专利名称：保龄球自动排瓶、回球装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及运动器械，具体来说是一种保龄球电脑全自动置瓶回球装置。
目前国外有许多厂家生产保龄球自动排瓶机，其中比较著名的有美国的AMF公司、Brumswick公司、韩国的DACOS公司等等，它们的产品有许多优点，但也存在一些共同的缺点和不足之处1．目前国外厂家生产的保龄球设备多采用单片机加接口线路进行整机的程序控制。如采用单片机必然要增加外部接口电路，并相应增加了分离元器件的品种和数量，选用单片机及外部线路极易受到外界干扰，因而降低了设备的可靠性，一旦出现故障，不但维修困难，电气零配件也很难及时供应。
2．目前国内外产品的电控凸轮输入端的执行元件为采用微动开关，而微动开关本身为有电触点的机械弹簧式电气开关，其动作复位是依靠机械弹簧来完成的，工作时电控凸轮直接压动微动开关，如压过了行程允许值易损坏微动开关，压少了无信号输出，如微动开关压动频率较快时，其使用寿命更短，所以微动开关的可靠性较差。
3．置瓶传动系统国外产品为采用单一传动系统即用一个电机驱动，实现多功能的要求，但其机械结构复杂过于紧凑，不便于维修和更换零配件。
本实用新型的目的即在于针对上述现有技术存在的缺点和不足之处，包括外部线路易受干扰、电控凸轮输入端执行元件采用微动开关可靠性差以及机械结构复杂、过于紧凑、不便于维修和更换零配件等等，而提供一种电气结构简明、工作平稳、可靠性高、维护和修理方便的保龄球自动排瓶、回球装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种保龄球自动排瓶、回球装置，主要由扫瓶板(1)、置瓶盘摆臂(2)、传动装置(3)、机架(4)、布瓶盘(5)、落瓶架(6)、送瓶机械手(7)、上瓶机(8)、置瓶盘(9)、传送带(10)以及电器控制盒组成，传动装置(3)由置瓶传动系统、置瓶盘中位传动系统和扫瓶传动系统三部分组成，各由带制动的电动机(M1)、(M2)、(M3)驱动，上述各电动机的运转、互锁由电器控制盒控制。所说的电器控制盒内装有可编程控制器(PLC)，它是由CPU、RAM、ROM和输入/输出接口电路组成的。所说的置瓶传动系统中装有正弦曲线运动规律的凸轮(T1)，凸轮(T1)的上升段O～A为0°～70°，下降段B～C为120°～170°。传动装置(3)中的三根传动轴(305)、(308)、(311)均延长直接固定在中立板(307)的轴承座上。在传动轴(311)的一端装有带缺口的圆盘凸轮片(D1′-2)和(D1′-3)。
本实用新型具有以下优点和效果1．程序控制采用了PLC可编程控制器，简化了电路设计，提高了本产品的可靠性；2．置瓶传动系统改为双电机驱动形式，解决了传动系统维修困难的问题；3．电控凸轮及微动开关用薄板圆盘凸轮和光电传感器替代，并改进结构，提高了本产品的可靠性；4．为了提高置瓶时置瓶的稳定性改进了移瓶凸轮的运动规律，减少了置瓶时的冲击和置瓶后瓶不稳的现象。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型的保龄球自动排瓶回球装置的结构图图2是
图1的俯视图图3是传动装置正视图图4是传动装置侧视图图5是现有技术中的传动轴结构图图6是置瓶传动系统和置瓶盘中位传动系统示意图图7是扫瓶传动系统示意图图8是凸轮运动系统示意图图9是现有技术中的凸轮外形示意图
图10是本实用新型中的凸轮外形示意图
图11a、11b是光电控制盘结构图
图12是电器控制盒外形图
图13是电路图
以下结合附图和实施例作进一步说明本实用新型主要机械结构见
图1、21、主机主要部分如下扫瓶板1、置瓶盘摆臂2、传动装置3、机架4、布瓶盘5、落瓶架6、送瓶机械手7、上瓶机8、置瓶盘9、传送带10、置瓶链轮Z1′、中位链轮Z2′置瓶盘升降链条101、落瓶架连杆102、后墙板103、前墙板104
2、机架4固定在前墙板104和后墙板103上，机架4是各部件装配的基础，布瓶盘5安放在机架4上部，落瓶架6通过连杆102吊装在布瓶盘5的下部，置瓶盘9是通过置瓶盘摆臂2与机架4连接在一起的，置瓶盘9是通过拉动置瓶盘升降链条101使置瓶盘摆臂2作圆弧运动，由置瓶盘摆臂2的另一端带动置瓶盘上下运动，实现自动置瓶工作。
送瓶机械手7安装在机架4的横梁和上瓶机8外壳侧面半圆板上，送瓶机械手7可前后运动和作左右摆动，以便按瓶位顺序进行送瓶，上瓶机8固定在后墙板103的侧边上，瓶经传送带10运送过来进入上瓶机8的上瓶圆盘内输送到送瓶机械手7上。
3、本实用新型DS-97型10瓶制保龄球自动排瓶回球装置主要结构特点如下1)独特的传动装置，见图3、图4，它包括三套传动系统，见图6、图7图6为置瓶传动系统和置瓶盘中位传动系统示意图图7为扫瓶传动系统的示意图置瓶传动系统由带制动的电动机M1驱动，经减速器J1和齿轮Z1、Z2及置瓶链轮Z1′(同时参阅图4)拉动置瓶盘升降链条101，从而拉动置瓶盘摆臂带动置瓶盘9上下移动。
置瓶盘中位传动系统见图6示意图的下部，它是由电动机M2驱动减速器J2经对齿轮Z3、Z4，由Z4上的Z2′中位链轮拉动置瓶盘升降链条101完成置瓶盘下降至中位的要求。
图7为扫瓶传动系统的示意图，它也是由带制动的电动机M3驱动经减速器J3和一对齿轮Z7、Z8传动和摆臂318和连杆317使扫瓶臂316摆动。
这三套传动装置、电机运转是互锁的，每次只允许一个电机运转，另外两个电机必须处于停转，这一功能的实现是通过PLC编程来实现的。
置瓶传动系统中Z2齿轮上装有置瓶链轮Z1′，此链轮的中心偏置齿轮的距离比置瓶盘中位传动系统中Z4齿轮上Z2′的偏置距离要大。这样可实现置瓶链轮Z1′使置瓶盘下降至最低位，而Z2′中位链轮其偏心距小，则可使置瓶盘下降的距离小。从而保证置瓶盘下降高度不同的要求。
2)传动装置中传动轴的结构特点现有技术的传动轴的设计结构一般如图5所示，置瓶传动轴313、中位传动轴314、扫瓶传动轴315的带座轴承310、306、309均距中立板307一段距离，这段距离是通过支柱和连接螺栓来保证的，但是在实际使用过程中，由这三根传动轴均为间歇运动，交替受到扭力，在使用中极易松动，造成设备可靠性下降，增加了维修的次数，为此对以上结构进行了改进，改进后的结构如图3所示，均将3根传动轴305、308、311延长，直接固定在中立板307的轴承座上，从而解决和提高了传动轴的稳固性，提高了设备的可靠性。降低了维修的次数。
3)为提高自动置瓶的稳定性，采用正弦函数型线的凸轮，现有技术中凸轮外形一般如图9所示，其中O′到A′及B′到C′均为直线，而改进设计后的凸轮形状如
图10所示，一加大了A、B段的角度，上升段O～A(0°～70°)下降段B～C(120°～170°)选用了加速运动规律为正弦曲线运动规律的设计方案。
图8所示为T1凸轮运动系统的示意图，从图8中可以看出T1凸轮转动时通过901支点、902活节连杆和链条904及链轮905及连杆拉动置瓶翻转前移支架FG前后运动，由于机械凸轮运动曲线选用了正弦加速度曲线后，其始末时速度为零，加速度也为零、中间速度最大，因此工作是平稳的，从理论上讲是无任何冲击的，在实用中也证实了这一点，使置瓶工作可平稳进行。
4、采用光电控制盘现有技术中一般采用微动开关，是一种有电触点的机械弹簧式开关，其使用寿命及可靠性均取决于电触点的材质形状和机械弹簧的质量，微动开关工作频率过高更极易损坏或失效，为此我们选用了元触点的光电传感器替代微动开关，其结构形式见
图11a、11b，它是由两个带缺口的薄板圆盘制作而成，两个薄板圆盘的缺口或重叠或拉开可改变缺口角度从而改变电控时序要求。
图11a、11b中所示光电传感器支架301上装有光电传感器GD1，在传动轴311一端装有带缺口的圆盘凸轮片D1′-2、D1′-3，并用固定螺钉和调整螺钉D1′-4、D1′-5固定。
当圆盘凸轮片D1′-2 D1′-3的缺口处于GD1光电传感器的狭缝内时是接通状态，光电传感器的光源没有被凸轮片蔽挡，而其接受部分可收到光信号而工作，当圆盘凸轮片的缺口转动离开光电传感器，而圆盘凸轮片把光源挡着，电信号被切断。可根据工作程序需要调整两个圆盘凸轮片缺口的夹角来实现，光电传感器可以接成常闭或常开形式。图3所示D1′、D2′、D3′、D4′、D5′、D6′电控凸轮均采用光电传感器代替了微动开关，电控凸轮也更换为薄板圆盘凸轮片。
5、本实用新型的电气控制部分的核心是可编程控制器(简称PLC)，它的外形尺寸300×110×100，其输入，输出共40点。型号为C4OP-DCR-A。
可编程控制器是由CPU，存储器R AM及ROM，输入/输出(I/O)接口电路组成。
它输入，输出接口采用光电耦合隔离。输出负载能力强，纯电阻负载能力为2A。
其特点抗干扰能力强，负载能力强，因此适合工业自动化控制。
图12是电器控制盒的外形图，
图13是电路图。
权利要求1．一种保龄球自动排瓶、回球装置，主要由扫瓶板(1)、置瓶盘摆臂(2)、传动装置(3)、机架(4)、布瓶盘(5)、落瓶架(6)、送瓶机械手(7)、上瓶机(8)、置瓶盘(9)、传送带(10)以及电器控制盒组成，其特征在于传动装置(3)由置瓶传动系统、置瓶盘中位传动系统和扫瓶传动系统三部分组成，各由带制动的电动机(M1)、(M2)、(M3)驱动，上述各电动机的运转、互锁由电器控制盒控制。
2．根据权利要求1所述的保龄球自动排瓶、回球装置，其特征在于所说的电器控制盒内装有可编程控制器(PLC)，它是由CPU、RAM、ROM和输入/输出接口电路组成的。
3．根据权利要求1所述的保龄球自动排瓶、回球装置，其特征在于所说的置瓶传动系统中装有正弦曲线运动规律的凸轮(T1)，凸轮(T1)的上升段0～A为0°～70°，下降段B～C为120°～170°。
4．根据权利要求1所述的保龄球自动排瓶、回球装置，其特征在于传动装置(3)中的三根传动轴(305)、(308)、(311)均延长直接固定在中立板(307)的轴承座上。
5．根据权利要求1或4所述的保龄球自动排瓶、回球装置，其特征在于在传动轴(311)的一端装有带缺口的圆盘凸轮片(D1′-2)和(D1′-3)。
专利摘要一种保龄球自动排瓶、回球装置包括扫瓶装置、置瓶装置、传动装置、机架等,其传动装置由置瓶传动系统、置瓶盘中位传动系统和扫瓶传动系统三部分组成,各由带制动的电动机(M
文档编号A63D5/08GK2306812SQ97218398
公开日1999年2月10日 申请日期1997年6月27日 优先权日1997年6月27日
发明者王大石, 吴大龙, 邓中亮 申请人:北京海燕·优美加体育器材有限公司