CN109552697A - 纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，包括支架，支架上设有收集机构；收集机构包括固定座、转盘和收集组件；收集组件包括收集组件壳体和外固定板，收集组件壳体中设有收集腔，收集腔的左侧设有收集开口，收集腔中可转动的设有收集板，收集板的外表面上包覆一层无纺布，收集板通过第四电机驱动转动；收集腔的上下两端分别设有一个吹气管道和一个可开合的门板，门板的一端通过合页可转动的固定在收集腔的第二开口上、门板的另一端固定一个铁块，第二开口与铁块对应的端壁上设有电磁铁；本发明专用于收集由熔喷法制备得到的纳米纤维，提高了自动化程度，优化了工作流程，提高了工作效率，节约了成本。

Description

纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构

技术领域

本发明涉及一种收集机构，特别涉及一种纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构。

背景技术

纳米纤维是指纤维直径在1～100nm尺寸范围内的纤维，当纤维的直径从微米级别进入到纳米级别时，其具有显著提高的比表面积、长度直径比以及相互渗透能力。ESD(ElectroSprayDeposition)静电纺丝法制作可溶性高分子纳米纤维的方法已经被广泛 运用。ESD方法通过溶剂将溶质溶解，同时在溶剂端加上高压静电源，利用同性相斥原理将 溶液推出，或用压力从针孔中将高分子从针孔中将高分子推出，高分子被推出后拉伸延长，同时表面积急剧扩大，加快溶剂的蒸发，高分子体积进一步缩小，从而得到细小纤维；在收集方向上加上相反的高压静电，利用电荷异性相吸的作用，将生成端形成的纤维进一步进行拉伸并吸引到收集端，从而得到纳米纤维。ESD方法虽然操作简单，在科学研究中已经得到了广泛运用，但其通常仅可以满足实验室规模的生产需求，无法达到工业化规模生产的要求。

熔喷法是纳米纤维的一种生存方法，其是通过借助高速热气流使刚挤出的 高聚物熔体迅速高倍拉伸固化成形的纺丝方法。优点是工艺流程短，可以纺丝 直接制成无纺织物，纤维直径细。当高聚物熔体从特殊纺丝组件挤吕时，组件 内同时喷出温度高于熔体温度的两束交又的超音速热气流，使熔体细流快速高 倍拉仲固化成纤维。

在使用熔喷法生产纳米纤维的过程中，需要对制备得到的纳米纤维进行收集并将收集到的纳米纤维批量的进行转移，在现有技术中，这一过程一般通过人工完成，自动化程度低，成本高，工作效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，专用于收集由熔喷法制备得到的纳米纤维，提高了自动化程度，优化了工作流程，提高了工作效率，节约了成本。

具体的技术方案如下：

纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，包括支架，支架上设有收集机构；

收集机构包括固定座、转盘和收集组件；

固定座通过多个第一连接杆竖直的固定在支架的左侧，固定座上设有左侧开口的固定槽，固定槽为圆柱体结构，转盘可转动的设置在固定槽中，转盘的右侧中心处设有一个第一支承环，第一支承环的外壁上设有第一齿条，第一支承环穿过固定槽右侧的第一开口与第一齿轮相啮合，第一齿轮固定在第一电机上，第一电机固定在支架上；

第一电机带动第一齿轮转动，从而实现转盘在固定座中进行自转；

转盘的左侧呈圆周状的均匀布设多个收集组件，当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，位于上方的收集组件处于收集工位，位于下方的收集组件处于卸料工位；

收集组件包括收集组件壳体和外固定板，收集组件壳体中设有收集腔，收集腔的左侧设有收集开口，收集腔中可转动的设有收集板，收集板的外表面上包覆一层无纺布，收集板通过第四电机驱动转动，第四电机固定在收集组件壳体上；

收集腔的上下两端分别设有一个吹气管道和一个可开合的门板，门板的一端通过合页可转动的固定在收集腔的第二开口上、门板的另一端固定一个铁块，第二开口与铁块对应的端壁上设有电磁铁；

收集组件壳体的右侧壁的中心处设有第一固定块，外固定板的左侧壁的中心处设有一个第二固定块，第一固定块可转动的固定在第二固定块上，第一固定块和第二固定块的上下两端分别设有一个第一电动推杆和一个第一弹簧，第一电动推杆和第一弹簧均分别固定连接在手机组件壳体与第一固定块之间，第一电动推杆推动收集组件壳体在外固定板上处于倾斜状态；

外固定板与转盘平行设置，外固定板的上下两端分别向右垂直的设有两个支撑板，每个支撑板上分别设有多个滑块，滑块可移动的固定在设置于转盘上的滑槽中，外固定板的右侧可转动的固定两个第二齿轮，第二齿轮与固定在转盘上的第二齿条相啮合，第二齿条与滑槽平行设置，两个第二齿轮的支承轴上分别固定一个第三齿轮，两个第三齿轮通过第一链条加以连接，其中一个第三齿轮通过第二电机驱动转动，第二电机固定在外固定板上；

当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，滑槽竖直设置，第二电机带动两个第二齿轮同方向转动，从而实现收集组件沿滑槽进行上下移动。

进一步的，当收集组件处于收集工位上时，吹气管位于收集组件壳体的下方，门板位于收集组件壳体的上方，第一电动推杆位于第一弹簧的下方，电磁铁处于通电状态，铁块吸附在电磁铁上，使门板处于关闭状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的底部向左侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

当收集组件处于卸料工位上时，吹气管位于收集组件壳体的上方，门板位于收集组件壳体的下方，第一电动推杆位于第一弹簧的上方，电磁铁处于断电状态，门板在重力作用下自然下垂，使门板处于打开状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的顶部向右侧移动，使收集组件壳体倾斜设置。

进一步的，转盘的左侧中心处设有固定基座，固定基座焊接固定在转盘上，固定基座上与吹气管对应的设有多个气嘴，气嘴通过软管与吹气管相连接，多个气嘴分别通过软管与气泵相连接，每个气嘴的出气端分别设有一个电磁阀。

进一步的，吹气管和门板均位于收集板的右侧。

本发明的控制方法为：

（1）收集工位上的收集组件用于收集纳米纤维；当收集组件处于收集工位上时，吹气管位于收集组件壳体的下方，门板位于收集组件壳体的上方，第一电动推杆位于第一弹簧的下方，电磁铁处于通电状态，铁块吸附在电磁铁上，使门板处于关闭状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的底部向左侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

第二电机带动两个第二齿轮同方向转动，使收集组件沿滑槽逐渐向上移动，纳米纤维自下而上的逐渐铺设在收集板上；

（2）当一个收集板收集满以后，通过第一电机控制转盘旋转，使下一个收集组件移动至收集工位上，继续进行收集，移开的收集组件的收集板在第四电机的作用下旋转180°；

（3）当收集组件移动至卸料工位时，吹气管位于收集组件壳体的上方，门板位于收集组件壳体的下方，第一电动推杆位于第一弹簧的上方，电磁铁处于断电状态，门板在重力作用下自然下垂，使门板处于打开状态；

该收集组件对应的电磁阀打开，吹气管向收集板上吹入气体，将吸附在其上的纳米纤维吹出进行下一步的转运操作。

本发明的有益效果为：

本发明专用于收集由熔喷法制备得到的纳米纤维，提高了自动化程度，优化了工作流程，提高了工作效率，节约了成本。

附图说明

图1为本发明剖视图。

图2为收集机构剖视图。

图3为收集组件剖视图。

图4为本发明应用于机器人中的组合结构图。

图5为转运机构剖视图。

图6为压盖组件与收料组件组合剖视图。

附图标记

支架1、收集机构2、转运机构3、固定座4、转盘5、第一连接杆6、第一支承环7、第一开口8、第一齿轮9、第一电机10、收集组件壳体11、外固定板12、收集腔13、收集开口14、收集板15、第四电机16、吹气管道17、门板18、铁块19、电磁铁20、第一固定块21、第二固定块22、第一电动推杆23、第一弹簧24、支撑板25、滑块26、滑槽27、第二齿轮28、第三齿轮29、第一链条30、第一输送辊31、第二输送辊32、输送带33、收料组件34、下固定基座35、上固定板36、第二电动推杆37、收纳盒38、压盖组件支撑架39、第一夹杆40、第二夹杆41、第一连接板42、第二连接板43、夹爪44、第二连接杆45、双向电动推杆46、压盖47、液压缸48、固定基座49、气嘴50、软管51、电磁阀52、第一导向杆53、第一限位板54、第二限位板55、喷头56。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

如图所示纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，包括支架1，支架上设有收集机构2；

收集机构包括固定座4、转盘5和收集组件；

固定座通过多个第一连接杆6竖直的固定在支架的左侧，固定座上设有左侧开口的固定槽，固定槽为圆柱体结构，转盘可转动的设置在固定槽中，转盘的右侧中心处设有一个第一支承环7，第一支承环的外壁上设有第一齿条，第一支承环穿过固定槽右侧的第一开口8与第一齿轮9相啮合，第一齿轮固定在第一电机10上，第一电机固定在支架上；

第一电机带动第一齿轮转动，从而实现转盘在固定座中进行自转；

转盘的左侧呈圆周状的均匀布设多个收集组件，当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，位于上方的收集组件处于收集工位，位于下方的收集组件处于卸料工位；

收集组件包括收集组件壳体11和外固定板12，收集组件壳体中设有收集腔13，收集腔的左侧设有收集开口14，收集腔中可转动的设有收集板15，收集板的外表面上包覆一层无纺布，收集板通过第四电机16驱动转动，第四电机固定在收集组件壳体上；

收集腔的上下两端分别设有一个吹气管道17和一个可开合的门板18，门板的一端通过合页可转动的固定在收集腔的第二开口上、门板的另一端固定一个铁块19，第二开口与铁块对应的端壁上设有电磁铁20；

收集组件壳体的右侧壁的中心处设有第一固定块21，外固定板的左侧壁的中心处设有一个第二固定块22，第一固定块可转动的固定在第二固定块上，第一固定块和第二固定块的上下两端分别设有一个第一电动推杆23和一个第一弹簧24，第一电动推杆和第一弹簧均分别固定连接在手机组件壳体与第一固定块之间，第一电动推杆推动收集组件壳体在外固定板上处于倾斜状态；

外固定板与转盘平行设置，外固定板的上下两端分别向右垂直的设有两个支撑板25，每个支撑板上分别设有多个滑块26，滑块可移动的固定在设置于转盘上的滑槽27中，外固定板的右侧可转动的固定两个第二齿轮28，第二齿轮与固定在转盘上的第二齿条相啮合，第二齿条与滑槽平行设置，两个第二齿轮的支承轴上分别固定一个第三齿轮29，两个第三齿轮通过第一链条30加以连接，其中一个第三齿轮通过第二电机驱动转动，第二电机固定在外固定板上；

当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，滑槽竖直设置，第二电机带动两个第二齿轮同方向转动，从而实现收集组件沿滑槽进行上下移动；

当收集组件处于收集工位上时，吹气管位于收集组件壳体的下方，门板位于收集组件壳体的上方，第一电动推杆位于第一弹簧的下方，电磁铁处于通电状态，铁块吸附在电磁铁上，使门板处于关闭状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的底部向左侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

当收集组件处于卸料工位上时，吹气管位于收集组件壳体的上方，门板位于收集组件壳体的下方，第一电动推杆位于第一弹簧的上方，电磁铁处于断电状态，门板在重力作用下自然下垂，使门板处于打开状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的顶部向右侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

本发明所应用的纳米纤维生产用的收集转运机器人还包括转运机构，转运机构3设置在收集机构下方；

转运机构包括输送轨道、收料组件和压盖组件；

输送轨道包括第一输送辊31、第二输送辊32和输送带33，输送带张紧固定在第一输送辊与第二输送辊之间，第一输送辊通过第三电机驱动转动，多个收料组件34均匀布设在输送带上；

输送轨道设置在固定座的下方，第三电机控制第一输送辊转动，从而实现位于上方的收料组件随输送带自左向右移动；

收料组件包括下固定基座35和上固定板36，下固定基座通过螺栓和螺母锁紧固定在输送带上，上固定板通过第二电动推杆37可移动的设置在下固定基座的上方，上固定板上设有卡接槽，卡接槽中用于放置收纳盒38，收纳盒用于装载收集完成后的纳米纤维；

压盖组件包括压盖组件支撑架39、第一夹杆40、第二夹杆41、第一连接板42和第二连接板43；

压盖组件支撑架固定在支架的右侧，第一夹杆和第二夹杆均包括杆体，杆体的底部设有夹爪44；

第一夹杆和第二夹杆分别可转动的固定在两个第一连接板之间，第一夹板和第二夹杆左右镜像设置，第二连接板通过第二连接杆45固定在第一连接板的上方，第二连接板上固定一个双向电动推杆46，双向电动推杆的两端分别与第一夹杆和第二夹杆的顶部相连接；

当双向电动推杆处于伸展状态时，第一夹杆和第二夹杆的夹爪相向移动的用于夹持固定压盖47，压盖用于盖合在收纳盒上；

当双向电动推杆处于收缩状态时，第一夹杆和第二夹杆的夹爪反向移动的松开固定压盖；

压盖组件支撑架的顶部设有液压缸48，液压缸的推杆穿过压盖组件支撑架与第二连接板固定连接。

进一步的，转盘的左侧中心处设有固定基座49，固定基座焊接固定在转盘上，固定基座上与吹气管对应的设有多个气嘴50，气嘴通过软管51与吹气管相连接，多个气嘴分别通过软管与气泵相连接，每个气嘴的出气端分别设有一个电磁阀52。

进一步的，下固定基座上还垂直的设有多个第一导向杆53，第一导向杆向上延伸的穿过上固定板、并固定一个第一限位板54，第一导向杆上还设有第二限位板55，第二限位板设置在上固定板与下固定基座之间。

进一步的，吹气管和门板均位于收集板的右侧。

本发明及其所应用的机器人的控制方法为：

（1）收集工位上的收集组件用于收集熔喷法的喷头56所喷出的纳米纤维；当收集组件处于收集工位上时，吹气管位于收集组件壳体的下方，门板位于收集组件壳体的上方，第一电动推杆位于第一弹簧的下方，电磁铁处于通电状态，铁块吸附在电磁铁上，使门板处于关闭状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的底部向左侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

第二电机带动两个第二齿轮同方向转动，使收集组件沿滑槽逐渐向上移动，纳米纤维自下而上的逐渐铺设在收集板上；

（2）当一个收集板收集满以后，通过第一电机控制转盘旋转，使下一个收集组件移动至收集工位上，继续进行收集，移开的收集组件的收集板在第四电机的作用下旋转180°；

（3）当收集组件移动至卸料工位时，吹气管位于收集组件壳体的上方，门板位于收集组件壳体的下方，第一电动推杆位于第一弹簧的上方，电磁铁处于断电状态，门板在重力作用下自然下垂，使门板处于打开状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的顶部向右侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

此时，固定在收料组件上的收纳盒在第二电动推杆的作用下向上移动至门板的下方，该收集组件对应的电磁阀打开，吹气管向收集板上吹入气体，将吸附在其上的纳米纤维吹入收纳盒中；

（4）收纳完成后，收纳盒在第二电动推杆的作用下复位，向右移动至压盖组件的下方；第一夹杆和第二夹杆在双向电动推杆的作用下夹持住机械臂送来的压盖，液压缸推动压盖向下移动直至盖合在收纳盒上；再松开第一夹杆和第二夹杆，使压盖组件向上移动；

（5）盖合有压盖的收纳盒随输送带移动到边缘后，取下收纳盒；

（6）重复步骤（1）（2）（3）（4）（5）完成纳米纤维的自动化收集和转运。

Claims (4)

1.纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，其特征为，包括支架，支架上设有收集机构；

收集机构包括固定座、转盘和收集组件；

固定座通过多个第一连接杆竖直的固定在支架的左侧，固定座上设有左侧开口的固定槽，固定槽为圆柱体结构，转盘可转动的设置在固定槽中，转盘的右侧中心处设有一个第一支承环，第一支承环的外壁上设有第一齿条，第一支承环穿过固定槽右侧的第一开口与第一齿轮相啮合，第一齿轮固定在第一电机上，第一电机固定在支架上；

第一电机带动第一齿轮转动，从而实现转盘在固定座中进行自转；

转盘的左侧呈圆周状的均匀布设多个收集组件，当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，位于上方的收集组件处于收集工位，位于下方的收集组件处于卸料工位；

收集组件包括收集组件壳体和外固定板，收集组件壳体中设有收集腔，收集腔的左侧设有收集开口，收集腔中可转动的设有收集板，收集板的外表面上包覆一层无纺布，收集板通过第四电机驱动转动，第四电机固定在收集组件壳体上；

收集腔的上下两端分别设有一个吹气管道和一个可开合的门板，门板的一端通过合页可转动的固定在收集腔的第二开口上、门板的另一端固定一个铁块，第二开口与铁块对应的端壁上设有电磁铁；

收集组件壳体的右侧壁的中心处设有第一固定块，外固定板的左侧壁的中心处设有一个第二固定块，第一固定块可转动的固定在第二固定块上，第一固定块和第二固定块的上下两端分别设有一个第一电动推杆和一个第一弹簧，第一电动推杆和第一弹簧均分别固定连接在手机组件壳体与第一固定块之间，第一电动推杆推动收集组件壳体在外固定板上处于倾斜状态；

外固定板与转盘平行设置，外固定板的上下两端分别向右垂直的设有两个支撑板，每个支撑板上分别设有多个滑块，滑块可移动的固定在设置于转盘上的滑槽中，外固定板的右侧可转动的固定两个第二齿轮，第二齿轮与固定在转盘上的第二齿条相啮合，第二齿条与滑槽平行设置，两个第二齿轮的支承轴上分别固定一个第三齿轮，两个第三齿轮通过第一链条加以连接，其中一个第三齿轮通过第二电机驱动转动，第二电机固定在外固定板上；

当收集组件随转盘旋转至其中一个收集组件位于另一个收集组件的正上方时，滑槽竖直设置，第二电机带动两个第二齿轮同方向转动，从而实现收集组件沿滑槽进行上下移动。

2.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，其特征为，当收集组件处于收集工位上时，吹气管位于收集组件壳体的下方，门板位于收集组件壳体的上方，第一电动推杆位于第一弹簧的下方，电磁铁处于通电状态，铁块吸附在电磁铁上，使门板处于关闭状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的底部向左侧移动，使收集组件壳体倾斜设置；

当收集组件处于卸料工位上时，吹气管位于收集组件壳体的上方，门板位于收集组件壳体的下方，第一电动推杆位于第一弹簧的上方，电磁铁处于断电状态，门板在重力作用下自然下垂，使门板处于打开状态，同时，第一电动推杆推动收集组件壳体的顶部向右侧移动，使收集组件壳体倾斜设置。

3.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，其特征为，转盘的左侧中心处设有固定基座，固定基座焊接固定在转盘上，固定基座上与吹气管对应的设有多个气嘴，气嘴通过软管与吹气管相连接，多个气嘴分别通过软管与气泵相连接，每个气嘴的出气端分别设有一个电磁阀。

4.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的收集转运机器人收集机构，其特征为，吹气管和门板均位于收集板的右侧。