述机架的两个光敏传感器，所述胶带沿其轴向设有标识带，两个所述光敏传感器分布于所述标识带的两侧，且当所述标识带发生偏斜时，两个所述光敏传感器能够感知所述胶带的扭转方向。

另外，本实用新型还提供了一种管带式输送机，其包括机架、成管状结构的胶带、设于所述机架的托辊组件以及如上所述的纠偏装置。

具有如上所述的纠偏装置的管带式输送机，其技术效果与上述纠偏装置的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的管带式输送机的结构示意图；

图2是图1中无胶带时的俯视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图3中纠偏辊组件无回位弹簧时的结构示意图。

附图1-4中，附图标记说明如下：

1-机架；

2-胶带，21-标识带；

3-托辊，31-支架，32-辊子；

4-纠偏辊组件，41-纠偏辊，42-底座，43-转轴，44-回位弹簧；

51-光敏传感器，52-支撑架；

61-传动轮，62-传动轴，631-第一支点，632-第二支点，633-限位套，64-第一齿轮组件，641-第一齿轮，642-第二齿轮，65-第二齿轮组件，651-第三齿轮，652-第四齿轮；

7-电池；

8-控制器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-4，图1是本实用新型实施例所提供的管带式输送机的结构示意图；图2是图1中无胶带时的俯视图；图3是图1的侧视图；图4是图3中纠偏辊组件无回位弹簧时的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种管带式输送机及其纠偏装置，其中，如图1-3所示，管带式输送机包括机架1、成管状结构的胶带2、固设于机架1的托辊组件以及上述纠偏装置，机架1开设有通孔，管状结构的胶带2能够从通孔穿过，输送物料被封闭在管状结构内并随胶带2运行，可减少物料输送中对环境造成的污染，实现环保输送。托辊组件包括沿胶带2的周向间隔设置的多个托辊3，各托辊3的作用面均与胶带2接触，起到支撑胶带2的作用，各托辊3沿周向对胶带2进行支撑，以使胶带2的截面保持圆形。

纠偏装置用于当胶带2发生扭转时能够与胶带2作用使得胶带2回至原位，具体的，该纠偏装置包括检测装置、驱动组件和纠偏辊41，该纠偏辊41的作用面与胶带2的表面抵接，纠偏辊41可绕其旋转轴线转动，旋转轴线与胶带2的轴线垂直。其中，检测装置用于检测胶带2是否发生扭转及其扭转方向。

驱动组件包括传动轮61、传动轴62和换向机构，其中，传动轮61与胶带2接触，胶带2沿轴向运动能够摩擦力带动传动轮61转动，传动轴62的一端可通过第一齿轮组件64与传动轮61传动连接，传动轴62的另一端可通过第二齿轮组件65与纠偏辊41传动连接，传动轮61的转动能够通过第一齿轮组件64带动传动轴62转动，并通过第二齿轮组件65带动纠偏辊41绕其旋转轴线转动；换向机构能够作用于传动轴62或第二齿轮组件65，使纠偏辊41绕其旋转轴线向与扭转方向相反的方向推动。

在物料输送过程中，当检测组件未检测到胶带2发生扭转时，胶带2沿其轴向移动能够带动传动轮61转动，此时，传动轴62以及两个齿轮组件(第一齿轮组件64和第二齿轮组件65)均位于原位状态，并不会对纠偏辊41造成影响，纠偏辊41的作用面与胶带2接触但二者之间在扭转方向并无作用力；而当检测组件检测到胶带2发生扭转时，获知其扭转方向，换向机构能够根据扭转方向作用于传动轴62或设于传动轴62与传动轮61之间的第一齿轮组件64，使得传动轴62的转动在通过第一齿轮组件64、传动轴62、第二齿轮组件65的传输作用后使得纠偏辊41绕其旋转轴线向与扭转方向相反的方向转动，纠偏辊41转动后，其作用面能够从与扭转方向相反的方向推动胶带2，使其反向扭转至原位。

其中，胶带2发生扭转是指胶带2的扭转角度超出了预设角度范围，在该预设角度范围内，该胶带2发生轻微扭转晃动并不会导致托辊3加速磨损、撒料、输送带叠带、撕裂等严重事故等。具体的，该预设角度范围可根据具体的材质、尺寸等情况进行设置，在此不做具体限制。

本实施例所提供的管带式输送机中，当胶带2发生扭转时，纠偏辊41转动需要两个动力源，第一个动力源能够作用于纠偏辊绕旋转轴线转动，第二个动力源是为换向机构作用于第一齿轮组件64或传动轴62以调节纠偏辊41转动方向所提供的动力，其中，第一个动力源可由胶带2运动时沿输送方向的动能提供，胶带2沿输送方向运动时能够带动传动轮61转动，进而通过第一齿轮组件64、传动轴62、第二齿轮组件65带动纠偏辊41绕旋转轴线转动，因此，在对胶带2进行纠偏时，仅需提供上述第二个动力源即可，而用于调节纠偏辊41转动方向所需的动力较小，可通过电池7(如太阳能电池或普通蓄电池等)即可实现，不需要安装驱动电机即可完成胶带2的自动纠偏。减少了检修人员的维修操作并降低危险性，即便是长期在户外使用，也不会因为工况太差导致可靠性地的情况。

在上述实施例中，托辊组件包括沿胶带2的轴向设置的多个托辊3，其中一个托辊3形成上述纠偏辊41，如此一来，相较于单独设置纠偏辊41的方案来说，可简化整体结构。各托辊3均包括设于机架1的支架31和设于支架31的辊子32，各辊子32的作用面均与胶带2的表面接触，并可在胶带2的带动下相对于支架31转动。

本实施例中，可以是如图1所示的，仅通过纠偏辊41这一个托辊3与胶带2作用使其回转至原位，或者，还可以通过增设传动机构，使得纠偏辊41在转动时能够带动各托辊3沿各自的旋转轴线转动，也就是说，所有的托辊3均转动并作用于胶带2使得胶带2能够回转至原位，而对于传动机构的具体结构不做限制，通过传动机构的设置，使得一个托辊3的转动能够带动多个托辊3的转动，对于本领域技术人员来说是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，如图2所示，第一齿轮组件64包括两个与传动轮61同轴传动的第一齿轮641，传动轴62朝向传动轮61的一端设有位于两个第一齿轮641之间的第二齿轮642，第二齿轮642能够在换向机构的作用下与任一第一齿轮641啮合。也就是说，传动轮61同时同轴带动两个第一齿轮641转动，当胶带2发生扭转时，换向机构可根据胶带2的扭转方向推动传动轴62使其摆动至第二齿轮642与相应的第一齿轮641啮合即可。

具体的，本实施例中，传动轮61的数量可以是一个也可以是两个，当传动轮61的数量为一个时，两个第一齿轮641均位于传动轮61的同侧，当传动轮61的数量为两个时，两个第一齿轮641位于两个传动轮61之间。本实施例中，传动轮61的数量为两个，并且，两个第一齿轮641分别与两个传动轮61对应固定。

或者，本实施例中，也可以将第一齿轮641的数量设置为一个，此时，第一齿轮641和第二齿轮642始终保持啮合状态，换向机构能够通过推动传动轴62或第一齿轮641或第二齿轮642使得该第一齿轮组件64整体沿传动轮61的轴向滑动，从而使得传动轴62朝向传动轮61的一端摆动，并带动传动轴62朝向纠偏辊41的一端也发生摆动。

而将第一齿轮组件64设置为包括两个第一齿轮641，第二齿轮642能够在两个第一齿轮641之间摆动的方案可简化换向机构的换向作用，结构简单且可减小对换向所需的驱动力。

进一步的，换向机构包括设于机架1的第一支点631和第二支点632，其中，第一支点631朝向第一齿轮组件64的一侧设置，第二支点632朝向第二齿轮组件65的一侧设置，传动轴62与第二支点632铰接，第一支点631设有限位套633，传动轴62能够穿过限位套633并可绕第二支点632转动。详细的讲，换向机构能够作用于传动轴62或第一齿轮组件64使得传动轴62能够绕第二支点632转动，而由于限位套633的限制作用可避免该传动轴62在经过多次摆动后发生偏移的情况，保证在长期使用过程中稳定性好。具体的，对于该限位套633的结构不做限制，如可将其设置为截面呈椭圆形或方形的管状结构均可。

本实施例中，换向机构能够通过电磁力作用于传动轴62，使第二齿轮642与任一第一齿轮641啮合。具体的，可将传动轴62设有第一电磁件，限位套633的两端分别设有第二电磁件，当胶带2发生扭转时，可根据扭转方向选择限位套633对应的一端的第二电磁件通电，并通过第一电磁件和第二电磁件的作用使得传动轴62摆动至第二齿轮642与任一第一齿轮641啮合。或者，本实施例中，还可以通过气缸、电机和丝杆等机构推动传动轴62摆动以达到换向的目的，而通过磁力作用的方式可使得整体结构简单、降低动力要求，无需增设电源，实现节能环保。

在上述实施例中，如图3所示，第二齿轮组件65包括啮合设置的第三齿轮651和第四齿轮652，其中，第三齿轮651与纠偏辊41固接并可绕旋转轴线转动，第四齿轮652设于传动轴62的端部并与第二齿轮642同轴传动；第一齿轮641的轴线、第二齿轮642的轴线和第三齿轮651的轴线相互垂直。具体的，第一齿轮641、第二齿轮642、第三齿轮651和第四齿轮652均设置为锥齿轮，如此设置可使得传动轮61的转动能够带动纠偏辊41绕旋转轴线转动，结构简单且稳定性好。

进一步的，如图4所示，纠偏辊组件4还包括固设于机架1的底座42和穿过底座42并可相对于底座42转动的转轴43，该转轴43沿纠偏辊41的旋转轴线设置，该转轴43与纠偏辊41和第三齿轮651固定并穿过底座42。也就是说，底座42设有与转轴43相适配的孔结构，转轴43能够在该孔结构内转动，底座42对转轴43的转动提供支撑和限位的作用，保证该纠偏辊41在绕旋转轴线转动过程中的稳定性。

底座42还设有用于限制纠偏辊41转动角度的限位件，具体的，对于限位件的结构不做限制，如该限位件可以作用于第三齿轮651也可以作用于纠偏辊41的支架31均可，以限制该纠偏辊41的转动角度，避免转动角度过大对胶带2造成损坏。

在上述实施例中，该纠偏辊组件4还包括回位弹簧44，该回位弹簧44能够作用于第三齿轮651使纠偏辊41回转至原位，同时带动第二齿轮642摆动至与两个第一齿轮641脱离。详细的讲，当胶带2发生扭转时，换向机构能够作用于传动轴62或第一齿轮组件64使得传动轴62摆动并通过第二齿轮组件65使得纠偏辊41旋转，而当检测装置检测到胶带2在纠偏辊41的作用下回至原位而不再扭转时，换向机构的作用撤出，此时，回位弹簧44能够作用于纠偏辊41使其回转至原位，同时通过第二齿轮组件65带动传动轴62反向摆动至第二齿轮642与两个第一齿轮641脱离，当然，纠偏辊41在回位弹簧44的作用下回转至原位的过程中，若检测组件检测到胶带2还有扭转的情况，则继续通过换向机构作用使得纠偏辊41转动以对胶带2进行纠偏作用，直至检测组件检测到胶带2的扭转角度在预设角度范围内、且纠偏辊41和传动轴62均回至原位即可。

进一步的，回位弹簧44为套设于该转轴43的扭簧，当然，本实施例中，对于回位弹簧44的设置并不做具体限制，如还可将其设置为一端与机架1固定，另一端与第三齿轮651的外周壁固定，当第三齿轮651带动纠偏辊41转动时能够挤压或拉伸该回位弹簧44，使得该回位弹簧44具有能够将第三齿轮651反转的恢复力。而将回位弹簧44设置为套设于转轴43外侧的扭簧的方案可使得该回位弹簧44的位置更稳定，且便于安装。

在上述实施例中，检测装置包括设于机架1的两个光敏传感器51，胶带2沿其轴向设有标识带21，两个光敏传感器51分布于标识带21的两侧，二者之间的夹角为上述预设角度范围(如60°)，且当标识带21发生偏斜时，两个光敏传感器51能够感知胶带2的扭转方向及扭转角度。其中，标识带21的颜色与胶带2的颜色有显著反差，具体可通过油漆喷涂或色带粘接等方式形成。两个光敏传感器51分别位于标识带21的两侧，具体可通过支撑架52与机架1固定，光敏传感器51能够检测到两种不同颜色输出高低不同电平，控制器8可根据两个光敏传感器51输出的电平判断标识带21是否发生偏斜，即胶带2是否发生扭转，同时还可判断该胶带2的扭转方向。该光敏传感器51可通过红外光对管等均可，在此不做具体限制。或者，本实施例中，还可以通过其它检测组件检测胶带2是否发生扭转及其扭转方向，如陀螺仪等均可。

另外，该纠偏装置还包括控制器8，该控制器8与检测装置和换向机构信号连接，检测装置能够将其检测结果发送至控制器8，控制器8会根据胶带2的扭转方向向换向机构发送驱动信号，使得第二齿轮642与相应的第一齿轮641啮合，以使纠偏辊41绕转轴转动并作用于胶带2使其回转至原位。具体的，该控制器8包括单片机和配套的电源电路，控制器8如何与检测装置和换向机构信号连接是本领域技术人员所熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

当胶带2未发生扭转时，标识带21位于两个光敏传感器51之间，此时，光敏传感器51发射的红外信号遇到胶带2的本色表面时被吸收，检测装置输出高电平，控制器8不发出驱动信号；当胶带2发生扭转时，以胶带2产生顺时针扭转为例，标识带21向右侧偏斜，此时，位于右侧的光敏传感器51的红外信号遇到标识带21而产生信号反射，检测装置将向控制输出低电平，控制器8判断胶带2发生了顺时针扭转并向换向机构发送驱动信号，换向机构作用于传动轴62使得第二齿轮642与一个第一齿轮641啮合并使得纠偏辊41逆时针转动，以对胶带2产生纠偏力，使胶带2能够回到正常运行位置。

当胶带2回到正常运行位置(原位)后，控制器8发出信号至花换向机构使得第二齿轮642回至两个第一齿轮641之间并与第一齿轮641脱离，此时，纠偏辊41将在扭簧的作用下回至原位。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。