CN109809155B - 理料机构 - Google Patents

Abstract

一种理料机构，它包括刚性连接在一起的激振器和波纹板，波纹板上分布有多个平行布置的物料导引槽，其特征是，在每个物料导引槽的出口端对应设置一个给料导槽，给料导槽的断面尺寸只能容纳一列短长条圆柱体稳定通过，两个相邻给料导槽的间隙大于短长条圆柱体的直径，给料导槽右端到波纹板的物料导引槽右端的距离大于短长条圆柱体的长度。

Description

理料机构

技术领域

本发明涉及动态检测领域，尤其涉及在对短长条圆柱体进行检测前的一种理料机构。

背景技术

中间部分为圆柱体且圆柱体的长度对直径的比例在1.2：1到6:1之间的物体称为短长条圆柱体。很多短长条圆柱体形的物体都需要进行重量检测、异物检测或计数。如食品、药品、保健等行业的胶囊产品，外形为短长条圆柱体，在进行检测前都需要利用理料机构把它们一个一个分开，即，一般都是首先把它们在输送过程中一个一个按顺序排开，然后再一个一个送到检测机构上进行检测。

现有的短长条圆柱体的理料技术都是通过先后设置多级振动波纹板，大量短长条圆柱体通过料仓落到第一级振动波纹板上，每一级振动波纹板都是由波纹板和其下面的振动激振器组成，波纹板由多个平行布置且同样尺寸和夹角的且左右对称的大V槽联合组成，多级振动波纹板通过把物料向前高频率抛掷、使短长条圆柱体依次振动散开。对于胶囊等两头为球冠形的短长条圆柱体，在振动前移时大多会自动倒伏变成圆柱体长度方向与大V槽长度方向平行。还可以，尤其是对于两头不是球冠形的其他短长条圆柱体，一般在前级振动波纹板上设置一些挡料刮板，让那些圆柱体轴线与大V槽长度方向垂直的圆柱体在碰到挡料板时躺倒、变得与大V槽方向平行。问题是，在最后一级波纹板的出口处，短长条圆柱体尽管都已经倒伏、与大V槽长度方向平行，但，常常到还有部分短长条圆柱体相互堆叠，导致2个或2个以上圆柱体同时或在极短的时间里紧连着输送给后续的检测装置，导致检测失误或困难。

201521055463.4本发明公开了物料输送整理装置，包括料斗、设置在所述料斗下方的物料输送装置、物料计数装置及物料整理装置，所述物料整理装置设置在所述物料输送装置的出料端用于整理物料使物料单粒经过所述物料计数装置，所述物料输送装置包括底座、设置在所述底座上的振动装置及与所述振动装置连接的振动波纹板，所述振动波纹板的入料端对准所述料斗的下料口，所述振动波纹板上设有若干个输送料道，所述输送料道的出料端对准下料通道，所述物料整理装置包括设置在所述振动波纹板上的重叠物料落入槽和设置在所述下料通道入口处的梳理装置，所述重叠物料落入槽下方设有物料收集盒。本发明提供的物料输送整理装置，其可保证物料计数准确，提高灌装效率。

发明内容

本发明提供一种理料机构，使在振动波纹板上重叠在波纹板底部的短长条圆柱体形的被理料物体之上的短长条圆柱体形被理料物体在通过给料导槽时从给料导槽的两边滚落，即，只有位于给料导槽底部的短长条圆柱体形被理料物体可以一个一个顺序排开、上到后续检测机构上。

本发明所采取的技术措施是：一种理料机构，它包括刚性连接在一起的激振器和波纹板，波纹板上分布有多个平行布置的物料导引槽，其特征是，在每个物料导引槽的出口端对应设置一个给料导槽，给料导槽的断面尺寸只能容纳一列短长条圆柱体稳定通过，两个相邻给料导槽的间隙大于短长条圆柱体的直径，给料导槽右端到波纹板的物料导引槽右端的距离大于短长条圆柱体的长度。

本方案的具体特点还有，还包括上料机构，上料机构的出料口位于波纹板左侧的上方，上料机构可以是料仓，也可以是另一套理料机构，波纹板由多个平行布置的物料导引槽组成，物料导引槽可以通过折弯或冲压而成，相邻物料导引槽的中心距较大，每个物料导引槽在出口端对应设置一个给料导槽，各个给料导槽之间相互平行且彼此中心距与物料导引槽中心距相同，给料导槽的断面尺寸为只能容纳一个短长条圆柱体形被理料物体稳定通过，两个相邻给料导槽的相邻边的间隙大于短长条圆柱体的直径，可以容纳至少一个短长条圆柱体形被理料物体滚落通过，给料导槽右端到波纹板的物料导引槽右端的距离大于短长条圆柱体的长度，使短长条圆柱体形被理料物体只能一个一个从给料导槽上排队经过，就像独木桥，几个人同时挤上来，只能有一个通过、其余的全部掉下河。

物料导引槽为大V槽。

给料导槽为与大V槽同样夹角的小V槽，每一个给料导槽与对应的大V槽为同一块板通过切割、折弯或冲压等工艺一体成形，给料导槽的V槽槽边宽度较窄。

在所有给料导槽下方设置向前下方倾斜的一块滑板，在滑板的滑道出口的下方设置有收集箱，滚落的短长条圆柱体形被理料物体可以通过滑板滑到收集箱中。

给料导槽与大V槽不是一体成型：给料导槽为小V槽，也可以为U槽或朝上开口的梯形槽；给料导槽底部的高度比物料导引槽底部低，给料导槽与物料导引槽沿长度方向部分重叠，给料导槽通过焊接或粘接等方式与对应的物料导引槽刚性连接。短长条圆柱体形被理料物体从物料导引槽移动到给料导槽上时，由于有高度差，短长条圆柱体形被理料物体更容易从重叠状态散开。

给料导槽为小V槽，或者为U槽或朝上开口的梯形槽；给料导槽与物料导引槽之间有小于短长条圆柱体的直径的间隙，所有给料导槽与激振器刚性连接。相比201521055463.4在输送通道的振动波纹板上设置重叠物料落入槽无法解决散落在波纹板底部的物料粉尘影响输送问题，尤其是针对后续的称重工序，散落的粉料将严重影响称重机构的零点或皮重，影响称重精度，本发明设置的给料导槽与大V槽之间的间隙可以使散落的粉料从该间隙中跌落，解决了称重机构的零点问题。所有给料导槽下面设置有与给料导槽长度方向垂直的后立板和前立板，后立板和前立板之间还设置有两块与给料导槽长度方向平行的左立板和右立板，左立板和右立板分别设置在一个给料导槽的正下方，以免阻碍滚落的短长条圆柱体的下落；左立板和右立板与激振器刚性连接。

每个给料导槽相对于对应的物料导引槽向前下方倾斜。这样有利于把原来在波纹板上紧紧靠在一起的短长条圆柱体形被理料物体通过加速下滑来拉开彼此间距，方便光电透光和遮光判定，方便后续其他检测。

每个给料导槽底部比波纹板的物料导引槽底部低一定距离，在物料导引槽底部与给料导槽底部之间设置一个或一对光电传感器，从短长条圆柱体形被理料物体刚刚从波纹板落到给料导槽时开始遮光，被理料物体触发了光电传感器，待移动一段距离后光电传感器又透光，直到下一个被理料物体从波纹板上坠移动到给料导槽上。相比201521055463.4，由于在同一个槽里的连续排队的短长条圆柱体，是一个一个紧紧挨着，不能在离开物料导引槽前通过光电方式直接计数，因为必须物体之间有间隔才能通过光电传感器的遮光与透光来计数，所以201521055463.4无法在振动波纹板上直接采用光电传感器计数。

对于短长条圆柱体形的被理料物体，物料导引槽为左右对称的大V槽，大V槽两边的夹角为2D（45°≤D＜90°) ，短长条圆柱体的半径为r，大V槽的V边宽度为L₂，满足下式：L₂＞2×r/sinD，这样可以确保在大V槽上重叠的短长条圆柱体可以在上到对应的给料导槽后，能够对应足够宽的间隙，也即确保相邻两个给料导槽的边缘间可以留出大于短长条圆柱体的直径的间隙，让短长条圆柱体滚落。

对于短长条圆柱体形的被理料物体，给料导槽为左右对称的小V槽，给料导槽两边的夹角为2A，为使短长条圆柱体可以从大V槽顺畅无阻地移动到小V槽上，须满足：D≤A≤75°；为确保给料导槽能够稳定通过一个半径为r的短长条圆柱体，而重叠的短长条圆柱体无法停留在位于给料导槽的小V槽底部的短长条圆柱体的上部或侧面，令B为重叠在上面的短长条圆柱体处于临界状态时的小V槽槽边缘到处于小V槽底部的短长条圆柱体圆心的连线对小V槽槽边的夹角，令C为重叠在上的短长条圆柱体处于临界状态时的重叠在上的短长条圆柱体圆心与小V槽槽边缘的连线对处于小V槽底部的短长条圆柱体的圆心与小V槽槽边缘的连线的夹角，临界状态是指重叠在上的短长条圆柱体刚刚能停留在位于小V槽底部的短长条圆柱体的侧上面的状态，此时，重叠在上的短长条圆柱体状态由停住变成即将滚落，也即重叠在上的短长条圆柱体既可能停住、也可能滚落，处于两种状态的交界点，临界状态时的B和C满足下面二式：

3×sinB×sinB+2×sinB×cosC=1

B+C=180°-A

这样可以在给定小V槽夹角为2A的情况下得出B。

给料导槽的小V槽槽边宽度为L₁，须满足下式：r×ctgA＜L₁＜r×(ctgB+ctgA)；

为在确定的大V槽槽边宽度L₂下短长条圆柱体还能在给料导槽槽边滚落跌下去，L₁还须满足:

L₁×sinA＜L₂×sinD-r。

在波纹板的物料导引槽底部的靠近出口端位置设置沿物料导引槽长度方向布置的细长条形的粉料落孔，粉料落孔宽度小于短长条圆柱体的半径，粉料落孔下部对应设置粉料回收槽。

本方案的有益效果是：1、本发明通过在波纹板的每个物料导引槽出口处设置给料导槽，使在振动的波纹板物料导引槽上重叠于物料导引槽底部的短长条圆柱体形的被理料物体之上的短长条圆柱体形被理料物体在通过给料导槽时从给料导槽的两边滚落，实现了只有位于给料导槽底部的被理料物体可以一个一个顺序排开、上到后续检测机构上。

2、在波纹板的每个物料导引槽出口处设置给料导槽，而不是在波纹板的中部开槽，所以，结构简单、制造容易、成本低，设置方便。

3、没有在振动波纹板上开槽，没有降低振动波纹板本身的抗弯强度和固有频率及使用寿命，沿槽体长度方向各点的振幅一致，短长条圆柱体形的被理料物体的移动速度好控制。

4、由于电磁激振器与波纹板的连接点一般位于波纹板的中外部，重叠滚落的短长条圆柱体形物体如果落在连接点之间，回收很不方便。本发明工作时，重叠的短长条圆柱体形被理料物体都滚落在大波纹板出口处，远离连接点，接料回收方便。

5、由于给料导槽设置在大波纹板出口处，属于出口终端的独木桥结构，短长条圆柱体形的被理料物体马上就要离开理料机构，绝对没有机会在理料机构上再次出现物料重叠现象，也即不会出现两个短长条圆柱体形物体同时通过的情况。

6、对于同样尺寸的胶囊，本发明可以大幅减小波纹板各物料导引槽之间的间距，使波纹板宽度更紧凑，可以输送、理料更多的胶囊，也可以使后续检测设备更紧凑，大幅减少跌落的胶囊数量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。图2是图1的俯视示意图。图3是图1的左视示意图。图4为本发明的给料导槽与大V槽底部刚性连接的示意图。图5为图4的俯视示意图。图6为图4的左视示意图。图7为图6的给料导槽采用U槽结构的示意图。图8为本发明的给料导槽与大V槽分离的示意图。图9为图8的左视示意图。图10为图8的俯视示意图。图11为图9的给料导槽采用U槽结构的示意图。图12为波纹板的大V槽槽边宽度L₂示意图。图13是给料导槽为小V槽时的槽边宽度L₁示意图。图14是给料导槽向前下倾斜的示意图。图15是图14的左视示意图。图16为图8中采用光电传感器的局部示意图。图17为图16的左视局部示意图。

图中，1-激振器，2-波纹板，3-连接件，4-给料导槽，5-后立板，6-前立板，7-左立板，8-右立板，9-收集箱，10-滑板，11-光电传感器，12-粉料落孔，D-波纹板的大V槽的两V边夹角的一半；A-给料导槽为小V槽时两V边夹角的一半；r-短长条圆柱体的半径；B为临界状态时小V槽槽边缘到处于小V槽底部的短长条圆柱体圆心的连线对小V槽槽边的夹角；C为临界状态时重叠在上的短长条圆柱体圆心与小V槽槽边缘的连线对处于小V槽底部的短长条圆柱体的圆心与小V槽槽边缘的连线的夹角；L₁-给料导槽为小V槽时的V边宽度；L₂-波纹板的大V槽的V边宽度。

具体实施方式

实施例1：一种理料机构，见图1，包括激振器1、波纹板2，波纹板2与激振器1通过连接件3刚性连接，还包括上料机构，上料机构的出料口位于波纹板2左侧的上方，上料机构可以是料仓，也可以是另一套理料机构，见图2和3，波纹板2由多个平行布置的物料导引槽组成，物料导引槽可以通过折弯或冲压而成，相邻物料导引槽的中心距较大，见图1-3，每个物料导引槽在出口端对应设置一个给料导槽4，各个给料导槽4之间相互平行且彼此中心距与物料导引槽中心距相同，给料导槽4的断面尺寸为只能容纳一个短长条圆柱体形被理料物体稳定通过，两个相邻给料导槽4的相邻边的间隙大于短长条圆柱体的直径，可以容纳至少一个短长条圆柱体形被理料物体滚落跌下，见图2，给料导槽4右端到波纹板2的物料导引槽右端的距离大于短长条圆柱体的长度，使短长条圆柱体形被理料物体只能一个一个从给料导槽4上排队经过，就像独木桥，几个人同时挤上来，只能有一个通过、其余的全部掉下河。

物料导引槽为大V槽。

见图1-3，给料导槽4为与大V槽同样夹角的小V槽；每一个给料导槽4与对应的大V槽为同一块板通过切割、折弯或冲压等工艺一体成形，给料导槽4的V槽槽边宽度较窄。本方案结构简单、制造容易。

见图1，在所有给料导槽4下方设置向前下方倾斜的一块滑板10，在滑板10的滑道出口的下方设置有收集箱9，滚落的短长条圆柱体形被理料物体可以通过滑板10滑到收集箱9中。

见图2，在波纹板2的大V槽底部的靠近出口端位置设置沿大V槽长度方向布置的细长条形的粉料落孔12，粉料落孔12宽度小于短长条圆柱体的半径，粉料落孔12下部对应设置粉料回收槽。

实施例2，一种理料机构，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，见图4-6，给料导槽为小V槽，给料导槽4与物料导引槽不是一体成型，给料导槽4底部的高度比物料导引槽底部低，给料导槽4与物料导引槽沿长度方向部分重叠，给料导槽4通过焊接或粘接等方式与对应的物料导引槽刚性连接。本方案益处在于：短长条圆柱体形被理料物体从物料导引槽移动到给料导槽4上时，由于有高度差，短长条圆柱体形被理料物体更容易从重叠状态散开。

实施例3，一种理料机构，与实施例2相同之处不再赘述，不同之处在于，见图7，给料导槽4为U槽或朝上开口的梯形槽。

实施例4，一种理料机构，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，见图8-10，给料导槽4与物料导引槽之间有小于短长条圆柱体形被理料物体的最小外形尺寸（即，短长条圆柱体的直径）的间隙，所有给料导槽4与激振器1刚性连接。所有给料导槽4下面设置有与给料导槽4长度方向垂直的后立板5和前立板6，后立板5和前立板6之间还设置有两块与给料导槽4长度方向平行的左立板7和右立板8，左立板7和右立板8分别设置在一个给料导槽4的正下方，以免阻碍滚落的短长条圆柱体形被理料物体的下落；左立板7和右立板8与激振器1刚性连接。

实施例5，一种理料机构，与实施例4相同之处不再赘述，不同之处在于，见图11，给料导槽4为U槽或朝上开口的梯形槽。

实施例6，一种理料机构，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，见图12，物料导引槽为左右对称的大V槽，对于短长条圆柱体形状的被理料物体，大V槽两边的夹角为2D（45°≤D＜90°) ，短长条圆柱体的半径为r，大V槽的V边宽度为L₂，满足下式：L₂＞2×r/sinD，这样可以确保在大V槽上重叠的短长条圆柱体可以在上到对应的给料导槽4后，能够对应足够宽的间隙，也即确保相邻两个给料导槽4的V槽边边缘间可以留出大于短长条圆柱体的直径的间隙，让短长条圆柱体滚落。

见图13，给料导槽4为左右对称的小V槽，给料导槽4两边的夹角为2A，为使短长条圆柱体可以从大V槽顺畅无阻地移动到给料导槽4上，须满足：D≤A≤75°；

为确保给料导槽4能够稳定通过一个半径为r的短长条圆柱体（被理料物体），而重叠的短长条圆柱体无法停留在位于V底部的短长条圆柱体的上部或侧面，令B为重叠在上面的短长条圆柱体处于临界状态时的小V槽槽边缘到处于小V槽底部的短长条圆柱体圆心的连线对小V槽槽边的夹角，令C为重叠在上的短长条圆柱体处于临界状态时的重叠在上的短长条圆柱体圆心与小V槽槽边缘的连线对处于小V槽底部的短长条圆柱体的圆心与小V槽槽边缘的连线的夹角，临界状态是指重叠在上的短长条圆柱体刚刚能停留在位于小V槽底部的短长条圆柱体的侧上面的状态，此时，重叠在上的短长条圆柱体既可能停住、也可能滚落，临界状态时的B和C满足下面二式：

3×sinB×sinB+2×sinB×cosC=1

B+C=180°-A

这样可以在给定小V槽夹角为2A的情况下得出B。

给料导槽4的小V槽槽边宽度为L₁，须满足下式：r×ctgA＜L₁＜r×(ctgB+ctgA)；

为在确定的大V槽槽边宽度L₂下短长条圆柱体还能在给料导槽槽边滚落，L₁还须满足:

L₁×sinA＜L₂×sinD-r。

实际制作的波纹板2上布置18列平行的长度为200mm的大V槽，大V槽左右对称即左边右边宽度相等且两边夹角2D=90°，短长条圆柱体为胶囊，胶囊半径r=4mm、长24mm，大V槽的槽边宽度L₂=20mm＞2×r/sinD，给料导槽4的小V槽左右对称且两边的夹角为2A，2A=2D=90°，给料导槽4右端到大V槽右端距离为50mm；

按公式3×sinB×sinB+2×sinB×cosC=1与B+C=180°-A，解得B=37.9°，C=97.1°；

取给料导槽4的小V槽边宽度L₁=5.8mm，满足r×ctgA＜L₁＜r×(ctgB+ctgA)，也满足:L₁×sinA＜L₂×sinD-r。

实验结果如下：控制前一级给料装置把胶囊输送给到波纹板2上的速度，使得在波纹板2底部胶囊之上最多再出现1层重叠胶囊，出现重叠胶囊的概率小于5%，波纹板2对接后续胶囊检测装置，运行10小时，波纹板2共输送100万粒胶囊，4万余粒重叠在波纹板2底部的胶囊之上的胶囊在通过给料导槽4时全部滚落跌下，给料导槽4上始终只有一列胶囊通过，给料导槽4上从未出现胶囊再次重叠现象，整个过程没有出现一例2个胶囊同时上到胶囊检测装置的情况。

对比试验，按照文献201521055463.4把重叠物料落入槽开在波纹板2上，波纹板2的大V槽两边夹角2D=90°，短长条圆柱体仍为同样尺寸的胶囊，胶囊半径r=4mm、长24mm，V边宽度L₂=20mm，波纹板2上布置18列平行的长度为200mm的大V槽，重叠物料落入槽长度50mm，重叠物料落入槽右端离波纹板2右端40mm，

胶囊给料控制方式及速度与前面情况完全相同，按照文献201521055463.4的方案，在大V槽的侧壁上开一个完整的重叠物料落入槽，运行10小时。结果显示，波纹板2共输送100万粒胶囊，4万余粒重叠在波纹板2底部的胶囊之上的胶囊在通过给料导槽4时大部分滚落跌下，给料导槽4上绝大多数时间只有一列胶囊通过，给料导槽4上数次出现胶囊再次重叠现象，整个过程多次出现2个胶囊同时上到后续胶囊检测装置的情况，导致后续检测失败。

可见，相比文献201521055463.4，本发明理料更精确、更有效。

实施例7：一种理料机构，与实施例4相同之处不再赘述，不同之处在于，见图14和15，每个给料导槽4相对于对应的物料导引槽向前下方倾斜。这样有利于把原来在波纹板2上紧紧靠在一起的短长条圆柱体形被理料物体通过加速下滑来拉开彼此间距，方便光电透光和遮光判定，方便后续其他检测。

实施例8：一种理料机构，与实施例4相同之处不再赘述，不同之处在于，见图16和17，每个给料导槽4底部比波纹板2的物料导引槽底部低一些，在物料导引槽底部与给料导槽4底部之间设置一个或一对光电传感器11，自短长条圆柱体形被理料物体刚刚从波纹板2落到给料导槽4时起开始遮光，短长条圆柱体形被理料物体触发了光电传感器11，待移动一段距离后光电传感器又透光，直到下一个短长条圆柱体形被理料物体从波纹板2上坠移动到给料导槽4上。

Claims (5)

1.一种理料机构，它包括刚性连接在一起的激振器和波纹板，波纹板上分布有多个平行布置的物料导引槽，其特征是，在每个物料导引槽的出口端对应设置一个给料导槽，给料导槽的断面尺寸只能容纳一列短长条圆柱体稳定通过，两个相邻给料导槽的间隙大于短长条圆柱体的直径，给料导槽右端到波纹板的物料导引槽右端的距离大于短长条圆柱体的长度；物料导引槽为大V槽；给料导槽为与大V槽同样夹角的小V槽，每一个给料导槽与对应的大V槽为同一块板一体成形。

2.根据权利要求1所述的理料机构，其特征是，在所有给料导槽下方设置向前下方倾斜的一块滑板，在滑板的滑道出口的下方设置有收集箱。

3.根据权利要求1所述的理料机构，其特征是，大V槽左右对称且两边的夹角为2D,45°≤D＜90°，短长条圆柱体的半径为r，大V槽的V边宽度为L₂，满足下式：L₂＞2×r/sinD。

4.根据权利要求3所述的理料机构，其特征是，给料导槽为左右对称的小V槽，给料导槽两边的夹角为2A，须满足：D≤A≤75°；

令B为重叠在上面的短长条圆柱体处于临界状态时的小V槽槽边缘到处于小V槽底部的短长条圆柱体圆心的连线对小V槽槽边的夹角，令C为重叠在上的短长条圆柱体处于临界状态时的重叠在上的短长条圆柱体圆心与小V槽槽边缘的连线对处于小V槽底部的短长条圆柱体的圆心与小V槽槽边缘的连线的夹角，临界状态是指重叠在上的短长条圆柱体刚刚能停留在位于小V槽底部的短长条圆柱体的侧上面的状态，此时，重叠在上的短长条圆柱体状态由停住变成即将滚落，临界状态时的B和C满足下面二式：

3×sinB×sinB+2×sinB×cosC=1

B+C=180°-A

这样可以在给定小V槽夹角为2A的情况下得出B；

给料导槽的小V槽槽边宽度为L₁，须满足下式：r×ctgA＜L₁＜r×(ctgB+ctgA)；

L₁还须满足:

L₁×sinA＜L₂×sinD-r。

5.根据权利要求1所述的理料机构，其特征是，在波纹板的大V槽底部的靠近出口端位置设置沿大V槽长度方向布置的细长条形的粉料落孔，粉料落孔宽度小于短长条圆柱体的半径。