一种智能装配机器装置的制作方法

1.本发明属于乳化炸药生产制备技术领域，涉及一种智能装配机器装置。


背景技术：

2.乳化炸药是借助乳化剂的作用，使氧化剂盐类水溶液的微滴均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中形成一种油包水型的乳胶状炸药，是20世纪70年代发展起来的新型工业炸药。乳化炸药具备密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好等诸多优点，所以它广泛应用于各种民用爆破工作中，在有水和潮湿的爆破场合更显示其优越性。
3.乳化炸药在制备过程中，首先进行单元化加工，制成管状炸药料管，然后将多个炸药料管叠放均匀后捆在一起进行打包，形成炸药包，最后以炸药包为单位进行包装运输。
4.目前，市场上的炸药料管打包机械设备都是利用了卧式原理，在配料的过程中，将横放着的炸药料管运输至打包工位，然后多个炸药料管从上掉落到配料工位后叠放到足够的数量后再进行打包工作，因为炸药料管卧倒着从上掉下会存在很大的随机性，所以很容易产生叠放方向、角度、位置等情况参差不齐的现象，那么这类还需要加入对炸药料管进行定位的辅助设备，效益不佳。
5.对此，设计人认为将炸药料管的配料过程改成立式，即将炸药料管竖立着从上到下掉到配料工位中，然后掉落足够数量后再进行包装，可以降低配料过程的随机性，达到更好的配料效果。
6.但是，如果将炸药料管竖立掉下，就需要设备具备错位调节功能，使从投料口掉出的炸药料管相对于已经掉落到配料工位中的炸药料管呈错开让位状态(如果不错开，上面掉下的炸药料管底端可能会掉到下面的炸药料管顶端上，然后上面的炸药料管就会倾倒，产生堵料现象)。那么为了实现这种功能，普遍的方法是投料口能够进行位置切换改变，或是配料工位能够进行位置改变，但是不管是实现投料口的位置改变功能还是实现配料工位的位置改变功能，都会让整个设备变得非常复杂化，起码需要两个方向(主要是x轴方向和y轴方向)的数控能力才行。所以，在配料部件上进行原理性的设计，是十分必要的。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有的乳化炸药包装过程标准性和自动化程度不佳的问题，而提出的一种智能装配机器装置。
8.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
9.一种智能装配机器装置，其特征在于：包括支架体和相对于支架体固定设置的动力驱动元件、底盘、限位座；底盘上开设有下料口，底盘上方贴合转动设有配料盘，配料盘上开设有安装口，安装口内转动设有配料筒，配料筒上下穿透开设有配料口，配料盘能转动到配料口与下料口上下对齐的位置；动力驱动元件的输出端通过间隔驱动组件驱使配料盘相对于底盘转动，该间隔驱动组件能实现配料盘在运作一圈周期中依次进行一次旋转、一次
停滞、二次旋转、二次停滞的作业，一次停滞作业下配料筒处于配料工位，二次停滞作业下配料筒处于配料口与下料口上下对齐的卸料工位；限位座上设有用于驱动配料筒旋转的离心驱动组件，该离心驱动组件仅在配料盘处于一次停滞作业下才对配料筒进行旋转驱动。
10.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的间隔驱动组件包括固定设置在动力驱动元件输出端的驱动轮和转动设置在支架体上的驱动轴，驱动轴上错开固定设有驱动齿轮和驱动盘，驱动盘的外圈与配料盘外圈紧密贴合以摩擦力传递动力，驱动轮的外圈与驱动齿轮的外齿相互贴靠，驱动轮的外圈设有第一排齿和第二排齿，第一排齿和第二排齿之间形成第一空缺和第二空缺，第一排齿、第一空缺、第二排齿、第二空缺依次和驱动齿轮匹配的情况下配料盘依次进行一次旋转、一次停滞、二次旋转、二次停滞的作业。
11.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的第一排齿和第二排齿的齿数相同，使一次旋转和二次旋转使配料盘旋转的角度均为180
°
。
12.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的离心驱动组件包括固定套设在配料筒上的离心轮、设置在限位座上的输入轮和用于驱动输入轮转动的离心驱动元件，当配料盘处于一次停滞环境下时离心轮与输入轮挤压贴靠并通过摩擦力传动动力。
13.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的限位座朝向配料盘转动中轴的方向上开设有滑槽，滑槽内滑动设有滑体，滑体的上方固定设有滑座，输入轮和离心驱动元件设置在滑座上，滑体的下方横向固定设有引导块，引导块的端部固定设有引导体，配料盘上开设有一圈引导槽，引导槽由环状槽和弧状槽首尾对接形成，环状槽的平面形状呈现为圆环并截断有缺口，弧状槽的平面形状呈现为对称的二次函数形状，引导槽处于环状槽的截断缺口处，引导体处于引导槽内，引导体处于环状槽内的情况下滑体处于最远离配料盘的位置且该位置下配料盘进行一次旋转或二次旋转或二次停滞的作业，引导体处于弧状槽内的情况下随着配料盘的转动滑体能够被弧状槽内的引导作用下在靠近或远离配料盘的方向上移动，引导体移动到弧状槽内端时滑体处于最靠近配料盘的位置且该位置下配料盘恰好进入一次停滞作业使输入轮与离心轮挤压贴靠。
14.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的滑体上固定设有两组夹片，限位座的上下两端面贴合在两组夹片使滑体不会从限位座上脱离。
15.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的滑座上还开设有与滑槽平行的补偿槽，补偿槽内滑动设有补偿座，离心驱动元件固定设置在补偿座上，输入轮转动设置在补偿座上，补偿座与滑座之间还设有弹性件，该弹性件提供压力使输入轮和离心轮对接的过程更为紧密。
16.在上述的一种智能装配机器装置中，所述的限位座的两侧固定设有绝缘体，两个绝缘体上均竖向固定设有导电杆，导电杆的底部设有弯折端，两个导电杆的顶部均连接有软性导线，软性导线连接在离心驱动元件内的电机和电池线路上，滑体上固定设有绝缘块，绝缘块上横向架设有通路杆，当引导体移动到弧状槽最内端时通路杆与两侧的弯折端触碰对接使电机和电池所在线路完成通路进而让离心驱动元件进行运作。
17.与现有技术相比，本智能装配机器装置采用了全新原理，通过旋转离心方式来将炸药管料分散开进行配料，整台设备的连贯性好，自动化程度高。
附图说明
18.图1是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次旋转作业的起始端点的上视角结构简图；
19.图2是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次旋转作业的起始端点的下视角结构简图；
20.图3是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次旋转作业的过程中的上视角结构简图；
21.图4是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次旋转作业的过程中的下视角结构简图；
22.图5是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次停滞作业的过程中的上视角结构简图；
23.图6是本装置隐藏支架体后且配料盘处于一次停滞作业的过程中的下视角结构简图；
24.图7是本装置隐藏支架体后且配料盘处于二次旋转作业的过程中的上视角结构简图；
25.图8是本装置隐藏支架体后且配料盘处于二次旋转作业的过程中的下视角结构简图；
26.图9是本装置隐藏支架体后且配料盘处于二次停滞作业的过程中的上视角结构简图；
27.图10是本装置隐藏支架体后且配料盘处于二次停滞作业的过程中的下视角结构简图；
28.图11是本装置隐藏支架体和底盘后的下视角结构简图；
29.图12是限位座和离心驱动组件的结构简图；
30.图13是离心驱动组件中通路杆和导电杆的弯折端处于错开状态下的结构简图；
31.图14是离心驱动组件中通路杆和导电杆的弯折端处于对接状态下的结构简图；
32.图中，1、动力驱动元件；2、底盘；3、限位座；4、下料口；5、配料盘；6、配料筒；7、配料口；8、驱动轮；9、驱动轴；10、驱动齿轮；11、驱动盘；12、第一排齿；13、第一空缺；14、第二排齿；15、第二空缺；16、离心轮；17、输入轮；18、离心驱动元件；19、滑槽；20、滑体；21、滑座；22、引导块；23、引导体；24、引导槽；25、环状槽；26、弧状槽；27、夹片；28、补偿槽；29、补偿座；30、弹性件；31、绝缘体；32、导电杆；33、弯折端；34、软性导线；35、绝缘块；36、通路杆。
具体实施方式
33.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
34.为了便于实施者理解本方案的技术原理，在阐述实施方式前，先对零部件的可运作状态进行统一归类，运动状态的参考物为固定不动的支架体，那么，本文中：
35.相对于支架体固定不动的部件包括：动力驱动元件1、底盘2、限位座3；
36.相对于支架体可进行旋转运动的部件包括：配料盘5、驱动轮8、驱动轴9(驱动齿轮10、驱动盘11)；
37.相对于支架体可进行滑动运动的部件包括：滑体20(滑座21、引导块22、引导体23)。
38.另外，本文中的动力驱动元件1和离心驱动元件18并未给出具体结构，实际上它们只需要负责输出旋转动力即可，一般也就是采用普通的电机外加减速器以及变速齿轮即可构成，因为技术过于常规所以本文中不再展开描述。
39.如图1～10所示，智能装配机器装置包括支架体和相对于支架体固定设置的动力驱动元件1、底盘2、限位座3。
40.如图1～11所示，底盘2上开设有下料口4，底盘2上方贴合转动设有配料盘5，配料盘5上开设有安装口，安装口内转动设有配料筒6，配料筒6上下穿透开设有配料口7，配料盘5能转动到配料口7与下料口4上下对齐的位置；动力驱动元件1的输出端通过间隔驱动组件驱使配料盘5相对于底盘2转动，该间隔驱动组件能实现配料盘5在运作一圈周期中依次进行一次旋转、一次停滞、二次旋转、二次停滞的作业，一次停滞作业下配料筒6处于配料工位，二次停滞作业下配料筒6处于配料口7与下料口4上下对齐的卸料工位；限位座3上设有用于驱动配料筒6旋转的离心驱动组件，该离心驱动组件仅在配料盘5处于一次停滞作业下才对配料筒6进行旋转驱动。
41.通过上述阐述可以理解，智能装配机器装置的原理就是采用配料盘5的自动旋转来切换工位来进行配料。在这个过程中动力驱动元件1持续运作，通过间隔驱动组件的作用机理：
①
首先配料盘5进行一次旋转，将配料盘5旋转一定角度，将配料筒6移动到配料工位上，
②
然后配料盘5进行一次停滞，一次停滞的这段时间配料筒6上方的投料装置(投料装置是独立于本智能装配机器装置的另一个设备，它的功能是将炸药料管以单位化间隔形式竖立着往下投出)将会把炸药料管竖立着往下从正中心投入到配料筒6的配料口7内，同时离心驱动组件在这个过程中会带着配料筒6进行旋转，将已经掉到配料口7中的炸药料管向周圈甩开，而因为转速的存在所以炸药料管也不会因为自身的重力作用倾倒，炸药料管被甩开后就会及时让位不会影响到下一个炸药料管从上方投入，另外因为配料盘5和底盘2是相互贴合的，所以除非配料口7与下料口4上下对齐，否则炸药料管的底部就会被底盘2支撑着，当投料的作业完成后，
③
配料盘5就会进入二次旋转，将配料盘5再次旋转一定角度，一次旋转和二次旋转的总和是360
°
，也就是一个周期，结束后将配料筒6移动到卸料工位上，
④
配料盘5进入到二次停滞，此时配料口7与下料口4上下对齐，原本处于配料筒6内的炸药料管就可以从下料口4处调出，二次停滞的时间存在是为了保证有充足的时间让卸料装置(卸料装置是独立于本智能装配机器装置的另一个设备，它的功能是将炸药料管进行承接卸载)能够将炸药料管卸载。自此完成了一个周期的工作，然后再对从配料盘5出来的一捆炸药料管进行打包即可。
42.以上就是智能装配机器装置的初步设计原理，然后为了实现上述功能，还需要对各个组件进行设计：
43.间隔驱动组件包括固定设置在动力驱动元件1输出端的驱动轮8和转动设置在支架体上的驱动轴9，驱动轴9上错开固定设有驱动齿轮10和驱动盘11，驱动盘11的外圈与配料盘5外圈紧密贴合以摩擦力传递动力，驱动轮8的外圈与驱动齿轮10的外齿相互贴靠，驱动轮8的外圈设有第一排齿12和第二排齿14，第一排齿12和第二排齿14之间形成第一空缺13和第二空缺15，第一排齿12、第一空缺13、第二排齿14、第二空缺15依次和驱动齿轮10匹
配的情况下配料盘5依次进行一次旋转、一次停滞、二次旋转、二次停滞的作业。
44.为了实现配料盘5在一个运作周期内依次完成一次旋转、一次停滞、二次旋转、二次停滞这种功能，本设计采用了区别于普通齿轮的另类设计，从图中可以看出，驱动轮8在旋转一个周圈的过程中：
①
首先驱动轮8的第一排齿12会与驱动齿轮10啮合，进而使与驱动齿轮10同处于驱动轴9上的驱动盘11带动配料盘5旋转，对应一次旋转这个过程，
②
然后当驱动轮8的第一排齿12脱离驱动齿轮10后，第一空缺13与驱动齿轮10衔接上，但是此时驱动齿轮10会空转，对应一次停滞这个过程，
③
然后当驱动轮8的第二排齿14与驱动齿轮10啮合后，配料盘5再次进行转动，对应二次旋转这个过程，
④
最后驱动轮8的第二空缺15与驱动齿轮10衔接上，驱动齿轮10再次空转，对应二次停滞。这就达到了本设计预期的目的。
45.为了便于生产和调试，第一排齿12和第二排齿14最佳的形式是设计成齿数相同的情况，使一次旋转和二次旋转使配料盘5旋转的角度均为180
°
，然后配料工位和卸料工位恰好就是中心对称的。
46.离心驱动组件包括固定套设在配料筒6上的离心轮16、设置在限位座3上的输入轮17和用于驱动输入轮17转动的离心驱动元件18，当配料盘5处于一次停滞环境下时离心轮16与输入轮17挤压贴靠并通过摩擦力传动动力。
47.图5和图6就体现了配料盘5转动到一次停滞作业的位置处，此时离心轮16与输入轮17贴合，输入轮17能够将动力传递给离心轮16，使得配料筒6能够进行转动。
48.这种设计是因为配料筒6只需要配料工位才需要进行旋转，所以没必要将离心驱动元件18直接设置在配料盘5以持续驱使配料筒6，而且当配料筒6处于卸料工位时是必须要停转的，否则炸药料管一直处于高速甩动作用下就难以掉出。
49.另外，要实现离心轮16与输入轮17的接触的时候能够紧密贴合，也就是两者在接触时挤压贴靠，那么输入轮17的位置如果是固定的，就会存在问题：如果输入轮17的位置距离配料工位太远，那么离心轮16经过时候两者就难以紧密贴合；如果输入轮17的位置距离配料工位太近，又容易产生离心轮16经过时被输入轮17阻挡而导致对配料盘5转动的阻碍效果。然后，经过设计人分析后发现，如果将输入轮17的位置设置成可以改变的形式，当离心轮16没经过配料工位时输入轮17调整到相对配料工位远一些的位置，当离心轮16经过配料工位时配料盘5处于一次停滞的状态下输入轮17恰好自动移动到与离心轮16紧密贴靠的位置，这样的设计就可以完美的解决这个问题。对此，设计人提出以下技术手段：
50.限位座3朝向配料盘5转动中轴的方向上开设有滑槽19，滑槽19内滑动设有滑体20，滑体20的上方固定设有滑座21，输入轮17和离心驱动元件18设置在滑座21上，滑体20的下方横向固定设有引导块22，引导块22的端部固定设有引导体23，配料盘5上开设有一圈引导槽24，引导槽24由环状槽25和弧状槽26首尾对接形成，环状槽25的平面形状呈现为圆环并截断有缺口，弧状槽26的平面形状呈现为对称的二次函数形状，引导槽24处于环状槽25的截断缺口处，引导体23处于引导槽24内，引导体23处于环状槽25内的情况下滑体20处于最远离配料盘5的位置且该位置下配料盘5进行一次旋转或二次旋转或二次停滞的作业，引导体23处于弧状槽26内的情况下随着配料盘5的转动滑体20能够被弧状槽26内的引导作用下在靠近或远离配料盘5的方向上移动，引导体23移动到弧状槽26最内端时滑体20处于最靠近配料盘5的位置且该位置下配料盘5恰好进入一次停滞作业使输入轮17与离心轮16挤压贴靠。
51.观察图1～10，可以知晓：图5和图6的情况下引导体23处于弧状槽26的最内端，此时配料筒6处于配料工位处，也只有这种状态下离心轮16和输入轮17才是紧密贴合的，输入轮17能够将动力传递给离心轮16使其旋转；除了图5和图6以外的其它图示作用下，引导体23均处于环状槽25内，所以输入轮17都是在一个最远离配料工位的位置处。
52.如图12所示，滑体20上还固定设有两组夹片27，限位座3的上下两端面贴合在两组夹片27使滑体20不会从限位座3上脱离。
53.滑座21上还开设有与滑槽19平行的补偿槽28，补偿槽28内滑动设有补偿座29，离心驱动元件18固定设置在补偿座29上，输入轮17转动设置在补偿座29上，补偿座29与滑座21之间还设有弹性件30，该弹性件30提供压力使输入轮17和离心轮16对接的过程更为紧密。
54.既然要完成输入轮17和离心轮16的紧密贴合，那么在输入轮17上设计一个对其能够产生弹性力的弹性件30也是十分合适的。
55.图1～10从配料盘5旋转一周圈来依次体现本装置一个周期的工作过程，阐述完各个部件的技术结构和设计原理后，还可以通过图1～10来进行依次理解工作过程，其中图1和图2是配料盘5的初始状态，驱动轮8进行顺时针转动输出，然后接下来进行具体运作，进入到图3和图4的状态下：
56.①
如图3和图4所示，该状态下驱动轮8的第一排齿12与驱动齿轮10啮合，驱动轮8会传动动力给驱动齿轮10以带动配料盘5的转动，直到第一排齿12与驱动齿轮10脱离，就会进入到图5和图6的状态下；
57.②
如图5和图6所示，该状态下驱动轮8的第一空缺13并不会带动配料盘5的转动，所以配料盘5也就处于一次停滞作业下，配料筒6处于配料工位处以待进行承接炸药料管的作业，同时在引导槽24的作用下，引导体23滑动到了弧状槽26的最内端，滑体20也就移动到了最靠近配料工位的位置，输入轮17与离心轮16回紧密贴合上，引导体23就会带动离心轮16转动使配料筒6产生旋转离心效果，当第一空缺13已经完全经过驱动齿轮10后，配料筒6也已经完成了配料作业，借着进入到图7和图8所示的状态；
58.③
如图7和图8所示，在进入这种状态前驱动轮8的第二排齿14刚与驱动齿轮10啮合的一小段过程中，弧状槽26的存在使引导体23移位，然后让整个滑体20带这输入轮17即时让位，能够有效避免输入轮17卡住离心轮16的限位现象，接着继续带动配料盘5的转动，直到第二排齿14与驱动齿轮10脱离，进入到图9和图10的状态下；
59.④
如图9和图10所示，该状态下驱动轮8的第二空缺15也不会带动配料盘5的转动，所以配料盘5也就处于二次停滞作业下，配料筒6处于卸料工位处以待进行对配料筒6内的炸药料管卸载作业，当第二空缺15已经完全经过驱动齿轮10后，配料筒6也已经完成了卸料作业，然后配料盘5就会回归到图1和图2所示的初始状态。
60.以上就是配料盘5运作一个周期的配料工作情况。
61.另外，从图示中可以看出，宽度程度上第一空缺13是比第二空缺15大的，实际应用中也是如此，配料筒6在配料工位的一次停滞的时间肯定要比在卸料工位的二次停滞的时间长，因为配料工位需要一根一根逐步的从上方投料，而卸料过程基本上一次性就能完成，所以一次停滞需要消耗的时长也就会比二次停滞更长。
62.除此之外，离心驱动元件18并没有必要始终启动，仅需在输入轮17和离心轮16贴
合的情况下运作即可，所以设计人还对离心驱动元件18的自动启停功能进行了以下设计：
63.如图13和图14所示，限位座3的两侧固定设有绝缘体31，两个绝缘体31上均竖向固定设有导电杆32，导电杆32的底部设有弯折端33，两个导电杆32的顶部均连接有软性导线34，软性导线34连接在离心驱动元件18内的电机和电池线路上，滑体20上固定设有绝缘块35，绝缘块35上横向架设有通路杆36，当引导体23移动到弧状槽26内端时通路杆36与两侧的弯折端33触碰对接使电机和电池所在线路完成通路进而让离心驱动元件18进行运作。
64.在这里设计人也采用了巧妙的卡点原理，因为配料盘5处于一次停滞情况下滑体20的位置是唯一且固定的，而除去一次停滞配料盘5处于其它状态下滑体20就会离开之前的位置，那么在滑体20上下文章，设计一个通路杆36，当滑体20移动到最内端时就能通过通路杆36与导电杆32的对接让整条动能电路通路，离心驱动元件18即可运作。
65.当然这也脱离不了弧状槽26的巧妙设计，如图13所示，配料筒6在即将进入配料工位前，引导体23已经从环状槽25进入了弧状槽26，此时滑块就已经开始在滑槽19内活动，但是导电杆32的弯折端33还没有和通路杆36对接上，随着引导槽24的转动，引导体23会被拉动到处于弧状槽26最内端的位置处，也就是变成图14的位置处，这个位置下配料筒6就已经到了配料工位，巧妙的是此刻导电杆32的弯折端33恰好与通路杆36对接上了，然后离心驱动元件18锁在的线路完成通路就会进行运作，输入轮17也就适时启动带动离心轮16旋转。
66.应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括
……”
均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有
……”
，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含
……”
。
67.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。