CN111514776A - 基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人 - Google Patents

基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，包括罐体、驱动电机和顶盖，及设于罐体内的旋转传动机构、上振动筛、下振动筛及旋转搅拌桨，顶盖连接在罐体的顶端，罐体的内壁之间设有上支撑架和下支撑架，驱动电机设于罐体的底端；旋转传动机构包括旋转轴、下端面凸轮、上端面凸轮、具有中空柄部的定齿轮、搅拌前壳、上推杆及行星齿轮，定齿轮的中空柄部设有条形孔，上推杆的上端活动嵌入定位齿轮内并通过连接销活动卡接在条形孔上；下振动筛通过导向筒套设于旋转轴，下振动筛与导向筒之间连接有复位弹簧，下振动筛通过下推杆与下端面凸轮抵接；本发明在多维度高速对罐体内的物料进行充分搅拌，搅拌效率高且搅拌、混配效果好。

Description

基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人
技术领域
本发明涉及搅拌罐技术领域，特别是涉及一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人。
背景技术
现有的搅拌罐通常是在搅拌罐内设置单一旋转的转轴，带动搅拌叶片旋转来对罐内的物料进行搅拌。在实际使用过程中，发现这种搅拌罐只能对罐内的物料发生单向运动，使得物料搅拌及混配效果较差。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，包括罐体、驱动电机和具有进料口的顶盖，以及设于罐体内的旋转传动机构、上振动筛、下振动筛及若干个旋转搅拌桨，所述顶盖可拆卸连接在罐体的顶端，所述罐体的内壁之间间隔设有上支撑架和下支撑架，所述驱动电机安装在罐体的底端；
所述旋转传动机构包括旋转轴、下端面凸轮、上端面凸轮、具有中空柄部的定齿轮、搅拌前壳、上推杆及若干个行星齿轮，所述旋转轴的下端转动连接在下支撑架的中心，所述旋转轴的下端还穿过下支撑架后与驱动电机的输出端连接，所述旋转轴的上端一体成型设有搅拌后壳，所述搅拌前壳与搅拌后壳固定连接并形成有容置空间，所述定齿轮设于该容置空间内、且其中空柄部向上活动穿过搅拌前壳后固定连接在上支撑架的中心，所述定齿轮的中空柄部沿其长度方向对向设置有两个条形孔，若干个所述行星齿轮间隔分布于该容置空间内并分别与定齿轮啮合，所述下端面凸轮套设于旋转轴并固定在搅拌后壳上，所述上端面凸轮设于该容置空间内并固定在搅拌后壳上，所述上推杆的上端活动嵌入定位齿轮内并通过连接销活动卡接在条形孔上，所述上推杆的下端与下端面凸轮连接；
所述下振动筛通过一个导向筒套设于旋转轴，所述导向筒固定在下支撑架，所述下振动筛与导向筒之间连接有复位弹簧，所述下振动筛通过一个下推杆与下端面凸轮抵接；
所述上振动筛套设于定齿轮的中空柄部，并与连接销的两端固定连接；
若干个所述旋转搅拌桨的一端分别间隔转动连接在搅拌后壳、且伸入搅拌后壳内与若干个行星齿轮一一对应固定连接。
其中，所述罐体的底端还设有下料口，所述下料口上设有阀门。
其中，所述旋转搅拌桨间隔设有多个螺旋叶片。
其中，所述螺旋叶片上呈线性阵列布置有回流孔。
其中，所述上振动筛和下振动筛上均呈圆周阵列布置有筛孔。
其中，所述导向筒外壁的横截面为正六边形结构。
其中，所述上端面凸轮为沟槽式端面凸轮。
其中，所述下推杆包括一体成型设置的杆部、盘部和推臂，所述杆部的上端活动伸入定齿轮的中空柄部内，并通过连接销活动卡接在条形孔上，所述杆部的另一端伸入容置空间内，所述盘部连接在杆部的另一端，所述推臂的一端连接在盘部的周缘，所述推臂的另一端嵌入上端面凸轮的沟槽内。
其中，所述顶盖通过两个对向设置的连接组件与罐体可拆卸连接；所述罐体和顶盖分别对应两个连接组件向外凸设有连接耳，所述连接组件包括T形的固定销和压紧螺母，所述固定销的横臂嵌设在罐体的连接耳内，所述固定销的纵臂向上贯穿于顶盖的连接耳，所述压紧螺母螺纹连接在固定销的纵臂。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明通过驱动电机单向高速驱动下，利用在旋转轴上设计上端面凸轮与上推杆配合带动上振动筛纵向往复运动、下端面凸轮和下推杆配合复位弹簧带动下振动筛纵向往复运动，同时巧妙利用在旋转轴上设计定齿轮和行星齿轮的配合带动旋转搅拌桨在公转的同时进行自转，从而在多维度高速对罐体内的物料进行充分搅拌，搅拌效率高且搅拌、混配效果好。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是本发明的旋转传动机构的分解示意图；
图4是本发明的罐体的结构示意图；
图5是本发明的旋转搅拌桨的结构示意图；
附图标记说明：1-罐体；11-上支撑架；12-下支撑架；13-下料口；2-驱动电机；3-顶盖；31-进料口；4-旋转传动机构；41-旋转轴；411-搅拌后壳；42-下端面凸轮；43-上端面凸轮；44-定齿轮；45-搅拌前壳；46-上推杆；47-行星齿轮；48-连接销；5-上振动筛；6-下振动筛；7-旋转搅拌桨；71-螺旋叶片；8-导向筒；9-复位弹簧；10-下推杆；20-连接组件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图5所示，本实施例所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，包括罐体1、驱动电机2和具有进料口31的顶盖3，以及设于罐体1内的旋转传动机构4、上振动筛5、下振动筛6及若干个旋转搅拌桨7，所述顶盖3可拆卸连接在罐体1的顶端，所述罐体1的内壁之间间隔设有上支撑架11和下支撑架12，所述驱动电机2安装在罐体1的底端；
所述旋转传动机构4包括旋转轴41、下端面凸轮42、上端面凸轮43、具有中空柄部的定齿轮44、搅拌前壳45、上推杆46及若干个行星齿轮47，所述旋转轴41的下端转动连接在下支撑架12的中心，所述旋转轴41的下端还穿过下支撑架12后与驱动电机2的输出端连接，所述旋转轴41的上端一体成型设有搅拌后壳411，所述搅拌前壳45与搅拌后壳411固定连接并形成有容置空间，所述定齿轮44设于该容置空间内、且其中空柄部向上活动穿过搅拌前壳45后固定连接在上支撑架11的中心，所述定齿轮44的中空柄部沿其长度方向对向设置有两个条形孔，若干个所述行星齿轮47间隔分布于该容置空间内并分别与定齿轮44啮合，所述下端面凸轮42套设于旋转轴41并固定在搅拌后壳411上，所述上端面凸轮43设于该容置空间内并固定在搅拌后壳411上，所述上推杆46的上端活动嵌入定位齿轮内并通过连接销48活动卡接在条形孔上，所述上推杆46的下端与下端面凸轮42连接；
所述下振动筛6通过一个导向筒8套设于旋转轴41，所述导向筒8固定在下支撑架12，所述下振动筛6与导向筒8之间连接有复位弹簧9，所述下振动筛6通过一个下推杆10与下端面凸轮42抵接；
所述上振动筛5套设于定齿轮44的中空柄部，并与连接销48的两端固定连接；
若干个所述旋转搅拌桨7的一端分别间隔转动连接在搅拌后壳411、且伸入搅拌后壳411内与若干个行星齿轮47一一对应固定连接，即旋转搅拌桨7的数量与行星齿轮47的数量适配，例如，旋转搅拌桨7的数量为三个时，则对应设置三个行星齿轮47与三个旋转搅拌桨7对应。
本实施例的工作方式是：通过顶盖3的进料口31将物料倒入罐体1内，然后驱动电机2单向驱动旋转传动机构4工作，此时旋转传动机构4的旋转轴41转动，使得若干个旋转搅拌桨7绕旋转轴41的中心轴线进行旋转，从而对罐体1内物料进行横向搅拌，且旋转搅拌桨7在绕旋转轴41的中心轴线旋转时，经由行星齿轮47与定齿轮44的配合，每个旋转搅拌桨7还会绕自身的中心轴线进行自转，即每个旋转搅拌桨7在绕旋转轴41转动的同时也进行自转运动，实现两个方向的旋转搅拌，同时上端面凸轮43和下端面凸轮42均随着旋转轴41转动，在上端面凸轮43与上推杆46配合下，上振动筛5相对定齿轮44的中空柄部做纵向往复振动，而下振动筛6在下端面凸轮42与下推杆10配合以及复位弹簧9的作用下相对导向筒8做纵向往复振动，且设置上振动筛5与下振动筛6的振动方向相反，从而对罐体1内物料进行纵向搅拌，如此，在驱动电机2单向驱动作用下，上振动筛5、下振动筛6以及旋转搅拌桨7能够在多维度方向上对罐体1内的物料进行充分搅拌，无需驱动电机2变向驱动，使得驱动电机2能够高速转动，进而带动上振动筛5和下振动筛6高速往复振动以及旋转搅拌桨7的高速公转和自转运动，混配效果更好。
本实施例通过驱动电机2单向高速驱动下，利用在旋转轴41上设计上端面凸轮43与上推杆46配合带动上振动筛5纵向往复运动、下端面凸轮42和下推杆10配合复位弹簧9带动下振动筛6纵向往复运动，同时巧妙利用在旋转轴41上设计定齿轮44和行星齿轮47的配合带动旋转搅拌桨7在公转的同时进行自转，从而在多维度高速对罐体1内的物料进行充分搅拌，搅拌效率高且搅拌、混配效果好。
本实施例中，在罐体1内设置上支撑架11和下支撑架12能够增强罐体1的强度，利于上振动筛5、下振动筛6和旋转搅拌桨7的高速运动。本实施例中，所述下端面凸轮42为斜弧端面凸轮，配合复位弹簧9，实现单向动力传输，使得下振动筛6纵向往复运动。本实施例中，所述罐体1的底端设有三角支撑架，以便于为驱动电机2的安装预留出空间，且使罐体1放置更稳固。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述罐体1的底端还设有下料口13，所述下料口13上设有阀门（图中并未显示）；在罐体1内的物料充分混配后，打开下料口13的阀门，使得搅拌后的物料经由下料口13排出，使得下料更方便、快捷。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述旋转搅拌桨7间隔设有多个螺旋叶片71。如此设置，在转动时可以将位于罐体1中部的物料沿平行旋转轴41的径向方向输送，增强物料的对流速度，同时设置多个螺旋叶片71，可增强物料的混配效果。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述螺旋叶片71上呈线性阵列布置有回流孔。如此设置，在减少搅拌阻力的同时也增强了物料间的碰撞强度，增强混配效果。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述上振动筛5和下振动筛6上均呈圆周阵列布置有筛孔。如此设置，避免团聚结块的物料直接沉降到罐体1底部造成混料不均甚至堵塞出口的现象。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述导向筒8外壁的横截面为正六边形结构。能够防止下振动筛6与导向筒8之间发生相对旋转运动，保证下振动筛6与上振动筛5的同步异向往复振动。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述上端面凸轮43为沟槽式端面凸轮。如此设置，在带动上振动筛5往复运动的过程中，还能通过上推杆46为上振动筛5提供支撑作用，同时能够减少占用容置空间内的空间，结构紧凑。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述下推杆10包括一体成型设置的杆部、盘部和推臂，所述杆部的上端活动伸入定齿轮44的中空柄部内，并通过连接销48活动卡接在条形孔上，所述杆部的另一端伸入容置空间内，所述盘部连接在杆部的另一端，所述推臂的一端连接在盘部的周缘，所述推臂的另一端嵌入上端面凸轮43的沟槽内。工作时，上端面凸轮43随着旋转轴41转动，然后在上端面凸轮43的沟槽驱动下，推臂上下移动，从而经由盘部、杆部、连接销48后带动上振动筛5往复运动，将旋转运动转化为上振动筛5的纵向往复运动，对物料进行纵向搅拌。本实施例中，所述杆部为正六棱柱结构，从而能够起到限位推臂的作用。
基于上述实施例的基础上，进一步地，所述顶盖3通过两个对向设置的连接组件20与罐体1可拆卸连接，便于开盖检修；所述罐体1和顶盖3分别对应两个连接组件20向外凸设有连接耳，所述连接组件20包括T形的固定销和压紧螺母，所述固定销的横臂嵌设在罐体1的连接耳内，所述固定销的纵臂向上贯穿于顶盖3的连接耳，所述压紧螺母螺纹连接在固定销的纵臂；安装时，顶盖3的连接耳与罐体1的连接耳一一对应，然后分别将压紧螺母螺旋在固定销上，从而将顶盖3与罐体1压紧固定在一起，当需要开盖时，只需反向旋拧压紧螺母即可打开顶盖3，拆装方便。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，包括罐体（1）、驱动电机（2）和具有进料口（31）的顶盖（3），以及设于罐体（1）内的旋转传动机构（4）、上振动筛（5）、下振动筛（6）及若干个旋转搅拌桨（7），所述顶盖（3）可拆卸连接在罐体（1）的顶端，所述罐体（1）的内壁之间间隔设有上支撑架（11）和下支撑架（12），所述驱动电机（2）安装在罐体（1）的底端；
所述旋转传动机构（4）包括旋转轴（41）、下端面凸轮（42）、上端面凸轮（43）、具有中空柄部的定齿轮（44）、搅拌前壳（45）、上推杆（46）及若干个行星齿轮（47），所述旋转轴（41）的下端转动连接在下支撑架（12）的中心，所述旋转轴（41）的下端还穿过下支撑架（12）后与驱动电机（2）的输出端连接，所述旋转轴（41）的上端一体成型设有搅拌后壳（411），所述搅拌前壳（45）与搅拌后壳（411）固定连接并形成有容置空间，所述定齿轮（44）设于该容置空间内、且其中空柄部向上活动穿过搅拌前壳（45）后固定连接在上支撑架（11）的中心，所述定齿轮（44）的中空柄部沿其长度方向对向设置有两个条形孔，若干个所述行星齿轮（47）间隔分布于该容置空间内并分别与定齿轮（44）啮合，所述下端面凸轮（42）套设于旋转轴（41）并固定在搅拌后壳（411）上，所述上端面凸轮（43）设于该容置空间内并固定在搅拌后壳（411）上，所述上推杆（46）的上端活动嵌入定位齿轮内并通过连接销（48）活动卡接在条形孔上，所述上推杆（46）的下端与下端面凸轮（42）连接；
所述下振动筛（6）通过一个导向筒（8）套设于旋转轴（41），所述导向筒（8）固定在下支撑架（12），所述下振动筛（6）与导向筒（8）之间连接有复位弹簧（9），所述下振动筛（6）通过一个下推杆（10）与下端面凸轮（42）抵接；
所述上振动筛（5）套设于定齿轮（44）的中空柄部，并与连接销（48）的两端固定连接；
若干个所述旋转搅拌桨（7）的一端分别间隔转动连接在搅拌后壳（411）、且伸入搅拌后壳（411）内与若干个行星齿轮（47）一一对应固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述罐体（1）的底端还设有下料口（13），所述下料口（13）上设有阀门。
3.根据权利要求1所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述旋转搅拌桨（7）间隔设有多个螺旋叶片（71）。
4.根据权利要求3所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述螺旋叶片（71）上呈线性阵列布置有回流孔。
5.根据权利要求1所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述上振动筛（5）和下振动筛（6）上均呈圆周阵列布置有筛孔。
6.根据权利要求1所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述导向筒（8）外壁的横截面为正六边形结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述上端面凸轮（43）为沟槽式端面凸轮。
8.根据权利要求7所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述下推杆（10）包括一体成型设置的杆部、盘部和推臂，所述杆部的上端活动伸入定齿轮（44）的中空柄部内，并通过连接销（48）活动卡接在条形孔上，所述杆部的另一端伸入容置空间内，所述盘部连接在杆部的另一端，所述推臂的一端连接在盘部的周缘，所述推臂的另一端嵌入上端面凸轮（43）的沟槽内。
9.根据权利要求1-8所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述顶盖（3）通过两个对向设置的连接组件（20）与罐体（1）可拆卸连接；所述罐体（1）和顶盖（3）分别对应两个连接组件（20）向外凸设有连接耳，所述连接组件（20）包括T形的固定销和压紧螺母，所述固定销的横臂嵌设在罐体（1）的连接耳内，所述固定销的纵臂向上贯穿于顶盖（3）的连接耳，所述压紧螺母螺纹连接在固定销的纵臂。
10.根据权利要求1-8所述的一种基于凸轮和齿轮传动实现多维度高速振动的搅拌罐机器人，其特征在于，所述顶盖（3）通过两个对向设置的连接组件（20）与罐体（1）可拆卸连接；所述罐体（1）和顶盖（3）分别对应两个连接组件（20）向外凸设有连接耳，所述连接组件（20）包括T形的固定销和压紧螺母，所述固定销的横臂嵌设在罐体（1）的连接耳内，所述固定销的纵臂向上贯穿于顶盖（3）的连接耳，所述压紧螺母螺纹连接在固定销的纵臂。
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