料勺装置的制作方法

本发明实施例涉及粉料称重定量技术领域，尤其涉及一种料勺装置。

背景技术：

目前，在各个工业加工领域，为了提高生产效率，在配料称重方面的设计采用自动称重的方式取代人工称重已经成为趋势。

在称量计重的应用上，目前有自动计量称重与人工称重两种主流方式。自动计量称重主要应用于矿山机械、水泥、食品加工等行业，普遍采用皮带称进行称重计量，其称量级别基本在1.0kg以上，甚至以吨计，精度基本上在千分之一左右。而在试验室、精细化工、军工产品等领域，对粉料普遍要求称量重量在1～30g范围内，精度大多要求±0.01g以下，误差范围大多数要求在0.01％～0.3％以内，大多采用人工称重来完成。

然而，由于人工称重方式完全依赖于操作者的工作状态，因此对于上述重量级别和精度级别要求，在人工称重过程中容易出现较大的人工误差，并且效率极低且需要耗用大量的人力成本。

技术实现要素：

本发明提供一种料勺装置，以解决人工称重完全依赖于操作者的工作状态，容易出现较大人工误差，以及效率极低且需要耗用大量的人力成本的问题。

本发明提供一种料勺装置，包括：

套壳、活塞、容杯、连接转轴、转动驱动件以及调节杆；

所述容杯包括用于设置所述调节杆的容杯套筒和设置有容腔的容杯底座，所述容杯套筒垂直设置在所述容杯底座中心，所述容杯底座设置在所述套壳内部；

所述连接转轴的一端与所述容杯套筒可拆卸连接，另一端与所述转动驱动件连接，所述转动驱动件用于将外部的旋转驱动力经所述连接转轴传递至所述容杯，以使所述容杯旋转；

所述调节杆的一端与所述活塞连接，另一端依次穿设在所述容杯套筒以及所述连接转轴中，所述活塞位于所述底座中的所述容腔内，当所述调节杆沿着所述容杯套筒轴线上下运动时所述活塞随着所述调节杆上下运动。

在一种可能的设计中，所述连接转轴与所述容杯套筒沿径向开设有对应的定位孔螺纹孔，连接螺钉依次穿过所述连接转轴与所述容杯套筒的外壁，以使所述连接转轴与所述容杯套筒之间形成轴向固定和周向固定。

在一种可能的设计中，所述连接转轴外侧依次套接有下轴承、第一轴套以及上轴承；

所述上轴承与所述下轴承的外圈套接有轴承座；

所述下轴承的内圈一端与所述连接转轴上的阶梯相抵，另一端与所述第一轴套相抵；

所述下轴承的外圈与所述轴承座的一端相抵，所述轴承座的另一端上设置有轴承压盖，所述轴承压盖与所述轴承座之间通过螺钉可拆卸连接，所述轴承压盖与所述上轴承的外圈相抵。

在一种可能的设计中，所述转动驱动件为齿轮；

所述齿轮与所述连接转轴之间通过键进行连接。

在一种可能的设计中，所述齿轮与所述上轴承之间还设置有第二轴套；

所述第二轴套套接在所述连接转轴外侧，所述第二轴套的一端与所述上轴承的内圈相抵，另一端与所述齿轮相抵。

在一种可能的设计中，所述齿轮远离所述第二轴套的一端还设置有齿轮压盖，所述齿轮压盖所述齿轮之间通过螺钉可拆卸连接。

在一种可能的设计中，所述活塞包括：活塞杆连接板、活塞杆；所述活塞杆设置在所述活塞杆连接板上，所述活塞杆连接板位于所述容杯下部，所述活塞杆位于所述容腔内部。

在一种可能的设计中，所述活塞还包括：活塞杆定位板，所述活塞杆定位板将所述活塞杆和所述调节杆连接固定。

在一种可能的设计中，所述容腔为圆柱形的腔体，所述活塞杆为与所述容腔匹配的圆柱体，所述容腔的数量为至少一个，并且所述容腔与所述活塞杆的数量相同。

在一种可能的设计中，所述容腔的数量为多个时，多个所述容腔均匀分布在所述容杯套筒周围。

本发明提供的一种料勺装置，通过调节调节杆向下移动，从而使得使容杯底座的容腔上形成可容纳粉料的空间，在将粉料置入容腔内之后，再调节调节杆向上移动，从而带动活塞向上移动以使得容腔内的粉料被迫推出，最后再通过驱动转动驱动件旋转，以使容杯旋转，从而使得粉料在容杯底座22旋转所产生的离心力的作用下移动至称重模块上进行称重，此外，由于料勺装置中的连接转轴的一端与容杯套筒为可拆卸连接，因此，可以根据实际需求，对连接在连接转轴的一端上的容杯套筒进行快速更换，以更好地适应不同的称重需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种料勺装置的结构示意图；

图2是图1中所示的料勺装置的结构剖面示意图；

图3为本发明提供的料勺装置使用时的流程图。

附图标记说明：

1：调节杆；

2：容杯；

21：容杯套筒；

22：容杯底座；

3：活塞；

31：活塞杆；

32：活塞杆连接板；

33：活塞杆定位板；

4：套壳；

5：连接转轴；

51：连接螺钉；

6：轴承座；

61：轴承压盖；

62：螺钉；

63：下轴承；

64：上轴承；

65：第一轴套；

7：齿轮；

71：齿轮压盖；

72：键；

73：第二轴套。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在试验室、精细化工、军工产品等领域，对粉料普遍要求称量重量在1～30g范围内，精度大多要求±0.01g以下，误差范围大多数要求在0.01％～0.3％以内，大多采用人工称重来完成。比如要称重20g的粉料时，如果所称重量超过20g或不足20g的话，还需要由人工对粉料不断进行微量增减，难以达到接近目标重量定量值的结果，效率极低且需要耗用大量的人力成本。

针对上述存在的问题，本发明实施例提供一种料勺装置，对粉料进行取出称重，在保证精度的同时提高称重效率。

图1是根据一示例性实施例示出的一种料勺装置的结构示意图，图2是图1中所示的料勺装置的结构剖面示意图。如图1-图2所示，本实施例提供的料勺装置，包括：套壳4、活塞3、容杯2、连接转轴5、转动驱动件以及调节杆1。

具体地，容杯2包括用于设置调节杆1的容杯套筒21和设置有容腔的容杯底座22，容杯套筒21垂直设置在容杯底座22的中心，容杯底座22设置在套壳4内部。连接转轴5的一端与容杯套筒21可拆卸连接，另一端与转动驱动件连接，转动驱动件用于将外部的旋转驱动力经连接转轴5传递至容杯2，以使容杯2旋转。其中，转动驱动件可以是齿轮、链轮后者是带轮，值得说明地，在本实施例中并不对转动驱动件的具体形式进行限定，只需保证转动驱动件能够实现将外部的旋转驱动力传递至容杯即可。

此外，调节杆1的一端与活塞3连接，另一端依次穿设在容杯套筒21以及连接转轴5中，活塞3位于容杯底座22中的容腔内，当调节杆1沿着容杯套筒21轴线上下运动时活塞3随着调节杆1上下运动。

其中，调节杆1与活塞3之间的连接，可以采用焊接方式，以提高连接的牢固度；为了便于更换不同长度的杆体，也可以采用可拆卸的连接方式，例如：螺纹连接、卡扣连接和铰链连接等，值得说明地，在本实施例中并不对调节杆1与活塞3之间的连接方式进行具体的限定，只需保证其二者之间能够实现可靠的连接即可。此外，调节杆1可以采用金属材料制造，最好是高强度的钢材制造，以避免因形变而影响调节杆的上下移动，并且，调节杆1的长度可以根据粉料的位置及调节料勺上下移动的具体装置的位置进行具体设定。而套壳4设于容杯底座22的外围，套壳4和容杯底座22之间的连接可以采用可拆卸的连接方式，例如：卡扣连接等。

下面结合本实施例提供的料勺装置的具体使用方法对其实现的原理进行说明：

首先，调节调节杆1向下移动，带动活塞3向下移动，并使容杯底座22的容腔上形成可容纳粉料的空间；然后，将粉料置入容腔内，移动本料勺装置至称重模块处；调节调节杆1向上移动，带动活塞3向上移动，并使容腔内的粉料被迫推出；再通过驱动转动驱动件旋转，并经连接转轴5将旋转驱动力传递至容杯2，以使容杯2旋转，此时，粉料在容杯底座22旋转所产生的离心力的作用下移动至称重模块上进行称重。

此外，本实施例提供的料勺装置还可以通过改变调节杆1的提升速度和提升位置来确认容腔内粉料的推出速度和推出量，然后再通过旋转将粉料甩出至称重装置进行称重，在检测到称重装置称到的粉料重量达到需要的重量则控制停止将粉料推出和甩出，可有效的避免人工称重过程中效率极低且需要耗用大量的人力成本的问题，同时，提高粉料称重效率。

而对于不同的粉料称重要求，可将容杯制作成不同大小规格的容腔，也可以根据不同性状的待称粉料制作成若干个规格，由于本实施例中所提供料勺装置中的连接转轴5的一端与容杯套筒21为可拆卸连接，因此，可以根据实际需求，对连接在连接转轴5的一端上的容杯套筒21进行快速更换，以更好地适应不同的称重需求。

本实施例通过调节调节杆向下移动，从而使得使容杯底座的容腔上形成可容纳粉料的空间，在将粉料置入容腔内之后，再调节调节杆向上移动，从而带动活塞向上移动以使得容腔内的粉料被迫推出，最后再通过驱动转动驱动件旋转，以使容杯旋转，从而使得粉料在容杯底座22旋转所产生的离心力的作用下移动至称重模块上进行称重，此外，由于料勺装置中的连接转轴的一端与容杯套筒为可拆卸连接，因此，可以根据实际需求，对连接在连接转轴的一端上的容杯套筒进行快速更换，以更好地适应不同的称重需求。

在上述实施例的基础上，下面采用几个具体的实施例，首先，对上述实施例中的连接转轴与容杯套筒之间的可拆卸连接进行详细说明。

具体地，连接转轴5与容杯套筒21沿径向开设有对应的定位孔螺纹孔，连接螺钉51依次穿过连接转轴5与容杯套筒21的外壁，以使连接转轴5与容杯套筒21之间形成轴向固定和周向固定。其中，对于连接转轴5与容杯套筒21沿径向开设的定位孔螺纹孔，至少为两个，并且该两个定位孔螺纹孔开设在连接转轴5与容杯套筒21的直径的两个端点上，但是，若开设的定位孔螺纹孔大于两个，为三个或者三个以上，则该定位孔螺纹孔可以是沿着其周向均匀开设。

此外，连接转轴5外侧依次套接有下轴承63、第一轴套65以及上轴承61，并且，上轴承61与下轴承65的外圈套接有轴承座6，而下轴承65的内圈一端与连接转轴5上的阶梯相抵，另一端与第一轴套65相抵，此外，下轴承65的外圈与轴承座6的一端相抵，轴承座6的另一端上设置有轴承压盖61，轴承压盖61与轴承座6之间通过螺钉62可拆卸连接，并且，轴承压盖61与上轴承61的外圈相抵。

在一种可能的设计中，上述实施例中的转动驱动件可以为齿轮7，其中，齿轮7与连接转轴5之间通过键进行连接。值得说明地，上述的键连接可以是平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接或者是花键连接，在本实施例中并不对键连接的具体形式进行限定，只需保证能够实现连接转轴5和齿轮7间的周向固定以传递运动和转矩即可。

为了实现齿轮7以及上轴承64的轴向定位，在齿轮7与上轴承64之间还可以设置有第二轴套73，其中，第二轴套73套接在连接转轴5的外侧，第二轴套73的一端与上轴承64的内圈相抵，而另一端与齿轮7相抵。

此外，在齿轮7远离第二轴套73的一端还设置有齿轮压盖71，齿轮压盖齿轮71之间通过螺钉可拆卸连接。

在上述实施例的基础上，下面采用几个具体的实施例，对上述实施例中的活塞进行详细说明。

在一种可能的实现方式中，活塞3可以包括活塞杆31、活塞杆连接板32。活塞杆31垂直设置在活塞杆连接板32上，活塞杆31与活塞杆连接板32的连接可以采用焊接方式，以提高连接的牢固度；在称量微量粉料时，可通过只对部分容腔放置粉料的方式来适应不同工况的称重需求，例如，在本实施例中所提供的料勺装置上可以设置有四个容腔，而实际粉料称量的需求只需两个容腔的容量，此时，可以通过只对该四个容腔中的任意其中两个容腔进行装填即可实现按需称重，从而进一步地扩大本实施例所提供的料勺装置的适用工况。活塞杆31可以采用金属材料制造，最好是高强度的钢材制造，以避免因形变而影响活塞杆的上下移动。活塞杆连接板32位于容杯底座22的下方，活塞杆31位于容杯底座22的容腔内部并可上下移动。

在一种可能的实现方式中，活塞3可以包括活塞杆定位板33；

活塞杆定位板33与调节杆1和活塞杆31相连，活塞杆定位板33用于固定活塞杆31，当调节杆1上下移动时，同时带动活塞杆31上下移动，活塞杆31在容杯底座22的套筒内上下移动，当活塞杆位置不固定而左右晃动时，对料勺的进料和出料产生阻碍，因此可以设置活塞杆定位板33对活塞杆31进行固定。活塞杆定位板33与调节杆1和活塞杆31的连接可以采用焊接方式，以提高连接的牢固度；在称量微量粉料时，可通过只对部分容腔放置粉料的方式来适应不同工况的称重需求，例如，在本实施例中所提供的料勺装置上可以设置有四个容腔，而实际粉料称量的需求只需两个容腔的容量，此时，可以通过只对该四个容腔中的任意其中两个容腔进行装填即可实现按需称重，从而进一步地扩大本实施例所提供的料勺装置的适用工况。

在一种可能的实现方式中，活塞杆31与容杯底座22的容腔的形状、大小保持一致，从而活塞杆31可在容腔内上下移动，并使粉料可以完全从容腔内推出。容杯底座22的容腔可为圆柱形的腔体，活塞杆31为与容腔直径大小相同的圆柱体，这样可以使活塞杆31以最小阻力在容腔内上下移动。

在一种可能的实现方式中，容杯底座22中至少设置一个容腔，活塞杆31位于容腔内部，活塞杆31在容腔内上下移动时，容腔形成空白部分，粉料填入此空白部分，完成取料。可以根据待称重粉料量来决定使用包含几个容腔的容杯。当待称重粉料较多时，可以使用包含多个容腔的容杯，粉料可同时置入多个容腔内或同时从多个容腔中推出，可提高一次性置入、推出的粉料量，使料勺装置适应于各种称重级别的场景中。

应理解，该容腔可以是圆柱形的腔体，也可以是其他形状的腔体，对此本方案不做限制，无论容腔是什么形状，对应的活塞杆31的形状是与容腔腔体匹配的即可，即活塞杆31需要在容腔内上下移动将待称重的粉料推出。一种优选的方案中，容腔与所述活塞杆31的数量相同。例如，容腔为圆柱形的腔体，所述活塞杆31为与所述容腔匹配的圆柱体。

在上述实施例的基础上，当容杯底座22包含多个容腔时，多个容腔均匀分布在容杯套筒周围。在粉料取料过程中，调节调节杆1向下移动，调节杆1带动活塞向下移动，从而使容杯底座22的容腔形成空白部分，将粉料置入容腔中，即可完成粉料取料。在粉料输出过程中，调节调节杆1向上移动，调节杆1带动活塞向上移动，从而使容腔内的粉料被迫从容腔中推出，然后旋转本料勺装置，粉料在离心力的作用下移动到称重模块上，即可完成粉料输出。其中，当容腔均匀分布在容杯套筒周围时，可使料勺装置在粉料置入、粉料推出和料勺装置旋转时受力均匀。特别是在料勺装置旋转时如果受力不均匀，容易引起料勺装置中各组成部件的形变，进而影响料勺装置的使用寿命。

在上述实施例的基础上，当活塞杆31向上移动至最高位置时，为了使粉料从料勺装置顺利移动到称重装置上，活塞杆31的上表面不低于套壳的上表面。在粉料输出过程中，调节调节杆1向上移动，调节杆1带动活塞向上移动，从而使容腔内的粉料被迫从容腔中推出，然后旋转本料勺装置，粉料在离心力的作用下移动到称重模块上，即可完成粉料输出。其中，当活塞杆31上升的位置不低于容杯底座22的水平面时，粉料从容腔内被完全推出至容杯底座22的水平面上，当容杯底座22的水平面不低于套壳的水平面时，因套壳未形成外围阻挡，所以旋转本料勺装置时粉料可在离心力的作用下完全脱离料勺装置，提高本料勺装置的粉料输出率。

在上述实施例的基础上，为了节省人力成本并且提高取料效率，可采用第一控制系统对本料勺进行自动控制。使用本料勺装置取料时，首先将本料勺装置移动至取料处，然后调节调节杆1向下移动，调节杆1向下移动带动活塞向下移动，进而容杯底座22的容腔形成空白部分，将粉料置入容杯底座22的容腔内，旋转本料勺装置，将高于容杯底座22上表面的粉料从料勺装置移除，以免料勺装置在移动过程中粉料洒落于其他位置，然后将料勺装置移动到称重模块处，控制调节杆1向上移动带动活塞向上移动，粉料从容杯底座22的容腔内被迫推出，然后再旋转本料勺装置，粉料在离心力的作用下从料勺装置移动至称重模块处。上述过程中所述的调节活塞杆31上下移动及料勺装置的旋转，均可使用第一控制模块实现。

在上述任一实施例的一种具体实现中，该料勺装置还包括第一控制装置，该第一控制装置与调节杆1连接，用于控制调节杆1上下移动。

在该方案中，第一控制模块可以是基于plc控制的机械手，用于控制调节杆1的上下移动。将调节杆1的另一端连接在机械手上，机械手与调节杆1的连接可以采用固定的连接方式，比如焊接方式，以提高牢固度；也可以采用可拆卸的连接方式，比如卡扣连接，螺纹连接等，以便更换不同重量规格的料勺装置。机械手控制调节杆1向下移动时，调节杆1带动活塞向下移动，进而容杯底座22的容腔形成空白部分，通过人工手动或者系统自动化方式，将粉料置入容杯底座22的容腔内，机械手控制调节杆1向上移动时，调节杆1带动活塞向上移动，粉料被迫从容腔中推出。

在上述任一实施例的另一具体实现中，料勺装置还包括：第二控制装置，所述第二控制装置与所述套筒连接，所述第二控制装置用于控制所述容杯旋转。

在该方案的具体实现中，第二控制模块控制主动齿轮转动，通过齿轮啮合，从何控制料勺装置的旋转。可以通过第二控制模块对主动齿轮的转速、转向、以及转速提升的方式进行具体的控制，从而满足不同工况下的称重需求。

在上述实施例的基础上，为了进一步的节省人工操作，可将称重模块与上述第一控制模块和第二控制模块连动。称重模块中可包含微量称重级别的高精度重量传感器，当称重粉料落入称重模块时，实时地对粉料进行称重，当称重模块上的粉料重量达到期望值时，控制第二控制系统，使料勺装置停止运动，进而阻止料勺装置中的粉料继续落在称重模块上。

图3为本发明料勺装置使用时的流程图。如图3所示，该料勺装置在具体进行使用时包括以下步骤：

s101：料勺装置移动至取料处。

s102：调节杆向下移动。

s103：粉料置入容杯底座的容腔内。

s104：旋转料勺装置。

s105：将料勺装置移动至称重模块处。

s106：调节杆向上移动。

s107：旋转料勺装置。

s108：称重模块称重。

s109：判断称重粉料重量是否达到期望值。若否，返回执行步骤s107，否则执行s110。

s110：料勺装置停止旋转。

在上述步骤中，系统控制机械手将料勺装置移动至取料处，机械手通过第一控制系统控制料勺装置中的调节杆向下移动，调节杆向下移动时带动活塞向下移动，从而使料勺装置的容杯底座形成空白的容腔，将粉料置入容腔内部，通过第二控制系统旋转料勺装置，高出容杯底座上表面的粉料在离心力的作用下脱离料勺装置，系统控制机械手将料勺装置移动至称重模块处，机械手通过第一控制系统控制料勺装置中的调节杆向上移动，调节杆向上移动时带动活塞向上移动，从而使容腔中的粉料被迫推出容腔，通过第二控制系统控制料勺装置旋转，粉料在离心力的作用下移动至称重模块处，称重模块实时显示粉料的重量，当称重模块上的粉料重量达到期望值时，系统自动控制第二控制系统，使料勺装置停止运动，进而阻止料勺装置中的粉料继续落在称重模块上，进而完成料勺装置的取料和称重过程。该过程完全避免了人工称重时需不断对粉料进行增减的过程，有效的避免了依赖人工称重导致的效率极低且需要耗用大量人力成本的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。