CN107344674A - 一种无极抬高角装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种无极抬高角装置及其控制方法，其装置包括若干个抬高角单元；包括支撑架、升降件、抬高承载件；所述支撑架包括地面支撑部和两根竖直固定部；所述升降件的数量为两个且分别固定设置于所述竖直固定部上；所述抬高承载件两端分别与所述升降件的驱动杆相铰接；所述抬高承载件包括承载件主体和若干个设置于所述承载件主体上的旋转滚辊，所述承载体包括依次呈角度折叠设置的第一承载部、第二承载部和第三承载部；所述第一承载部和第三承载部对称设置于所述第二承载部两侧。本发明一种无极抬高角装置可以根据不同转弯处的不同圆弧半径来调节其调高角度，可以有效保证输送带上承载物的平稳过弯。

Description

一种无极抬高角装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及角度调节设备技术领域，尤其是一种无极抬高角装置及其控制方法。

背景技术

带式输送机是散料输送设备中的重要设备，曲线带输送机是输送机中的一种，在平面转弯方面曲线带输送机通过自然变向转弯按力学规律自然转弯达到平皮带曲线输送的目的，实现自然转弯的重要附加基本措施是托辊组内曲线抬高，构成内曲线抬高角γ。内曲线抬高的含义：输送带在转弯处的内侧边所形成的曲线叫内曲线，而另一侧边叫外曲线。由于内曲线抬高，中间托辊轴线与水平面的夹角称内曲线抬高角。其目的是减小转弯半径，则易于实现平稳转弯。当然愈大可使转弯半径愈小，但过大会使输送物料向外侧滚动导致洒料。

在实际工况运行上，输送带曲线段从转弯曲线的起点到终点，托辊组内曲线抬高角是不同的，呈现从小到大，再从大到小的变化，在曲线中点抬角最大。

而在具体施工过程中，往往无法准确地将抬高角装置的位置放置的十分准确，因此造成每个不同的转弯处其需要抬高的高度没有满足要求而无法保证输送带上的货物平稳过弯。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可自动调节抬高高度，有效实现平稳过弯的无极抬高角装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种无极抬高角装置，包括若干个抬高角单元；所述抬高角单元包括支撑架、升降件、抬高承载件；所述支撑架包括地面支撑部和两根竖直固定部；所述升降件的数量为两个且分别固定设置于所述竖直固定部上；所述抬高承载件两端分别与所述升降件的驱动杆相铰接；所述抬高承载件包括承载件主体和若干个设置于所述承载件主体上的旋转滚辊，所述承载体包括依次呈角度折叠设置的第一承载部、第二承载部和第三承载部；所述第一承载部和第三承载部对称设置于所述第二承载部两侧；抬高角单元位于转弯处时，定义每个抬高角单元远离转弯处的驱动杆的抬高高度为h，则

式中：m为物体的质量，v为传送带的速度，R为转弯时的圆弧半径，整个抬高角装置的宽度为L。

作为进一步改进，所述抬高承载体整体开口向上设置以实现对输送皮带的固定。

作为进一步改进，定义所述第一承载部与所述第二承载部之间的角度为α，其中α的范围为50°～75°。

作为进一步改进，所述旋转滚棍的数量为三个，分别与所述第一承载部、第二承载部和第三承载部一一对应设置。

作为进一步改进，所述第一承载部、第二承载部和第三承载部上均设置有两个相正对的固定座；所述固定座上开设有圆形通孔。

作为进一步改进，所述旋转滚辊包括螺纹轴杆和套设于所述螺纹轴杆上且与所述螺纹轴杆同轴分布的滚辊本体；所述螺纹轴杆两侧开设有螺纹；所述滚辊本体可以实现在所述螺纹轴杆上的旋转；所述旋转滚辊通过螺母实现与所述固定座的固定。

作为进一步改进，定义所述升降杆所能调节所述抬高承载体任意一端的角度为β，其中β的范围为1°～7°。

作为进一步改进，每个所述升降件分别进一步连接有单片机用于控制所述驱动杆的抬高高度，所述单片机上设置有控制按钮。

一种无极抬高角装置的控制方法，包括如下步骤：

S1：所述终端接收每个转弯处的定位装置发来的定位信息，所述终端按抬高角单元的位置顺序将其定位信息依次标记1、2…n-1、n、n+1；

S2：所述终端以连续三个定位信息为单元将所有定位信息按标记值1、2、3,2、3、4，…，n-1、n、n+1进行分组，并依次计算出每一组的圆弧半径；

S3：所述终端根据所述圆弧半径和已知的m、v、L并根据获取h的值，并依次控制每组定位信息所对应的抬高角单元远离圆弧圆心的驱动杆抬高h。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明一种无极抬高角装置及其控制方法通过获取各个抬高角单元的定位信息并通过终端巧妙地计算出各个转弯处的不同圆弧半径从而自动控制抬高高度，可以有效实现各个过弯处的平稳过弯。

2、本发明一种无极抬高角装置及其控制方法采用双边设置驱动件并结合单片机控制的方式来有效实现自动调节输送线上输送皮带两边的抬高角度，能有效保证不同地形上的输送带实现跃障的效果。

3、本发明一种无极抬高角装置及其控制方法中的抬高承载件采用开口向上的三段结构可以有效固定输送皮带，同时在抬高承载体上设置旋转滚辊来更好地输送皮带，结构简单，功能易行。

附图说明

附图1是本发明一种无极抬高角装置的结构示意图；

附图2是本发明一种无极抬高角装置中多个抬高角单元过弯时的俯视示意图；

附图3是附图2中多个抬高角单元过弯时的定位曲线示意图。

主要元件符号说明

抬高角单元100、

支撑架10、地面支撑部11、竖直固定部12、

升降件20、驱动杆21、

抬高承载件30、

承载件主体31、第一承载部311、第二承载部312、第三承载部313、

旋转滚辊32、螺纹轴杆321、滚辊本体322、

固定座33、

三角加固座40、

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

请参考图1至图3，实施例中，一种无极抬高角装置，若干个抬高角单元100；所述抬高角单元100包括支撑架10、升降件20、抬高承载件30；所述支撑架10包括地面支撑部11和两根竖直固定部12；所述升降件20的数量为两个且分别固定设置于所述竖直固定部12上；所述抬高承载件30两端分别与所述升降件20的驱动杆21相铰接；抬高角单元位于转弯处时，定义每个抬高角单元远离转弯处的驱动杆的抬高高度为h，则式中：m为物体的质量，v为传送带的速度，R为转弯时的圆弧半径，整个抬高角装置的宽度为L。整体采用双边设置驱动件的方式来有效实现自动调节输送线上输送皮带两边的抬高角度，能有效保证不同地形上的输送带实现跃障的效果。

具体的，所述抬高承载件30一端上设置有第一固定部，所述第一固定部上开有供螺纹杆穿过的圆形通孔；所述驱动杆21上对应位置也开有供螺纹杆穿过的圆形通孔；所述螺纹杆穿过所述驱动杆21和第一固定部的圆形通孔以实现所述抬高承载件30一端与所述驱动杆21的铰接固定；所述抬高承载体另一端设置有第二固定部，所述竖直固定部12上设置有固定耳，所述第二固定部和固定耳对应位置上开设有供螺纹杆穿过的圆形通孔，通过所述螺纹杆实现所述抬高承载件30另一端和竖直固定部12的铰接固定；上述螺纹杆一端开设有螺纹，并通过螺母配合实现上述各个部位之间的铰接固定。

进一步地，每个所述抬高角单元上的相同位置均设置有一定位装置，所述定位装置可以为GPS定位装置，或者雷达定位装置，或者卫星定位装置；所述定位装置可向终端发射定位信息，所述终端按抬高角单元的位置顺序将其定位信息依次标记1、2…n-1、n、n+1。终端会依次对抬高角单元进行编号并按由输送起点至终点的顺序进行排序，最后当终端接收到抬高角单元的定位信息后会根据定位信息的坐标依次连接并通过曲线点状图呈现。

请参考图1，实施例中，所述抬高承载件30包括承载件主体31和若干个设置于所述承载件主体31上的旋转滚辊32，所述承载体包括依次呈角度折叠设置的第一承载部311、第二承载部312和第三承载部313；所述第一承载部311和第三承载部313对称设置于所述第二承载部312两侧，采用开口向上的三段结构可以有效固定输送皮带。

进一步地，所述抬高承载体整体开口向上设置以实现对输送皮带的固定；定义所述第一承载部311与所述第二承载部312之间的角度为α，其中α的范围为50°～75°，优选的，α的值取60°，采用这样的角度设置既可以满足输送皮带的支撑作用以及重物对其的抗压强度，同时符合整体的装置尺寸大小设计。

请参考图1，实施例中，所述旋转滚棍的数量为三个，分别与所述第一承载部311、第二承载部312和第三承载部313一一对应设置。采用在抬高承载体上设置旋转滚辊32来更好地输送皮带，结构简单，功能易行。

进一步地，所述第一承载部311、第二承载部312和第三承载部313上均设置有两个相正对的固定座33；所述固定座33上开设有圆形通孔。所述旋转滚辊32包括螺纹轴杆321和套设于所述螺纹轴杆321上且与所述螺纹轴杆321同轴分布的滚辊本体322；所述螺纹轴杆321两侧开设有螺纹；所述滚辊本体322可以实现在所述螺纹轴杆321上的旋转；所述旋转滚辊32通过螺母实现与所述固定座33的固定。

请参考图1，实施例中，定义所述任意一个升降杆所能调节所述抬高承载体一端的角度为β，其中β的范围为1°～7°，优选的，β的值取小于等于5°，理论及实践证明抬高角β≤5°为宜，一般取β＝3°～5°，这样的范围角度可使过弯最为稳定安全。所述升降件20进一步连接有单片机用于控制驱动杆的抬高高度，所述单片机进一步设置有控制按钮和显示屏用于控制升降件20的升降和通过显示屏直观明确的显示出运动的状态。

具体的，所述单片机采用C51单片机，主频12MHz，配置数码管、按键等功能，使用便捷，性能优异。整体的电源回路采用外接充电宝供电给单片机以及继电器供电，驱动杆21供电采用12号电池进行供电。

请参考图1，实施例中，所述升降件20下方进一步设置有一三角加固座40用于支撑升降件20，结构简单，安全稳固。

除此之外，在具体应用场景下，在平面转弯方面曲线带输送机通过自然变向转弯按力学规律自然转弯达到平皮带曲线输送的目的，即物体重量对皮带的压力要和皮带所提供的向心力所平衡，而实现自然转弯的重要附加基本措施是采用驱动件驱动所述抬高承载件30一端来改变其抬高角度；而由于输送皮带的流水线十分长，路程上往往会出现崎岖不平的路段，这是假如只是等距离设置单向无极抬高角装置的话由于只能调节一边的角度，所以无法实现跃障，所以需要等距离设置该无极抬高角装置，当遇到崎岖不平的地段或障碍时，通过调节位于该处的无极抬高角装置两侧的驱动件21控制抬高承载件30整体向上移动以实现跃障。

除此之外，可进一步在所述第二承载部312下方设置传感器，可通过检测与下面物体的间距来判断是否自动调节高度到安全距离；同时，无论在输送皮带上的转弯处或者直线处，实现跃障的抬高角装置的前方几个抬高角装置和后方几个抬高角装置均可配合实现跃障部分的抬高角装置进行两侧抬高角的调节以实现输送皮带整体的平缓过渡。

具体工作原理：通过速度与过弯所形成的半径，可以求出向心力。再由向心力分力与摩擦力的关系，得出上升角度和速度的关系。再根据电动推杆上升的速度，杆之间的长度等条件分析，得到上升时间与上升角度的关系，最后通过单片机的程序编程来控制上升或者下降的角度。定义其抬高角度为θ，物体的质量为m，传送带的速度为v，转弯时的圆弧半径为R，升降件20的驱动杆21的升高的高度为h，整个抬高角装置的宽度为L，则可得到公式如下：

由于m、L、v是已知的，

综上可得即通过传送带的速度和转弯处的转弯半径来算出需要抬高的高度，从而算出上升时间与抬高高度的关系。

请参考图2至图3，一种无极抬高角装置的控制方法，包括如下步骤：

S1：所述终端接收每个转弯处的定位装置发来的定位信息，所述终端按抬高角单元的位置顺序将其定位信息依次标记1、2…n-1、n、n+1；

S2：所述终端以连续三个定位信息为单元将所有定位信息按标记值1、2、3,2、3、4，…，n-1、n、n+1进行分组，并依次计算出每一组的圆弧半径；

S3：所述终端根据所述圆弧半径和已知的m、v、L并根据获取h的值，并依次控制每组定位信息所对应的抬高角单元远离圆弧圆心的驱动杆抬高h。

所述终端过滤整条运输线上的直线部分，只接收转弯处的定位信息；并将转弯处的抬高角单元的定位信息进行分组计算圆弧半径，具体的，例如：当标记值为1、2、3处的圆弧半径R为2米，质量m为2kg，v为5m/s，L宽度为1m时，计算该三处的抬高角装置的抬高高度为0.03m；当标记值为2、3、4处的圆弧半径R为3米，质量m为2kg，v为5m/s，L宽度为1m时，计算该三处的抬高角装置的抬高高度为0.02m；则标记值为1、2、3、4的抬高角装置最后的抬高角度依次为0.03m、0.02m、0.02m和0.02m，后续的抬高角单元的抬高高度依次类推，采用这样的控制方式可以有效根据各处的圆弧半径来依次调节每个过弯处最应该抬高的高度，相当于每组数据的给出都能根据不同位置的不同转弯程度来对抬高高度进行一次微调，能够有效地保证输送带在各个位置的平稳过弯。

通过在抬高角单元上设置定位装置来巧妙的给出整条输送带上所有抬高角单元的位置信息和相互关系，并通过分组数据的方式计算出不同转弯处的不同圆弧半径来得出最佳的驱动杆抬高高度以实现抬高角度的最佳，从而有效地保证了输送带上货物的平稳运输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种无极抬高角装置，其特征在于：包括若干个抬高角单元；所述抬高角单元包括支撑架、升降件、抬高承载件；所述支撑架包括地面支撑部和两根竖直固定部；所述升降件的数量为两个且分别固定设置于所述竖直固定部上；所述抬高承载件两端分别与所述升降件的驱动杆相铰接；所述抬高承载件包括承载件主体和若干个设置于所述承载件主体上的旋转滚辊，所述承载体包括依次呈角度折叠设置的第一承载部、第二承载部和第三承载部；所述第一承载部和第三承载部对称设置于所述第二承载部两侧；抬高角单元位于转弯处时，定义每个抬高角单元远离转弯处的驱动杆的抬高高度为h，则

式中：m为物体的质量，v为传送带的速度，R为转弯时的圆弧半径，整个抬高角装置的宽度为L。

2.根据权利要求1所述的无极抬高角装置，其特征在于：所述抬高承载体整体开口向上设置以实现对输送皮带的固定。

3.根据权利要求2所述的无极抬高角装置，其特征在于：定义所述第一承载部与所述第二承载部之间的角度为α，其中α的范围为50°～75°。

4.根据权利要求1所述的无极抬高角装置，其特征在于：所述旋转滚棍的数量为三个，分别与所述第一承载部、第二承载部和第三承载部一一对应设置。

5.根据权利要求4所述的无极抬高角装置，其特征在于：所述第一承载部、第二承载部和第三承载部上均设置有两个相正对的固定座；所述固定座上开设有圆形通孔。

6.根据权利要求4所述的无极抬高角装置，其特征在于：所述旋转滚辊包括螺纹轴杆和套设于所述螺纹轴杆上且与所述螺纹轴杆同轴分布的滚辊本体；所述螺纹轴杆两侧开设有螺纹；所述滚辊本体可以实现在所述螺纹轴杆上的旋转；所述旋转滚辊通过螺母实现与所述固定座的固定。

7.根据权利要求1所述的无极抬高角装置，其特征在于：定义所述升降杆所能调节所述抬高承载体任意一端的角度为β，其中β的范围为1°～7°。

8.根据权利要求7所述的无极抬高角装置，其特征在于：每个所述升降件分别进一步连接有单片机用于控制所述驱动杆的抬高高度，所述单片机上设置有控制按钮。

9.一种根据权利要求1所述的无极抬高角装置的控制方法,其特征在于，包括如下步骤：

S1：所述终端接收每个转弯处的定位装置发来的定位信息，所述终端按抬高角单元的位置顺序将其定位信息依次标记1、2…n-1、n、n+1；

S2：所述终端以连续三个定位信息为单元将所有定位信息按标记值1、2、3,2、3、4，…，n-1、n、n+1进行分组，并依次计算出每一组的圆弧半径；

S3：所述终端根据所述圆弧半径和已知的m、v、L并根据获取h的值，并依次控制每组定位信息所对应的抬高角单元远离圆弧圆心的驱动杆抬高h。