一种气动搅拌机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气动搅拌装置，属于工业电器技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高，工业农业生产日益的机械化、科技化。作为一种常用的机械设备，搅拌机在人们日常的生活中随处可见。大到建筑工地的混凝土搅拌机，小到实验室用的化学试剂搅拌机。日常生活用品中，蔬果搅拌榨汁机，电动打蛋器等，都利用了搅拌机的技术和原理。搅拌机的使用环境不同，要求不同的动力源和不同的执行元件。
[0003]传统意义上的搅拌，是将不同的几种物质均匀的混合在一起，对搅拌机本身的要求并不是很高，只需匀速的实现搅拌动作即可。某些行业中特殊试剂的搅拌，对搅拌时间、搅拌速度、搅拌力度有着严格的要求。甚至有的试剂需要在一次搅拌的过程中实现先快后慢或者先慢后快的变速搅拌。那么市面上普通的搅拌机就达不到这样的要求了，自然无法完成此类的目的。
[0004]虽然现今市场上的搅拌机种类繁多，但是它们往往功能单一，不够智能化，无法满足用户需求。
【发明内容】
[0005]为了应对市场曰益增长的需求，为了解决上述技术问题，本实用新型将气动搅拌机、PLC控制器和人机交互触摸界面这三者结为一体。相比较传统搅拌机来说，通过对PLC进行编程，实现多功能搅拌，旨在给使用者创造一种简便、直观、安全、可靠的操作体验。
[0006]本实用新型包括可调减速电机、PLC控制器、触摸屏、开关电源、气动执行装置、气动控制元件、机箱和搅拌装置，其特征是:在电器箱中的电源提供24V的电压，给各个部件供电。PLC控制器控制中间继电器、指示灯、按钮等元器件，实现操作界面的构建。之后，PLC还控制各个气动控制阀，主要是电磁换向阀等，通过换向阀的动作，实现气缸的工作。PLC还控制可调电机，实现搅拌机的速度的变化。最后机箱上的触摸屏作为人机交互界面，操作人员可以实时监控，搅拌机的工作转速等参数，对生产实验过程严格把关。
[0007 ]所述的气动控制元件是用气动三联件、单向节流阀、电磁换向阀组成的气动原理回路。气源当中的高压空气经过气动三联件减压、过滤、润滑，到达电磁换向阀中，控制执行元件的动作，再经过单向节流阀进行流量的调节，构成一个回路。
[0008]所述的PLC控制器是三菱FX1N-24MR-00UFX1系列PLC把优良的特点都融合进一个很小的控制器中。FX1N适用于最小的封装，提供24个1/0，能通过串行通信传输数据，能用在紧凑型PLC不能应用的地方。
[0009]所述的触摸屏是昆仑通态MCGS-7寸触摸屏TPC7062K。是一套以先进的Cortex-A8CPU为核心(主频400MHz)的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了 7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800 X 480 )，四线电阻式触摸屏(分辨率4096 X 4096)。同时还预装了MCGS嵌入式组态软件(运行版)，具备强大的图像显示和数据处理功能。
[0010]所述的开关电源，是S-100W-24V。其功率为100W，输入110V或220V，输出24V直流电。安装位置在电气箱的内部中层。起到给PLC，触摸屏，指示灯，电磁阀供电的作用。
[0011]所述的气动执行元件是整个搅拌机的动作执行的关键。有两个气缸构成的机械结构，分别是:SC32 X 75和SC32 X 70。其中一个气缸使搅拌桶做圆周旋转，另一个气缸使搅拌桶做上下动作，主要是加料和倒料的动作。
[0012]所述的机箱框架结构，是由20 X 20mm方形型材搭建的，尺寸为350 X 290 X 350mm。面板由2.7mm亚克力板切割制造而成。内部固定继电器、PLC、开关电源、空气开关等电气元件。面板上固定按钮、指示灯、触摸屏、气动控制阀等元器件。
[0013]所述的搅拌装置，由一个搅拌桶、一个搅拌棒和搅拌电机组成。搅拌棒通过电机控制，实现正反搅拌和快速和慢速搅拌的切换。减速电机是永磁直流齿轮减速电机ZGA37RG。使用的24V直流电机，由机箱电源供电。
[0014]本实用新型的积极效果:
[0015]由于使用气动控制元件以及气动执行元件，能在潮湿和有灰尘的环境下可靠工作，稍有漏泄不会污染环境，无火灾爆炸危险，工作压力低，使用安全。空气容易获取，用过的空气可就地排放，无需回收管道，使整个系统更加清洁环保，同时也能够确保一定的执行力度，不至于疲软无力。
[0016]由于使用了可调减速电机。用户可以通过自身的需要，在使用过程中对搅拌机实现调速，完成一些特殊的物质的搅拌。同时，此电机还有正反转的功能，使得搅拌机，实现正反转搅拌。
[0017]由于次搅拌机器人实用的是三菱FX1N-24MR-001型号PLC。既节约了成本又减少了体积。此款PLC有24个输入输出点，对于本实用新型有足够的拓展空间。通过PLC编程，可以实现搅拌时间与搅拌速度的控制。
[0018]由于使用了触摸屏，人机交互更加方便快捷，操作人员可以通过触摸屏对搅拌机的操作进行实时监控。也可通过触摸屏对搅拌机参数进行修改，达到加工目的。人机交互界面不同于普通搅拌机的显示屏，只能显示数据，主要体现在控制方面，操作更加直观。
[0019]由于使用了物理按钮开关，以及工作指示灯，使得系统更加安全可靠。操作过程中，根据指示灯来判断工作步骤是否正确。不使用触摸屏时，通过物理按钮直接控制。
[0020]由于使用型材和亚克力板作为框架材料，故本搅拌机器人质量轻，方便搬运。维修、拆装、拓展功能也十分简便。
【附图说明】
[0021]图1为实施例结构示意图，图中包括:气缸(1)(17)、曲柄摇杆机构(2)、中间继电器
(3)、三位五通电磁换向阀(4)(9)(11)、触摸屏(5)、指示灯(6)、按钮开关(7)、开关电源(8)、单向节流阀(10)、空气开关(12)、PLC( 13)、气动三联件(14)、搅拌机(15)、减速电机(16)。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例附图对本实用新型进一步说明。
[0023]实施例气动搅拌机器人如图1所示:气栗中产生的高压空气，从气动三联件(14)右侧进气孔进入系统，高压气体经过减压、润滑、过滤后，进入到电磁换向阀(4)的进气口中。电磁换向阀(4)由PLC(13)控制，通过对PLC(13)的编程，控制中间继电器(3)再控制换向阀
(4)换向。气体通过电磁换向阀(4)之后，可以去往换向阀(9)(11)，通过单向节流阀(10)进行调速后，分别使两个气缸(1)(17)动作。两个气缸之间由曲柄摇杆机构(2)连接。气缸(1)出气口中的气再进入到单向节流阀(10)后，回到电磁换向阀(9)(11)，最终通过消声器排向大气。PLC(13)控制减速电机(16)完成搅拌动作。整个过程可以通过触摸屏(5)实时监控。
[0024]所述的开关电源(8)提供整个气动搅拌机器人的电力，24V直流电供PLC(13)、指示灯(6)使用，同时还给电磁换向阀供电。220V交流电通过空气开关(12)接入到开关电源(8)中。
[0025]所述的指示灯(6)可显示工作状态，气动或停止，颜色不同，容易区分。触摸屏(5)可以控制搅拌机(15)的动作，同时还可以监控操作。按钮开关(7)可以直接控制搅拌机的启动停止和复位，更加安全可靠。
[0026]本设备一般在实验室使用。工作时，接通电源，空气开关(12)起到保护作用。再由开关电源(8)转换成24V直流电。PLC(13)得电后，控制中间继电器(3)使电磁换向阀(4)换向。高压空气进入到系统中，通过换向进入电磁换向阀(9)或(11)中。分别经由单向节流阀
(10)调速后，控制气缸(1)动作。在曲柄摇杆机构(2)的作用下，气缸(1)可以完成圆周运动和上下运动，使得搅拌机(15)实现多方向运动。PLC(13)控制减速电机调速，正反转搅拌等，完成物质的搅拌。
[0027]气缸(1)中排气经由单向节流阀(10)，再回到电磁换向阀(9)或(11)中。经过消声器排向大气。
[0028]本设备既能搅拌固体又能搅拌液体，对不同粘度的物质也有很好的适应能力。可大范围用于实验室等对搅拌要求较高，但又不能产生污染的场合，作为实验设备。由于其本身容易拆卸，也可用于学校实训室，作为学校专业课实验教具。
【主权项】
1.一种气动搅拌机器人，包括第一气缸、第二气缸、减速电机、PLC控制器、触摸屏、开关电源、机箱和搅拌装置，其特征是:气动搅拌机器人上设有气动控制元件和气动执行元件，在所述的电器箱中设有24V的电压的电源，PLC控制器上设有中间继电器、指示灯、按钮的控制系统，PLC控制器连接电磁换向阀，PLC控制器上安装有可调电机，在所述的机箱上设有触摸屏。2.根据权利要求1所述的一种气动搅拌机器人，其特征在于:所述的气动控制元件是由气动三联件、单向节流阀、上部三位五通电磁换向阀、中部三位五通电磁换向阀、下部三位五通电磁换向阀组成。3.根据权利要求1所述的一种气动搅拌机器人，其特征在于:所述的开关电源，其型号为S-100W-24V。4.根据权利要求1所述的一种气动搅拌机器人，其特征在于:所述的气动执行元件由第一气缸和第二气缸构成的机械结构，在所述的第一气缸上设有曲柄摇杆机构，型号分别是:5〇32\75和5032父70。5.根据权利要求1所述的一种气动搅拌机器人，其特征在于:所述的机箱框架结构，是由20 X 20mm方形型材搭建的，尺寸为350X290 X 350mm，其上设有触摸屏、指示灯、按钮开关。6.根据权利要求1所述的一种气动搅拌机器人，其特征在于:所述的搅拌装置，由一个搅拌桶、一个搅拌棒和搅拌电机组成。
【专利摘要】一种气动搅拌装置，属于工业电器技术领域。包括可调减速电机、PLC控制器、触摸屏、开关电源、气动执行装置、气动控制元件、机箱和搅拌装置。在电器箱中的电源给各个部件供电。PLC控制中间继电器、指示灯、按钮等元器件，实现操作界面的构建。PLC控制各个气动控制阀，主要是电磁换向阀等，通过换向阀的动作，实现气缸的工作。PLC控制可调电机，实现搅拌机的速度的控制。触摸屏作为人机交互界面，操作人员可以实时监控，搅拌机的工作转速等参数。适用于实验室等对搅拌要求较高，但又不能产生污染的场合。本搅拌机器人质量轻，方便搬运。维修、拆装、拓展功能也十分简便。
【IPC分类】G05B19/05, B01F9/02
【公开号】CN205127838
【申请号】CN201520746817
【发明人】毛江涛, 沈凯超, 陆元杰, 李康
【申请人】平湖市职业中等专业学校
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年9月21日