一种基于两个自动开关的智能上球系统

本发明涉及一种基于两个自动开关的智能上球系统，可应用于玻璃球损伤识别分拣等领域。

背景技术：

1、本专利涉及的玻璃材料以玻璃球为例。玻璃球具有优异的物理和化学性能，不仅化学成份稳定，还具有透光性与反射性，能隔热、防火、防尘、防潮，耐磨损、抗压强度高、抗冲击力强，安全性能高，生产成本低等优点，广泛应用于太阳能、医疗、建筑、交通、农业生产等工农业领域和人们的日常生活，具有重要的科学研究和商业应用价值[（1）lauraschwinger, et al."aluminum coated micro glass spheres to increase theinfraredreflectance." coatings 9.3(2019): doi:10.3390/coatings9030187. （2）e.m. saucedo-salazar, et al."production of glass spheres from blast furnaceslags by a thermalflame projection process." ceramics international 40.1(2014): doi:10.1016/j.ceramint.2013.07.002.]。

2、随着玻璃球在各个学科领域的深入研究和广泛应用，业界对玻璃球质量的要求越来越高。提高玻璃球质量就要控制减少玻璃球的缺陷损伤、优选没有缺陷损伤的玻璃球，因此玻璃球缺陷损伤高效率地检测具有重要意义，也是广大科研工作者的研究热点之一。

3、目前，玻璃球的损伤检测一般采用人工在大桌面上直接检测玻璃球的损伤情况，费时费力，容易检测出错，检测效率低、优选率低；我们课题组多年从事玻璃材料的损伤检测研究工作，致力于玻璃材料的损伤智能检测。本专利涉及的玻璃材料以玻璃球为例。理论与实验研究表明，玻璃球自动上料系统对实现玻璃球损伤智能检测非常重要。

技术实现思路

1、在国家自然基金(编号61671227和61431009)、山东省自然科学基金（zr2011fm015）、“泰山学者”建设工程专项经费支持下，本发明提出了一种基于两个自动开关的智能上球系统，采用微控制器控制重量检测器、闸刀开关、自适应管道，解决了玻璃球自动上球的可控性和稳定性问题，有重要的学术价值和应用价值，研究意义重大、应用前景广阔。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提出一种基于两个自动开关的智能上球系统；所采用的技术方案是：系统包括嵌入式微控制器电路模块、继电器模块组、第一推拉式电磁铁与第一闸刀开关、第二推拉式电磁铁与第二闸刀开关、含漏斗接口的容器、玻璃球、斜 t型上球管道、第三推拉式电磁铁与自适应管道、含凹槽的损伤检测平台、固定倾斜平板；第一与第二推拉式电磁铁、第一与第二闸刀开关、斜 t型上球管道可放置到固定倾斜平板上；嵌入式微控制器电路模块连接控制继电器模块组、损伤检测平台，继电器模块组连接控制推拉式电磁铁，推拉式电磁铁连接控制闸刀开关、自适应管道；推拉式电磁铁连接控制闸刀开关运行在两种状态，闸刀开关的状态关，闸刀刀片进入上球管道，挡住玻璃球；闸刀开关的状态开，闸刀刀片撤离上球管道，使得玻璃球可以通过上球管道；推拉式电磁铁连接控制自适应管道，使得自适应管道有两个状态，初始状态一是上球状态，自适应管道紧贴检测台凹槽，且两者间距小于1个玻璃球的直径，以确保玻璃球稳定固定在检测台凹槽；状态二是检测分拣状态，在推拉式电磁铁的作用下，自适应管道被抬升至检测台凹槽正上方且两者间距大于1个玻璃球的直径，以确保玻璃球顺利检测分拣；

4、第一与第二推拉式电磁铁连接控制的第一与第二闸刀开关放置在斜 t型上球管道的合适位置，斜 t型上球管道上有合适的闸刀开关进出缝隙，斜 t型上球管道内直径比玻璃球直径大0.5-1mm；第一与第二闸刀开关之间的距离比一个玻璃球直径大0.5-1mm；推拉式电磁铁连接控制第一与第二闸刀开关运行在开与关两种状态；含凹槽的损伤检测平台包括一种含凹槽的重量检测器，玻璃球进入凹槽，可以稳定地固定玻璃球、测量玻璃球的重量，还可以在此进行玻璃球损伤检测处理并分拣；含漏斗接口的容器盛放待检测的玻璃球，玻璃球在重力作用下进入与漏斗接口相连的斜 t型上球管道，斜 t型上球管道类似90度倒置的斜 t，近似水平的部分管道在固定倾斜平板上，倾斜平板上的管道与平面以上的竖直管道夹角85-89度，在闸刀开关控制下，管道夹角能确保玻璃球在重力作用下逐个从斜 t型上球管道、自适应管道进入含凹槽的损伤检测平台；损伤检测平台的凹槽与玻璃球1/3的球面相吻合；

5、嵌入式微控制器电路模块上电初始化，推拉式电磁铁连接控制第一闸刀开关与第二闸刀开关，使这两个闸刀开关初始状态均处于状态关；含漏斗接口的容器盛放的玻璃球进入斜 t型上球管道；微控制器根据损伤检测平台重量情况发送合适控制指令，若损伤检测平台无玻璃球即重量检测小于设定的阈值，第一推拉式电磁铁动作，使第一闸刀开关转换至状态开，由第一闸刀开关挡住的玻璃球进入第一闸刀开关和第二闸刀开关中间，此时第一闸刀开关复位状态关、第二闸刀开关挡住玻璃球；第二推拉式电磁铁动作，使第二闸刀开关转换至状态开，第二闸刀开关挡住的玻璃球被释放，之后，第二闸刀开关复位状态关；玻璃球在重力的作用下经过斜 t型上球管道、自适应管道运动至损伤检测平台的凹槽，自适应管道保持初始状态一即上球状态，自适应管道紧贴检测台凹槽，且两者间距小于1个玻璃球的直径，以确保玻璃球稳定固定在检测台凹槽；然后，自适应管道进入状态二即检测分拣状态，经嵌入式微控制器电路模块进行玻璃球损伤检测处理并分拣；检测分拣完成后，自适应管道复位状态一；若损伤检测平台有玻璃球即重量检测大于设定的阈值，自适应管道进入状态二即检测分拣状态，可直接经嵌入式微控制器电路模块进行玻璃球损伤检测处理并分拣；检测分拣完成后，自适应管道复位状态一；从此以后，嵌入式微控制器电路模块控制继电器、推拉式电磁铁动作，使闸刀开关再次先后进入状态关、状态开，自适应管道先后进入状态一和状态二，第二个玻璃球进入损伤检测平台的凹槽，经嵌入式微控制器电路模块进行玻璃球损伤检测处理并分拣；此后，不断循环往复。

6、本发明的有益效果如下：

7、1.采用控制两个闸刀开关，更为灵活地解决了玻璃球智能自动上球的可控性问题，为玻璃材料损伤智能检测提供了保障。

8、2.采用了自适应管道，确保了在状态一时，玻璃球稳定固定在检测台凹槽；在状态二时，以确保玻璃球顺利检测分拣出来；

9、3.采用嵌入式微控制器，实现智能化自动控制上球及其上球速度等；

10、4.采用了重量检测器，有效判断检测平台上有无玻璃球，使微处理有效控制各个环节的操作。