机械手式粮食自动分拣设备的制造方法_2

文档序号:8307807阅读:来源:国知局
食是否有 效接触,或者是否有物料脱落。
[0033] 驱动机构分为:手部25驱动机构6、肩部22驱动机构1和机身21驱动机构3,为 整个自动分拣设备提供驱动力。上述手部25驱动机构6设置在上述机身21中或者肩部22 中,或者上述机械手式粮食自动分拣设备的外部,用于根据控制系统传输过来的分拣指令 来驱动上述手部25和臂部进行左右摆动。上述驱动单元的驱动模式为可实现单方向分拣 动作的模式或者可实现双方向分拣动作的模式,示例性的上述驱动单元可以为数字式交流 伺服电机,由输送带30两侧分离水分不合格粮食流,亦可配合不同电动装置驱动模式,实 现单方向分离。
[0034] 上述肩部22驱动机构1设置在上述肩部22中,用于接收到上述控制单元4发出 的指令,控制上述肩部22进行范围为0°至360°的回转,从而使上述手部25和臂部达到 最佳的工作位置;上述机身21驱动机构3设置在上述机身21中或者上述机械手式粮食自 动分拣设备的外部,用于接收到上述控制单元4发送的指令,控制上述机身21可以沿Z轴 方向进行机身21结构的伸长和缩短,从而使上述手部25和臂部达到最佳的工作位置。
[0035] 上述肩部22设置在上述机身21的顶部,与上述机身21可转动的连接,上述臂部 设置在该肩部22的一个侧面上,上述臂部分为上臂231和上臂232,该上臂231 -端固定在 上述肩部22的一个侧面上,上臂231另一端与上述上臂232的一端通过转动关节24连接, 上述上臂232的另一端与上述手部25固定连接。
[0036] 上述机械手式粮食自动分拣设备工作时,上述机身21设置在上述输送带30 -侧 的地上,并且该机身21自身为可调节长短的机构,通过改变Z轴方向的高度,使上述臂部和 手部25处于最佳的工作位置,以便更精准的完成对水分超标的不合格粮食完成分拣动作。
[0037] 肩部22与上述机身21可转动连接,所以上述肩部22的转动可带动上述上臂231、 上臂232和手部25相对于上述机身21水平旋转,旋转范围为:0°至360°,使上述臂部和 手部25处于最佳的工作位置。上述转动关节24位于输送带30纵向中心线的正上方,上述 手部25以该转动关节24的垂直线为中心轴在输送带30上面完成左右摆动的分拣动作,左 右摆动的角度范围根据输送带30的弧形截面的弧度确定,以达到开始分拣动作时,手部25 可以从上述输送带30的一个边缘上面沿所述中心轴在坚直平面内摆动到上述输送带30的 另一个边缘。
[0038] 鉴于手部25结构,可最大限度的把不合格粮食从侧面推离入仓路径即输送带30, 该部不合格粮食可在分拣设备下方设置不合格粮食收纳器,或由其他输送带30撤离入仓 路径,执行下步操作。
[0039] 示例性的,设定本发明实施例中的输送带的弧度为即手部25围绕上述中心轴 做-60°至60°之间的摆动。准备开始工作时,上述手部25在上述输送带30的一边的边 缘处停留,即在Φ为-60°处,上述手部25驱动单元等待上述控制单元4下发指令,接收到 该指令后,上述手部25在驱动机构的驱动作用下从输送带30的一边向下摆动并抓取不合 格的粮食,并继续向输送带30的另一边缘摆动,直到整个手部25到达Φ为60°处,将上述 不合格粮食倒入不合格粮食收纳器中或不合格粮食输送带30上撤离入仓路径,完成输送 带30上的不合格粮食的分拣动作。
[0040] 本发明实施例提供的一种机械手式粮食自动分拣设备的工作流程图如图3所示, 上述不合格粮食的分拣动作流程包括如下步骤:
[0041] 示例性的,规定允许稻谷水分含量需低于12. 5%,新进一批散粮待入库,按照本发 明,入仓首道程序为粮食水分含量测量。可采用目前较为先进的微波透射检测方法,在线准 确测取流经传感器的粮食水分含量,并把数据上传工控机,工控机对当前粮食的水分含量 与允许值作比较,作出是否允许已测粮食入仓的指令。
[0042] 步骤1、系统初始化,分拣设备自检,机械手就位,分拣准备工作就绪;
[0043] 步骤2、上述通讯单元5与上位机进行通讯;
[0044] 上述通讯单元5接收上述工控机发送过来的指令,并将该指令传输给上述控制单 元4。
[0045] 步骤3、判断粮食是否合格,是则不开始分拣动作,否则,执行步骤4 ;
[0046] 工控机对当前粮食的水分含量与允许值作比较,如粮食的水分含量不超标即为合 格粮食,则执行入仓流程,上述机械手式粮食自动分拣设备不进行分拣动作;水分含量超标 则为不合格粮食,则工控机给上述通讯单元5下发动作指令,机械手式粮食自动分拣设备 进行分拣动作,如已测粮食水分含量低于12. 5%,则工控机不对分拣设备作出指示,上述不 合格粮食的分拣动作不开始,而若已测粮食水分含量高于12. 5%,则执行步骤4。
[0047] 步骤4、判断执行机构是否到位,是则执行步骤5,否则发生故障,并报警;
[0048] 行程检测单元2,对执行机构的手部25、肩部22和机身21的动作和位置进行监 测,各机构是否在初始位置上,是否正常,动作是否准确等,是则执行步骤5,否就检测到上 述机械手式粮食自动分拣设备出现故障,并及时报警。
[0049] 步骤5、判断是否满足S +J= p ν(?)?,是则执行步骤6,否则,继续计时; Jo
[0050] 示例性的,假设手部25的宽度为d,亦即手部25每次可抓取粮食的厚度。机械手 式粮食自动分拣设备开始分拣的工作时间tl,输送带30运行速度V (t),分拣设备与检测设 备间距S,则开始分拣的工作时间tl可由下式推导:S + d = ^茜足条件,则分检工 作开始,不满足则继续计时。
[0051] 而分拣最小时长At则由检测到水分含量超标的粮食流长度L、d、机械手分拣动 作一次所需时间t2决定,t2指的是机械手从输送带30 -边缘进入分拣到从输送带30另 一边缘离开的一个分拣过程时间。它们之间存在以下关系:~ = f Z2 〇
[0052] 步骤6、手部25开始分拣动作;并判断手部25分拣动作是否正常,是则执行步骤 7,否则发生故障,并报警;
[0053] 手部25开始分拣动作时,传感单元7对上述手部25的分拣动作进行监测,监测手 部25与粮食是否有效接触,或者是否有物料脱落。感知到手掌与粮食无有效接触或有物料 脱落,则设备给出报警,并通过通讯接口与工控机通信,输送带30暂停,否则执行步骤7。
[0054] 步骤7、判断是否满足d彡t2*v (t),是则执行步骤9,否则执行步骤8 ;
[0055] 为了保证传送的持续性,对于检测到的水分含量超标的粮食段,如d彡t2*v(t), 则执行步骤9 ;如d〈t2*v (t),为了保证较高的分拣程度和不至于发生堆粮事故,工控机可 发送命令给输送带30控制装置,则执行步骤8。
[0056] 输送带30以恒定速度V (t) =0. 2m/s运转,手部25与检测设备间距S=2m,检测设备 连续检测到长为L=20cm的不合格粮食,从开始检测到上述不合格粮食开始的S/v(t) =IOs 后,上述不合格粮食到达分拣上述手部25工位下边界,假定每次手部25可抓取粮食厚度 为d=10cm,手部25tl=(S+d)/v(t)=10. 5s后开始抓取。手部25可以彳主复运动,亦即手部 25从输送带30 -边缘运动到另一边缘(即手部25的摆动角度0.为:-60°至60° )后,可 立即从到达边缘原路径返回起始输送带30边缘,假定手部25分拣一次所需时间为t2=ls, 则手部25完全分离L长度的水分超标粮食所需的分拣时长至少为Λ t=L/d=20s,由于满足 d=10cm〈t2*v(t)=l*0. 2m=20cm,为了超标粮食被完全分拣,不致于发生堆粮事故,所以执行 步骤8。
[0057] 步骤8、输送带30暂停并判断是否满足^ ^是则执行步骤6,否则,输送 带30继续暂停;
[0058] 输送带30暂停以后开始计时,当时暂停时间t3满足G M2 -^时,则执行步骤 6,输送带30继续输送工作,机械手继续进行分拣动作;否则输送带30继续暂停。
[0059] 如上述示例,暂停时间t3需不小于t2_d/v(t)=0. 5s。t3时间后,h时刻的L_d处 的粮食达到机械手工位的上边界,机械手经往复运作,可完全分拣该长度为L的超标粮食 流。
[0060] 步骤9、判断是否完成分拣频率(次数),是则执行步骤11结束,否则10。
[0061] 判断手部25的分拣动作是否完成工控机指定的分拣频率(次数),达到则
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