半自动单种粒料分装机的制作方法

本实用新型涉及粒料分装技术领域，具体涉及一种半自动单种粒料分装机。

背景技术：

现有的分装机大多都是按重量对粒料进行分装，而且所分装的粒料仅限于粉末类或细颗粒类粒料等。而当用户在分装需要对粒料的数量进行严格限制的粒料时，例如珍珠、糖果、片剂药品等，必须使用人工对其进行分装，整个过程费时费力，不仅效率不高而且难以保证分装精度和分装过程中卫生达标。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的是现有分装机无法对粒状粒料按数量进行分装的问题，提供一种半自动单种粒料分装机。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

半自动单种粒料分装机，主要由底座、送料机构、不对称振荡机构、传送机构、集料机构和控制电路组成；送料机构、传送机构和集料机构由左至右依次设置在底座上；

送料机构位于底座左侧的正上方；送料机构由水平设置的送料斗，位于送料斗上方的料斗支架、以及位于送料斗下方的料斗支架构成；料斗安装在料斗支架上，并位于送料斗的左侧；料斗支架通过滚轮与底座相接触；

不对称振荡机构位于送料斗中部的下方；该不对称振荡机构由活动支板、振荡吸附铁片、强磁固定支板、强磁性电磁铁、弱磁固定支板、弱磁性电磁铁和弹簧组成；活动支板的上端固定在送料斗的下方的中部，活动支板的下端悬置；强磁固定支板和弱磁固定支板的下端固定在底座上，强磁固定支板和弱磁固定支板的上端均悬置；强磁固定支板和弱磁固定支板分别位于在活动支板的左右两侧，且强磁固定支板和活动支板之间以及弱磁固定支板和活动支板之间通过弹簧相连；活动支板的下部的左右两侧表面上各固定有一振荡吸附铁片；强磁固定支板的上部并朝向活动支板的一侧设有强磁性电磁铁，且强磁性电磁铁的位置与同侧的振荡吸附铁片的位置相对；弱磁固定支板的上部并朝向活动支板的一侧设有弱磁性电磁铁，且弱磁性电磁铁的位置与同侧的振荡吸附铁片的位置相对；

传送机构位于底座中部的正上方；传送机构由传送带、传动转轮、传动支架和传动电机组成；传动转轮由传动支架支撑在底座上方，传送带绕设在传动转轮上；传送带的水平高度低于送料斗的水平高度；传动转轮与传动电机的输出端连接；

集料机构位于底座右侧的正上方；该集料机构由集料仓、红外线发射管、红外线接收管、隔板、隔板吸附铁片、仓口上电磁铁和仓口下电磁铁组成；集料仓固定在底座的右侧，整体为中空的长方体；集料仓左侧壁的上部朝向传送机构一侧开设有入料口，集料仓右侧壁的下部开设有出料口；集料仓的出料口的上边缘设有仓口上电磁铁，集料仓的下边缘设有仓口下电磁铁；隔板的一端铰链在集料仓左侧壁的下部，隔板的另一端设有隔板吸附铁片；当隔板吸附铁片与仓口上电磁铁相贴时，集料仓的出料口闭合；当隔板吸附铁片与仓口下电磁铁相贴时，集料仓的出料口开启；红外线发射管和红外线接收管设置集料仓的内腔中入料口与出料口的连线上，两者位置相对；

控制电路由控制器、以及与控制器相连的计数电路、不对称振荡驱动电路、传送驱动电路和仓口驱动电路组成；计数电路与红外线发射管和红外线接收管连接；不对称振荡驱动电路与强磁性电磁铁和弱磁性电磁铁连接；传送驱动电路与传动电机连接；仓口驱动电路与仓口上电磁铁和仓口下电磁铁连接。

上述方案中，底座上还进一步设有滚轮导轨，滚轮位于该滚轮导轨上。

上述方案中，强磁固定支板及其强磁性电磁铁位于活动支板的左侧，弱磁固定支板及其弱磁性电磁铁位于活动支板的右侧。

上述方案中，传动转轮顺时针转动。

上述方案中，控制电路还进一步包括显示屏和键盘；显示屏和键盘与控制器连接。

上述方案中，不对称振荡驱动电路包括二极管D9-D10，达林顿管Q1-Q2，以及电阻R4-R5；达林顿管Q1的基极经电阻R4与控制器的输出端连接，达林顿管Q2的基极经电阻R5与控制器的输出端连接；达林顿管Q1的漏极分为2路，一路经二极管D9与电源Vcc连接，另一端经强磁性电磁铁与电源Vcc连接；达林顿管Q2的漏极分为2路，一路经二极管D10与电源Vcc连接，另一端经弱磁性电磁铁与电源Vcc连接；达林顿管Q1的源极和达林顿管Q2的源极同时与地GND连接。

上述方案中，仓口驱动电路包括二极管D11-D12，达林顿管Q3-Q4，以及电阻R7-R8；达林顿管Q3的基极经电阻R7与控制器的输出端连接，达林顿管Q4的基极经电阻R8与控制器的输出端连接；达林顿管Q3的漏极分为2路，一路经二极管D11与电源Vcc连接，另一端经仓口下电磁铁与电源Vcc连接；达林顿管Q4的漏极分为2路，一路经二极管D12与电源Vcc连接，另一端经仓口上电磁铁与电源Vcc连接；达林顿管Q3的源极和达林顿管Q4的源极同时与地GND连接。

与现有技术相比，本实用新型通过控制系统对整个分装过程进行多重控制，将双边不对称振荡机构和由传动电机(16)提供动力的传送带相结合，对粒料进行两次排布，使粒料呈单排间隔分布；运用红外计数结构和集料仓，实现将粒料按照一定数量进行分装、出仓的功能，同时对粒料总数和分装次数分别进行计数。本实用新型结构简洁、巧妙，红外计数和粒料出仓计数精准，多重控制方案使整个分装过程的精度和效率得到保证，不仅可以避免人工分装在安全卫生方面的不足，也可以满足用户对粒状粒料分装精度的要求。

附图说明

图1为一种半自动单种粒料分装机的整体结构示意图。

图2为滚轮和导轨的结构侧视图。

图3为集料仓的结构示意图。

图4为不对称振荡驱动电路原理图。

图5为仓口驱动电路原理图。

图6为半自动单种粒料分装机的系统流程图。

图中标示：1.料斗支架；2.料斗；3.送料斗；4.送料斗支架；5.底座；6.滚轮导轨；7.滚轮；8.强磁固定支板；9.强磁性电磁铁；10.弹簧；11.活动支板；12.振荡吸附铁片；13.弱磁性电磁铁；14.弱磁固定支板；15.传动转轮(15)；16.传动电机(16)；17.传送带；18.传动支架；19.红外线发射管；20.红外线接收管；21.显示屏；22.键盘；23.隔板；24.仓口上电磁铁；25.隔板吸附铁片；26.仓口下电磁铁；27.集料仓。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本实用新型的保护范围。

一种半自动单种粒料分装机，如图1所示，主要由底座5、送料机构、不对称振荡机构、传送机构、集料机构和控制电路组成。

上述送料机构位于底座5左侧的正上方。该送料机构包括送料斗3、料斗支架1、料斗2、2个送料斗支架4和2个滚轮7。送料斗3水平设置在底座5左侧的正上方，并沿左右方向延伸，其横截面呈U形。粒料的传送斗采用U型设计，在粒料自身重力的作用下，配合振荡机构可以使粒料呈单排分布。料斗支架1立设在送料斗3左侧的上方，料斗2安装在料斗支架1上。料斗2底部运用斜切面设计，料斗支架1与送料斗3相连处采用斜面设计，斜面的角度与料斗2底部切角相同。通过对料斗2底端斜切面与料斗支架1与送料斗3相连处的斜面角度进行调整，来对粒料的下料速度进行控制，以可以实现料斗2自重控制给料。当料斗2底端斜切面与料斗支架1与送料斗3相连处斜面的倾斜方向相反时，下料速度最快；随着料斗2在料斗支架1上的转动，下料速度逐渐变慢；当料斗2底端斜切面与料斗支架1与送料斗3相连处斜面的倾斜方向相同时，下料口被封，停止下料。2个送料斗支架4的上端分别固定在送料斗3左右两侧的下方，每个料斗支架1的下端设有1个滚轮7，且滚轮7与底座5上设有的滚轮导轨6相接触。滚轮7采用凹形设计，与底座5上的滚轮导轨6的凸型设计相契合，保证了送料斗3的运动方向和运动的稳定性，如图2所示。

上述不对称振荡机构位于送料斗3中部的下方。该不对称振荡机构包括活动支板11、振荡吸附铁片12、强磁固定支板8、强磁性电磁铁9、弱磁性电磁铁13、弱磁固定支板14和弹簧10。活动支板11的上端固定在送料斗3的下方的中部，活动支板11的下端悬置。强磁固定支板8和弱磁固定支板14的下端固定在底座5上，强磁固定支板8和弱磁固定支板14的上端均悬置。强磁固定支板8位于活动支板11的左侧，弱磁固定支板14位于在活动支板11的右侧，且强磁固定支板8和活动支板11之间以及弱磁固定支板14和活动支板11之间通过弹簧10相连。活动支板11的下部的左右两侧表面上各固定有一振荡吸附铁片12。强磁固定支板8的上部并朝向活动支板11的一侧即右侧设有强磁性电磁铁9，且强磁性电磁铁9的位置与右侧的振荡吸附铁片12的位置相对。弱磁固定支板14的上部并朝向活动支板11的一侧即左侧设有弱磁性电磁铁13，且弱磁性电磁铁13的位置与左侧的振荡吸附铁片12的位置相对。在控制电路的控制下，双边不对称振荡机构通电后，强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13进行交替通电，由于磁性的不同，对振荡吸附铁片12产生大小不同的吸引力。在吸引力的作用下，送料斗3在滚轮7和滚轮7支架的支撑下，沿滚轮导轨6做加速度不同的振荡运动。粒料在惯性的作用下，在振荡中向传送带17方向运动。弹簧10结构的设计避免了在送料斗3运动的过程中，活动支板11和固定支架发生碰撞，铁片与强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13发生碰撞，使得振荡过程平滑进行。不对称振荡机构运用双边不对称电磁振荡原理，使送料斗3在不对称电磁力的作用下产生前后不同的加速度，向前的加速度大于向后的加速度，粒料在惯性的作用下向后移动，进而使得粒料在自重和送料斗3振荡的作用下呈单排分布。

上述传送机构位于底座5中部的正上方。该传送机构包括传送带17、2个传动转轮15、2个传动支架18和传动电机16。传送带17水平设置在底座5右侧的正上方，并沿左右方向延伸。传送带17的水平高度低于送料斗3的水平高度，且传送带17的左端位于送料斗3的右端的正下方，并使得送料斗3送来的粒料能够落到传送带17之上。2个传动支架18的下端固定在底座5上，每个传动支架18的上方设有1个传动转轮15，传送带17嵌套在2个传动转轮15上。传动电机16的输出端与传动转轮15连接，并控制传动转轮15顺时针转动以此带动传送带17顺时针转动，将送料机构送出的粒料送至集料机构中。

上述集料机构位于底座5右侧的正上方。该集料机构如图3所示，包括集料仓27、红外线发射管19、红外线接收管20、隔板23、仓口上电磁铁24、隔板吸附铁片25、仓口下电磁铁26、显示屏21和键盘22。集料仓27固定在底座5的右侧，整体为中空的长方体。集料仓27左侧壁的上部开设有弧形镂空设计的入料口，入料口朝向送料机构的末端。集料仓27右侧壁的下部开设有出料口。集料仓27的出料口的上边设有仓口上电磁铁24，集料仓27的下边设有仓口下电磁铁26。

红外线发射管19和红外线接收管20设置集料仓27的内腔中入料口和出料口的连线上，且两者相对固定在集料仓27的相对侧壁上。显示屏21和键盘22设置在集料仓27的外侧壁上。红外线发射管19和红外线接收管20构成红外计数器，其安装在与传送带17呈45°夹角的位置，其中的红外发射管和红外接收管分别安装在与传送带17相邻集料仓27的两面，且位置相对。粒料在传送带17的带动下移动到传送带17的右端，当粒料到达与传送带17平面夹角呈45°的位置时，粒料会在自重的作用下将下落进入集料仓27。此时红外线发射管19发出的信号被粒料遮挡，红外接收管接收的信号被阻挡，计数器对下落的粒料进行计数。并通过控制电路对数据进行处理，并据此来控制双边不对称振荡机构、传送带17中传动电机16和集料仓27口的状态，达到精准快速的控制效果。

隔板23的一端铰链在集料仓27左侧壁的下部，隔板23的另一端设有隔板吸附铁片25。当控制电路控制仓口上电磁铁24通电时，隔板吸附铁片25与仓口上电磁铁24相贴，集料仓27的出料口闭合；当控制电路控制仓口下电磁铁26通电时，隔板吸附铁片25与仓口下电磁铁26相贴，集料仓27的出料口开启，从而可以使粒料到达规定数量后自动出仓。

上述控制电路与强磁性电磁铁9、弱磁性电磁铁13、传动电机16、红外线发射管19、红外线接收管20、仓口上电磁铁24、仓口下电磁铁26、显示屏21和键盘22连接。强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13用于控制不对称振荡机构运动，从而使得送料斗3在不对称电磁力的作用下产生前后不同的加速度，进而使得粒料在自重和送料斗3振荡的作用下呈单排分布。传动电机16控制传送机构运动，让送料机构中落入的粒料进入集料机构中。红外线发射管19和红外线接收管20用于对粒料进行分装计数。仓口上电磁铁24和仓口下电磁铁26用于控制隔板23运动，进而实现集料仓27的出料口的开启与关闭。显示屏21用于显示粒料计数总数、粒料分装次数、本次分装的当前计数。按键用于设置单次分装数量，不对称振荡机构通过通断电来控制送料斗3的运动状态。

控制电路的最小控制系统模块以AT89S52作为主控芯片，并采用11.0592MHZ晶振来构造最小控制系统。传送带17传动电机16模块以四相五线传动电机1628BYJ48作为系统的动力源，并搭配以L298N为核心的驱动电路，在AT89S52的时序控制下实现动力传输。

显示屏21选用JLX12864G-086作为系统的显示界面，主要显示设置参数、计数数据等数据信息。键盘22采用4*4矩阵键盘22，与AT89S52的P0端口相连，并外接上拉电阻。控制键盘22主要用作对系统进行数据设置以及相关控制操作。

参见图4，不对称振荡驱动电路包括二极管D9-D10，达林顿管Q1-Q2，以及电阻R4-R5；达林顿管Q1的基极经电阻R4与控制器的输出端连接，达林顿管Q2的基极经电阻R5与控制器的输出端连接；达林顿管Q1的漏极分为2路，一路经二极管D9与电源Vcc连接，另一端经强磁性电磁铁9与电源Vcc连接；达林顿管Q2的漏极分为2路，一路经二极管D10与电源Vcc连接，另一端经弱磁性电磁铁13与电源Vcc连接；达林顿管Q1的源极和达林顿管Q2的源极同时与地GND连接。不对称振荡机构由对称的2个电磁铁E1和E2构成，E1的磁性强于E2的磁性。E1和E2分别由NPN和PNP达林顿管驱动，两个达林顿管的基极共联，由AT89S52的P3.1口输出的PWM波共同控制。该电路结构使得电磁铁E1和E2在同一时刻只能单一启动，在PWM波的控制下便表现为电磁振荡结构“来回”伸缩。若对PWM波的占空比α进行配置，使得E1和E2在一个周期内的启动时间不同，电磁振荡结构便可使粒料向E1方向运动的速度不同。当α＝1时，电磁振荡结构表现为平衡振动，粒料按基本速度运动；当α>1时，电磁振荡结构表现为偏向E1振动，增大送料斗3向E1运动的速度，粒料在惯性的作用下向E2运动的速度增大；当α<1时，电磁振荡结构表现为偏向E2振动，减小送料斗3向E1运动的速度，粒料在惯性的作用下向E2运动的速度减小。并且|α-1|越大，电磁振荡结构偏向振动得越明显。

计数电路主要由红外发射管和红外接收管组成，红外发射管和红外接收管安装在集料仓27与传送带17平面夹角呈45°的位置上。系统运行时，红外发射管发射红外线，在无粒料滑落通道时，红外接收管可正常接收到红外线，并且输出高电平；若有粒料滑落时，红外线被阻断，红外线接收管20无法接收红外线，输出低电平。基于此原理，对红外接收管输出的下降沿进行计数，便可得到粒料的数量，以实现计数的功能。

参见图5，仓口驱动电路包括二极管D11-D12，达林顿管Q3-Q4，以及电阻R7-R8；达林顿管Q3的基极经电阻R7与控制器的输出端连接，达林顿管Q4的基极经电阻R8与控制器的输出端连接；达林顿管Q3的漏极分为2路，一路经二极管D11与电源Vcc连接，另一端经仓口下电磁铁26与电源Vcc连接；达林顿管Q4的漏极分为2路，一路经二极管D12与电源Vcc连接，另一端经仓口上电磁铁24与电源Vcc连接；达林顿管Q3的源极和达林顿管Q4的源极同时与地GND连接。集料仓27出料口控制由对称的2个电磁铁E3和E4组成，其分别由NPN和PNP达林顿管驱动，两个达林顿管的基极共联，由AT89S52的P1.4口控制。当P1.4输出高电平时，E3启动，E4停止，隔板23移向E3，仓口打开；当P1.4输出低电平时，E3停止，E4启动，隔板23移向E4，仓口关闭。

在使用本分装机时，打开控制电路的电源开关，通过按键设置分装次数和单次分装数量。将料斗2下端斜切面旋转至与送料斗3相重合的位置，然后将待分装的粒状粒料倒入料斗2中。粒料从料斗2下落到送料斗3中，粒料进行初次排布。在不对称振荡机构的作用下，粒料利用惯性在振荡中向传送带17方向运动，当粒料运动到送料斗3边缘后，从送料斗3下落到传送带17上。运动的传送带17使不同时间落下的粒料分布在传送带17上的不同位置，使相邻粒料之间存在一定的间距。当粒料从传送带17末端即右端下落到集料仓27入料口时，下落的粒料阻断了红外接收管接收由红外发射管发射的红外线，红外计数器捕捉到粒料信号，将本次分装计数加一并显示在显示屏21上。当本次计数值达到设定单次分装数值时，不对称振荡机构中强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13断电，传送带17传动电机16断电，仓口上电磁铁24断电，仓仓口下电磁铁26通电，隔板23在重力和电磁吸引力的作用下，绕隔板23转轴向下运动，吸附在仓口下电磁铁26上，集料仓27的出料口打开，粒料从集料仓27落入外部容器中。粒料出仓后，不对称振荡机构中强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13通电，传送带17传动电机16通电，仓口上电磁铁24通电，仓口下电磁铁26断电，隔板23在磁力的作用下，绕隔板23转轴向上运动，吸附在仓口上电磁铁24上，集料仓27的出料口闭合并进行下次计数。待分装次数达到设定分装次数时，系统停止工作。

上述半自动单种粒料分装机的运行方法，如图6所示，具体包括如下步骤：

步骤1、通过控制器预先设置分装次数和单次分装数量；

步骤2、控制器发出信号让不对称振荡驱动电路和传送驱动电路开始工作；此时，仓口驱动电路在控制器的控制下，让仓口上电磁铁24通电，仓口下电磁铁26断电，隔板23在磁力的作用下被吸附在仓口上电磁铁24上，集料仓27的出料口闭合；

步骤3、料斗2中的粒料在重力的作用下落入到送料斗3的左侧；

步骤4、不对称振荡驱动电路在控制器输出的PWM波的控制下，使得振荡吸附铁片12被强磁性电磁铁9和弱磁性电磁铁13交替吸引；

步骤5、不对称振荡机构运用双边不对称电磁振荡原理，使送料斗3在不对称电磁力的作用下产生前后不同的加速度，向前的加速度大于向后的加速度，粒料在惯性的作用下向后移动，进而使得粒料在自重和送料斗3振荡的作用下呈单排分布，并逐渐送至传送机构中；

步骤6、传送驱动电路在控制器的控制下驱动传动电机16带动传送带17发生顺时针转动；

步骤7、由送料机构的送料斗3中落入到传送机构的传送带17上的粒料，被逐渐送至集料机构中；

步骤8、当粒料从传送带17末端即右端下落到集料仓27的入料口时，下落的粒料阻断了红外接收管接收由红外发射管发射的红外线，并将捕捉到粒料信号返回控制器，控制器将本次分装计数值加一；

步骤9、当本次分装计数值达到设定单次分装数值时，控制器发出信号让不对称振荡驱动电路和传送驱动电路断电；此时，仓口驱动电路在控制器的控制下，让仓口下电磁铁26通电，仓口上电磁铁24断电，隔板23在磁力的作用下被吸附在仓口下电磁铁26上，集料仓27的出料口开启，粒料从集料仓27落入外部容器中，由此完成一次分装过程；

步骤10，当一次分装过程完成后，返回步骤2开始下一次分装过程。

本实用新型实现了使粒料呈单排间隔排布、红外计数器依次计数和自动出仓的功能，通过对显示屏21、按键电路、双边不对称振荡机构、传送电机、红外计数等模块进行多重控制，使粒料分装过程更加精准高效，不仅节省人力物力，而且满足人们对粒状粒料分装的速度和精度的要求，可以大大提高对粒状粒料按一定数量进行分装的工作效率。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。