CN105966887A - 双自由度自张紧式皮带取料分拣机 - Google Patents

双自由度自张紧式皮带取料分拣机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，包括取料机构、伸缩机构、升降机构、承接机构和分离机构，升降机构用于调整取料机构的高度；伸缩机构用于调整取料机构的角度使其便于深入取料筒；承接机构置于取料机构下方，用于承接取料机构所取弹料；分离机构与承接机构相连，利用重力势能将所取两种不同尺寸的弹料进行分离。本发明可以在功率较小的情况下实现较高效率的取弹和分弹，充分节约空间与能源，结构简单，加工难度低，成本低，操作方便。

Description

双自由度自张紧式皮带取料分拣机
技术领域
本发明涉及一种取料分拣机构，具体涉及一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机。
背景技术
在RoboMasters机器人竞赛英雄机器人实弹射击竞赛中，机器人取弹装置的效率直接影响着比赛的成败，而现有的取弹装置有机械手式、螺旋提升机式和吸入式等。
其中机械手式采用多自由度机械手进行类似挖掘机的挖掘动作提取，效率较低，控制、实现难度大。螺旋提升机式将螺旋扇叶插入桶内后旋转进行提升，这种机构小型化困难，且难以加工。而吸入式则使用风机造成负压，类似吸尘器一样将子弹吸上来，这种方式所需要风机功率较大。因此需要开发一种小型化、小功率、自张紧式取弹装置。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，具有节约空间、成本低、结构及操作简单等特点，在功率较小的情况下实现较高效率的取弹和分弹。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，主要由取料机构、伸缩机构、升降机构、承接机构和分离机构组成，升降机构用于调整取料机构的高度；伸缩机构用于调整取料机构的角度；承接机构置于取料机构下方，用于承接取料机构所取弹料；分离机构与承接机构相连，将所取两种不同尺寸的弹料进行分离。
其中，升降机构包括上平台、下平台、导向杆、直线轴承和升降电机，导向杆固定在下平台上，上平台通过直线轴承套装在导向杆上，升降电机的机座固定在下平台上，升降电机的伸缩杆与上平台固定，通过升降电机驱动上平台沿导向杆往返移动。所述升降机构可节约空间、减轻重量以满足上场时机器人的尺寸要求，并通过升降功能实现将取弹机构伸入弹桶和为分离机构提供重力势能这两个作用。
取料机构包括旋转电机、带式输送机及若干个取料斗，带式输送机包括主动滚筒、从动滚筒、张紧装置和传送带，通过主动滚筒、从动滚筒和张紧装置张紧传送带，通过旋转电机驱动主动滚筒转动。取料斗沿传送方向均匀固定在传送带上，传送带转动带动取料斗做终而复始的运动，通过皮带转动以及使用多个取料斗来提升子弹，充分提高了取弹效率。主动滚筒和从动滚筒通过一个U型支架的两个侧臂支撑，U型支架侧臂的中上部与支撑杆的上端铰接，支撑杆的下端固定在上平台上；U型支架始终与水平面保持一定的倾角，取料斗将下方的弹料运输到上方后再倾倒出。
伸缩机构包括两组平面连杆机构及伸缩电机，每个平面两杆机构包括上杆和下杆，上杆的下端和下杆的上端铰接；上杆的上端与U型支架侧臂的上端铰接，下杆的下端铰接于上平台上；伸缩电机的机座铰接于下杆中部，伸缩电机的伸缩杆端部铰接于上杆中部。所述伸缩机构为行程放大机构，在质量和占用空间较小的情况下将伸缩电机的行程放大以调整取料机构的角度，使其便于深入取料筒。伸缩机构中的连杆均为型材，型材的加工难度低，加工周期短，成本低。
承接机构为带有入料口及出料口的箱体，箱体的入料口置于取料斗出料位置的正下方。
分离机构为下底面带有凹槽的斜向导轨，斜向导轨的上端入口与箱体的出料口相连；凹槽的宽度小于大球的直径D但大于小球的直径d；两个分料筒置于斜向导轨的末端，大球的分料筒承接凹槽上方的落料，小球的分料筒承接落入凹槽内的小球。
所述分离机构充分利用了重力势能，将由取料机构滚出的两种不同直径的混合弹丸通过带有凹槽的导轨实现精确高效分弹，其中小尺寸子弹落入凹槽中，而大尺寸子弹从凹槽上方滑下。
优选的，U型支架与水平面之间的倾角在40°至45°之内，此时取料效率较高。
优选的，U型支架的两个侧臂之间设置若干个固定板，保证支架稳定不变形。
优选的，斜向导轨与水平面之间的倾角在10°至20°之内，分离效果较好。
优选的，凹槽的宽度在1.2d至0.8D之内，其中1.2d＜0.8D。
有益效果：本发明提供的一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，具有以下优点：1、本发明仅采用小功率的旋转电机和推杆电机，在功率较小的情况下实现较高效率的取弹和分弹，为赢得比赛打下了基础；2、本发明有两处伸缩装置，非伸展状态下尺寸较小，充分节约机器人战车上的空间；3、分弹装置无需动力，利用抬升机构产生的重力势能，实现能源的充分利用；4、本发明结构简单，加工难度低，成本低，操作方便。
附图说明
图1为双自由度自张紧式皮带取料分拣机的整体结构示意图；
图2为双自由度自张紧式皮带取料分拣机中取料机构的结构图；
图3为双自由度自张紧式皮带取料分拣机中升降机构的结构图；
图4为双自由度自张紧式皮带取料分拣机中分离机构的结构图；
图中包括：1、带式输送机，2、取料斗，3、U型支架，4、旋转电机，5、张紧装置，6、上杆，7、下杆，8、上平台，9、下平台，10、导向杆，11、直线轴承，12、箱体，13、斜向导轨，14、取料筒，15、分料筒，16、固定板，17、升降电机，18、凹槽，19、支撑杆
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，主要由取料机构、伸缩机构、升降机构、承接机构和分离机构组成。升降机构用于调整取料机构的高度；伸缩机构用于调整取料机构的角度；承接机构置于取料机构下方，用于承接取料机构所取的弹料；分离机构与承接机构相连，将所取两种不同尺寸的弹料进行分离。
如图3所示，升降机构包括上平台8、下平台9、导向杆10、直线轴承11和升降电机17，其中4根导向杆10平行而对称地固定在下平台9上，上平台8通过4个直线轴承11套装在导向杆10上，升降电机17的机座固定在下平台9中部，升降电机17的伸缩杆与上平台8固定，通过升降电机17驱动上平台8沿导向杆10往返移动。
如图2所示，取料机构包括旋转电机4、带式输送机1及一个取料斗2，带式输送机1包括主动滚筒、从动滚筒、张紧装置5和传送带，通过主动滚筒、从动滚筒和张紧装置5张紧传送带，通过旋转电机4驱动主动滚筒转动，取料斗2固定在传送带上；主动滚筒和从动滚筒通过一个U型支架3的两个侧臂支撑，U型支架3侧臂的中上部与支撑杆19的上端铰接，支撑杆19的下端固定在上平台8上；U型支架3始终与水平面保持42°倾角，取料斗2将下方的弹料运输到上方后再倾倒出。U型支架3的两个侧臂之间设置两个固定板16，保证支架稳定不变形。
伸缩机构包括两组平面连杆机构及伸缩电机，每个平面两杆机构包括上杆6和下杆7，上杆6的下端和下杆7的上端铰接，上杆6的上端与U型支架3侧臂的上端铰接，下杆7的下端铰接于上平台8上，伸缩电机的机座铰接于下杆7中部，伸缩电机的伸缩杆端部铰接于上杆6中部。所述伸缩机构在质量和占用空间较小的情况下将伸缩电机的行程放大以调整取料机构的角度，使其便于深入取料筒14。伸缩机构中的连杆均为型材，型材的加工难度低，加工周期短，成本低。
承接机构为带有入料口及出料口的箱体12，箱体12底部为弧面，可以引导子弹滑落，且箱体的入料口置于取料斗出料位置的正下方。
如图4所示，分离机构为下底面带有凹槽18的斜向导轨13，与水平面的夹角为15°，斜向导轨13的上端入口与箱体12的出料口相连；凹槽18的宽度为1.2d，D、d分别为大球与小球的直径，1.2d＜0.8D；两个分料筒15置于斜向导轨13的末端，大球的分料筒15承接凹槽18上方的落料，小球的分料筒15承接落入凹槽18内的小球。
所述分离机构充分利用了重力势能，将由取料机构滚出的两种不同直径的混合弹丸通过带有凹槽的导轨实现精确高效分弹，其中小尺寸子弹落入凹槽中，而大尺寸子弹从凹槽上方滑下。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双自由度自张紧式皮带取料分拣机，其特征在于，包括取料机构、伸缩机构、升降机构、承接机构和分离机构，升降机构用于调整取料机构的高度；伸缩机构用于调整取料机构的角度；承接机构置于取料机构下方，用于承接取料机构所取的弹料；分离机构与承接机构相连，将所取两种不同尺寸的弹料进行分离；
其中，升降机构包括上平台(8)、下平台(9)、导向杆(10)、直线轴承(11)和升降电机(17)，导向杆(10)固定在下平台(9)上，上平台(8)通过直线轴承(11)套装在导向杆(10)上，升降电机(17)的机座固定在下平台(9)上，升降电机(17)的伸缩杆与上平台(8)固定，通过升降电机(17)驱动上平台(8)沿导向杆(10)往返移动；
取料机构包括旋转电机(4)、带式输送机(1)及若干个取料斗(2)，带式输送机(1)包括主动滚筒、从动滚筒、张紧装置(5)和传送带，通过主动滚筒、从动滚筒和张紧装置(5)张紧传送带，通过旋转电机(4)驱动主动滚筒转动，取料斗(2)沿传送方向均匀固定在传送带上；主动滚筒和从动滚筒通过一个U型支架(3)的两个侧臂支撑，U型支架(3)侧臂的中上部与支撑杆(19)的上端铰接，支撑杆(19)的下端固定在上平台(8)上；U型支架(3)始终与水平面保持一定的倾角，取料斗(2)将下方的弹料运输到上方后再倾倒出；
伸缩机构包括两组平面连杆机构及伸缩电机，每个平面两杆机构包括上杆(6)和下杆(7)，上杆(6)的下端和下杆(7)的上端铰接，上杆(6)的上端与U型支架(3)侧臂的上端铰接，下杆(7)的下端铰接于上平台(8)上，伸缩电机的机座铰接于下杆(7)中部，伸缩电机的伸缩杆端部铰接于上杆(6)中部；
承接机构为带有入料口及出料口的箱体(12)，箱体(12)的入料口置于取料斗(2)出料位置的正下方；
分离机构为下底面带有凹槽(18)的斜向导轨(13)，斜向导轨(13)的上端入口与箱体(12)的出料口相连；凹槽(18)的宽度小于大球的直径D但大于小球的直径d；两个分料筒(15)置于斜向导轨(13)的末端，大球的分料筒(15)承接凹槽(18)上方的落料，小球的分料筒(15)承接落入凹槽(18)内的小球。
2.根据权利要求1所述的双自由度自张紧式皮带取料分拣机，其特征在于，所述U型支架(3)与水平面之间的倾角在40°至45°之内。
3.根据权利要求1所述的双自由度自张紧式皮带取料分拣机，其特征在于，所述U型支架(3)的两个侧臂之间设置若干个固定板(16)。
4.根据权利要求1所述的双自由度自张紧式皮带取料分拣机，其特征在于，所述斜向导轨(13)与水平面之间的倾角在10°至20°之内。
5.根据权利要求1所述的双自由度自张紧式皮带取料分拣机，其特征在于，所述凹槽(18)的宽度在1.2d至0.8D之内，其中1.2d＜0.8D。
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