一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置及其使用方法与流程

本发明涉及悬挂输送技术领域，具体为一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置及其使用方法。

背景技术：

单轨悬挂自行输送机是我国开始使用的机电一体化物料输送设备，经过十几年的发展，现在它已经成为汽车、拖拉机、机械、轻工、家电等行业广泛应用的输送设备，尤其适用于具有直线上升、下降功能的前处理电泳工序。单轨悬挂自行输送机由升降装置、行走小车组、吊具等部分组成，由于其结构的限制，空中承载能力较小，运行的稳定性较差，不适合输送大型宽体工件。通过旋转浸漆方式的连续输送设备。工件在旋转框架的顶部，通过链式输送机进行输送。支架一侧带有旋转臂，旋转臂在稳定导轨的制约下起止回旋转作用。导轨在槽体两侧放置，同时旋转臂在辅助翻转机构作用下控制工件的旋转动作。链式输送机设计的结构简单，分上部直线运行和返回直线运行两部分。目前国内尚未研发出合理高效的双轨悬挂自行输送机的专利技术，也没有深入开展此项技术的研究，有必要迅速起步开展相关的研究工作。由于采用四点吊挂，在输送工件的过程中稳定性较好，双轨悬挂自行输送机特别适合大型宽体工件的输送与转弯，随着车辆结构及工艺的发展，双轨悬挂自行输送机的优势日渐突出。相对于单轨形式而言，双轨悬挂自行输送机的结构较为复杂。

例如，申请号为201410073209.0的，名称为悬挂输送换轨系统的发明专利。

该发明通过在旋转承载轨上设置小车定位装置和小车位置检测信号开关，能够使进入旋转承载轨上的小车准确停留在固定位置，不会造成整个悬挂输送系统的节拍出现混乱。其次该发明通过在承载盘上设置有环形阻挡板和旋转承载轨上设置环形缺口弥补板，使得旋转承载轨上的小车在转动过程中，不会掉出旋转承载轨。同时也不会使固定承载轨上的小车滑出固定承载轨，不会损坏加工后的工件和造成人身伤害。

但是，现有的智能悬挂输送装置中仍然存在以下缺陷：

现有的智能悬挂输送装置在弯轨道上工作时，悬挂运输系统难以维持运输物料始终处于平衡状态，尽管目前存在一些补偿措施，但是难以杜绝平衡无法维持的问题，导致运输过程由于其平衡不稳定出现运输局限的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置，包括传动装置、稳固架、预平衡架和自调整平衡架，所述稳固架设置在传动装置的下端，所述预平衡架垂直连接在稳固架上，所述自调整平衡架连接在预平衡架底端的中心位置处；

所述自调整平衡架包括与所述预平衡架底端互相连接的竖直连杆，所述竖直连杆下端连接有垂直立柱，所述垂直立柱的下端设置有与垂直立柱互相垂直的平衡悬挂杆，所述平衡悬挂杆中心位置上设置有可控步进电机，所述可控步进电机的左右两端对称设置有丝杆，所述丝杆上设置有移动砝码，所述平衡悬挂杆左右两侧端点处分别对称设置有第一姿态传感器和第二姿态传感器。

进一步地，所述传动装置包括三链带，所述三链带上设置有分布在所述稳固架左右两端的锁定扣，左右两侧的锁定扣之间设置有若干辅助锁环。

进一步地，所述三链带包括保护链带，所述保护链带的左右两侧设置有外链带，所述保护链带上均匀设置有若干扣拉环。

进一步地，所述外链带包括两块外链片，两块外链片之间设置有内链片，外链片和内链片之间连接有销件，每个所述内链片中心设置有嵌槽，相邻两个嵌槽之间设置有推动连接片，所述嵌槽内设置有连接在锁定扣上的链孔锁定杆。

进一步地，所述预平衡架包括预平衡架本体，所述预平衡架本体的上端设置有保护杆，所述保护杆的左右两侧设置有固定连接柱，所述平衡架本体内设置有两个可控气缸，所述可控气缸的下端连接有平衡压杆，所述平衡压杆上设置有水平固定板。

进一步地，所述平衡架本体的底部设置有两个左右对称的第一永磁体。

进一步地，两个所述第一永磁体为同种规格且向下的极性均相同。

进一步地，还包括用于控制所述自调整平衡架的控制系统，所述控制系统包括第一姿态传感器和第二姿态传感器的输出电压差信号，电压差信号送入放大电路，所述放大电路输出端连接有电流驱动电路，所述电流驱动电路输出的电流信号驱动可控步进电机，间接实现控制调整平衡悬挂杆平衡的功能。

进一步地，所述可控步进电机内包括连接在电流驱动电路上的线圈，所述线圈的左右两侧对称设置有两极控制片，所述两极控制片的外侧均设置有固定筒，所述固定筒内设置有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧靠近两极控制片的一端连接有第二永磁体，所述第二永磁体靠近两极控制片的一端设置有金属连接片。

进一步地，左右两侧的第二永磁体的相对面极性相同，所述金属连接片采用铜或银材料制成。

本发明还提出了一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤100、根据三链带初始端与水平面的倾角大小，设置预平衡架的平衡角度，保证预平衡后的自调整平衡架与开始运输时三链带起始端互相平行；

步骤200、根据不同的丝杆长度，设定可控步进电机的转速参数，反馈调平时间在0.5～1.5秒内完成；

步骤300、初始参数设定好后，接通电源进行一周期测试，对货物一周期运行情况进行记录；

步骤400、设置检验合格后，接通电源开始工作。

进一步地，在步骤100中调节的具体过程为，根据预平衡架初始状态，调节气缸控制平衡压杆的倾斜角度，保证此刻预平衡架与三链带互相平行。

进一步地，在步骤300中，记录项包括货物运输的周期，自动调平的时间以及整个过程平衡时间占总周期的百分比，用以判断平衡效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明首先利用自调整平衡架配合物料平衡装置控制系统实现自调整；其次平衡架在平衡打破时能够自我修正，而且通过预平衡架大大减少初步平衡所用的时间；利用三链带扣接方式传动代替传统悬挂小车自行移动，不仅保证整个传输过程的平稳性，而且避免单一运输小车损坏造成整个运输线停止的问题发生。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明预平衡架的结构示意图；

图3为本发明自调整平衡架的结构示意图；

图4为本发明三链带平面的结构示意图；

图5为本发明外链带的结构示意图；

图6为本发明物料平衡装置控制系统图；

图7为本发明物料平衡装置使用方法流程示意图。

图中标号：

1-传动装置；2-稳固架；3-预平衡架；4-自调整平衡架；

101-三链带；102-锁定扣；103-辅助锁环；

301-预平衡架本体；302-固定连接柱；303-保护杆；304-保护挂环；305- 可控气缸；306-平衡压杆；307-水平固定板；308-第一永磁体；

401-竖直连杆；402-垂直立柱；403-平衡悬挂杆；404-拉索；405-第一悬挂位；406-第二悬挂位；407-第三悬挂位；408-可控步进电机；409-丝杆； 410-移动砝码；411-悬挂勾环；412-第一姿态传感器；413-第二姿态传感器；

1011-外链带；1012-保护链带；

4081-两极控制片；4082-固定筒；4083-第二永磁体；4084-伸缩弹簧； 4085-金属连接片；4086-线圈；

10111-外链片；10112-销件；10113-内链片；10114-推动连接片；10115- 链孔锁定杆；10116-固定连接钉；10117-嵌槽；

10121-扣拉环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置包括传动装置1、稳固架2、预平衡架3和自调整平衡架4，稳固架2设置在传动装置1的下端，预平衡架3垂直连接在稳固架2上，自调整平衡架4连接在预平衡架3底端的中心位置处。

如图1所示，传动装置1包括三链带101，三链带101上设置有分布在稳固架2左右两端的锁定扣102，左右两侧的锁定扣102之间设置有若干辅助锁环103。

本发明具体实施过程为，传动装置1受到驱动后链带转动，链带转动带着锁定扣102在三链带101上移动，此时锁定扣102会跟着三链带101转动而移动，在开始运输之前预平衡架3利用平衡压杆306将自调整平衡架4处理到一个初平衡状态，在自调整平衡架4运输物料的过程中根据收集的姿态信息控制自调整平衡架4达到一个平衡状态，避免了物料运输时倾斜。

如图2所示，预平衡架3包括预平衡架本体301，预平衡架本体301的上端设置有保护杆303，保护杆303的左右两侧设置有固定连接柱302，平衡架本体301内设置有两个可控气缸305，可控气缸305的下端连接有平衡压杆 306，平衡压杆306上设置有水平固定板307。

预平衡架3的预平衡过程是，初始状态自调整平衡架4在三链带101上处于水平状态，此时可控气缸305控制平衡压杆306向下压动，进而达到平衡压杆306末端与平衡悬挂杆403左右两边接触，使得平衡悬挂杆403处于平衡状态。此时需要在第一悬挂位405第二悬挂位406和第三悬挂位407的悬挂勾环411上置放悬挂运输的物料，自调整平衡架4初次进行自我调节水平，然后开始运输，当整个自调整平衡架4运输到弯曲段时，上下的起伏导致自调整平衡架4的平衡打破，此时需要自调整平衡架4进行二次平衡调整，以保证物料实时处于一个平衡状态。

如图2所示，平衡架本体301的底部设置有两个左右对称的第一永磁体 308。

如图2所示，两个第一永磁体308为同种规格且向下的极性均相同。

如图3所示，自调整平衡架4包括与预平衡架3底端互相连接的竖直连杆401，竖直连杆401下端连接有垂直立柱402，垂直立柱402的下端设置有与垂直立柱402互相垂直的平衡悬挂杆403，平衡悬挂杆403中心位置上设置有可控步进电机408，可控步进电机408的左右两端对称设置有丝杆409，丝杆409上设置有移动砝码410，平衡悬挂杆403左右两侧端点处分别对称设置有第一姿态传感器412和第二姿态传感器413。

自调整平衡架4自平衡的过程各部件的工作原理是，当自调整平衡架4 的平衡被打破，本实施例中假设整个平衡悬挂杆403向右倾斜，那么整个状态被第一姿态传感器412和第二姿态传感器413感知，并产生反馈作用在可控步进电机408上，可控步进电机408会进一步控制左右两端丝杆409的转向，从而使得右侧的移动砝码410向左移动，而左侧的移动砝码410向右移动，使得平衡悬挂杆403再次平衡。平衡后的传感器信号差几乎为零，反馈近乎没有则左右两侧的移动砝码410保持不动维持平衡状态。

第一永磁体308竖直放置，使得磁体的一极向下，这样的目的是保证平衡状态时第一永磁体308向第一姿态传感器412和第二姿态传感器413发出的磁场大小相等方向相同，保证两传感器输出的信号差为零，仅在非平衡状态时两传感器才会产生不同的信号差用以驱动可控步进电机408的转向。

如图4所示，三链带101包括保护链带1012，保护链带1012的左右两侧设置有外链带1011，保护链带1012上均匀设置有若干扣拉环10121。

三链带101结构相较于传统静止的传输架来说，其利用外链带1011自行运动，通过扣接方式带动整个预平衡架3和自调整平衡架4运动不仅保证整个传输过程的平稳性，而且避免单一运输小车损坏造成整个运输线停止的问题发生。

其次保护链带1012的设计配合辅助锁环103牢牢将预平衡架3锁定在整个三链带101上，避免链条忽然断裂时出现整个设备的运输件坍塌，造成财产和人员的损伤。

如图5所示，外链带1011包括两块外链片10111，两块外链片10111之间设置有内链片10113，外链片10111和内链片10113之间连接有销件10112，每个内链片10113中心设置有嵌槽10117，相邻两个嵌槽10117之间设置有推动连接片10114，嵌槽10117内设置有连接在锁定扣102上的链孔锁定杆 10115。

外链带1011扣接的原理是，两块外链片10111牢牢锁住内链片10113，推动连接片10114提高链带的韧性，链孔锁定杆10115紧紧插入锁定扣102 内，在外链带1011移动时保证链孔锁定杆10115不会脱落，进而实现传动的目的。

如图6所示，本发明提出的一种物料平衡装置控制系统，包括第一姿态传感器412和第二姿态传感器413的输出电压差信号，电压差信号送入放大电路，放大电路输出端连接有电流驱动电路，电流驱动电路输出的电流信号驱动可控步进电机408，间接实现控制调整平衡悬挂杆403平衡的功能。

如图6所示，可控步进电机408内包括连接在电流驱动电路上的线圈 4086，线圈4086的左右两侧对称设置有两极控制片4081，两极控制片4081 的外侧均设置有固定筒4082，固定筒4082内设置有伸缩弹簧4084，伸缩弹簧4084靠近两极控制片4081的一端连接有第二永磁体4083，第二永磁体4083 靠近两极控制片4081的一端设置有金属连接片4085。

平衡装置控制系统是整个平衡过程的核心，当整个装置处于非平衡状态时，第一姿态传感器412和第二姿态传感器413接收第一永磁体308产生的磁场强度大小不同，两者的输出信号差通入放大电路中进行信号的放大，放大后的信号仍难以驱动线圈4086，此时需要进行一个电流驱动操作，当电压信号转换成电流信号时，此时功率增大进而驱动线圈4086，使得线圈4086的左右两端产生固定方向的磁场。

线圈4086两端产生磁场之后，会吸引固定筒4082内的第二永磁体4083，因为相对面的第二永磁体4083为相同磁极，故线圈4086两端右一侧是吸引第二永磁体4083而另一侧则会排斥第二永磁体4083，此时仅有一段的第二永磁体4083带着金属连接片4085贴向两极控制片4081。不同侧的两极控制片 4081接通可控步进电机408的转动方向也不尽相同，因此实现左右两侧移动砝码410的位置，达到调节平衡的目的。

如图6所示，左右两侧的第二永磁体4083的相对面极性相同，金属连接片4085采用铜或银材料制成。

金属连接片4085材料是低阻值且非铁磁性的材料，因为铁磁性材料会受线圈4086两端产生的磁场影响而发生移动，而且一旦阻值过高产生的热损耗就会变大浪费能耗，影响工作过程。

如图7所示，一种智能悬挂输送系统的物料平衡装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、根据三链带初始端与水平面的倾角大小，设置预平衡架的平衡角度，保证预平衡后的自调整平衡架与开始运输时三链带起始端互相平行；

步骤200、根据不同的丝杆长度，设定可控步进电机的转速参数，反馈调平时间在0.5～1.5秒内完成；

步骤300、初始参数设定好后，接通电源进行一周期测试，对货物一周期运行情况进行记录；

步骤400、设置检验合格后，接通电源开始工作。

在步骤100中调节的具体过程为，根据预平衡架初始状态，调节气缸控制平衡压杆的倾斜角度，保证此刻预平衡架与三链带互相平行。

在步骤300中，记录项包括货物运输的周期，自动调平的时间以及整个过程平衡时间占总周期的百分比，用以判断平衡效率

本发明的优点在于首先利用自调整平衡架配合物料平衡装置控制系统实现自调整平衡架在平衡打破时能够自我修正，而且通过预平衡架大大减少初步平衡所用的时间，利用三链带扣接方式传动代替传统悬挂小车自行移动，不仅保证整个传输过程的平稳性，而且避免单一运输小车损坏造成整个运输线停止的问题发生。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。