本发明属于机械设备技术领域，具体是涉及一种基于空间摆动机构的摆筛机。
背景技术：
珠茶是中国主要的外销绿茶之一，因其外形浑圆紧结，宛如珍珠而得名。珠茶筛选是珠茶加工工艺中非常重要的一个环节，其目的要是将珠茶茶叶中的碎茶和茶末筛选，对于提高珠茶的质量具有重要意义。传统的筛选方式是通过人工筛分或者采用曲柄连杆传动机构的往复振动筛来进行筛选。人工作业的工作方式不仅劳动强度大，工作效率低，而且导致筛选效果不佳，很多茶末和碎茶不能完全的分离出来，无法满足人们对于优质珠茶茶叶的需求。现有的珠茶筛选机械，其传动机构为曲柄连杆机构，由于曲柄连杆机构体积较大且空间不对称造成偏重，容易产生较大的惯性力，造成共振和噪声，导致此类珠茶筛选装备工作的不稳定，使用寿命较短，这大大影响了珠茶筛选的工作效率和珠茶质量。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于空间摆动机构的摆筛机。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于空间摆动机构的摆筛机，包括机架、空间摆动机构、筛茶组件以及驱动机构；
所述空间摆动机构包括主动轴以及衬环，所述主动轴上设有衬环轴颈，所述主动轴的轴线与所述衬环轴颈的轴线相交并形成夹角，所述衬环通过轴承安装在所述衬环轴颈上，所述衬环与从动杆连接，所述从动杆与所述主动轴两者轴线垂直相交，所述主动轴通过衬环带动所述从动杆往复自转；
所述筛茶组件包括弧形槽构成的摆动筛，所述弧形槽的弧面构成筛面，所述筛面上设有筛孔，所述摆动筛与所述从动杆固定且随所述从动杆运动实现摆动动作。
进一步，所述主动轴的轴线与所述衬环轴颈的轴线的夹角为25～35°。
进一步，所述从动杆一端形成与所述衬环连接的连接叉，所述连接叉包括两个叉脚，所述衬环位于所述连接叉内侧，所述衬环外侧面设有对称布置且与所述叉脚分别连接的连接轴，所述连接轴与衬环以及从动杆的轴线分别垂直。
进一步，所述摆动筛由半圆弧形槽构成，所述摆动筛所在圆柱的轴线位于所述从动杆之间设有高度差。
进一步，所述驱动机构包括减速电机，所述减速电机传动轴上安装有第一小带轮以及第二小带轮，所述主动轴上安装有大带轮，所述摆动筛下方设有将过筛茶叶输出的传送带以及带动所述传送带行走的传送带带轮，所述第一小带轮与大带轮通过第一皮带实现传动连接，所述第二小带轮与传送带带轮通过第二皮带实现传动连接。
进一步，所述摆动筛倾斜布置，所述摆动筛较低的一端设有将茶叶转送至第一出茶口中的弧形滑板。
进一步，所述摆动筛两侧分别设有防止筛下的碎茶或茶末产生侧漏的挡板，所述挡板安装在所述机架上。
进一步，所述摆动筛两端分别设有滚轮，所述机架上设有供所述滚轮随摆动筛摆动时进行滚动的导轨。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述空间摆动机构在运行时，通过驱动机构给主动轴提供适合的转速，然后经过安装在衬环轴颈上的衬环带动从动杆往复自转并将动力传递给与从动杆固定的摆动筛，所述摆动筛在从动杆的作用下进行往复摆动，从而实现珠茶的筛选。本发明中所述空间摆动机构结构紧凑，占用空间小；所述衬环在主动轴的转动下进行位置随动以及调整，所述衬环位置变化时所述衬环的轴线围绕所述主动轴的轴线转动，所述衬环从而带动从动杆匀速往复自转，使得摆动筛筛茶平稳、均匀，筛茶过程产生的噪声小、磨损少、设备使用寿命长。
(2)本发明所述主动轴的轴线与所述衬环轴颈的轴线的夹角的选择可以确定所述从动杆的转动幅度，即所述摆动筛的摆动幅度。本发明所述主动轴的轴线与所述衬环轴颈的轴线的夹角为25～30°更利于茶叶的筛选，避免因为摆动幅度过大而导致茶叶破碎或是因为摆动幅度过小而导致茶叶筛选不彻底。
(3)本发明所述从动杆一端形成连接叉，所述连接叉一方面便于与衬环连接，另一方面使得衬环的随动可以带动从动杆往复自转，利于提高摆动筛摆动动作的稳定性，减小摆动动作的惯性，使得空间摆动机构整体结构更为稳定、牢靠。
(4)本发明所述摆动筛在筛茶时，大颗粒的茶叶留在摆动筛内且由摆动筛较高的一端缓慢移动至较低的一端并落入第一出茶口内，而通过摆动筛的筛孔落入传送带上的碎茶和茶末则由传送带输送至第二出茶口。本发明使得筛茶过程连续化、自动化，尤其适合工厂化使用，节约大量人力。
(5)本发明所述挡板可以使得碎茶以及茶末集中落在传送带上，而避免筛下的碎茶以及茶末在摆动筛来回摆动时被甩出并落在传送带以外的区域，利于碎茶以及茶末的收集，也利于改善厂房筛茶环境。
(6)本发明所述摆动筛的左右两端分别安装有橡胶滚轮，橡胶滚轮可在机架上的轨道上进行滚动，这样的结构不仅可以减轻摆动筛对从动杆的负荷，而且可以使摆动筛的运动更加平稳，提高摆动筛的筛选效率。
附图说明
图1、2为本发明的整体图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的俯视图；
图5为本发明的侧视图；
图6为本发明空间摆动机构结构图；
图7为本发明空间摆动机构中主动轴结构图；
图8为本发明摆动筛结构图；
图9为主动轴转动90°时空间摆动机构状态视图；
图10为主动轴转动180°时空间摆动机构状态视图；
图11为主动轴转动时270°时空间摆动机构状态视图；
图12为主动轴转动360°(0°)时空间摆动机构状态视图；
图13为主动轴转动90°时，摆动筛运动到左极限位置时的状态视图；
图14为主动轴转动270°时，摆动筛运动到右极限位置时的状态视图；
图15为摆筛机的机架整体结构图；
图16为从动杆结构图。
附图中标记的含义如下：
1-减速电机2a-第一皮带2b-第二皮带3-大带轮
4-机架5-衬环6-主动轴61-衬环轴颈62-左轴颈63-右轴颈
7-轴承8-从动杆81-连接叉
9-摆动筛91-筛面92-筛孔93-滑板
10-传送带11-滚轮12-传送带带轮
13a-第一小带轮13b-第二小带轮41-第一出茶口
42-第二出茶口43-挡板44-轨道
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案做出详细说明：
如图1、2、3、4、5所示：本发明包括机架4、空间摆动机构、筛茶组件以及驱动机构；
所述空间摆动机构包括主动轴6以及衬环5，所述主动轴6上设有衬环轴颈61，所述主动轴6的轴线与所述衬环轴颈61的轴线相交并形成夹角，所述衬环5通过轴承7安装在所述衬环轴颈61上，所述衬环5与从动杆8连接，所述从动杆8与所述主动轴6两者轴线垂直相交，所述主动轴6通过衬环5带动所述从动杆8往复自转；
所述筛茶组件包括弧形槽构成的摆动筛9，所述弧形槽的弧面构成筛面91，所述筛面91上设有筛孔92，所述摆动筛9与所述从动杆8固定且随所述从动杆8运动实现摆动动作。
本发明所述空间摆动机构在运行时，通过驱动机构给主动轴6提供适合的转速，然后经过安装在衬环轴颈61上的衬环5带动从动杆8往复自转并将动力传递给与从动杆8固定的摆动筛9，所述摆动筛9在从动杆8的作用下进行往复摆动，从而实现珠茶的筛选。本发明中所述空间摆动机构结构紧凑，占用空间小；所述衬环在主动轴6的转动下进行位置随动以及调整，所述衬环5位置变化时所述衬环5的轴线围绕所述主动轴6的轴线转动，所述衬环5从而带动从动杆8匀速往复自转，使得摆动筛筛茶平稳、均匀，筛茶过程产生的噪声小、磨损少、设备使用寿命长。
所述主动轴6的轴线与所述衬环轴颈61的轴线的夹角为25～35°。本发明所述主动轴6的轴线与所述衬环轴颈61的轴线的夹角的选择可以确定所述从动杆8的转动幅度，即所述摆动筛9的摆动幅度。本发明所述主动轴6的轴线与所述衬环轴颈61的轴线的夹角为25～30°更利于茶叶的筛选，避免因为摆动幅度过大而导致茶叶破碎或是因为摆动幅度过小而导致茶叶筛选不彻底。如图7所示：空间摆动机构中的主动轴6的衬环轴颈61的轴线和主动轴6的左轴颈62、右轴颈63的轴线在空间中相交，夹角为30°。因此，空间摆动机构在空间带动摆动筛的摆幅为60°，即摆动筛9在空间中的摆动幅度与空间摆动机构的从动杆的转动幅度一致，可达到60°。所述主动轴6每转一圈，从动杆8往复摆动60°，带动摆动筛9摆动60°，完成筛茶动作。
所述从动杆8一端形成与所述衬环5连接的连接叉81，所述连接叉81包括两个叉脚，所述衬环5位于所述连接叉81内侧，所述衬环5外侧面设有对称布置且与所述叉脚分别连接的连接轴，所述连接轴与衬环5以及从动杆8的轴线分别垂直。本发明所述连接叉81一方面便于与衬环连接，另一方面使得衬环5的随动可以带动从动杆8往复自转，利于提高摆动筛9摆动动作的稳定性，减小摆动动作的惯性，使得空间摆动机构整体结构更为稳定、牢靠。
所述驱动机构包括减速电机1，所述减速电机1传动轴上安装有第一小带轮13a以及第二小带轮13b，所述主动轴6上安装有大带轮3，所述摆动筛下方设有将过筛茶叶输出的传送带10以及带动所述传送带10行走的传送带带轮12，所述第一小带轮13a与大带轮3通过第一皮带2a实现传动连接，所述第二小带轮13b与传送带带轮通过第二皮带2b实现传动连接。摆动筛9正下方的传送带10通过辊轴安装在机架4上。
如图1、2、3、4、5所示：所述摆动筛9倾斜布置，所述摆动筛9较低的一端设有将茶叶转送至第一出茶口41中的弧形滑板93。空间摆动机构的主动轴6两端通过向心球轴承安装在机架4上，摆动筛9的两端设有与从动杆8进行固定的挂耳。机架4的右端安装有两个出茶口，位于机架4右端上方的第一出茶口41用来储存优质珠茶，位于机架4右端下方的第二出茶口42用来储存碎茶和茶末。
所述摆动筛9两侧分别设有挡板43，防止筛下的碎茶或茶末产生侧漏，所述挡板43安装在所述机架4上。
所述摆动筛9两端分别设有滚轮11，所述机架上设有供所述滚轮随摆动筛9摆动时进行滚动的导轨44。摆动筛9的左右两端分别安装有橡胶滚轮11，橡胶滚轮11可在机架4上的滚轮轨道44上滚动，这样的设计不仅可以减轻摆动筛9对从动杆8的负荷，而且可以使摆动筛9的运动更加平稳，提高摆动筛的筛选效率。
所述摆动筛9由弧形槽构成，所述摆动筛9所在圆柱的轴线与所述从动杆8之间设有高度差。本发明中的摆动筛9为4目不锈钢冲孔筛，摆动筛9长度为1100mm，曲率半径为300mm，包角为240°。摆动筛9的摆轴即从动杆8与摆动筛9所在圆柱的轴线之间的高度差为180mm，其目的是：增加筛面91上茶叶之间的相互滑移，提高筛分效果。实验表明：由于摆动筛9运动时的曲率半径与实际茶叶运动时的曲率半径不同，增加了实际茶叶的滑移量和最小跳动。如果没有此高度差，茶叶可能无法在筛面91上完成滑移，导致摆动筛9筛分效果不明显。弧形筛面91是厚度为1.5mm的不锈钢冲孔筛，筛孔92的直径是4mm。
本发明中的减速电机为单相异步交流减速电机(配变频器)，减速电机额定功率为750w，额定转速为200rpm，减速电机所配套的变频器的型号为锐普变频器220v单进单出型，额定功率为1500w，以实现减速电机120-180rpm无级调节，第一小带轮13a与大带轮3的传动比为2，使主动轴6获得60-90rpm的转速。第二小带轮13b与传送带带轮12的传动比为3，使传送带带轮12获得40-60rpm的转速。
如图9、10、11、12所示：当主动轴转动90°时，所述从动杆向左摆动30°，到达左极限位置。当主动轴转动180°时，所述从动杆向右摆动30°，回到初始位置(衬环轴线与主动轴以及从动杆的轴线位于同一平面)。当主动轴转动270°时，所述从动杆向右摆动30°，到达右极限位置。当主动轴转动360°时，所述从动杆向左摆动30°，回到初始位置(衬环轴线与主动轴以及从动杆的轴线位于同一平面)。
本发明工作过程：摆动筛9在空间中的摆动幅度与空间摆动机构的摆动幅度一致，可达到60°，并且空间摆动机构中的主动轴6每转动一圈，摆动筛9在空间中摆动60°。根据本发明图3、图5、图13、图14，当空间摆动机构转动90°时，摆动筛9向左摆动30°，到达左极限位置。当空间摆动机构转动180°时，摆动筛9向右摆动30°，回到最初水平位置(衬环轴线与主动轴以及从动杆的轴线位于同一平面)。当空间摆动机构转动270°时，摆动筛继续向右摆动30°，到达右极限位置。当空间摆动机构转动360°(整转一周)时，摆动筛向左摆动30°，摆动筛9回到最初水平位置(衬环轴线与主动轴以及从动杆的轴线位于同一平面)。