CN107367316B - 智能模块化计量系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能模块化计量系统，包括储放装置、第一储存容器、第二储存容器、搬运装置、第一计量单元、第二计量单元、第一输送单元、第二输送单元、承接容器；借此，利用一控制单元指令控制该搬运装置、该第一输送单元将该第一储存容器或该第二储存容器移动至匹配的第一计量单元或该第二计量单元所放置的该承接容器落料并计量后，再指令控制该第二输送单元将该承接容器移动至预定位置落料完成配方，借此使不同形态的原料及同一个配方的原料可在同一系统内组合配方，在有限空间内可以有较多数量、种类及不同态样的原料，计量控制多样性可供选择，形成模块化可无限扩充构件，具备物联网架构、可远程控制。

Description

智能模块化计量系统
技术领域
本发明涉及一种计量系统，特别是指其为一种令不同形态原料可以组合在一系统内计量，同时也可更换或扩充原料种类的智能模块化计量系统。
背景技术
目前，在化学工业、食品业、医药业以及纺织染色工业等，经常都会使用液体或粉体等原料，这些原料需要依照设定的比例用量才能达到化学反应的目标效果，也就是原料必须经过批次计量生产，尤其在微量精密计量时，如何快速又正确的计量一直是本领域很关心的课题。
本发明人之前已申请有中国专利申请号为201320061987.9号及申请号为201310042702.1号的专利，用以改善现有计量的问题，但是目前化学工业、食品业、医药业以及纺织染色工业等的原料批次计量生产都有以下的共同问题点：
1.原料形态有粉体、液体、颗粒体、糊状体、膏状体等各种形状、不同组合，每一种形态原料的计量都需要一种专用机，比如装粉体的装置可能就无法容装液体，另外现有的计量装置、称重装置也无法互相连接共享，造成专用机台种类多，投资大而无法兼顾。
2.专用机彼此之间资料难以联系，同一个配方的原料很难在同一系统完成。
3.原料需要经常更换或扩充种类，专用机很难扩充原料支数，储存容器结合在机台，内部难以清洗更换。
4.客制化需求，订单变化大，原料使用量变化大。每次生产批量大小差别很大，例如有时候需要生产100公斤，有时候仅需要0.001公斤，相差10万倍。很难设计同时达到用量需求和精确度需求。
5.当粉体原料需要精密计量达不到需求时候，可以把粉体先用水或溶剂化成浓度较低液体，计量此低浓度液体达到目标精度，但是前述及每一种形态原料的计量都需要一种专用机，比如装粉体的装置可能就无法容装液体，因此作业上相当麻烦。
6.面对市场少量多样变化，无法实时反应，人力错误率高。
因此，本发明人基于创新的理念，乃本着多年从事计量设备开发的专业实务经验，以及积极潜心研发思考，通过无数次的实际设计实验，致有本发明的产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将不同形态的原料或同一配方可在同一系统内组合配方的智能模块化计量系统。
本发明的目的在于提供一种可更换或扩充原料数量、计量控制多样性可供选择，形成模块化可无限扩充构件，具备物联网架构、可远程控制的智能模块化计量系统。
为达到上述的目的，本发明的结构包括至少一储放装置、多个第一储存容器、多个第二储存容器、一搬运装置、多个第一计量单元、多个第二计量单元、一第一输送单元、一第二输送单元、多个承接容器，其中该储放装置具有多个容置空间；该第一储存容器、该第二储存容器用以容装不同原料，该第一储存容器、该第二储存容器可活动状地放置于该容置空间；该搬运装置邻近该储放装置，用以搬运移动该第一储存容器、该第二储存容器；该第一计量单元、该第二计量单元邻近该储放装置；该第一输送单元邻近该搬运装置、该第一计量单元、该第二计量单元，该第一输送单元用以承受该搬运装置搬运的该第一储存容器或该第二储存容器，并将该第一储存容器或该第二储存容器移动到匹配或预定的第一计量单元或该第二计量单元；该第二输送单元邻近该第一计量单元、第二计量单元，该第二输送单元用以承受该承接容器，并将该承接容器移动到该第一计量单元或该第二计量单元。
借此，利用一控制单元电性连接于该搬运装置、该第一计量单元、该第二计量单元、该第一输送单元及该第二输送单元，以指令控制该搬运装置、该第一输送单元将该第一储存容器或该第二储存容器移动到匹配或预定的第一计量单元或该第二计量单元，以及指令控制该第二输送单元将该承接容器移动到该第一计量单元或该第二计量单元，用以将该第一储存容器或该第二储存容器的不同原料落料于第一计量单元或该第二计量单元的承接容器内计量后，该控制单元再指令该第二输送单元将该承接容器移动到预定位置落料完成配方。
其中，该第一储存容器用以容装液体原料，该第一储存容器包括一落料装置，位于下侧，该落料装置选自电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器其中任一；该第一计量单元包括一控制转盘，该控制转盘可供转动，该控制转盘具有分别与该电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器可匹配耦合的一第一接点、一气动接头、一第二接点、一汽缸接头及一伺服马达机械手臂，该第一接点、该气动接头、该第二接点、该汽缸接头及该伺服马达机械手臂连接于该控制单元；该控制转盘转动使第一接点、气动接头、第二接点、汽缸接头及伺服马达机械手臂其中之一与该落料装置匹配耦合。
其中，该第一储存容器包括至少一突部，位于一侧；智能模块化计量系统更包括至少一旋转搅拌装置，该第一储存容器的突部可被该旋转搅拌装置卡掣，该旋转搅拌装置连接于该控制单元并被其所控制而可旋转。
其中，该第二储存容器用以容装粉体原料，该第二储存容器包括一螺杆输送装置，位于下侧，该螺杆输送装置一端具有一盖板，该盖板与一盖板动力源结合可进行打开、关闭的动作；该第二计量单元包括一驱动装置，该驱动装置连接于该控制单元并可卡套于该螺杆输送装置的另一端，用以带动该螺杆输送装置的螺杆转动。
其中，该盖板动力源与一震动体结合，用以通过该震动体的震动，使该螺杆输送装置出口端产生震动落料。
其中，第一计量单元或第二计量单元包括称重装置，该承接容器放置在该称重装置上。
其中，该搬运装置选自机械手臂搬运车。
其中，该搬运装置包括一上轨道、一下轨道，该上轨道、该下轨道之间具有一机械手臂滑台、一X轴驱动装置、一Y轴驱动装置及一Z轴驱动装置，该机械手臂滑台用以承载移动该第一储存容器或该第二储存容器，该X轴驱动装置、该Y轴驱动装置、该Z轴驱动装置用以带动该机械手臂滑台进行X轴、Y轴、Z轴方向的单一方向移动或多方向同步移动。
其中，该第一输送单元、该第二输送单元选自输送带装置。
其中，该第一输送单元、该第二输送单元选自无人搬运车，
其中，更包括线性轨道，该第一输送单元、该第二输送单元可根据该线性轨道进行移动。
所述的第一储存容器、第二储存容器或承接容器于实施例中分别包括无线通信记忆卡，可以和计量单元沟通，例如RFID用以储放原料名称和各种计量特性及信息，结合现今的物联网技术远程控制工序及物流。
与现有技术比较，本发明促使不同形态的原料如粉体、液体、颗粒体、糊状体、膏状体等以及同一个配方的原料可在同一系统内组合配方，且本发明各单元及装置可通过本发明的系统组合扩充，在有限空间内可以有较多数量、种类及不同形态的原料，计量控制多样性可供选择，形成模块化可无限扩充构件，具备物联网架构、可远程控制。
以下仅通过具体实施例，且加以附图作详细的说明，使贵审查员能对于本发明的各项功能、特点，有更进一步的了解与认识。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2A为本发明第一储存容器的使用实施例示意图。
图2B为本发明控制转盘的立体图。
图3A为本发明第二储存容器的使用实施例示意图。
图3B为本发明螺杆输送装置产生震动落料作用的示意图。
图4为本发明搬运装置的立体图。
图5为本发明另一构造立体示意图。
附图标记说明
储放装置10
容置空间11
第一储存容器21
落料装置211
透气阀门212
突部213
旋转搅拌装置214
第二储存容器22
螺杆输送装置221
盖板222
盖板动力源223
震动体224
搬运装置30
上轨道31
下轨道32
机械手臂滑台33
X轴驱动装置34
Y轴驱动装置35
Z轴驱动装置36
第一计量单元41
控制转盘411
第一接点4111
气动接头4112
第二接点4113
汽缸接头4114
伺服马达机械手臂4115
第二计量单元42
驱动装置421
第一输送单元50
第二输送单元60
承接容器70
称重装置80。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明的智能模块化计量系统包括：多个储放装置10，具有多个容置空间11；多个第一储存容器21、多个第二储存容器22，用以容装不同原料，该第一储存容器21、该第二储存容器22可活动状地放置于该容置空间11；一搬运装置30，邻近该储放装置10，用以搬运移动该第一储存容器21或该第二储存容器22；多个第一计量单元41、多个第二计量单元42，邻近该储放装置10；一第一输送单元50，邻近该搬运装置30、该第一计量单元41及该第二计量单元42，该第一输送单元50用以承受该搬运装置30搬运的该第一储存容器21或该第二储存容器22，并将该第一储存容器21或该第二储存容器22移动到匹配或预定的第一计量单元41或该第二计量单元42；一第二输送单元60，邻近该第一计量单元41、第二计量单元42；多个承接容器70，该第二输送单元60用以承受该承接容器70，并将该承接容器70移动到该第一计量单元41或该第二计量单元42。
本实施例的该第一储存容器21用以容装液体原料，该第二储存容器22用以容装粉体原料。
本实施例的该第一计量单元41与该第一储存容器21匹配，用以对该第一储存容器21的液体原料进行计量；该第二计量单元42与该第二储存容器22匹配，用以对该第二储存容器22的粉体原料进行计量。
借此，利用一控制单元(图中未示)电性连接于该搬运装置30、该第一计量单元41、该第二计量单元42、该第一输送单元50及该第二输送单元60，本实施例的该控制单元可为计算机、控制电路等，可根据配方预先输入各种数据、控制参数，以指令控制该搬运装置30先通过该储放装置10取出该第一储存容器21或该第二储存容器22将其放置于该第一输送单元50，再将该第一储存容器21或该第二储存容器22移动到相匹配的第一计量单元41或第二计量单元42，以及指令控制该第二输送单元60将该承接容器70移动到该第一计量单元41或该第二计量单元42，用以将该第一储存容器液体原料落料于第一计量单元的承接容器70内计量后，该第二储存容器22的粉体原料落料于该第二计量单元的承接容器70内计量后，该控制单元再指令该第二输送单元60将该承接容器70移动到预定位置落料完成配方，以上液体原料及粉体原料仅为实施案例，其他形态的原料例如颗粒体、糊状体、膏状体也以上述方式实施。
本发明通过上述实施方式促使不同形态的原料如粉体、液体、颗粒体、糊状体、膏状体等以及同一个配方的原料可在同一系统内组合配方，本发明的储存容器的结构或落料装置配合原料的形态种类如粉体、液体、颗粒体、糊状体、膏状体等而设计得以在本发明的系统内延伸组合而扩充，所述的储存容器及称料的承接容器分别包括无线记忆卡，依此本发明在有限空间内可以有较多数量、种类及不同形态的原料如粉体、液体、颗粒体、糊状体、膏状体等，计量控制多样性可供选择，形成模块化可无限扩充构件，具备物联网基本架构、可远程控制。
请参阅图2A、图2B所示，于一实施例，该第一储存容器21用以容装液体原料，该第一储存容器21具有一落料装置211，位于下侧，该落料装置211选自电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器等其中任一，其中例如注射器构造可参阅本发明人之前已申请的中国专利申请号为201320061987.9号及申请号为201310042702.1号的专利，该些专利中已经详细描述注射器的构造；该第一计量单元41包括一控制转盘411，该控制转盘411可供转动，该控制转盘411包括分别与该电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器匹配耦合的一第一接点4111、一气动接头4112、一第二接点4113、一汽缸接头4114及一伺服马达机械手臂4115等驱动单元，该第一接点4111、该气动接头4112、该第二接点4113、该汽缸接头4114及该伺服马达机械手臂4115连接于该控制单元。
据此，当该不同原料其第一储存容器21的落料装置211为电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器等其中任一种时，该控制转盘411可转动使其中的一驱动单元与该落料装置211匹配耦合，以形成模块化构造，可因应该落料装置211不同阀门的需求，且控制单元可通过该控制转盘411精确控制该落料装置211的落料动作，进而可完成将该第一储存容器21的液体原料智能精密计量的作用。
该落料装置211将液体原料落料于该承接容器70，该承接容器70可放置于第一计量单元41，该第一计量单元41包括一称重装置80进行计量称重，该承接容器70放置在该称重装置80上，该称重装置80例如天平用以精准称重控制液体计量的目的。
于一实施例，该第一储存容器21具有一透气阀门212，用以该第一储存容器21内外部可对流，使该落料装置211落料时，可以压力平衡而顺畅无阻。
请参阅图2A、图2B所示，于一实施例，该第一储存容器21包括至少一突部213，位于一侧；本发明更包括至少一旋转搅拌装置214，该第一储存容器21的突部213可被该旋转搅拌装置214卡掣，该旋转搅拌装置214连接于该控制单元并被其所控制而可旋转，该旋转搅拌装置214可选自气油压组件等，据此，该旋转搅拌装置214可带动该第一储存容器21适当旋转，以搅动该第一储存容器21内的液体，以获得搅拌更均匀的功用。于一实施例，该第一储存容器21包括两个突部213，位于两侧，该突部213可利用两个旋转搅拌装置214卡掣，以搅动该第一储存容器21内的液体，以获得搅拌更均匀的功用。
请参阅图3A、图3B所示，于一构造实施例，该第二储存容器22用以容装粉体原料，该第二储存容器21包括一螺杆输送装置221，位于下侧，该螺杆输送装置221一端具一盖板222，该盖板222与一盖板动力源223结合如气油压组件而可进行打开、关闭的动作；该第二计量单元42为粉体计量单元包括一驱动装置421，该驱动装置421连接于该控制单元并可卡套于该螺杆输送装置221的另一端，用以带动该螺杆输送装置221的螺杆转动；该驱动装置421可由一伺服马达与一传动机构形成。
据此，当该盖板动力源223带动该盖板222打开，通过控制单元指令控制该驱动装置421带动该螺杆输送装置221的螺杆依照计量的指令参数而适当转动，以产生螺旋推挤作用，使该第二储存容器22的粉体原料进行落料动作，进而可完成将该第一储存容器21的液体原料智能精密计量的作用。
该螺杆输送装置221将粉体原料落料于该承接容器70，该承接容器70可放置于第二计量单元42，该第二计量单元42在实施例中包括一称重装置80进行计量称重，该承接容器70放置在该称重装置80上，该称重装置80例如天平用以精准控制粉体计量的目的。
于一实施例，该盖板动力源223与一震动体224结合，据此，通过该震动体224的震动作用，使该螺杆输送装置221出口端产生震动落料的作用。
请参阅图1、图4所示，于一实施例，该搬运装置30选自机械手臂搬运车(SRV，SmallRecreation Vehicle)，该搬运装置30包括一上轨道31、一下轨道32，该上轨道31、该下轨道32之间具有一机械手臂滑台33、一X轴驱动装置34、一Y轴驱动装置35及一Z轴驱动装置36，该机械手臂滑台33用以承载移动该第一储存容器21或该第二储存容器22，该X轴驱动装置34、该Y轴驱动装置35及该Z轴驱动装置36用以带动该机械手臂滑台33进行X轴、Y轴、Z轴方向移动或多方向同步移动。
据此，搬运装置30可轻易精确地通过该储放装置10取出该第一储存容器21或该第二储存容器22，并可轻易精确地放置于该第一输送单元50。
于一实施例，该第一输送单元50、该第二输送单元60选自输送带装置。
请参阅图5所示，于一实施例，该第一输送单元50、该第二输送单元60选自无人搬运车(AGV，Auto Guided Vehicle)，本发明更包括线性轨道51、61，利用线性轨道，用以该第一输送单元、该第二输送单元可根据该线性轨道进行移动。本实施例图中，利用地面铺设多个线性轨道51、61，以该第一输送单元50可根据该线性轨道51或该第二输送单元60、可根据该线性轨道61进行移动。
请参阅图1所示，于一实施例，该该第一储存容器21或该第二储存容器22，包括一无线通信记忆卡(RFID)，该无线通信记忆卡用以储放原料名称和各种计量特性。
另外，该承接容器70也包括一无线通信记忆卡(RFID)，进而，可达物联网基本架构。
以上为本发明所举的实施例，仅为便于说明而设，不能以此限制本发明的意义，即凡依所列权利要求所为的各种变换设计，均应包含在本发明的保护范围中。

Claims (14)

1.一种智能模块化计量系统，其特征在于，包括：
至少一储放装置，具有多个容置空间；
多个第一储存容器、多个第二储存容器，用以容装不同原料，该第一储存容器、该第二储存容器活动状地放置于该容置空间；
一搬运装置，邻近该储放装置，用以搬运移动该第一储存容器、该第二储存容器；
多个第一计量单元、多个第二计量单元，邻近该储放装置；
一第一输送单元，邻近该搬运装置、该第一计量单元、该第二计量单元，该第一输送单元用以承受该搬运装置搬运的该第一储存容器或该第二储存容器，并将该第一储存容器或该第二储存容器移动到匹配或预定的该第一计量单元或该第二计量单元；
一第二输送单元，邻近该第一计量单元、第二计量单元；
多个承接容器，该第二输送单元用以承受该承接容器，并将该承接容器移动到该第一计量单元或该第二计量单元。
2.如权利要求1所述的智能模块化计量系统，其特征在于，利用一控制单元电性连接于该搬运装置、该第一计量单元、该第二计量单元、该第一输送单元及该第二输送单元，以指令控制该搬运装置、该第一输送单元将该第一储存容器或该第二储存容器移动到该第一计量单元或该第二计量单元，以及指令控制该第二输送单元将该承接容器移动到该第一计量单元或该第二计量单元，用以分别将该第一储存容器的原料落料于承接容器内计量后，或该第二储存容器的原料落料于承接容器内计量后，该控制单元再指令该第二输送单元将该承接容器移动到预定位置落料完成配方。
3.如权利要求2所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第一储存容器用以容装液体原料，该第一储存容器包括一落料装置，位于下侧，该落料装置选自电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器其中任一；该第一计量单元包括一控制转盘，该控制转盘供转动，该控制转盘具有分别与该电磁阀、气动阀、比例阀、手动阀及注射器匹配耦合的一第一接点、一气动接头、一第二接点、一汽缸接头及一伺服马达机械手臂，该第一接点、该气动接头、该第二接点、该汽缸接头及该伺服马达机械手臂连接于该控制单元；该控制转盘转动使第一接点、气动接头、第二接点、汽缸接头及伺服马达机械手臂其中之一与该落料装置匹配耦合。
4.如权利要求3所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第一储存容器包括至少一突部，位于一侧；智能模块化计量系统更包括至少一旋转搅拌装置，该第一储存容器的突部被该旋转搅拌装置卡掣，该旋转搅拌装置连接于该控制单元并被其所控制而旋转。
5.如权利要求2所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第二储存容器用以容装粉体原料，该第二储存容器包括一螺杆输送装置，位于下侧，该螺杆输送装置一端具有一盖板，该盖板与一盖板动力源结合进行打开、关闭的动作；该第二计量单元包括一驱动装置，该驱动装置连接于该控制单元并卡套于该螺杆输送装置的另一端，用以带动该螺杆输送装置的螺杆转动。
6.如权利要求5所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该盖板动力源与一震动体结合，用以通过该震动体的震动，使该螺杆输送装置出口端产生震动落料。
7.如权利要求1或3或5所述的智能模块化计量系统，其特征在于，第一计量单元或第二计量单元包括称重装置，该承接容器放置在该称重装置上。
8.如权利要求1所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该搬运装置选自机械手臂搬运车。
9.如权利要求8所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该搬运装置包括一上轨道、一下轨道，该上轨道、该下轨道之间具有一机械手臂滑台、一X轴驱动装置、一Y轴驱动装置及一Z轴驱动装置，该机械手臂滑台用以承载移动该第一储存容器或该第二储存容器，该X轴驱动装置、该Y轴驱动装置、该Z轴驱动装置用以带动该机械手臂滑台进行X轴、Y轴、Z轴方向的单一方向移动或多方向同步移动。
10.如权利要求1或8或9所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第一输送单元、该第二输送单元选自输送带装置。
11.如权利要求1或8或9所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第一输送单元、该第二输送单元选自无人搬运车。
12.如权利要求11所述的智能模块化计量系统，其特征在于，更包括线性轨道，该第一输送单元、该第二输送单元根据该线性轨道进行移动。
13.如权利要求1所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该第一储存容器、该第二储存容器或承接容器，包括一无线通信记忆卡。
14.如权利要求13所述的智能模块化计量系统，其特征在于，该无线通信记忆卡为RFID。
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