面向装载机试验平台的物料整备装置的制作方法

本发明涉及物料整备装置领域，具体涉及一种面向装载机试验平台的物料整备装置。

背景技术：

目前的物料整备装置，主要应用在货物转运过程中或是火车车厢的物料平整方面，功能是平整出车厢中堆放物料顶面平面，避免物料运输过程中的散落，设备工作装置一般是实现两个自由度作业，其中包括实现装置升降的z轴自由度，另外的y轴自由度运动由车辆慢速行驶配合来实现，最终实现对堆放物料进行平整处理；功能实现相对简单，应用领域较窄；在测试装载机铲装物料的作业阻力实验中，为了进行多次重复试验，并保证测试数据准确性，需要在一次铲装实验之后将物料复原成铲装前的圆台形状，需要保证每次铲装前物料的安息角以及圆台高度相同，现有的物料整备设备难以达到铲装实验的要求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种面向装载机试验平台的物料整备装置，该整备装置克服现有技术缺陷，具有结构合理、操作便捷、适用性强的特点。

本发明的技术方案如下：

一种面向装载机试验平台的物料整备装置，包括支撑架、导槽、移动横梁、x向移动装置、z向移动装置、旋转装置、整备机构；

所述的支撑架为方形框架，设有两个，分别位于装载机实验台的x向的两侧，两个支撑架分别沿y向延伸；所述的导槽设有两个，分别设于装载机实验台两侧的支撑架顶部，两个导槽均延装载机实验台的y向设置；所述的移动横梁沿x向设置，其两端分别安装于两个的导槽上，能够沿着导槽在y向上运动；

所述的移动横梁上设有与其平行的导轨，所述的x向移动装置安装于导轨上，能够沿着导轨在在x向上运动；

所述的z向移动装置安装于x向移动装置上；所述的旋转装置设于z向移动装置的下部，能够在z向移动装置的带动下在z向上运动；

所述的整备机构包括安装架、整备板、整备杆，所述的安装架的上端安装于旋转装置的底端；所述的整备板设于安装架的底端，呈水平方向设置；所述的整备板上沿x方向设有长槽，长槽的宽度与整备杆的直径一致；长槽的中心点与旋转装置旋转中心点在整备板上的正投影点重合；

所述的安装架内设有沿y方向设置的连接杆ⅰ，所述的整备杆设有两根，两根整备杆的上端分别安装在连接杆ⅰ上，并且两根整备杆与该安装点相互接触，整备杆能够相对于连接杆ⅰ摆动，该安装点在整备板上的正投影点与长槽的中心点重合；

两根整备杆的下端分别从长槽向下穿出整备板，倾斜向两侧延伸；两根整备杆之间设有x向伸缩装置，能够撑开或者收拢两根整备杆；所述的x向伸缩装置位于整备板的上方；所述的整备板以及延伸于整备板下方的整备杆共同构成等腰梯形的上底边以及两侧的腰。

优选地，所述的安装架包括连接板ⅰ、支撑板；所述的连接板ⅰ固定设于旋转装置底部，能够在旋转装置的带动下转动；所述的支撑板包括三块，分别垂直向下设于连接板ⅰ底部的x向的两侧以及y向的一侧的边沿上。

优选地，所述的x向伸缩装置包括连接杆ⅱ、连接件、连接片ⅰ、连接片ⅱ；所述的连接件沿y向设置，一端与安装架上位于y向上的支撑板固定连接，另一端延伸至两根整备杆安装点的正下方，连接件上对应两根整备杆安装点的正下方处设有螺纹孔；所述的连接杆ⅱ沿z方向设置，其上部设有螺纹，通过螺纹配合旋入连接件的螺纹孔内，连接杆ⅱ上端通过螺母限位；所述的连接片ⅰ设有两片，两片连接片ⅰ的上端分别活动铰接于连接杆ⅱ的下端上，两片连接片ⅰ的下端分别向两侧延伸；所述的连接片ⅱ沿x向设有两个，两个连接片ⅱ的一端分别与两侧的整备杆的中部固定连接，两个连接片ⅱ的另一端分别与连接片ⅰ的下端活动铰接。

优选地，还包括辅助板，所述的辅助板的形状与整备板一致，所述的辅助板设于x向伸缩装置与整备板之间，所述的辅助板水平设置，其三边分别与三侧的支撑板固定连接，所述的辅助板上设有与整备板相对应的长槽；两根整备杆下部依次穿过辅助板与整备板的长槽延x向的两侧倾斜向下延伸；辅助板的长槽的宽度与整备杆的直径一致。

优选地，所述的整备杆的上部设有延其长度方向的短槽，连接杆ⅰ下端设有螺纹孔，通过螺栓穿过连接杆ⅰ的螺纹孔以及整备杆的短槽后配合螺母拧紧限位，实现整备杆与连接杆ⅰ的连接。

优选地，还包括连接板ⅱ、连接块，所述的连接板ⅱ的顶部与旋转装置连接，所述的连接块设于连接板ⅱ底部x向两侧，所述的连接板ⅱ通过连接块与安装架顶部连接，所述的连接杆ⅰ上部穿过安装架的顶部向上延伸，所述的连接杆ⅰ上部设有螺纹，所述的连接杆ⅰ通过螺母旋入其上部螺纹处与安装架连接，通过旋动螺母能够调节连接杆ⅰ与安装架的连接部位，进而改变连接杆ⅰ与整备杆安装点的高度。

优选地，所述的移动横梁包括横梁、滚轮ⅰ、电机ⅰ、齿轮、齿条；所述的横梁沿x向设置，横梁两端通过滚轮ⅰ安装于导槽内，横梁能够通过滚轮ⅰ延导槽在y方向上运动；所述的电机ⅰ设于横梁的任一端上，电机ⅰ的输出轴上固定设有齿轮，所述的齿条设于支撑架上，与齿轮啮合；横梁在电机ⅰ驱动下延导槽方向运动；所述的x向移动装置安装于横梁上。

优选地，所述的x向移动装置包括支架ⅰ、滚轮ⅱ、电机ⅱ、链轮、链条、转轴；所述的支架ⅰ呈水平方向设置，支架ⅰ的两端通过滚轮ⅱ设于导轨上，支架ⅰ能够通过滚轮ⅱ延x向运动；所述的链轮设有两组，分别设于移动横梁的两端，两组链轮之间环绕链条组成传动机构；所述的电机ⅱ设于移动横梁的任一端上，所述的电机ⅱ的输出轴经转轴与该端的链轮连接，带动链轮、链条的转动，从而带动支架ⅰ延x向运动；所述的z向移动装置安装于支架ⅰ上。

优选地，所述的z向移动装置包括电机ⅲ、变向减速器、丝杆、涡轮蜗杆机构、同步轴；所述的电机ⅲ安装于支架ⅰ的顶部，所述的变向减速器设有两个，分别设于支架ⅰ顶部x向的两侧，所述的同步轴呈水平方向设于两个变向减速器之间，所述的丝杆设有两根，对应设于下方；所述的电机ⅲ的输出轴向下延伸通过涡轮蜗杆机构与同步轴连接，能够带动同步轴转动，所述的同步轴两端分别与两侧的变向减速器连接，能够带动变向减速器的延竖直方向的输出轴转动，所述的丝杆的上端与变向减速器的输出轴连接，所述的丝杆的下端穿过支架ⅰ竖直向下延伸，与支架ⅰ底部的上表面通过轴承连接，所述的丝杆能够在变向减速器的带动下转动；所述的旋转装置上设有螺纹孔，通过螺纹孔装配于丝杆上。

优选地，所述的旋转装置包括支架ⅱ、电机ⅲ，所述的支架ⅱ两侧x向两侧设有竖直的贯穿的螺纹孔，所述的支架ⅱ通过螺纹孔与丝杆连接，能够在丝杆的带动下在z向运动；所述的电机ⅲ设于支架ⅱ中部，电机ⅲ的输出轴向下延伸，下端穿过支架ⅱ及支架ⅰ的底部与整备机构连接。

本发明的工作过程如下：

在装载机完成一次铲装测试之后，通过x向移动装置带动移动横梁移动至物料上方；通过z向移动装置带动旋转装置、整备机构下降至物料顶部对应的高度；调整整备机构的连接杆ⅰ，实现整备杆的夹角的调节，即调节物料整备后的圆台的两侧腰的倾角；调节整备机构的x向伸缩装置，实现整备板对应的梯形的上底边的长度的调节，即调节物料整备后的圆台的顶面直径；开启旋转装置带动整备机构转动，通过整备板及整备杆对物料进行整备，得到呈圆台形状的物料；整备完成后，z向移动装置带动旋转装置、整备机构上升复位，x向移动装置配合移动横梁带动支撑架离开物料所在区域，以进行下一次的装载机铲装测试。

本发明通过移动横梁、x向移动装置以及z向移动装置的结合，实现整备机构的三方向运动，操作便捷、整备效率高；整备机构采用可调节的整备板及整备杆的结构，构成物料圆台对应的梯形纵截面的轮廓，实现物料圆台的整备，并且通过连接杆ⅰ的铰接机构实现整备杆的角度调节，同时通过x向伸缩装置实现圆台顶部直径的调节，能够适用于不同实验工况下对于物料圆台尺寸的要求，增强整备装置的适用性；

同时，整备杆通过整备板的长槽倾斜向下延伸，通过整备板对整备杆的水平方向的两侧夹紧支撑，保证整备过程中的稳定性；附加的辅助板增强了对整备杆的支撑作用，进一步提高稳定性；整备杆的上部短槽提高了整备杆与连接杆ⅰ的连接灵活性，便于操作调节；移动横梁采用齿轮、齿条啮合的方式进行传动，提高了装置运行的稳定性；x向移动装置采用链轮与链条啮合的传动方式，更好地适应了x向移动的反复性，提高运行效率；z向移动装置采用丝杆与螺纹配合传动，提高了z向运动的精度与稳定性，采用变向减速器进行传动，便于操作人员进行z向高度的微调；通过连接板ⅱ、连接块实现旋转装置与整备机构的连接，便于对连接杆ⅰ进行调节，提高操作的便捷性。

附图说明

图1为本发明提供的面向装载机试验平台的物料整备装置结构正视图；

图2为本发明提供的面向装载机试验平台的物料整备装置结构俯视图；

图3为本发明提供的面向装载机试验平台的物料整备装置的整备机构放大图；

图中各部分名称及序号如下：

1为支撑架，2为导槽，3为移动横梁，4为x向移动装置，5为z向移动装置，6为旋转装置，7为整备机构，8为导轨，9为辅助板，10为连接板ⅱ，11为连接块；

31为横梁，32为滚轮ⅰ，33为电机ⅰ，34为齿轮，35为齿条；

41为支架ⅰ，42为滚轮ⅱ，43为电机ⅱ，44为链轮，45为链条，46为转轴；

51为电机ⅲ，52为变向减速器，53为丝杆；

61为支架ⅱ，62为电机ⅲ；

71为安装架，72为整备板，73为整备杆，74为连接杆ⅰ，75为x向伸缩装置；

711为连接板ⅰ，712为支撑板，731为短槽；751为连接杆ⅱ，752为连接件，753为连接片ⅰ，754为连接片ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本发明。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供的面向装载机试验平台的物料整备装置，包括支撑架1、导槽2、移动横梁3、x向移动装置4、z向移动装置5、旋转装置6、整备机构7；

所述的支撑架1为方形框架，设有两个，分别位于装载机实验台的x向的两侧，两个支撑架1分别沿y向延伸；所述的导槽2设有两个，分别设于装载机实验台两侧的支撑架1顶部，两个导槽2均延装载机实验台的y向设置；所述的移动横梁3沿x向设置，其两端分别安装于两个的导槽2上，能够沿着导槽2在y向上运动；

所述的移动横梁3上设有与其平行的导轨8，所述的x向移动装置4安装于导轨8上，能够沿着导轨8在在x向上运动；

所述的z向移动装置5安装于x向移动装置4上；所述的旋转装置6设于z向移动装置5的下部，能够在z向移动装置5的带动下在z向上运动；

所述的整备机构7包括安装架71、整备板72、整备杆73，所述的安装架71的上端安装于旋转装置6的底端；所述的整备板72设于安装架71的底端，呈水平方向设置；所述的整备板72上沿x方向设有长槽，长槽的宽度与整备杆72的直径一致；长槽的中心点与旋转装置6旋转中心点在整备板72上的正投影点重合；

所述的安装架71内设有沿y方向设置的连接杆ⅰ74，所述的整备杆73设有两根，两根整备杆73的上端分别安装在连接杆ⅰ74上，并且两根整备杆73与该安装点相互接触，整备杆73能够相对于连接杆ⅰ74摆动，该安装点在整备板74上的正投影点与长槽的中心点重合；

两根整备杆73的下端分别从长槽向下穿出整备板72，倾斜向两侧延伸；两根整备杆73之间设有x向伸缩装置75，能够撑开或者收拢两根整备杆73；所述的x向伸缩装置75位于整备板72的上方；所述的整备板74以及延伸于整备板72下方的整备杆73共同构成等腰梯形的上底边以及两侧的腰；

所述的安装架71包括连接板ⅰ711、支撑板712；所述的连接板ⅰ711固定设于旋转装置6底部，能够在旋转装置6的带动下转动；所述的支撑板712包括三块，分别垂直向下设于连接板ⅰ71底部的x向的两侧以及y向的一侧的边沿上；

所述的x向伸缩装置75包括连接杆ⅱ751、连接件752、连接片ⅰ753、连接片ⅱ754；所述的连接件751沿y向设置，一端与安装架71上位于y向上的支撑板712固定连接，另一端延伸至两根整备杆73安装点的正下方，连接件752上对应两根整备杆75安装点的正下方处设有螺纹孔；所述的连接杆ⅱ751沿z方向设置，其上部设有螺纹，通过螺纹配合旋入连接件752的螺纹孔内，连接杆ⅱ751上端通过螺母限位；所述的连接片ⅰ753设有两片，两片连接片ⅰ753的上端分别活动铰接于连接杆ⅱ751的下端上，两片连接片ⅰ753的下端分别向两侧延伸；所述的连接片ⅱ754沿x向设有两个，两个连接片ⅱ754的一端分别与两侧的整备杆73的中部固定连接，两个连接片ⅱ754的另一端分别与连接片ⅰ753的下端活动铰接；

还包括辅助板9，所述的辅助板9的形状与整备板72一致，所述的辅助板9设于x向伸缩装置75与整备板72之间，所述的辅助板9水平设置，其三边分别与三侧的支撑板712固定连接，所述的辅助板9上设有与整备板72相对应的长槽；两根整备杆73下部依次穿过辅助板9与整备板72的长槽延x向的两侧倾斜向下延伸；辅助板9的长槽的宽度与整备杆72的直径一致；

所述的整备杆73的上部设有延其长度方向的短槽731，连接杆ⅰ74下端设有螺纹孔，通过螺栓穿过连接杆ⅰ74的螺纹孔以及整备杆73的短槽731后配合螺母拧紧限位，实现整备杆73与连接杆ⅰ73的连接；

还包括连接板ⅱ10、连接块11，所述的连接板ⅱ10的顶部与旋转装置6连接，所述的连接块11设于连接板ⅱ10底部x向两侧，所述的连接板ⅱ10通过连接块11与安装架71顶部连接，所述的连接杆ⅰ74上部穿过安装架71的顶部向上延伸，所述的连接杆ⅰ74上部设有螺纹，所述的连接杆ⅰ74通过螺母旋入其上部螺纹处与安装架71连接，通过旋动螺母能够调节连接杆ⅰ74与安装架71的连接部位，进而改变连接杆ⅰ74与整备杆73安装点的高度；

所述的移动横梁3包括横梁31、滚轮ⅰ32、电机ⅰ33、齿轮34、齿条35；所述的横梁31沿x向设置，横梁31两端通过滚轮ⅰ32安装于导槽2内，横梁31能够通过滚轮ⅰ32延导槽2在y方向上运动；所述的电机ⅰ33设于横梁31的任一端上，电机ⅰ33的输出轴上固定设有齿轮34，所述的齿条35设于支撑架1上，与齿轮34啮合；横梁31在电机ⅰ33驱动下延导槽2方向运动；所述的x向移动装置4安装于横梁31上；

所述的x向移动装置4包括支架ⅰ41、滚轮ⅱ42、电机ⅱ43、链轮44、链条45、转轴46；所述的支架ⅰ41呈水平方向设置，支架ⅰ41的两端通过滚轮ⅱ42设于导轨8上，支架ⅰ41能够通过滚轮ⅱ42延x向运动；所述的链轮44设有两组，分别设于移动横梁3的两端，两组链轮44之间环绕链条45组成传动机构；所述的电机ⅱ43设于移动横梁3的任一端上，所述的电机ⅱ43的输出轴经转轴46与该端的链轮44连接，带动链轮44、链条45的转动，从而带动支架ⅰ41延x向运动；所述的z向移动装置5安装于支架ⅰ41上；

所述的z向移动装置5包括电机ⅲ51、变向减速器52、丝杆53、涡轮蜗杆机构54、同步轴55；所述的电机ⅲ51安装于支架ⅰ41的顶部，所述的变向减速器52设有两个，分别设于支架ⅰ41顶部x向的两侧，所述的同步轴55呈水平方向设于两个变向减速器52之间，所述的丝杆53设有两根，对应设于下方；所述的电机ⅲ51的输出轴向下延伸通过涡轮蜗杆机构54与同步轴55连接，能够带动同步轴55转动，所述的同步轴55两端分别与两侧的变向减速器52连接，能够带动变向减速器52的延竖直方向的输出轴转动，所述的丝杆53的上端与变向减速器52的输出轴连接，所述的丝杆53的下端穿过支架ⅰ41竖直向下延伸，与支架ⅰ41底部的上表面通过轴承连接，所述的丝杆53能够在变向减速器52的带动下转动；所述的旋转装置6上设有螺纹孔，通过螺纹孔装配于丝杆53上；

所述的旋转装置6包括支架ⅱ61、电机ⅲ62，所述的支架ⅱ61两侧x向两侧设有竖直的贯穿的螺纹孔，所述的支架ⅱ61通过螺纹孔与丝杆53连接，能够在丝杆53的带动下在z向运动；所述的电机ⅲ62设于支架ⅱ61中部，电机ⅲ62的输出轴向下延伸，下端穿过支架ⅱ61及支架ⅰ41的底部与整备机构7连接；

本实施例所述的x向指图1中的左右方向，y向指图1中的前后方向，z向指图1中的竖直方向。

本实施例的工作过程如下：

在装载机完成一次铲装测试之后，通过x向移动装置带动移动横梁移动至物料上方；通过z向移动装置带动旋转装置、整备机构下降至物料顶部对应的高度；调整整备机构的连接杆ⅰ，实现整备杆的夹角的调节，即调节物料整备后的圆台的两侧腰的倾角；调节整备机构的x向伸缩装置，实现整备板对应的梯形的上底边的长度的调节，即调节物料整备后的圆台的顶面直径；开启旋转装置带动整备机构转动，通过整备板及整备杆对物料进行整备，得到呈圆台形状的物料；整备完成后，z向移动装置带动旋转装置、整备机构上升复位，x向移动装置配合移动横梁带动支撑架离开物料所在区域，以进行下一次的装载机铲装测试。