CN108891872A - 一种自动上料机构的落料执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动上料机构的落料执行机构，涉及教学设备技术领域。本发明包括物料导向件和限位在物料导向件内的可转动的螺旋分料轴组件，螺旋分料轴组件包括分料轴和间隔设置在分料轴上的至少两个螺旋承接单元，螺旋承接单元的至少两个承接扇片呈360°径向螺旋排布在分料轴上；物料导向件具有用于容纳分料轴的轴通道和用于容纳至少两个螺旋承接单元转动的若干扇片通道，以及用于与螺旋承接单元的对应承接扇片相配合的若干落料通道，落料通道与扇片通道相交。本发明可以实现物料的逐个逐级下落，无卡死现象，且可以同时对多种不同形状规格的物料进行落料作业，结构紧凑，生产和使用成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，特别是一种自动上料机构的落料执行机构。
背景技术
随着人工智能的迅猛发展，工业机器人逐渐在工业生产中代替人类做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。然而，工业机器人教学的发展脚步明显滞后于工业机器人的行业发展。作为一个新兴的教育领域，工业机器人实训教学正面临诸多挑战。由于存在一定风险，学生没有机会做近距离的接触拆解实训，而枯燥的理论课程对提高学生实操技能的帮助很有限，学成后的学生能否胜任机器人技术相关岗位还是一个难题。工业机器人教学设备就是在此背景下迅猛发展起来的。要培养能够胜任工业机器人系统维护，系统安装调试，系统集成等应用的综合型技术人才，工业机器人实训教学设备的成熟性非常重要。对学生来说，工业机器人实训教学设备是训练实操技能的重要平台。
现有的工业机器人教学设备一般为传送模块、视觉模块、搬运模块、自动上下料模块、码垛模块等核心模块的集成操作平台。图1示出了一种常见的自动上料模块，其物料堆叠在料筒5中，最下方的物料掉落在供料平台6上，其上方的物料通过定位气缸7限位于出料口，而落在供料平台6上的物料被推料气缸8水平推离料筒5下方。最下方的物料由于承重最大，因此与其上方物料紧密接触。若物料由于长期使用发生形变或本身存在不符合规格标准的问题，则极易造成最下方的物料卡死，推料气缸8无法将物料推离料筒5下方。其次，由于料筒的形状是固定的，因此工业机器人教学设备针对不同形状的物料需要设置两个或两个以上的自动上料模块，以及与不同自动上料模块配套的传送模块，这无疑会占用大量空间并提高工业机器人教学设备的生产和使用成本。另外，现有的自动上料模块一般通过两个或两个以上的气缸或电机相互配合来完成落料作业，这进一步推高了工业机器人教学设备的生产和使用成本。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有自动上料模块存在的问题，本发明提供一种自动上料机构的落料执行机构，这种自动上料机构的落料执行机构可以同时对多种不同形状规格的物料进行落料作业，且落料执行机构中的物料不会发生堆叠，不存在卡死的问题。且整个落料执行机构只需要配置一个驱动电机和传动装置，结构紧凑，生产和使用成本低廉。
本发明采用的技术方案如下：一种自动上料机构的落料执行机构，包括螺旋分料轴组件，所述螺旋分料轴组件包括分料轴和间隔设置在分料轴上的相互配合的至少两个螺旋承接单元，所述螺旋承接单元包括呈360°径向螺旋排布的至少两个承接扇片，所述至少两个承接扇片围合呈圆形或环形；还包括物料导向件，所述物料导向件具有用于容纳分料轴的轴通道和用于容纳至少两个螺旋承接单元转动的若干扇片通道，以及用于与螺旋承接单元的对应承接扇片相配合的若干落料通道，所述落料通道与所述扇片通道相交；其中，所述螺旋分料轴组件与物料导向件转动连接。
由于上述结构设置，螺旋分料轴组件被限位在物料导向件中，同时保持可以相对转动的能力。不论是固定分料轴并使物料导向件转动，还是固定物料导向件并使分料轴转动，都可以实现物料在落料通道内逐个逐级下落，不存在物料卡死的现象。另外，由于仅需驱动物料导向件和分料轴中的一个转动，因此无论是采用齿轮加驱动电机的方式，还是传动带加驱动电机的方式，均可以通过设置一个驱动电机就可以完成落料作业。这有效降低了生产制造以及维修保养的成本，有利于工业机器人教学设备的大范围推广应用。
进一步地，所述若干落料通道的横截面相同。
由于上述结构设置，落料执行机构可以设置为只针对一种形状规格的物料。
进一步地，所述若干落料通道中的至少一个落料通道的横截面与其他落料通道不同。
由于上述结构设置，落料执行机构可以设置为针对两种或两种以上形状规格的物料，且多种物料的落料作业只需要配置一个传送机构，这进一步降低了工业机器人教学设备的生产成本，使工业机器人教学设备的结构更紧凑，减少空间占用率。
进一步地，所述螺旋承接单元的至少两个承接扇片等间距排布，且两相邻承接扇片之间的垂直距离为物料高度的1.2-1.5倍。
由于上述结构设置，承接扇片之间等间距排布，且限定两相邻承接扇片之间的垂直距离，这样可以有效保障物料有充裕的时间和空间完成逐级下落，还可以控制物料对承接扇片的冲击力度，避免承接扇片变形。两相邻承接扇片之间的垂直距离过大，则物料下落时的势能较大，从而导致冲击承接扇片的动能较大；两相邻承接扇片之间的垂直距离过小，则物料下落的时间不充裕，物料上部容易和承接扇片发生碰撞，严重时可能出现物料卡死的问题。
进一步地，所述承接扇片具有中间部和相对的两个侧端部，所述两个侧端部相对于承接扇片的轴线对称，所述中间部下凹，所述承接扇片靠近两个侧端部的位置凸起，所述两个侧端部向下弯曲。
由于上述结构设置，承接扇片总体呈弓形结构，并具备一定的弹性，有利于承接扇片在承接物料后快速回复原，也能够减少承接扇片对物料的冲击。向下弯曲的两个侧端部受力后上翘，可以预防承接扇片变形程度较大时，其两个侧端部无法伸入对应的扇片通道中的现象。
进一步地，所述承接扇片接触物料和远离物料的两侧端面上设置有润滑层。
由于上述结构设置，承接扇片的润滑层有助于减少承接扇片与对应扇片通道、物料的摩擦，避免磨损问题引起落料执行机构卡死。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明不论是固定分料轴并使物料导向件转动，还是固定物料导向件并使分料轴转动，都可以实现物料在落料通道内逐个逐级下落，不存在物料卡死的现象。其次，由于仅需驱动物料导向件和分料轴中的一个转动，因此无论是采用齿轮加驱动电机的方式，还是传动带加驱动电机的方式，均可以通过设置一个驱动电机就可以完成落料作业。这有效降低了生产制造以及维修保养的成本，有利于工业机器人教学设备的大范围推广应用；
2、本发明落料执行机构可以设置为只针对一种形状规格的物料，也可以设置为针对两种或两种以上形状规格的物料，且多种物料的落料作业只需要配置一个传送机构，这进一步降低了工业机器人教学设备的生产成本，使工业机器人教学设备的结构更紧凑，减少空间占用率；
3、本发明限定两相邻承接扇片之间的垂直距离，这样可以有效保障物料有充裕的时间和空间完成逐级下落，还可以控制物料对承接扇片的冲击力度，避免承接扇片变形；
4、本发明的承接扇片总体呈弓形结构，并具备一定的弹性，有利于承接扇片在承接物料后快速回复原形，也能够减少承接扇片对物料的冲击。向下弯曲的两个侧端部受力后上翘，可以预防承接扇片变形程度较大时，其两个侧端部无法伸入对应的扇片通道中的现象；
5、本发明承接扇片的润滑层有助于减少承接扇片与对应扇片通道、物料的摩擦，避免因磨损问题引起落料执行机构卡死。
附图说明
图1是现有自动上料模块的结构示意图；
图2是本发明实施例1的结构示意图；
图3是本发明实施例1的剖视图；
图4是本发明实施例1的螺旋分料轴组件的的结构示意图；
图5是本发明承接扇片的剖视图；
图中标记：1-螺旋分料轴组件； 2-物料导向件；3-基座；4-落料口；5-料筒；6-供料平台；7-定位气缸；8-推料气缸；1.1-分料轴；1.2-承接扇片；1.21-中间部；1.22-侧端部；2.1-轴通道；2.2-扇片通道；2.3-落料通道；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图2-3所示的一种自动上料机构的落料执行机构，包括螺旋分料轴1.1组件1，所述螺旋分料轴1.1组件1包括分料轴1.1和间隔设置在分料轴1.1上的相互配合的两个螺旋承接单元，所述螺旋承接单元包括呈360°径向螺旋排布的四个承接扇片1.2，所述四个承接扇片1.2围合呈圆形或环形；还包括物料导向件2，所述物料导向件2具有用于容纳分料轴1.1的轴通道2.1和用于容纳两个螺旋承接单元转动的八个扇片通道2.2，以及用于与螺旋承接单元的对应承接扇片1.2相配合的四个落料通道2.3，每个落料通道2.3均分别与八个扇片通道2.2相交；其中，所述螺旋分料轴1.1组件1与物料导向件2转动连接。所述物料导向件2下方可设置基座3，基座3将物料导向件2架设在物料传送带的上方。所述分料轴1.1下端延伸出物料导向件2并固定在基座3上，且基座3上开设有与螺旋承接单元和若干落料通道2.3相配合的若干落料口4。所述基座3上还设置有用于驱动物料导向件2旋转的驱动装置（附图未示出），所述驱动装置包括减速电机、设置在减速电机的驱动轴上的主动轮、套设在物料导向件2上的从动轮，以及套设在主动轮和从动轮上的传动带。落料执行机构的螺旋分料轴1.1组件1限位固定在基座3上，物料导向件2可相对螺旋分料轴1.1组件1、基座3转动。螺旋分料轴1.1组件1可相对螺旋分料轴1.1组件1和基座3转动，物料导向件2旋转方向与螺旋分料轴1.1组件1的若干承接扇片1.2的螺旋排布方向相同。
本实施例中，落料执行机构采用螺旋分料轴1.1组件1固定、物料导向件2旋转的落料方式，这种落料方式具有固定的落料位置，每次物料下落的位置均固定。如图4所示，八个承接扇片1.2沿顺时针方向等间距径向螺旋排布在分料轴1.1上，因此，物料导向件2沿顺时针方向旋转。初始状态下，每个螺旋承接单元的四个承接扇片1.2均位于对应的落料通道2.3中。
本实施例中，落料执行机构的加料方式至少有两种。
第一种加料方式为：第一次加料时，工业机器人的夹持装置同时向四个落料通道2.3装载物料，每个落料通道2.3均装载一个物料，四个物料由位于上方的螺旋承接单元承接，减速电机带动物料导向件2顺时针旋转360°后停止转动，完成第一次加料。此时第一次加料的四个物料由位于上方的螺旋承接单元下落至位于下方的螺旋承接单元上。第二次加料时，工业机器人的夹持装置再次同时向四个落料通道2.3装载物料，减速电机带动物料导向件2顺时针旋转360°后停止转动，完成第二次加料。
第二种加料方式为：加料工位固定，加料工位在初始状态下一般与螺旋分料轴1.1组件1位于顶部的承接扇片1.2位置相对应。第一次加料时，工业机器人的夹持装置向加料工位对应的落料通道2.3中装载第一个物料，减速电机带动物料导向件2顺时针旋转90°后停止，完成第一次加料。此时第一个物料由位于顶部承接扇片1.2下落至其下方相邻的承接扇片1.2上。第二次加料，工业机器人的夹持装置向加料工位依次对应的另一落料通道2.3中装载第二个物料，减速电机带动物料导向件2顺时针旋转90°后停止，完成第二次加料。
本实施例中，落料状态的初始条件为：第一次加料的第一个物料下落至螺旋分料轴1.1组件1位于最下方的承接扇片1.2上。落料位置为最下方的承接扇片1.2顺时针旋转90°后所对应的落料口4的位置。第一次落料时，物料导向件2顺时针旋转90°并停止，物料由最下方承接扇片1.2上下落，并穿过对应落料口4下落至下方传送带。
本实施例中，落料执行机构可以设置为只针对一种形状规格的物料。
所述若干落料通道2.3中的至少一个落料通道2.3的横截面与其他落料通道2.3不同。如图所示，物料导向件2的四个落料通道2.3中，相对于分料轴1.1轴线对称的两个落料通道2.3横截面相同，相邻的两个落料通道2.3横截面不同。
本实施例中，落料执行机构可以设置为针对两种或两种以上形状规格的物料。且多种物料的落料作业只需要配置一个传送机构，这进一步降低了工业机器人教学设备的生产成本，使工业机器人教学设备的结构更紧凑，减少空间占用率。
所述螺旋承接单元的至少两个承接扇片1.2等间距排布，且两相邻承接扇片1.2之间的垂直距离为物料高度的1.2-1.5倍。
本实施例中，限定两相邻承接扇片1.2之间的垂直距离可以有效保障物料有充裕的时间和空间完成逐级下落，还可以控制物料对承接扇片1.2的冲击力度，避免承接扇片1.2变形。
所述承接扇片1.2具有中间部1.21和相对的两个侧端部1.22，所述两个侧端部1.22相对于承接扇片1.2的轴线对称，所述中间部1.21下凹，所述承接扇片1.2靠近两个侧端部1.22的位置凸起，所述两个侧端部1.22向下弯曲。
本实施例中，如图5所示，承接扇片1.2的横截面具有呈弓形的结构特征，这种结构有利于承接扇片1.2减震，并在承接物料后快速回复原形，也能够减少承接扇片1.2对物料的冲击。向下弯曲的两个侧端部1.22受力后上翘，可以预防承接扇片1.2变形程度较大时，其两个侧端部1.22无法伸入对应的扇片通道2.2中的现象。
所述承接扇片1.2接触物料和远离物料的两侧端面上设置有润滑层。
本实施例中，承接扇片1.2的润滑层有助于减少承接扇片1.2与对应扇片通道2.2、物料的摩擦，避免磨损问题引起落料执行机构卡死。
实施例2
一种自动上料机构的落料执行机构，包括螺旋分料轴1.1组件1，所述螺旋分料轴1.1组件1包括分料轴1.1和间隔设置在分料轴1.1上的相互配合的两个螺旋承接单元，所述螺旋承接单元包括呈360°径向螺旋排布的四个承接扇片1.2，所述四个承接扇片1.2围合呈圆形或环形；还包括物料导向件2，所述物料导向件2具有用于容纳分料轴1.1的轴通道2.1和用于容纳两个螺旋承接单元转动的八个扇片通道2.2，以及用于与螺旋承接单元的对应承接扇片1.2相配合的四个落料通道2.3，每个落料通道2.3均分别与八个扇片通道2.2相交；其中，所述螺旋分料轴1.1组件1与物料导向件2转动连接。
所述物料导向件2下方设置有用于固定物料导向件2的基座3，基座3将物料导向件2架设在物料传送带的上方，且基座3上开设有与若干落料通道2.3相配合的若干落料口4。还包括用于带动螺旋分料轴1.1组件1旋转的驱动电机。所述驱动电机设置在轴通道2.1内，所述驱动电机的驱动轴通过联轴器与分料轴1.1固定连接，螺旋分料轴1.1组件1可相对螺旋分料轴1.1组件1和基座3转动，物料导向件2旋转方向与螺旋分料轴1.1组件1的若干承接扇片1.2的螺旋排布方向相同。
本实施例中，落料执行机构可以采用物料导向件2固定、螺旋分料轴1.1组件1旋转的落料方式，这种落料方式的四个落料通道2.3具有对应的四个落料位置。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，包括：
螺旋分料轴(1.1)组件(1)，所述螺旋分料轴(1.1)组件(1)包括分料轴(1.1)和间隔设置在分料轴(1.1)上的相互配合的至少两个螺旋承接单元，所述螺旋承接单元包括呈360°径向螺旋排布的至少两个承接扇片(1.2)，所述至少两个承接扇片(1.2)围合呈圆形或环形；和
物料导向件(2)，所述物料导向件(2)具有用于容纳分料轴(1.1)的轴通道(2.1)和用于容纳至少两个螺旋承接单元转动的若干扇片通道(2.2)，以及用于与螺旋承接单元的对应承接扇片(1.2)相配合的若干落料通道(2.3)，所述落料通道(2.3)与所述扇片通道(2.2)相交；
其中，所述螺旋分料轴(1.1)组件(1)与物料导向件(2)转动连接。
2.如权利要求1所述的自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，所述若干落料通道(2.3)的横截面相同。
3.如权利要求1所述的自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，所述若干落料通道(2.3)中的至少一个落料通道(2.3)的横截面与其他落料通道(2.3)不同。
4.如权利要求1-3任一项所述的自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，所述螺旋承接单元的至少两个承接扇片(1.2)等间距排布，且两相邻承接扇片(1.2)之间的垂直距离为物料高度的1.2-1.5倍。
5.如权利要求1-3任一项所述的自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，所述承接扇片(1.2)具有中间部(1.21)和相对的两个侧端部(1.22)，所述两个侧端部(1.22)相对于承接扇片(1.2)的轴线对称，所述中间部(1.21)下凹，所述承接扇片(1.2)靠近两个侧端部(1.22)的位置凸起，所述两个侧端部(1.22)向下弯曲。
6.如权利要求1-3任一项所述的自动上料机构的落料执行机构，其特征在于，所述承接扇片(1.2)接触物料和远离物料的两侧端面上设置有润滑层。
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