一种圆柱形物体定位机构及无护栏输送装置的制作方法

本发明涉及物料输送设备领域，具体提供一种圆柱形物体定位机构及无护栏输送装置。

背景技术：

现有的物料输送装置，为了约束被输送物体沿既定轨迹运动，一般是沿输送轨迹设置护栏装置，被输送物体在护栏装置的约束下实现各种搬运过程。在食品、饮料、日化等产品的生产线中，输送装置可以是单纯搬运，也可能是配合灌装、打标、在线质量检测等设备以达到对产品的精确定位和输送的目的。

传统护栏装置在完成对被输送物体约束的同时，也不可避免地对被输送物体进行了遮挡，有时候这限制了对被输送物体的某种操作，比如对被输送物体进行在线检测时，传统护栏装置对被输送物体本身的遮挡限制了检测窗口，有可能使检测传感器无法安装，遮挡了拍照相机的视野。同时，传统护栏装置和被输送物体之间必须留有一定的配合间隙，不能实现零间隙输送，这样被输送物体无法精确定位，会产生位移和晃动，这会影响对被输送物体的检测等操作。另外一个缺点是，一般被输送物体的规格尺寸是随品种规格不同而变化的，这就要求传统护栏装置必须跟随被输送物体尺寸变化，这会造成多余的人工物料和时间的投入。

技术实现要素：

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、设计合理的圆柱形物体定位机构。

本发明进一步的技术任务是提供一种含有上述圆柱形物体定位机构的无护栏输送装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆柱形物体定位机构，主要由钩子、牵引件、压轮构成，所述钩子包括杠杆臂、摆动臂，杠杆臂与摆动臂构成钩形结构，杠杆壁中部开有轴孔，所述牵引件与杠杆臂自由端连接，所述压轮可旋转地设置在摆动臂的自由端。

以上述定位机构对圆柱形物体进行定位时，在轴孔处利用连接件将钩子与拨盘等输送部件连接，以牵引件带动摆动臂，使摆臂及其自由端的压轮向输送部件上的限位凹槽开口端闭合，将被输送物体限制在限位凹槽与压轮之间。

杠杆臂和摆动臂在水平方向上存在夹角，即可实现上述控制，所述夹角优选为45°-135°，最佳为75°-105°，如80°、85°、90°、95°、100°等。

当需要使摆臂及其自由端的压轮远离输送部件上的限位凹槽开口端时，可以利用现有任意一种机械传动或电气结构实现，但是为了使该动作以最简单的结构形式实现，还可以在上述钩子杠杆臂与摆动臂连接处设置触控臂，触控臂与摆动臂分别位于杠杆臂的两侧，触控臂自由端设置有可旋转的触控轮。

触控臂与杠杆臂在水平方向上存在夹角，即可实现上述结构，所述夹角优选为75°-165°，最佳为90°-145°，如100°、110°、120°、130°、140°等。

钩子的杠杆臂、摆动臂及触控臂可根据安装需要弯折至不同水平面，优选为杠杆臂、摆动臂及触控臂均处于同一水平面，压轮和触控轮分别位于钩子的上方和下方。所述“上方”“下方”仅用于表示压轮和触控轮分别处于钩子相对的不同的两个面，不用于限定其使用或装配的实际方位关系。

作为优选，所述定位机构还包括第一靠轮,第一靠轮可旋转设置在杠杆臂中部的轴孔处，且第一靠轮与杠杆臂之间留有安装间隙。

第一靠轮优选设置在钩子的上方（即第一靠轮与压轮同处于钩子的一侧）。

作为优选，杠杆壁轴孔处设置有销轴组件，所述销轴组件主要由螺孔轴、螺钉构成，螺孔轴贯穿第一靠轮、钩子杠杆臂轴孔后，与螺钉螺纹连接，螺孔轴外圆面与杠杆臂轴孔内壁之间设置有轴套。

所述牵引件优选为拉簧，拉簧一端与杠杆臂自由端连接。如在杠杆臂自由端固定挂件，使拉簧可以挂接在杠杆臂自由端。

上述圆柱形物体定位机构可装配于现有任意一种输送装置中，如拨盘式输送装置、带式输送装置等，只需要使其与输送装置中输送部件上的限位凹槽配合工作即可。

无护栏输送装置的具体结构可以包括输入机构、拨盘、输出机构，拨盘外周设置有至少一个限位凹槽，所述输入机构用于实现被输送物体的输送、等间距分割，使被输送物体与拨盘进料位的限位凹槽对齐；所述输出机构用于实现被输送物体的输出，使被输送物体脱离拨盘出料位的限位凹槽；在拨盘的限位凹槽处设置有圆柱形物体定位机构，圆柱形物体定位机构的杠杆臂与拨盘铰接，杠杆臂自由端通过牵引件与拨盘上的牵引突起连接，在牵引件的牵引下，摆动臂及其自由端的压轮向限位凹槽开口端闭合。

设置在拨盘外周的限位凹槽的个数，至少为一个，优选为6-48个，还可以根据生产需要设计为更多个限位凹槽。

作为优选，在钩子杠杆臂与摆动臂连接处设置有触控臂，触控臂与摆动臂分别位于杠杆臂的两侧，触控臂自由端设置有可旋转的触控轮，无护栏输送装置还包括触控滑板，所述触控滑板设置在拨盘进料位的前侧位置，用于与触控轮配合，使钩子的摆动臂及其自由端的压轮远离限位凹槽开口端。所述前侧位置，指的是以拨盘旋转方向计，尚未到达拨盘进料位的位置。所述触控滑板可利用任意一种支架结构固定在拨盘进料位的前侧位置，本发明不限定支架具体结构。

为了使触控轮和触控滑板在运动中配合平顺避免撞击，在拨盘旋转方向上，触控滑板优选为长条形结构，且触控滑板与触控轮的接触面为弧形（即触控滑板与触控轮的接触面有一定弧度）。

所述钩子的杠杆臂中部设置有第一靠轮，第一靠轮优选通过销轴组件可旋转设置在拨盘上，且第一靠轮突出限位凹槽边缘。

作为优选，杠杆臂通过销轴组件与拨盘铰接，所述销轴组件优选螺孔轴、螺钉构成，螺孔轴贯穿第一靠轮、钩子杠杆臂轴孔后，与螺钉螺纹连接，螺孔轴外圆面与杠杆臂轴孔内壁之间设置有轴套。

为了避免被输送物体与限位凹槽边缘处直接接触，还可以在拨盘上设置至少一个第二靠轮，第二靠轮通过靠轮轴与拨盘连接，且第二靠轮突出限位凹槽边缘。

拨盘上可以设置一个、两个或三个第二靠轮，优选为设置一个第二靠轮，设置在限位凹槽一侧的钩子上的第一靠轮、压轮与设置在限位凹槽另一侧的第二靠轮构成被输送物体限位空间。

特别是，在包含被输送物体的情况下，压轮和第一靠轮、第二靠轮的中心轴以近似等边三角形分布，是被输送物体最稳定的状态。

为了满足被输送物体的检测、贴标等操作，上述无护栏输送装置还可以包括自转驱动总成，至少一个自转驱动总成设置在拨盘侧面，用于带动拨盘限位凹槽内的被输送物体自转。

上述无护栏输送装置中，所述输入机构优选由输送带、螺旋导轨总成及螺旋导轨护栏构成，螺旋导轨总成与螺旋导轨护栏均设置在输送带上方，螺旋导轨总成与螺旋导轨护栏之间形成的输送通道与拨盘进料位的限位凹槽对齐。

所述输出机构主要由输送带、导出辊、导出板构成，导出辊、导出板均设置在输送带上方，导出辊、导出板间形成的输送通道与拨盘出料位的限位凹槽对齐，导出辊的旋转方向与拨盘的旋转方向相反。

输入机构与输出机构所述输送带，可根据生产需要选用同一输送带或不同输送带，如前后输送方向相同时，可选用同一输送带；如前后输送方向有所改变，可选用不同输送带。

为了使被输送物体的导出更为流畅，导出板的导向圆弧面优选与导出辊同轴心，并且分别与被输送物体的外圆内切和外切。

无护栏输送装置的另外一种具体结构可以包括直线输送带、链板，所述链板位于输送带侧面，并与其同步直线运动，在链板上等间距设置有限位凹槽，限位凹槽处设置有上述圆柱形物体定位机构。

本发明中，压轮、触控轮、第一靠轮、第二靠轮优选采用合适硬度的聚氨酯；钩子优选采用高强度钢材（如65mn钢）；触控滑板优选采用高强度塑料板或者中、低碳钢。

与现有技术相比，本发明的圆柱形物体定位机构及无护栏输送装置具有以下突出的有益效果：

（一）被输送物体被圆柱形物体定位机构固定在输送线上进行输送，避免了传统护栏结构的遮挡，圆柱形物体定位机构结构简单，操作空间大，视野开阔。方便实现对被输送物体的各种操作，比如用机器视觉系统拍照检测或者用各种测量传感器进行检测。特别是对被输送物体精确定位并驱动旋转的条件下进行连续拍照，实现360度无死角检测，并方便设置多个检测装置；

（二）由于圆柱形物体定位机构对输送物体的限制是由具有弹力的牵引件实现的，一方面，被输送物体规格尺寸有变化时可以自适应，无需进行固有结构的调整或改装，另一方面，可实现被输送物体的零间隙传送，保证了对被输送物体的操作精度或者效果，再一方面，在异常情况下，比如可能的与被输送物体的撞击，可以弹性避开撞击物；

（三）圆柱形物体定位机构的结构非常简单，实现及维护成本低廉。附图说明

附图1是实施例一圆柱形物体定位机构结构示意图；

附图2是图1所示圆柱形物体定位机构的立体图（无拉簧）；

附图3是图1所示圆柱形物体定位机构结构爆炸图（无拉簧）；

附图4是实施例二无护栏输送装置结构示意图；

附图5是图4所示无护栏输送装置立体图；

附图6是图4无护栏输送装置中圆柱形物体定位机构与拨盘的配合关系图；

附图7是图6所示圆柱形物体定位机构与拨盘配合关系的a-a剖视图；

附图8是图5所示无护栏输送装置b处放大结构示意图；

附图9是图5所示无护栏输送装置c处放大结构示意图；

附图10是实施例三无护栏输送装置结构示意图；

附图11是图10所示无护栏输送装置d处放大结构示意图。

附图标记：

1.输送带，2.螺旋导轨总成，3.螺旋导轨护栏，4.被输送圆形物体，5.摩擦轮，6.第二靠轮，7.自转驱动总成，8.导出辊，9.导出板，10.拨盘轴，11.触控滑板，12.拨盘，13.拉簧，14.钩子，14.1.杠杆臂，14.1.1.轴孔，14.2.摆动臂，14.3.触控臂，15.压轮，16.触控轮，17.第一靠轮，18.轴套，19.1.挂件，19.2.挂件（牵引突起），20.螺孔轴，21.平垫圈，22.螺钉，23.触控滑板接触面，24.导出板圆弧面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

实施例一：

如附图1、2、3所示，圆柱形物体定位机构主要由拉簧13、钩子14、压轮15、触控轮16、第一靠轮17及销轴组件构成。

钩子14由一体设计的杠杆臂14.1、摆动臂14.2及触控臂14.3构成。杠杆臂14.1、摆动臂14.2及触控臂14.3位于同一平面，且摆动臂14.2与触控臂14.3分别位于杠杆臂14.1的两侧。杠杆臂14.1与摆动臂14.2之间成90°夹角，杠杆臂14.1与触控臂14.3之间成120°夹角。

杠杆臂14.1中部开有轴孔14.1.1，销轴组件装配在轴孔14.1.1处。杠杆臂14.1的自由端固定有挂件19.1。杠杆臂14.1通过挂件19.1与拉簧13连接。

压轮15和触控轮16分别通过轮轴可旋转地固定在摆动臂14.2和触控臂14.3的自由端，且均可以自由转动。第一靠轮17通过销轴组件装配在杠杆臂中部轴孔14.1.1处，且第一靠轮17与杠杆臂14.1之间留有安装间隙。其中，压轮15和第一靠轮17位于钩子14的上方。触控轮16、挂件19.1位于钩子14的下方。

所述销轴组件由轴套18、螺孔轴20、螺钉22构成。螺孔轴20贯穿第一靠轮17轴心（轴承）、杠杆臂14.1的轴孔14.1.1后，与螺钉22螺纹连接。轴套18装配在螺孔轴20外圆面与轴孔14.1.1内壁之间。

实施例二：

如附图4、5所示，本发明的单拨盘无护栏输送装置主要由拨盘12、触控滑板11、输入机构、输出机构、圆柱形物体定位机构及自转驱动总成7构成。拨盘12通过拨盘轴10可间歇旋转的装配在输入机构、输出机构之间。

所述拨盘12的外周均布有10个限位凹槽，用于容纳被输送圆形物体4。为便于说明，图中分别标记为a,b,c,d,e,f,g,h,i,j。其中，如图所示的限位凹槽a所在位置设定为拨盘进料位，限位凹槽g所在位置设定为拨盘出料位。在每个限位凹槽处装配有实施例一所述的圆柱形物体定位机构及第二靠轮6。

如附图6、7所示，圆柱形物体定位机构的钩子14通过销轴组件与拨盘12铰接。销轴组件的螺孔轴20贯穿第一靠轮17轴心（轴承）、拨盘12的安装孔、钩子14（其杠杆臂14.1）的轴孔后，与螺钉22螺纹连接。钩子14的杠杆臂14.1内壁与螺孔轴20外圆面之间通过轴套18滑动配合。在第一靠轮17与拨盘12之间，以及螺钉22与轴套18下端之间均装配有平垫圈21。第一靠轮17突出限位凹槽边缘。

拉簧13挂接在挂件19.1与挂件19.2之间，用于提供钩子14持续的拉力。所述挂件19.2固定在拨盘12上。

第二靠轮6装配在拨盘12的限位凹槽处，且第二靠轮6突出限位凹槽边缘。限位凹槽一侧的钩子14上的第一靠轮17、压轮15与限位凹槽另一侧的第二靠轮6构成被输送圆形物体4的限位空间。

在拨盘12的限位凹槽a处，钩子14张开以便给被输送圆形物体4进入打开通道。在限位凹槽b、c、d、e、f、g处，钩子14全部呈关闭状态，在拉簧13的拉力作用下，压轮15压住被输送圆形物体4。在限位凹槽h、i、j处，被输送圆形物体4已经被导出，钩子14在拉簧13作用下处于复位状态，即摆动臂14.2及其自由端的压轮15向限位凹槽开口端闭合。此时杠杆臂14.1、拉簧13、挂件19.1及挂件19.2在一条直线上。

如附图8所示，触控滑板11固定在拨盘12进料位的前侧位置，且被安排在正好处于触控轮16随拨盘12圆周运动的路径上。触控滑板接触面23与触控轮16外圆面在拨盘12限位凹槽a对齐被输送圆形物体入口时接触压力最大，以便使钩子14充分张开，触控滑板11上下表面不超过压控轮上下表面，避免与压轮15干涉。触控轮16运转到被输送圆形物体4入口位置时与触控滑板11碰触，与触控轮16一体的钩子14被迫张大角度，给被输送圆形物体4让开通道。

为了使触控轮16和触控滑板11在运动中配合平顺避免撞击，触控滑板11有足够长度并且触控滑板11接触面23有一定圆弧度，同时触控滑板11以适当的角度安装，使得触控轮16较早就与之接触，随着拨盘12的转动，钩子14及压轮15逐渐张开，拨盘12停止时达到最大张角。

输入机构主要由输送带1、螺旋导轨总成2、螺旋导轨护栏3构成，螺旋导轨总成2与螺旋导轨护栏3均装配在输送带1上方，两者之间形成的输送通道与拨盘12进料位的限位凹槽a处对齐，用于实现被输送圆形物体4的输送、等间距分割，以便被输送圆形物体4顺利进入限位凹槽。

如附图9所示，输出机构主要由输送带1、导出辊8、导出板9构成。所述输送带1与输入机构采用同一输送带。导出辊8、导出板9装配在输送带1上方，两者之间形成的输送通道与拨盘12出料位的限位凹槽对齐，且导出板9的导向圆弧面24与导出辊8同轴心，并分别与被输送圆形物体4的外圆内切和外切。导出辊8的旋转方向与拨盘12的旋转方向相反。

在垂直于拨盘12表面的方向上，导出板9和导出辊8的安装高度需避开钩子14（包括杠杆臂14.1、摆动臂14.2、触控臂14.3）、压轮15、触控轮16、第一靠轮17和第二靠轮6等，以免干涉，并且对被输送圆形物体4的施力点要保证其运行稳定。

自转驱动总成7装配在拨盘12侧面。自转驱动总成7的摩擦轮5用于带动被输送圆形物体4自转。

本实施例单拨盘无护栏输送装置的工作流程如下：

拨盘12顺时针间歇运动，每当其停止时，由输送带1、螺旋导轨2、螺旋导轨护栏3配合，把被输送圆形物体4运送到拨盘12的限位凹槽a处。同时，触控轮16在触控滑板11的挤压下，钩子14及压轮15随之逆时针摆动而张开，打开了被输送圆形物体进入的通道。

拨盘12启动一个周期的运转时，转过一个适当的角度后，触控轮16因离开触控滑板11的约束，钩子14在拉簧拉力作用下复位，压轮15随之压住被输送圆形物体4，从而跟随拨盘12逐级带往限位凹槽g处。逐级输送期间可以对被输送圆形物体4作各种操作，比如被自转驱动单元7驱动旋转并被扫描拍照。

在拨盘12的凹槽g处，被输送圆形物体4在连续逆时针旋转的导出辊8的外圆面摩擦力作用下，克服拉簧13的拉力，促使钩子4张开，沿导出板9的圆弧面输送出去。

实施例三：

如附图10、11所示，本发明的双拨盘无护栏输送装置主要由两个拨盘12、触控滑板11、输入机构、输出机构及圆柱形物体定位机构构成。两个拨盘12通过拨盘轴10可间歇旋转的装配在输入机构、输出机构之间。

每个拨盘12配备有各自的导出板9和触控滑板11。其它结构及部分的连接关系与实施例二相同。