CN112619531A - 一种自动上料翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上料翻转装置，包括用于混合物料的混料单元、承载物料并在受到外力作用时向混料单元倾侧的料桶、设有上升导轨与翻转导轨并引导料桶移向并倾向混料单元的导引单元以及牵引料桶移动的牵引单元。与现有技术相比，该自动上料翻转装置能使料桶桶体自动翻转并将物料倾倒入混料单元中，实现物料投放的自动化，无需人工搬运、倾倒，提高生产效率与安全性。

Description

一种自动上料翻转装置

技术领域

本发明涉及物料运输领域，特别是涉及一种自动上料翻转装置。

背景技术

在各种行业中，经常都需要进行多种物料的混合工作。进行混合时，装有物料的料桶搬运至混料机入口，然后倾侧使得物料从所述料桶向所述混料机内倾倒。而且为了进行批量生产，提高生产效率，每次倒入所述混料机物料的重量往往是上百斤、上千斤，而且有些物料为液体，容易从所述料桶溢出。如果用人力进行搬运的话，其效率低、安全性差、容易因物料的溢出造成浪费。尽管可以通过运输车等工具协助将所述料桶搬运至所述混料机入口处，但是所述料桶的倾侧还是需要靠人工翻转，而且由于重量大，往往需要多人合作才能完成，操作难度大、倒入物料量难以控制，难以实现将物料从所述料桶中平稳地倒入所述混料机中，自动化程度低。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种能实现无需人工搬运、倾侧料桶的自动上料翻转装置。

本发明是通过如下技术手段实现的：

一种自动上料翻转装置，包括

混料单元，用于混合物料；

料桶，包括设有开口的桶体、与所述桶体铰接且在所述桶体两侧对称设置的连杆、连接在所述连杆之间的拉杆以及于设置所述桶体上的第一转轴；所述连杆与所述桶体铰接处的轴线与所述第一转轴的轴线平行；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述第一转轴的轴心位于垂直通过所述桶体重心的直线上，所述连杆与所述桶体铰接处的轴心到所述混料单元的水平距离大于所述第一转轴轴心到所述混料单元的水平距离；

导引单元，包括垂直设置的上升导轨以及与所述上升导轨上方衔接的翻转导轨；所述翻转导轨包括一端所述上升导轨衔接且向所述混料单元弯曲的第一弧段；

牵引单元，包括钢丝以及收卷所述钢丝的收卷器；所述钢丝一端固设在所述拉杆上，另一端连接所述收卷器；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述收卷器到所述混料单元的垂直距离大于所述第一弧段末端端点到所述混料单元的垂直距离，所述收卷器到所述上升导轨的水平距离大于所述第一弧段末端端点到所述上升导轨的水平距离。

相比于现有技术，本发明的自动上料装置通过收卷器收卷钢丝，带动料桶沿导引单元移向混料单元，并使得料桶桶体自动翻转将物料倾倒入混料单元中，实现物料投放的自动化，无需人工搬运、倾倒，提高生产效率与安全性。

进一步，所述料桶还包括设置在所述桶体上的第二转轴，所述第二转轴的轴线与所述第一转轴的轴线平行，沿所述第一转轴的轴线方向投影，所述第二转轴的轴心位于垂直通过所述桶体重心的直线上，且沿垂直通过所述桶体重心的直线，所述第二转轴轴心到所述桶体开口的距离大于所述第一转轴的轴心到所述桶体开口的距离；

所述翻转导轨还包括与所述第一弧段交汇的第二弧段；沿所述第一转轴的轴线方向投影，所述第二弧段的中线为以所述第一弧段与其交汇点为起点、以所述第一弧段中线末端端点为圆心、以所述第一转轴与所述第二转轴两轴心的距离为半径的弧线；在垂直方向上，所述第二弧段中线的末端端点位于所述第一弧段末端端点上方，且所述第二弧段中线的末端端点到所述混料单元的水平距离大于所述第一弧段中线的末端端点到所述混料单元的水平距离。

通过设置第二转轴与第二弧段且第二转轴沿第二弧段滑动，能平稳地抬升桶体底部并倾侧桶体，使物料平稳地倒入混料单元中，进一步提高安全性。

进一步，所述桶体为圆筒型，所述第一转轴与第二转轴的轴线沿所述桶体径向延伸；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述第一转轴与第二转轴的轴心位于所述桶体轴线上；所述连杆与所述桶体铰接处的轴心不在所述桶体中心轴线上，且所述连杆与所述桶体铰接处的轴心到所述混料单元的水平距离大于所述第一转轴轴心到所述混料单元的水平距离。圆筒型的桶体为现有技术中常用的形状。

进一步，所述连杆上设有向远离所述混料单元一侧弯曲的弯曲部；所述弯曲部的直径大于等于所述第一转轴的轴径，且所述连杆绕与所述桶体铰接处的轴线转动时，所述第一转轴的轴线与所述弯曲部的轴线相互靠近或分离。通过弯曲部能对桶体的转动角度进行限位。

进一步，所述收卷器通过转动收卷所述钢丝；所述牵引单元还包括轴线与所述收卷器的转动轴平行的导向滚轮；从所述收卷器引出的钢丝经过所述导向滚轮的导向后，与所述拉杆固定。通过导向滚轮能稳定钢丝的收放，使得桶体移动和转动时更平稳。

进一步，还包括控制单元，所述控制单元包括设置在所述第二弧段远离所述上升导轨一侧末端的第二限位开关以及与之电连接的控制器；所述收卷器与所述控制器电连接。设置控制单元能提高自动化程度，触发第二限位开关可控制收卷器的正反转。

进一步，所述控制单元还包括设置在所述第一弧段远离所述上升导轨一侧末端的第一限位开关，所述控制器与之电连接。第一限位开关可控制收卷器的转动速度，使得桶体倾侧时更平稳，同时可根据混合速度控制倾倒速度。

进一步，所述控制单元还包括设置在所述上升导轨下方并远离所述翻转导轨的下限位开关，所述控制器与之电连接，所述桶体位于所述下限位开关上方。下限位开关便于桶体到达地面时停止收卷器的工作。

进一步，还包括套设并固定在所述拉杆上的钢丝限位环，所述钢丝缠绕在所述钢丝限位环上。钢丝限位环提高钢丝牵引料桶时的稳定性。

进一步，所述钢丝位于与所述第一转轴轴线相垂直的同一平面内。钢丝位于同一平面内时，其牵引力的分力最小，作用在料桶上的力最大。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明中自动上料翻转装置的整体结构立体结构示意图；

图2为本发明中自动上料翻转装置沿第一转轴轴线投影的整体结构示意图；

图3为本发明中料桶的结构立体结构示意图；

图4为本发明中料桶沿第一转轴轴线投影的结构示意图；

图5为本发明中导引单元的结构示意图；

图6为本发明中翻转导轨的结构示意图；

图7为本发明中第一转轴位于第一弧段端部时的局部结构示意图；

图8为本发明中第二转轴位于第二弧段时的局部结构示意图；

图9为本发明中第二转轴位于第二弧段端部时的局部结构示意图。

具体实施方式

请结合参阅图1与图2，本发明的自动上料翻转装置包括用于盛放物料的料桶10、设置在地面上用于引导所述料桶10的导引单元20、牵引所述料桶10沿所述导引单元20移动的牵引单元30、进行物料混合的混料单元40以及对从所述混料单元40出来的物料进行振动的振动单元50。在本实施例中，所述导引单元20数量为两个，且所述料桶10位于对称设置的两导引单元20之间。物料放入所述料桶10后，所述牵引单元30拉动所述料桶10沿所述导引单元20移动并移至所述混料单元40的入口处，所述牵引单元30拉动所述料桶10使其开口朝向所述混料单元的入口，物料倒入所述混料单元40内。所述混料单元40进行混合并将完成混合的物料排出到所述振动单元50做进一步的加工。在本实施例中，所述混料单元40为八角混料机，其机身倾斜，其入口位于上方，出口位于下方以便于混合后的物料在自身重力作用下排向所述振动单元50，并绕沿其径向延伸的转轴，即Z轴转动；所述振动单元50为振动筛。

其中，请结合参阅图3与图4，所述料桶10包括一端设有开口的桶体11、对称铰接在所述桶体11两侧的连杆12、固设在所述连杆12远离所述桶体11一侧并位于两连杆12之间的拉杆13、沿所述桶体11的径向分别对称设置在所述桶体11两侧的第一转轴14以及第二转轴15。所述桶体11为一侧设有开口的半密封框体，在本实施例中，所述桶体11为圆筒型，所述第二转轴15的轴线与所述第一转轴14轴线相互平行。沿所述第一转轴14的轴线方向投影，所述第一转轴14和所述第二转轴15的轴心均位于所述桶体11的中轴线上，且在所述桶体11的轴线方向上，所述第一转轴14轴心位于靠近所述桶体11开口的一侧；所述连杆12与所述桶体11铰接处的轴心不在所述桶体11的中轴线上。所述料桶10设置在所述导引单元20上时，沿水平方向，所述连杆12与所述桶体11铰接处的轴心到所述混料单元40的距离大于所述第一转轴14轴心到所述混料单元40的距离.设所述第一转轴14与所述第二转轴15两轴心的距离为L。该结构中，沿所述第一转轴14的轴线方向投影，所述第一转轴14与所述桶体1连接且其轴心位于垂直通过所述桶体11重心的直线上，所述桶体11的重心到所述混料单元40的水平距离小于所述连杆12与所述桶体11铰接处的轴心所述混料单元40的水平距离，从而保证所述连杆12受到拉力时，所述桶体11向重心所在一侧倾侧，即向所述混料单元40一侧倾侧。进一步，分别在所述桶体11上的两侧固设连接板16，两连杆12分别与两连接板16轴接。沿所述第一转轴14轴线方向投影，连接所述连杆12与所述连接板16铰接处轴心与所述第一转轴14轴心的连线以及所述第一转轴14与所述第二转轴15两轴心连线之间成夹角。进一步，所述连杆12上设有向远离所述混料单元40一侧弯曲的弯曲部121，所述弯曲部121的直径大于等于所述第一转轴14的轴径，且在所述连杆12绕与所述桶体11铰接处的轴线转动时，所述第一转轴14的轴线与所述弯曲部121的轴线逐渐靠近或分离，以实现对所述料桶10的倾斜角度进行限位。优选地，所述第一转轴14以及所述第二转轴15与所述桶体11轴接并可绕轴转动，以在所述导引单元20中顺滑移动。

请结合参阅图5与图6，所述导引单元20为包括垂直于地面的上升导轨21以及位于所述混料单元40入口上方且与所述上升导轨21上方衔接的翻转导轨22。所述翻转导轨22包括第一弧段221以及与之交汇的第二弧段222，所述第一弧段221朝向所述混料单元40弯曲。沿所述第一转轴14的轴线方向投影，所述第二弧段222的中线为以所述第一弧段221与第二弧段222中线的交汇点为起点、以所述第一弧段221远离其与所述第二弧段222交汇点一侧的末端端点为圆心、以所述第一转轴14与所述第二转轴15两轴心的距离L为半径的圆弧，在垂直方向上，所述第二弧段222中线的末端终点位于所述第一弧段221的上方且所述第二弧段222末端端点到所述混料单元40的水平距离大于所述第一弧段221中线末端端点到所述混料单元40的水平距离；所述第一弧段221与所述第二弧段222的末端端点连线与水平线之间的夹角A等于所述桶体11所需的倾侧角度。所述上升导轨21衔接在所述第一弧段221与所述第二弧段222的交汇处，从而形成由包括上升导轨21、所述第一弧段221以及所述第二弧段222的Y型结构。

所述牵引单元30包括一端与所述拉杆13固定连接的钢丝31、通过转动卷放所述钢丝31的收卷器32、对所述钢丝31进行导向的导向滚轮33以及支撑所述收卷器32和所述导向滚轮33的支架34。所述支架34位于所述混料单元40上方且到所述混料单元40的垂直距离大于所述翻转导轨22到所述混料单元40的垂直距离。所述收卷器32和所述导向滚轮33设置在所述支架34上。沿所述第一转轴14的轴线方向进行投影，所述收卷器32以及所述导向滚轮33的轴心到所述上升导轨21的水平距离大于所述第一转轴14的末端轴心到所述上升导轨21的水平距离，使得在所述支架34下方，所述钢丝31从所述拉杆13的连接处向所述混料单元40方向倾斜。所述钢丝31从所述收卷器32经过所述导向滚轮33后固定在所述拉杆13上，所述导向滚轮33的轴线与所述收卷器32转动轴线方向平行；优选地，所述导向滚轮33为两个以上，在所述导向滚轮33的支撑下，位于所述支架34上方的钢丝31保持与水平方向平行，以保证平稳导向；进一步，所述钢丝31位于在与所述第一转轴14轴线相垂直的同一平面内，以提高牵引力的效率。所述收卷器32卷起所述钢丝31时，所述拉杆13向所述收卷器32方向移动并逐渐靠近所述收卷器32。进一步，所述牵引单元30还包括套设在所述拉杆13上的钢丝限位环(图未示)，所述钢丝限位环固定在所述拉杆13上，所述钢丝31缠绕在所述钢丝限位环上以稳定所述钢丝31在所述拉杆13上的相对位置。优选地，所述钢丝限位环设置在所述拉杆13轴线的中点处。

进一步，为实现自动控制，该自动上料翻转装置还包括控制单元60，所述控制单元60包括设置在所述第一弧段221远离所述上升导轨21一端端部的第一限位开关61、设置在所述第二弧段222远离所述上升导轨21一端端部的第二限位开关62、设置在所述翻转导轨22下方的下限位开关63以及分别与所述第一限位开关61、所述第二限位开关62、所述下限位开关63、所述收卷器32电连接的控制器(图未示)，在本实施例中，所述控制器为PLC可编程逻辑控制器。优选地，所述下限位开关63设置在所述上升导轨21下方并远离所述翻转导轨22，所述桶体11的底部位于其上方且触发所述下限位开关63，以便于添加物料。

基于上述自动上料翻转装置，现对其工作过程进行说明：

首先，在放置于地面的料桶10内放入待混合物料，通过所述控制单元60启动所述收卷器32正转并收卷所述钢丝31，所述料桶10在牵引力的作用下所述第一转轴14与所述第二转轴15沿所述上升导轨21向上移动，且其开口朝向所述翻转导轨22。

下一步，请参阅图7，沿所述第一转轴14的轴线方向投影，所述第一转轴14处受到向所述混料单元40所在一侧倾斜的牵引力F。所述牵引力F分为沿所述上升导轨21延伸方向垂直向上的第一分力F1以及与F1垂直且指向所述混料单元40所在一侧的第二分力F2。所述第一转轴14移动至所述第一弧段221与所述上升导轨21衔接处时，在所述第二分力F2的作用下，所述第一转轴14向靠近所述混料单元40一侧的第一弧段221移动并进入所述第一弧段221直到移动至所述第一弧段221端部并触发第一限位开关61，所述控制器降低所述收卷器32的转速以降低所述桶体11的倾侧速度，提高安全性，又或是根据所需的倾倒速度，调整所述收卷器32的转速。

下一步，请参阅图8，所述收卷器32继续收卷所述钢丝31从而拉动连杆12，所述连杆12与所述桶体11铰接处到收卷器32的距离变小，由于所述第一转轴14被所述第一弧段221的端部顶住，在所述连杆12的提升作用下，所述桶体11的底部绕所述第一转轴14的轴线转动，其开口转向所述混料单元40。而且随着所述桶体11的转动，所述第二转轴15绕所述第一转轴14的轴线转动，以进入所述第二弧段222并沿其滑动直至达到位于所述第二弧段222的端部并触发第二限位开关62，所述控制器控制所述收卷器32停止转动。此时，请参阅图9，所述料桶10的开口朝向所述混料单元40并将物料倾泻到所述混料单元40内。

下一步，到达设定时间后，所述控制器控制所述收卷器32反转并放出所述钢丝31，所述拉杆13向远离所述收卷器32的方向移动。在重力作用下，所述桶体11绕所述第一转轴14的轴线转动，使得所述第二转轴15沿所述第二弧段222向下滑动直至进入所述上升导轨21，所述弯曲部121顶住所述第一转轴14以防所述桶体11回转时因重力作用而过度转动。随后所述第一转轴14沿所述第一弧段221下滑进入上升导轨21。

最后，所述料桶10沿所述上升导轨21下降至所述下限位开关63，所述控制器控制所述收卷器32停止转动，所述料桶10恢复原来位置并停止移动。

相比于现有技术，本发明的自动上料翻转装置通过收卷器收卷钢丝，带动料桶沿导引单元移向混料单元，并使得料桶桶体自动翻转将物料倾倒入混料单元中，实现物料投放的自动化，无需人工搬运、倾倒，提高生产效率与安全性。而且物料倾倒时平稳性高、结构简单，易于实现。并且配合控制单元，可根据料桶所在的位置控制速度与动作，自动程度高，实现高效、安全的生产。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动上料翻转装置，其特征在于：包括

混料单元，用于混合物料；

料桶，包括设有开口的桶体、与所述桶体铰接且在所述桶体两侧对称设置的连杆、连接在所述连杆之间的拉杆以及于设置所述桶体上的第一转轴；所述连杆与所述桶体铰接处的轴线与所述第一转轴的轴线平行；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述第一转轴的轴心位于垂直通过所述桶体重心的直线上，所述连杆与所述桶体铰接处的轴心到所述混料单元的水平距离大于所述第一转轴轴心到所述混料单元的水平距离；

导引单元，包括垂直设置的上升导轨以及与所述上升导轨上方衔接的翻转导轨；所述翻转导轨包括一端所述上升导轨衔接且向所述混料单元弯曲的第一弧段；

牵引单元，包括钢丝以及收卷所述钢丝的收卷器；所述钢丝一端固设在所述拉杆上，另一端连接所述收卷器；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述收卷器到所述混料单元的垂直距离大于所述第一弧段末端端点到所述混料单元的垂直距离，所述收卷器到所述上升导轨的水平距离大于所述第一弧段末端端点到所述上升导轨的水平距离。

2.根据权利要求1所述的自动上料翻转装置，其特征在于：

所述料桶还包括设置在所述桶体上的第二转轴，所述第二转轴的轴线与所述第一转轴的轴线平行；沿所述第一转轴的轴线方向投影，所述第二转轴的轴心位于垂直通过所述桶体重心的直线上，且沿垂直通过所述桶体重心的直线，所述第二转轴轴心到所述桶体开口的距离大于所述第一转轴的轴心到所述桶体开口的距离；

所述翻转导轨还包括与所述第一弧段交汇的第二弧段；沿所述第一转轴的轴线方向投影，所述第二弧段的中线为以所述第一弧段与其交汇点为起点、以所述第一弧段中线末端端点为圆心、以所述第一转轴与所述第二转轴两轴心的距离为半径的弧线；在垂直方向上，所述第二弧段中线的末端端点位于所述第一弧段末端端点上方，且所述第二弧段中线的末端端点到所述混料单元的水平距离大于所述第一弧段中线的末端端点到所述混料单元的水平距离。

3.根据权利要求2所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述桶体为圆筒型，所述第一转轴与第二转轴的轴线沿所述桶体径向延伸；沿所述第一转轴轴线方向投影，所述第一转轴与第二转轴的轴心位于所述桶体轴线上；所述连杆与所述桶体铰接处的轴心不在所述桶体中心轴线上，且所述连杆与所述桶体铰接处的轴心到所述混料单元的水平距离大于所述第一转轴轴心到所述混料单元的水平距离。

4.根据权利要求2所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述连杆上设有向远离所述混料单元一侧弯曲的弯曲部；所述弯曲部的直径大于等于所述第一转轴的轴径，且所述连杆绕与所述桶体铰接处的轴线转动时，所述第一转轴的轴线与所述弯曲部的轴线相互靠近或分离。

5.根据权利要求3所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述收卷器通过转动收卷所述钢丝；所述牵引单元还包括轴线与所述收卷器的转动轴平行的导向滚轮；从所述收卷器引出的钢丝经过所述导向滚轮的导向后，与所述拉杆固定。

6.根据权利要求5所述的自动上料翻转装置，其特征在于：还包括控制单元，所述控制单元包括设置在所述第二弧段远离所述上升导轨一侧末端的第二限位开关以及与之电连接的控制器；所述收卷器与所述控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述控制单元还包括设置在所述第一弧段远离所述上升导轨一侧末端的第一限位开关，所述控制器与之电连接。

8.根据权利要求7所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述控制单元还包括设置在所述上升导轨下方并远离所述翻转导轨的下限位开关，所述控制器与之电连接，所述桶体位于所述下限位开关上方。

9.根据权利要求8所述的自动上料翻转装置，其特征在于：还包括套设并固定在所述拉杆上的钢丝限位环，所述钢丝缠绕在所述钢丝限位环上。

10.根据权利要求9所述的自动上料翻转装置，其特征在于：所述钢丝位于与所述第一转轴轴线相垂直的同一平面内。

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