CN113426780B - 一种搅拌桶刮擦清洁装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌桶刮擦清洁装置，包括刮板、压力反馈模块、压力调节模块和扭矩反馈模块，刮板通过铰链连接在压力反馈模块上，压力反馈模块上远离刮板的一端与压力调节模块连接，扭矩反馈模块的转轴竖直连接在压力调节模块的直线模组上。压力反馈模块位于刮板的右侧，通过铰链与刮板相连接，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的作用压力测量，压力调节模块位于压力反馈模块的右侧，通过螺钉与压力反馈模块相固结，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的作用压力调节，扭矩反馈模块位于压力调节模块的上方，通过螺钉与压力调节模块相固结，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的切向力测量。还公开了一种搅拌桶刮擦清洁装置的使用方法。

Description

一种搅拌桶刮擦清洁装置及其使用方法

技术领域

本发明属于搅拌桶清洁技术领域，具体涉及一种搅拌桶刮擦清洁装置及其使用方法。

背景技术

搅拌桶作为一种混合设备，其主要是通过电动机带动搅拌轴转动来搅拌反应物，使其充分反应以获得所需要的混合物。随着社会的不断发展，对混合物的需求越来越大，搅拌桶的使用也越来越高。搅拌桶每次使用后必须要清洁干净才能再次使用，但会有少量残余混合物料吸附在桶壁上，不易清洁。

针对有些搅拌物，如化工燃料等，其搅拌桶不能通过水进行清洁，因为会产生污染，也不可能通过一般自动化的刮擦清洁设备，因为刮擦时，若挤压力过大，燃料易发生爆炸。目前，在这些特殊工况下，搅拌桶的清洁，还是依靠人工刮擦清洁为主，但这存在人工安全风险，同时，工作效率低，所以，急需一种安全、高效的自动化设备或装置解决上述问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便安全的搅拌桶刮擦清洁装置，能实现在刮擦清洁过程中，刮板与桶壁接触的作用压力、切向力以及合力测量、显示以及作用压力调节等功能；本发明还提供了一种搅拌桶刮擦清洁装置的使用方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种搅拌桶刮擦清洁装置，包括刮板、压力反馈模块、压力调节模块和扭矩反馈模块，所述刮板通过铰链连接在压力反馈模块上，压力反馈模块上远离刮板的一端与压力调节模块连接，扭矩反馈模块的转轴竖直连接在压力调节模块的直线模组上。

进一步的，所述刮板与搅拌桶壁接触部分的形状根据所要清洁的搅拌桶形状进行造型。

进一步的，所述压力反馈模块包括顶板、压缩弹簧、中间板、底板和压力传感器，顶板连接在刮板上，压缩弹簧的一端与顶板连接，压缩弹簧的另一端与中间板连接，压力传感器位于中间板与底板之间，压力传感器的一端通过连接块连接在中间板上，压力传感器的一端通过连接块连接在底板上，底板上远离压力传感器的一侧与压力调节模块连接。

进一步的，所述压力反馈模块还包括导向轴和固定环，导向轴的一端连接在顶板上，压缩弹簧套接在导向轴上，导向轴的另一端穿过中间板和底板与固定环连接。

进一步的，所述压力反馈模块还包括法兰式铜套和轴套，法兰式铜套的法兰端面通过紧固件连接在中间板上，法兰式铜套的另一端穿过中间板与底板接触，导向轴从法兰式铜套中穿过，轴套位于中间板和底板之间，轴套套接在法兰式铜套上，轴套的一端通过紧固件连接在底板上。

进一步的，所述顶板的两侧设有柱塞弹簧销，柱塞弹簧销的一端与刮板接触，刮板相对顶板转动时柱塞弹簧销进行缓冲，使得刮板具有浮动功能；底板的中部位置设有用于对压力传感器起过载保护的过载保护螺钉。

进一步的，所述压力调节模块包括直线模组、伺服驱动单元和连接滑块，连接滑块的一端通过紧固件连接在底板上，连接滑块的另一端通过紧固件连接在直线模组上，直线模组与伺服驱动单元连接。

进一步的，所述扭矩反馈模块包括转轴、轴承座、环形连接板、静态扭矩传感器和过渡连接座，轴承座安装在环形连接板的下方，过渡连接座安装在环形连接板的上方，转轴的一端通过紧固件与直线模组连接，转轴的另一端穿过轴承座、环形连接板通过紧固件与过渡连接座连接，静态扭矩传感器连接在过渡连接座上。

进一步的，所述扭矩反馈模块还包括连接杆、连接法兰盘和过载保护板，静态扭矩传感器远离过渡连接座的一端连接在连接法兰盘上，连接法兰盘与工业机器人或专用非标设备连接，连接杆的一端连接在环形连接板上，连接杆的另一端连接在连接法兰盘上，过载保护板的一端连接在过渡连接座上，过载保护板的另一端连接在连接杆上。

本发明还涉及一种搅拌桶刮擦清洁装置的使用方法，基于上述一种搅拌桶刮擦清洁装置，所述使用方法为：

a.将搅拌桶刮擦清洁装置安装在工业机器人上或专用的自动化设备上，由机器人或设备带动搅拌桶刮擦清洁装置对搅拌桶进行刮擦运动，在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力，静态扭矩传感器测量刮板与桶壁接触切向力产生的力矩，并通过控制器计算换算成切向力；

b.当压力传感器测量的作用压力大于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块后退，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量减少来减小刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力；

c.当压力传感器测量的作用压力小于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块前进，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量增大来增加刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力，压力反馈模块实时显示所测的压力值，而压力调节模块实时调节作用压力来接近所设定的压力值；

d.在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力会被控制在所设定压力值的一定波动范围内，同时，控制器通过计算求出刮板与桶壁接触作用力的合力，并在显示器中显示。

采用本发明技术方案的优点为：

本发明提供一种带作用力显示调节功能的搅拌桶刮擦清洁装置，其采用“刮板浮动阻尼结构”的方式，保证刮板与搅拌桶桶壁的良好接触，提高刮擦干净度清洁效果；同时，本发明能实现在刮擦清洁过程中，刮板与桶壁接触的作用压力、切向力以及合力测量、显示以及作用压力调节等功能，此外，本发明结构简单、稳定可靠，且安装、维护方便，解决目前在特殊行业，搅拌锅不能进行刮擦清洁的难题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的局部剖视图；

图3为本发明的第二角度总体结构示意图；

图4为本发明的扭矩反馈模块结构示意图；

图5为本发明的使用案例示意图。

上述图中的标记分别为：1、刮板，2、压力反馈模块，3、压力调节模块，4、扭矩反馈模块，21、顶板，211、柱塞弹簧销，22、导向轴，221、固定环，23、压缩弹簧，24、法兰式铜套，25、中间板，26、轴套，27、底板，271、过载保护螺钉，28、压力传感器，31、直线模组、32、伺服驱动单元，33、连接滑块，41、转轴，42、轴承座，43、环形连接板，44、连接杆，45、连接法兰盘，46、静态扭矩传感器，47、过渡连接座，471、过载保护装置。

具体实施方式

在本发明中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图5所示，一种搅拌桶刮擦清洁装置，包括刮板1、压力反馈模块2、压力调节模块3和扭矩反馈模块4，刮板1通过铰链连接在压力反馈模块2上，压力反馈模块2上远离刮板1的一端与压力调节模块3连接，扭矩反馈模块4的转轴41竖直连接在压力调节模块3的直线模组31上。具体的，压力反馈模块位于刮板的右侧，通过铰链与刮板相连接，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的作用压力测量，压力调节模块位于压力反馈模块的右侧，通过螺钉与压力反馈模块相固结，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的作用压力调节，扭矩反馈模块位于压力调节模块的上方，通过螺钉与压力调节模块相固结，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触的切向力测量。

刮板1与搅拌桶壁接触部分的形状根据所要清洁的搅拌桶形状进行造型，用于对搅拌桶的刮擦清洁，也可替换成擦拭工具进行搅拌桶的擦拭清洁。

压力反馈模块2包括顶板21、压缩弹簧23、中间板25、底板27和压力传感器28，顶板21连接在刮板1上，压缩弹簧23的一端与顶板21连接，压缩弹簧23的另一端与中间板25连接，压力传感器28位于中间板25与底板27之间，压力传感器28的一端通过连接块连接在中间板25上，压力传感器28的一端通过连接块连接在底板27上，底板27上远离压力传感器28的一侧与压力调节模块3连接。顶板21的两侧设有柱塞弹簧销211，柱塞弹簧销211的一端与刮板1接触，刮板相对顶板转动时柱塞弹簧销211进行缓冲，使得刮板1具有浮动功能；底板27的中部位置设有用于对压力传感器起过载保护的过载保护螺钉271。

压力反馈模块2还包括导向轴22和固定环221，导向轴22的一端连接在顶板21上，压缩弹簧23套接在导向轴22上，导向轴22的另一端穿过中间板25和底板27与固定环221连接。压力反馈模块2还包括法兰式铜套24和轴套26，法兰式铜套24的法兰端面通过紧固件连接在中间板25上，法兰式铜套24的另一端穿过中间板25与底板27接触，导向轴22从法兰式铜套24中穿过，轴套26位于中间板25和底板27之间，轴套26套接在法兰式铜套24上，轴套26的一端通过紧固件连接在底板27上。

具体的，顶板两侧设有柱塞弹簧销211，起到刮板相对顶板转动时的缓冲作用，使得刮板具有浮动功能，从而保证刮板与桶壁具有良好的接触性，导向轴有两组，对称分布在顶板右侧的上下位置，其左端通过螺钉与顶板相固结，导向轴的右端设有固定环221，对导向轴左方向运动限位，导向轴起导向作用，使压力传感器所测量值为导向方向的压力值，压缩弹簧有两组，分别套在导向轴上，其左侧与顶板接触，其右侧与法兰式铜套接触，压缩弹簧处于压缩状态，起到缓冲和压力调节作用，法兰式铜套有两组，其内孔与导向轴为轴孔配合连接，其外轴与轴套内孔为轴孔配合连接，其法兰端面通过螺钉固结在中间板上，的轴套有两组，对称布置在底板左侧的上下位置，通过螺钉固结在底板上，底板其前方通过螺钉与压力调节模块相固结，底板中部位置设有过载保护螺钉271，对压力传感器起过载保护作用，压力传感器位于中间板和底板之间的中部位置，其左端通过连接块与中间板固结，其右端通过连接块与底板固结，用于测量刮板与桶壁接触的作用压力。

压力调节模块3包括直线模组31、伺服驱动单元32和连接滑块33，连接滑块33的一端通过紧固件连接在底板27上，连接滑块33的另一端通过紧固件连接在直线模组31上，直线模组31与伺服驱动单元32连接。

具体的，连接滑块位于直线模组的前方，其左下端通过螺钉与压力反馈模块的底板相固结，其右下端通过螺钉与直线模组相固结，直线模组的后方中部位置通过螺钉与扭矩反馈模块相固结，伺服驱动单元位于直线模组的右侧，通过螺钉与直线模组相固结，用于提供直线模组的动力以及高精度位置控制。

扭矩反馈模块4包括转轴41、轴承座42、环形连接板43、静态扭矩传感器46和过渡连接座47，轴承座42安装在环形连接板43的下方，过渡连接座47安装在环形连接板43的上方，转轴41的一端通过紧固件与直线模组31连接，转轴41的另一端穿过轴承座42、环形连接板43通过紧固件与过渡连接座47连接，静态扭矩传感器46连接在过渡连接座47上。扭矩反馈模块4还包括连接杆44、连接法兰盘45和过载保护板471，静态扭矩传感器46远离过渡连接座47的一端连接在连接法兰盘45上，连接法兰盘与工业机器人或专用非标设备连接，连接杆44的一端连接在环形连接板43上，连接杆44的另一端连接在连接法兰盘45上，过载保护板471的一端连接在过渡连接座47上，过载保护板471的另一端连接在连接杆44上。

具体的，转轴的下端通过螺钉与压力调节模块的直线模组固结，轴承座位于压力调节模块的中部上方，其内部两组角接触轴承通过轴孔配合与转轴相连接，且通过转轴轴肩和端面螺母与轴承座轴向约束，环形连接板位于轴承座上方，其下端通过螺钉与轴承座相固结，其上端通过螺钉与连接杆的下端相固结，连接杆有三组，围绕环形连接板轴线均匀分布在环形连接板上方，其上方通过螺钉与连接法兰盘相固结，连接法兰盘用于连接工业机器人或专用非标设备，静态扭矩传感器位于连接法兰盘下方中间位置，其上端通过螺钉与连接法兰盘相固结，其下端通过螺钉与过渡连接座相固结，过渡连接座的下端通过螺钉与转轴的上端相固结，过渡连接座一侧设有过载保护装置471，对静态扭矩传感器起过载保护作用，静态扭矩传感器，在刮擦清洁时，用于刮板与桶壁接触切向力产生的力矩测量，通过控制器计算换算成切向力的测量。

基于上述搅拌桶刮擦清洁装置，本发明还涉及一种搅拌桶刮擦清洁装置的使用方法，所述使用方法为：

a.将搅拌桶刮擦清洁装置安装在工业机器人上或专用的自动化设备上，由机器人或设备带动搅拌桶刮擦清洁装置对搅拌桶进行刮擦运动，在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力，静态扭矩传感器测量刮板与桶壁接触切向力产生的力矩，并通过控制器计算换算成切向力；

b.当压力传感器测量的作用压力大于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块后退，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量减少来减小刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力；

c.当压力传感器测量的作用压力小于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块前进，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量增大来增加刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力，压力反馈模块实时显示所测的压力值，而压力调节模块实时调节作用压力来接近所设定的压力值；

d.在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力会被控制在所设定压力值的一定波动范围内，同时，控制器通过计算求出刮板与桶壁接触作用力的合力，并在显示器中显示。

总之，本发明能实现在刮擦清洁过程中，刮板与桶壁接触的作用压力、切向力以及合力测量、显示以及作用压力调节等功能。

本发明提供一种带作用力显示调节功能的搅拌桶刮擦清洁装置，其采用“刮板浮动阻尼结构”的方式，保证刮板与搅拌桶桶壁的良好接触，提高刮擦干净度清洁效果；同时，本发明能实现在刮擦清洁过程中，刮板与桶壁接触的作用压力、切向力以及合力测量、显示以及作用压力调节等功能，此外，本发明结构简单、稳定可靠，且安装、维护方便，解决目前在特殊行业，搅拌锅不能进行刮擦清洁的难题。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种搅拌桶刮擦清洁装置，其特征在于：包括刮板(1)、压力反馈模块(2)、压力调节模块(3)和扭矩反馈模块(4)，所述刮板(1)通过铰链连接在压力反馈模块(2)上，压力反馈模块(2)上远离刮板(1)的一端与压力调节模块(3)连接，扭矩反馈模块(4)的转轴(41)竖直连接在压力调节模块(3)的直线模组(31)上；所述压力反馈模块(2)包括顶板(21)、压缩弹簧(23)、中间板(25)、底板(27)和压力传感器(28)，顶板(21)连接在刮板(1)上，压缩弹簧(23)的一端与顶板(21)连接，压缩弹簧(23)的另一端与中间板(25)连接，压力传感器(28)位于中间板(25)与底板(27)之间，压力传感器(28)的一端通过连接块连接在中间板(25)上，压力传感器(28)的一端通过连接块连接在底板(27)上，底板(27)上远离压力传感器(28)的一侧与压力调节模块(3)连接；所述压力反馈模块(2)还包括导向轴(22)和固定环(221)，导向轴(22)的一端连接在顶板(21)上，压缩弹簧(23)套接在导向轴(22)上，导向轴(22)的另一端穿过中间板(25)和底板(27)与固定环(221)连接；所述压力反馈模块(2)还包括法兰式铜套(24)和轴套(26)，法兰式铜套(24)的法兰端面通过紧固件连接在中间板(25)上，法兰式铜套(24)的另一端穿过中间板(25)与底板(27)接触，导向轴(22)从法兰式铜套(24)中穿过，轴套(26)位于中间板(25)和底板(27)之间，轴套(26)套接在法兰式铜套(24)上，轴套(26)的一端通过紧固件连接在底板(27)上；所述压力调节模块(3)包括直线模组(31)、伺服驱动单元(32)和连接滑块(33)，连接滑块(33)的一端通过紧固件连接在底板(27)上，连接滑块(33)的另一端通过紧固件连接在直线模组(31)上，直线模组(31)与伺服驱动单元(32)连接；所述扭矩反馈模块(4)包括转轴(41)、轴承座(42)、环形连接板(43)、静态扭矩传感器(46)和过渡连接座(47)，轴承座(42)安装在环形连接板(43)的下方，过渡连接座(47)安装在环形连接板(43)的上方，转轴(41)的一端通过紧固件与直线模组(31)连接，转轴(41)的另一端穿过轴承座(42)、环形连接板(43)通过紧固件与过渡连接座(47)连接，静态扭矩传感器(46)连接在过渡连接座(47)上；所述扭矩反馈模块(4)还包括连接杆(44)、连接法兰盘(45)和过载保护板(471)，静态扭矩传感器(46)远离过渡连接座(47)的一端连接在连接法兰盘(45)上，连接法兰盘与工业机器人或专用非标设备连接，连接杆(44)的一端连接在环形连接板(43)上，连接杆(44)的另一端连接在连接法兰盘(45)上，过载保护板(471)的一端连接在过渡连接座(47)上，过载保护板(471)的另一端连接在连接杆(44)上。

2.如权利要求1所述的一种搅拌桶刮擦清洁装置，其特征在于：所述刮板(1)与搅拌桶壁接触部分的形状根据所要清洁的搅拌桶形状进行造型。

3.如权利要求2所述的一种搅拌桶刮擦清洁装置，其特征在于：所述顶板(21)的两侧设有柱塞弹簧销(211)，柱塞弹簧销(211)的一端与刮板(1)接触，刮板相对顶板转动时柱塞弹簧销(211)进行缓冲，使得刮板(1)具有浮动功能；底板(27)的中部位置设有用于对压力传感器起过载保护的过载保护螺钉(271)。

4.一种搅拌桶刮擦清洁装置的使用方法，其特征在于：基于如权利要求1至3任意一项所述的一种搅拌桶刮擦清洁装置，所述使用方法为：

a.将搅拌桶刮擦清洁装置安装在工业机器人上或专用的自动化设备上，由机器人或设备带动搅拌桶刮擦清洁装置对搅拌桶进行刮擦运动，在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力，静态扭矩传感器测量刮板与桶壁接触切向力产生的力矩，并通过控制器计算换算成切向力；

b.当压力传感器测量的作用压力大于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块后退，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量减少来减小刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力；

c.当压力传感器测量的作用压力小于所设定的作用压力时，压力调节模块进行调节作用，使得连接滑块前进，从而使得压力反馈模块中压缩弹簧压缩量增大来增加刮板与桶壁接触的作用压力，来达到所设定的作用压力，压力反馈模块实时显示所测的压力值，而压力调节模块实时调节作用压力来接近所设定的压力值；

d.在刮擦清洁过程中，压力传感器测量刮板与桶壁接触的作用压力会被控制在所设定压力值的一定波动范围内，同时，控制器通过计算求出刮板与桶壁接触作用力的合力，并在显示器中显示。

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