CN109680346A - 纳米纤维生产用的投料机器人投料机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，包括两个相互平行设置的主支撑架，两个主支撑架之间水平的固定一个分隔板，分隔板的上方设有第一储料罐和第二储料罐，分隔板的下方设有投料组件；投料组件包括内支撑框架，内支撑框架设置在两个主支撑架之间，内支撑框架与主支撑架相对的两个侧壁上分别设有第一连杆，第一连杆上设有滑块，滑块可移动的设置在位于主支撑架内壁上的滑槽中，投料组件的下方设有第一支承板，第一支承板上设有第一液压缸，第一液压缸推动内支撑框架进行上下移动；本发明专用于在熔喷法制备的纳米纤维的生产过程中选择性自动投料，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

纳米纤维生产用的投料机器人投料机构

技术领域

本发明涉及一种投料机构，特别涉及一种纳米纤维生产用的投料机器人投料机构。

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(1一15}xm )等。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，需要将不同的物料加入设备中，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，且容易对操作人员的人身安全造成影响。

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投料机器人投料机构，专用于在熔喷法制备的纳米纤维的生产过程中选择性自动投料，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：

纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，包括两个相互平行设置的主支撑架，两个主支撑架之间水平的固定一个分隔板，分隔板的上方设有第一储料罐和第二储料罐，分隔板的下方设有投料组件；

第一储料罐和第二储料罐均包括罐体，罐体的顶部设有第一进口，罐体的底部设有第一出口；

投料组件包括内支撑框架，内支撑框架设置在两个主支撑架之间，内支撑框架与主支撑架相对的两个侧壁上分别设有第一连杆，第一连杆上设有滑块，滑块可移动的设置在位于主支撑架内壁上的滑槽中，投料组件的下方设有第一支承板，第一支承板上设有第一液压缸，第一液压缸与第一连杆固定连接，第一液压缸推动内支撑框架进行上下移动；

内支撑框架与主支撑架相对的两个内侧壁上分别设有一个调节腔，两个调节腔之间可转动的设有一个支承轴，支承轴的其中一端穿过调节腔壁、与固定在调节腔中的第二电机相连接，第二电机带动支承轴进行转动；

支承轴上设有一个固定套，固定套上设有一个转接管道；

转接管道包括主管道、第一转接管和第二转接管，第一转接管和第二转接管分别倾斜的固定在主管道的两端，第一转接管和第二转接管的倾斜方向相反、且第一转接管和第二转接管相互平行设置，主管道固定在固定套中；

内支撑框架的上方设有上固定板，上固定板上设有第一上连接管和第二上连接管，第一上连接管设置在第二上连接管的左侧，上固定板与固定在两个固定腔顶部的第一电动推杆相连接；

内支撑框架的下方设有下固定板，下固定板上设有第一下连接管和第二下连接管，第一下连接管位于第二下连接管的右侧，下固定板与固定在两个固定腔顶部的第二电动推杆相连接；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管上方时，第一转接管插入第一上连接管中、第二转接管插入第一下连接管中，实现第一上连接管与第一下连接管之间的连通；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管下方时，第一转接管插入第二下连接管中、第二转接管插入第二上连接管中，实现第二上连接管与第二下连接管之间的连通；

第一上连接管通过管道与第一储料罐相连接，第二上连接管通过管道与第二储料罐相连接。

进一步的，上固定板与调节腔的顶部之间固定多个第一弹簧。

进一步的，下固定板与调节腔的底部之间固定多个第二弹簧。

进一步的，第一储料罐和第二储料罐的第一出口处均设有计量阀。

进一步的，第一储料罐和第二储料罐的罐体中还设有挡料组件；

挡料组件包括挡料板，挡料板的截面为菱形结构，挡料板通过第二转轴可转动的固定在罐体中，第二转轴的一端穿过罐体与固定在罐体外部的第三电机相连接，第三电机控制挡料板在罐体中进行旋转。

进一步的，罐体中还设有第一限位板和第二限位板，第一限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板一侧壁的上方，第二限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板另一侧壁的下方。

本发明的控制方法为：

当需要对第一储料罐中的物料进行投料时，通过第一电动推杆和第二电动推杆移开上固定板和下固定板，通过第二电机控制第一转接管位于第二转接管的上方，相对收紧上固定板和下固定板，使第一上连接管与第一下连接管之间通过转接管道相连通，第一连接管用于在纳米纤维生产过程中进行投料操作；

当需要对第二储料罐中的物料进行投料时，移开上固定板和下固定板，旋转转接管道使第二转接管位于第一转接管的上方，相对收紧上固定板和下固定板，使第二上连接管与第二下连接管之间通过转接管道相连通，第二连接管用于在纳米纤维生产过程中进行投料操作。

本发明的有益效果为：

本发明专用于选择性的在熔喷法制备的纳米纤维的生产过程中进行自动投料，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为图1中投料组件剖视图。

图3为图1中第一储料罐剖视图。

图4为图3中A-A方向剖视图。

图5为本发明所应用的投料机器人的组合图。

图6为图3中部分放大图。

附图标记

主支撑架1、底支撑板2、滚轮3、分隔板4、第一储料罐5、第二储料罐6、投料组件7、第一上料组件8、第二上料组件9、第一支撑架10、上料组件壳体11、进料斗12、出料管道13、第一转轴14、螺旋叶片15、第一齿轮16、第一电机17、第二齿轮18、罐体19、第一进口20、第一出口21、内支撑框架22、第一连杆23、滑块24、第一支承板25、第一液压缸26、调节腔27、支承轴28、第二电机29、固定套30、主管道31、第一转接管32、第二转接管33、上固定板34、第一上连接管35、第二上连接管36、第一电动推杆37、下固定板38、第一下连接管39、第二下连接管40、第二电动推杆41、第一弹簧42、第二弹簧43、挡料板44、第二转轴45、第三电机46、第一限位板47、第二限位板48。

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投料机器人投料机构，，包括两个相互平行设置的主支撑架1，两个主支撑架之间水平的固定一个分隔板4，分隔板的上方设有第一储料罐5和第二储料罐6，分隔板的下方设有投料组件7；

第一储料罐和第二储料罐均包括罐体19，罐体的顶部设有第一进口20，罐体的底部设有第一出口21；

投料组件包括内支撑框架22，内支撑框架设置在两个主支撑架之间，内支撑框架与主支撑架相对的两个侧壁上分别设有第一连杆23，第一连杆上设有滑块24，滑块可移动的设置在位于主支撑架内壁上的滑槽中，投料组件的下方设有第一支承板25，第一支承板上设有第一液压缸26，第一液压缸与第一连杆固定连接，第一液压缸推动内支撑框架进行上下移动；

内支撑框架与主支撑架相对的两个内侧壁上分别设有一个调节腔27，两个调节腔之间可转动的设有一个支承轴28，支承轴的其中一端穿过调节腔壁、与固定在调节腔中的第二电机29相连接，第二电机带动支承轴进行转动；

支承轴上设有一个固定套30，固定套上设有一个转接管道；

转接管道包括主管道31、第一转接管32和第二转接管33，第一转接管和第二转接管分别倾斜的固定在主管道的两端，第一转接管和第二转接管的倾斜方向相反、且第一转接管和第二转接管相互平行设置，主管道固定在固定套中；

内支撑框架的上方设有上固定板34，上固定板上设有第一上连接管35和第二上连接管36，第一上连接管设置在第二上连接管的左侧，上固定板与固定在两个固定腔顶部的第一电动推杆37相连接；

内支撑框架的下方设有下固定板38，下固定板上设有第一下连接管39和第二下连接管40，第一下连接管位于第二下连接管的右侧，下固定板与固定在两个固定腔顶部的第二电动推杆41相连接；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管上方时，第一转接管插入第一上连接管中、第二转接管插入第一下连接管中，实现第一上连接管与第一下连接管之间的连通；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管下方时，第一转接管插入第二下连接管中、第二转接管插入第二上连接管中，实现第二上连接管与第二下连接管之间的连通；

第一上连接管通过管道与第一储料罐相连接，第二上连接管通过管道与第二储料罐相连接。

本发明应用于投料机器人，投料机器人还包括底支撑板、第一上料组件和第二上料组件；

每个主支撑架的底部分别固定一个底支撑板2，底支撑板上设有多个带刹车的滚轮3；

与第一储料罐对应的底支撑板上设有一个第一上料组件8，与第二储料罐对应的底支撑板上设有一个第二上料组件9；

第一上料组件和第二上料组件均包括第一支撑架10、上料组件壳体11、进料斗12和出料管道13，第一支撑架固定在底支撑板上，圆柱体结构的上料组件壳体的底部固定在第一支撑架上，上料组件壳体的顶部倾斜的穿过主支撑架设置在分隔板的上方；

上料组件壳体中可转动的设有第一转轴14，第一转轴上设有螺旋叶片15，第一转轴的底部穿过上料组件壳体固定一个第一齿轮16，第一齿轮通过链条与固定在第一电机17上的第二齿轮18相连接，第一电机固定在上料组件壳体上；

进料斗固定在第一支撑架上、与上料组件壳体的底部相连通，出料管道固定在上料组件壳体的顶部；

物料自进料斗进入上料组件壳体中，第一电机带动螺旋叶片在上料组件壳体中进行旋转，从而将物料输送至出料管道处；

第一储料罐的第一进口通过管道与第一上料组件的出料管道相连通，第二储料罐的第一进口通过管道与第二上料组件的出料管道相连通。

进一步的，上固定板与调节腔的顶部之间固定多个第一弹簧42。

进一步的，下固定板与调节腔的底部之间固定多个第二弹簧43。

进一步的，第一储料罐和第二储料罐的第一出口处均设有计量阀。

进一步的，第一储料罐和第二储料罐的罐体中还设有挡料组件；

挡料组件包括挡料板44，挡料板的截面为菱形结构，挡料板通过第二转轴45可转动的固定在罐体中，第二转轴的一端穿过罐体与固定在罐体外部的第三电机46相连接，第三电机控制挡料板在罐体中进行旋转。

进一步的，罐体中还设有第一限位板47和第二限位板48，第一限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板一侧壁的上方，第二限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板另一侧壁的下方。

本发明及其所应用的投料机器人的控制方法为：

（1）不同的物料分别通过第一上料组件和第二上料组件进入第一储料罐和第二储料罐中进行存储；

（2）当需要对第一储料罐中的物料进行投料时，通过第一电动推杆和第二电动推杆移开上固定板和下固定板，通过第二电机控制第一转接管位于第二转接管的上方，相对收紧上固定板和下固定板，使第一上连接管与第一下连接管之间通过转接管道相连通，第一连接管用于在纳米纤维生产过程中进行投料操作；

当需要对第二储料罐中的物料进行投料时，移开上固定板和下固定板，旋转转接管道使第二转接管位于第一转接管的上方，相对收紧上固定板和下固定板，使第二上连接管与第二下连接管之间通过转接管道相连通，第二连接管用于在纳米纤维生产过程中进行投料操作。

本发明所应用的投料机器人的有益效果为：

（1）本发明专用于在熔喷法制备的纳米纤维的生产过程中进行自动投料的机器人，稳定性好，优化了工作流程，提高了工作效率，节约了成本；

（2）投料机器人可移动，适应性强，通用性强；

（3）第一储料罐和第二储料罐中均设有挡料组件，可以用于分隔新投入的物料和已存在的物料，有效防止混料。

Claims (6)

1.纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，包括两个相互平行设置的主支撑架，两个主支撑架之间水平的固定一个分隔板，分隔板的上方设有第一储料罐和第二储料罐，分隔板的下方设有投料组件；

第一储料罐和第二储料罐均包括罐体，罐体的顶部设有第一进口，罐体的底部设有第一出口；

投料组件包括内支撑框架，内支撑框架设置在两个主支撑架之间，内支撑框架与主支撑架相对的两个侧壁上分别设有第一连杆，第一连杆上设有滑块，滑块可移动的设置在位于主支撑架内壁上的滑槽中，投料组件的下方设有第一支承板，第一支承板上设有第一液压缸，第一液压缸与第一连杆固定连接，第一液压缸推动内支撑框架进行上下移动；

内支撑框架与主支撑架相对的两个内侧壁上分别设有一个调节腔，两个调节腔之间可转动的设有一个支承轴，支承轴的其中一端穿过调节腔壁、与固定在调节腔中的第二电机相连接，第二电机带动支承轴进行转动；

支承轴上设有一个固定套，固定套上设有一个转接管道；

转接管道包括主管道、第一转接管和第二转接管，第一转接管和第二转接管分别倾斜的固定在主管道的两端，第一转接管和第二转接管的倾斜方向相反、且第一转接管和第二转接管相互平行设置，主管道固定在固定套中；

内支撑框架的上方设有上固定板，上固定板上设有第一上连接管和第二上连接管，第一上连接管设置在第二上连接管的左侧，上固定板与固定在两个固定腔顶部的第一电动推杆相连接；

内支撑框架的下方设有下固定板，下固定板上设有第一下连接管和第二下连接管，第一下连接管位于第二下连接管的右侧，下固定板与固定在两个固定腔顶部的第二电动推杆相连接；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管上方时，第一转接管插入第一上连接管中、第二转接管插入第一下连接管中，实现第一上连接管与第一下连接管之间的连通；

当转接管道旋转至竖直设置、且第一转接管位于第二转接管下方时，第一转接管插入第二下连接管中、第二转接管插入第二上连接管中，实现第二上连接管与第二下连接管之间的连通；

第一上连接管通过管道与第一储料罐相连接，第二上连接管通过管道与第二储料罐相连接。

2.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，上固定板与调节腔的顶部之间固定多个第一弹簧。

3.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，下固定板与调节腔的底部之间固定多个第二弹簧。

4.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，第一储料罐和第二储料罐的第一出口处均设有计量阀。

5.如权利要求1所述的纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，第一储料罐和第二储料罐的罐体中还设有挡料组件；

挡料组件包括挡料板，挡料板的截面为菱形结构，挡料板通过第二转轴可转动的固定在罐体中，第二转轴的一端穿过罐体与固定在罐体外部的第三电机相连接，第三电机控制挡料板在罐体中进行旋转。

6.如权利要求5所述的纳米纤维生产用的投料机器人投料机构，其特征为，罐体中还设有第一限位板和第二限位板，第一限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板一侧壁的上方，第二限位板固定在罐体的内壁上、位于挡料板另一侧壁的下方。