专利名称：一种四自由度混联振动筛的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种振动筛分设备领域，尤其涉及一种四自由度混联振动筛。
背景技术：
目前，振动筛在能源、冶金、陶瓷、建材、化工和农业、粮食加工等行业广泛应用，主要是用于物料的分级。现有振动筛的单位时间内的实际筛分效率较低，筛面上的物料分散度不高，筛面上的物料分布不均，透筛效果差；且对于潮湿细颗粒级粘性物料等难筛分物料的筛分效果一直不理想，筛孔容易被堵塞，通过提高振动筛的振动强度的处理办法常又容易受到筛箱刚度的限制，筛面上物料分散、分层和层间运动缺乏足够的动力。此外，现有振动筛的振动自由度较少，多是1-2个自由度。本实用新型涉及的四自由度混联振动筛，由于能实现空间两个移动两个转动共四个自由度的振动，且各振动方向的振动幅度、频率、倾角和振动自由度等参数可调节，能克服现有振动筛的技术缺陷。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种四自由度振动筛，特别是能实现空间两个移动两个转动共四个自由度的振动，能克服现有振动筛的技术缺陷，提高筛分效率和筛分作业的单位时间处理量。本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。一种四自由度混联振动筛，由底座、曲柄滑块机构、支架、中间平台、Y左支链、Y右支链、X前支链、X后支链和筛箱组成。其中，在底座的上方布置一个曲柄滑块机构；支架的底部安装在曲柄滑块机构上，支架上端与中间平台固连；筛箱布置在中间平台的上方，在筛箱和中间平台之间联接有Y右支链、X前支链、Y左支链和X后支链，筛箱、中间平台及连接它们的四个支链组成一个4sra结构的并联机构；振动机构为一种混联机构4SPR-P。所述的Y左支链由球副S32、移动副P32、转动副Ii32和它们之间的连杆L5和连杆L6 组成，连杆L5通过球副S32和筛箱相联接，连杆L5通过移动副P32和连杆L6相联接，连杆L6 通过转动副民2和中间平台相联接，且移动副P32的轴线和转动副民2的轴线相垂直；Y右支链由球副S31、移动副P31、转动副Ii31和它们之间的连杆L3和连杆L4组成，连杆L3通过球副 S31和筛箱相联接，连杆L3通过移动副P31和连杆L4相联接，连杆L4通过转动副R31和中间平台相联接，且移动副P31的轴线和转动副&的轴线相垂直；转动副R31的轴线和转动副R32 的轴线相平行。所述的X前支链由球副S41、移动副P41、转动副R41和它们之间的连杆L7和连杆L8 组成，连杆L7通过球副S41和筛箱相联接，连杆L7通过移动副P41和连杆L8相联接，连杆L8 通过转动副R41和中间平台相联接，且移动副P41的轴线和转动副R41的轴线相垂直；X后支链由球副S42、移动副P42、转动副R42和它们之间的连杆L9和连杆Lltl组成，连杆L9通过球副 S42和筛箱相联接，连杆L9通过移动副P42和连杆Lltl相联接，连杆Lltl通过转动副R42和中间平台相联接，且移动副P42的轴线和转动副R42的轴线相垂直；转动副R41的轴线和转动副R42 的轴线相平行。且转动副R31的轴线和转动副R41的轴线相垂直；转动副队3、移动副P31、移动副P32、移动副P41和移动副P42为机构的主动副。本实用新型结构简单，装配、调整、维护简单易行，能实现沿X、Z方向的移动，绕X 轴的转动和绕Y轴的转动共四个自由度的振动，且X方向的振动和其它自由度的振动相互独立，互不干涉，还可通过转动副R13、移动副P31、移动副P32、移动副P41和移动副P42上驱动源的动力参数，使筛箱获得不同的振动输出，从而使筛箱获得合适的振动激励。而且，筛箱的振动幅度、频度、倾角和振动自由度都可调节，对不同筛分物料的适应性强，本实用新型可用于能源、冶金、陶瓷、建材、化工、农业、粮食加工等行业的物料分级。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为曲柄滑块机构的结构示意图。图3为Y左支链和Y右支链的结构示意图。图4为X前支链和X后支链的结构示意图。图中1.底座；2.曲柄滑块机构；3.支架；4.中间平台；5. Y右支链；6. X前支链； 7.筛箱；8. Y左支链；9. X后支链；10.移动副PQ1、11.导轨；转动副R12 ;13.支座；14.移动副Ptl2 ；15.转动副R13 ；16.曲柄L2 ；17.连杆L1 ；18.转动副R11 ；19.转动副R31 ；20.连杆 L4 ；21.移动副 P31 ；22.连杆 L3 ；23.球副 S31 ；24.球副 ；25. R32 L5 ；26.移动副 ；27.连杆L6 ；28.转动副Ii32 ；29.转动副R41 ；30.连杆L8 ；31.移动副P41 ；32.连杆L7 ；33.球副S41 ； 34.球副S42 ；35.连杆L9 ；36.移动副P42 ；37.连杆Lltl ；38.转动副R42。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。如图1所示，一种四自由度混联振动筛，由底座1、曲柄滑块机构2、支架3、中间平台4、Y左支链8、Υ右支链5、Χ前支链6、Χ后支链9和筛箱7组成，底座1的上方布置一个曲柄滑块机构2 ；支架3的底部安装在曲柄滑块机构2上，支架3上端与中间平台4固连； 筛箱7布置在中间平台4的上方，在筛箱7和中间平台4之间联接有Y右支链5、X前支链 6、Υ左支链8和X后支链9，筛箱7、中间平台4及连接它们的四个支链组成一个4Sra结构的并联机构；振动机构为一种混联机构4SPR-P。工作时，先根据筛分作业的需要来确定筛箱7的倾角θ，然后调节连杆L3 22和连杆L5 25的长度，使筛箱7的倾角θ达到工作所需要数值。如图2所示，所述的曲柄滑块机构2由转动副队3 15、转动副Ii12 12、转动副Ii11 18、 移动副Ptll 10、移动副Ptl2 14、支座13以及连接它们的连杆L1 17、连杆L2 16和导轨11组成，其中，转动副R13 15为主动副。连杆L1 17通过转动副R11 18与支架3的底部相连，连杆1^2 16通过转动副R12 12与连杆L1 17相连，连杆L2 16通过转动副R13 15与支座13相连，支座13固定在底座1上，移动副Ptll 10和移动副Ptl2 14分别与支架3的底部相连，在导轨11上移动。[0019]如图3所示，所述的Y左支链由球副S32 24、移动副P32 26、转动副R32 28和它们之间的连杆L5 25和连杆L6 27组成，连杆L5 25通过球副S32 M和筛箱7相联接，连杆L5 25通过移动副P32 26和连杆L6 27相联接，连杆L6 27通过转动副Ii32 28和中间平台4相联接，且移动副P32 26的轴线和转动副Ii32 28的轴线相垂直；Y右支链由球副S31 23、移动副 P31 21、转动副R31 19和它们之间的连杆L3 22和连杆L4 20组成，连杆L3 22通过球副
23和筛箱7相联接，连杆L3 22通过移动副P31 21和连杆L4 20相联接，连杆L4 20通过转动副R31 19和中间平台4相联接，且移动副P31 21的轴线和转动副R31 19的轴线相垂直； 转动副R31 19的轴线和转动副Ii32观的轴线相平行。如图4所示，所述的X前支链由球副33、移动副P41 31、转动副R41 29和它们之间的连杆L7 32和连杆L8 30组成，连杆L7 32通过球副S41 33和筛箱7相联接，连杆L7 32通过移动副P41 26和连杆L8 30相联接，连杆L8 30通过转动副R41 29和中间平台4相联接，且移动副P41 31的轴线和转动副R41四的轴线相垂直；X后支链由球副、2 34、移动副P42 36、转动副R42 38和它们之间的连杆L9 35和连杆Lltl 37组成，连杆L9 35通过球副 S42 34和筛箱7相联接，连杆L9 35通过移动副P42 36和连杆L10 37相联接，连杆L10 37通过转动副R42 38和中间平台4相联接，且移动副P42 36的轴线和转动副R42 38的轴线相垂直；转动副R41 29的轴线和转动副R42 38的轴线相平行。所述的转动副Ii31 19的轴线和转动副R41 29的轴线相垂直；转动副R13 15、移动副 P3I 21、移动副P32 26、移动副P41 31和移动副P42 36为机构的主动副。在转动副Ii13 15上加旋转驱动，即可使筛箱7产生X方向的振动；在移动副P31 21 和移动副I^2 26上施加相反的激振力，同时保持移动副P41 31和移动副P42 36均无相对运动，则可使筛箱7产生绕Y轴的振动；如果在移动副P41 31和移动副P42 36上施加相反的激振力，同时保持移动副P31 21和移动副P32沈均无相对运动，则可使筛箱7产生绕X轴的振动；如果在移动副P31 21和移动副P32沈上施加相同的激振力，而保持移动副P41 31和移动副P42 36无约束，或者在移动副P41 31和移动副P42 36上施加相同的激振力而保持移动副P31 21和移动副P32沈无约束，则可使筛箱7产生沿Z轴方向的振动；同时在移动副P31 21、移动副P32 26、移动副P41 31和移动副P42 36上施加相同的激振力也可使筛箱7产生沿 Z轴方向的振动，且Z向振动负载比前两种方式更大。绕X轴的转动和绕Y轴的转动不能同时实现，其它振动均可两两组合或同时与绕X轴转动和绕Y轴的转动中任一个组合实现复合振动，以满足振动的不同振动要求。转动副R13 15上的动力由旋转电机和减速器提供，而移动副P31 21、移动副P32 26、移动副P41 31和移动副P42 36上的动力可由直线电机、电动缸、伺服液压缸或由旋转电机驱动直线往复机构(如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构等)提供。沿X轴方向的往复直线振动方式，其振动幅度和频率的调节可通过调节旋转电机的输入参数和调节曲柄滑块机构的连杆L1 17和曲柄L2 16的长度来实现；沿Z方向的振动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动三个自由度的振动幅度和频率调节可调节移动副P31 21、移动副26、移动副P41 31和移动副P42 36上动力源的输入参数实现。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种四自由度混联振动筛，其特征在于由底座(1)、振动机构和筛箱(7)组成，振动机构为一种混联机构4SPR-P，振动机构包括曲柄滑块机构(2)、支架(3)、中间平台(4)、Y左支链(8 )、Y右支链(5 )、X前支链(6 )、X后支链(9 )；所述底座(1)上方布置一个曲柄滑块机构(2);支架(3)的底部安装在曲柄滑块机构(2)上，支架(3)上端与中间平台(4)固连；筛箱(7)布置在中间平台(4)的上方，在筛箱(7)和中间平台(4)之间联接有Y右支链(5)、X 前支链(6)、Y左支链(8)和X后支链(9)，所述筛箱(7)与中中间平台(4)及Y右支链(5)、 X前支链(6 )、Y左支链(8 )和X后支链(9 )组成一个4Sra结构的并联机构。
2.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于所述曲柄滑块机构 (2)由转动副R13 (15)、转动副R12 (12)、转动副R11 (18)、移动副Ptll (10)、移动副Ptl2 (14)、 支座(13)、连杆L1 (17)、连杆L2 (16)和导轨(11)组成，连杆L1 (17)通过转动副R11 (18) 与支架(3)的底部相连，连杆L2 (16)通过转动副R12 (12)与连杆L1 (17)相连，连杆L2 (16) 通过转动副R13 (15)与支座(13)相连，支座(13)固定在底座(1)上，移动副Ptll (10)和移动副P02 (14)分别与支架(3)的底部相连，在导轨(11)上移动；转动副R13 (15)为主动副。
3.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于所述Y左支链由球 gij S32 (Μ)、移动副P32 ( )、转动副Ii32 (28)、连杆L5 (25)和连杆L6 (27)组成，所述连杆 L5 (25)通过球副、(24)和筛箱(7)相联接，连杆L5 (25)通过移动副P32 (26)和连杆L6 (27)相联接，连杆L6 (27)通过转动副R32 (28)和中间平台(4)相联接，且移动副P32 (26) 的轴线和转动副R32 (28)的轴线相垂直；所述Y右支链由球副S31 (23)、移动副P31 (21)、 转动副R31 (19)、连杆L3 (22)和连杆L4 (20)组成，连杆L3 (22)通过球副S31 (23)和筛箱 (7)相联接，连杆L3 (22)通过移动副P31 (21)和连杆L4 (20)相联接，连杆L4 (20)通过转动副R31 (19)和中间平台(4)相联接，且移动副P31 (21)的轴线和转动副R31 (19)的轴线相垂直；转动副R31 (19)的轴线和转动副R32 (28)的轴线相平行。
4.根据权利要求1所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于所述X前支链由球 Wl S41 (33)、移动副P41 (31)、转动副R41 (29)、连杆L7 (32)和连杆L8 (30)组成，连杆L7 (32)通过球副S41 (33)和筛箱(7)相联接，连杆L7 (32)通过移动副P41 (26)和连杆L8 (30)相联接，连杆L8 (30)通过转动副R41 (29)和中间平台(4)相联接，且移动副P41 (31) 的轴线和转动副R41 ( )的轴线相垂直；所述X后支链由球副S42 (34)、移动副P42 (36)、 转动副R42 (38)、连杆L9 (35)和连杆L10 (37)组成，连杆L9 (35)通过球副^ (34)和筛箱(7)相联接，连杆L9 (35)通过移动副P42 (36)和连杆Lltl (37)相联接，连杆Lltl (37)通过转动副R42 (38)和中间平台(4)相联接，且移动副P42 (36)的轴线和转动副R42 (38)的轴线相垂直；转动副R41 (29)的轴线和转动副R42 (38)的轴线相平行。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种四自由度混联振动筛，其特征在于所述的转动副R31 (19)的轴线和转动副R41 ( )的轴线相垂直；转动副R13 (15)、移动副P31 (21)、移动副P32 (沈)、移动副P41 (31)和移动副P42 (36)为机构的主动副。
专利摘要本实用新型公开了一种四自由度混联振动筛，由底座、曲柄滑块机构、支架、中间平台、Y左支链、Y右支链、X前支链、X后支链和筛箱组成。底座上方布置一个曲柄滑块机构；支架的底部安装在曲柄滑块机构上，支架上端与中间平台固连；筛箱布置在中间平台的上方，在筛箱和中间平台之间联接有Y右支链、X前支链、Y左支链和X后支链，筛箱、中间平台及连接它们的四个支链组成一个4SPR结构的并联机构。本实用新型的振动机构为一种混联机构4SPR-P，实现筛箱两个移动两个转动共四个自由度的振动，振动幅度、频度、倾角和振动自由度都可调节，对不同筛分物料的适应性强，可用于能源、冶金、建材、化工、农业和粮食加工等行业的物料分级。
文档编号B07B1/42GK202290549SQ20112037245
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者李耀明, 王成军, 马履中 申请人:江苏大学