CN113834694A - 张拉力自适应四轴智能扦样机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种张拉力自适应四轴智能扦样机，包括有支架、固定于支架顶端的水平转盘、固定于水平转盘上的转动平台、固定于转动平台上的卷扬机、缠绕于卷扬机上的钢丝绳索、连接于转动平台上的定滑轮、固定端与转动平台固定连接的伸缩机构、固定于伸缩机构伸缩端上的钢丝绳索牵引杆和转升复合机构、以及控制器。本发明转升复合机构可带动真空扦样管实现竖直方向的转动和升降操作，且配置有摄像头，通过摄像头进行远程视觉操控，自动识别智能取样；由卷扬机、定滑轮和钢丝绳索组成自适应张拉力调节机构，伸缩机构伸长或缩短时，钢丝绳索相应调节至合适长度，且卷扬机始终控制钢丝绳索受力均衡，在实现扦样机四轴转动升降的同时确保结构稳定。

Description

张拉力自适应四轴智能扦样机
技术领域
本发明涉及扦样机技术领域，具体是一种张拉力自适应四轴智能扦样机。
背景技术
中国是粮食大国，也是粮食出口大国，保证粮食质量对国内和国际都有非常重要作用。粮食扦样机主要应用在粮食仓储与粮食加工企业，可以在粮食取样与传输到化验室过程中替代人工作业，实现粮食取样和传输的自动、封闭，在物理环节上隔离质检人员与粮车信息接触，避免人为因素对粮食质量检验评定的干扰与影响，减少人工采样的麻烦，增加工作效率。现有的钎样机可以完成伸缩、升降、取样等基本操作。但是配重固定，整个结构不够稳定，且取样方向范围较小，不够灵活。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种张拉力自适应四轴智能扦样机，自适应张拉力调节，在实现四轴转动升降的同时，保证结构的稳定性。
本发明的技术方案为：
张拉力自适应四轴智能扦样机，包括有支架、内圈固定于支架顶端的水平转盘、固定于水平转盘外圈上的转动平台、固定于转动平台上的卷扬机、缠绕于卷扬机上的钢丝绳索、连接于转动平台上的定滑轮、固定端与转动平台固定连接的伸缩机构、固定于伸缩机构伸缩端上的钢丝绳索牵引杆和转升复合机构、以及控制器；
所述的转升复合机构包括有竖直安装板、竖直转盘、竖直转板、升降驱动机构、摄像头和真空扦样管，竖直安装板的竖直内侧面固定于伸缩机构的伸缩端上，竖直转盘的内圈固定于竖直安装板的竖直外侧面上，竖直转板的内侧面固定于竖直转盘的外圈上，升降驱动机构和摄像头均固定于竖直转板的外侧面上，真空扦样管与升降驱动机构连接由升降驱动机构驱动进行升降操作，且所述的摄像头的朝向与真空扦样管底端的朝向一致，所述的钢丝绳索牵引杆固定于竖直安装板的顶端上，钢丝绳索的内端固定于卷扬机上，钢丝绳索的外端经过定滑轮固定于钢丝绳索牵引杆上；
所述的水平转盘、卷扬机、伸缩机构、竖直转盘、升降驱动机构和真空扦样管的抽真空机构均与控制器连接。
所述的转动平台为L形架体结构，所述的定滑轮连接于转动平台竖直部分的顶端，所述的卷扬机固定于转动平台水平部分的端部，所述的伸缩机构的内端固定于转动平台的L形弯折处且与转动平台的水平部分同轴线。
所述的伸缩机构为剪刀撑伸缩机构，剪刀撑伸缩机构的固定端固定于转动平台上，转升复合机构的竖直安装板固定于剪刀撑伸缩机构的伸缩端上。
所述的转升复合机构的升降驱动机构包括有固定于竖直转板上的驱动电机、与驱动电机驱动轴固定连接的传动齿轮以及转动连接于竖直转板上的转动齿轮，所述的传动齿轮与转动齿轮均平行设置且相互啮合，所述的转动齿轮的内圈设置有内螺纹，所述的真空扦样管包括有扦样管和连接于扦样管顶端的真空泵，所述的扦样管的外壁设置有外螺纹，所述的扦样管穿过转动齿轮的内圈且与转动齿轮螺纹连接，所述的驱动电机通过传动齿轮驱动转动齿轮转动，转动齿轮与扦样管组成丝杠升降机构由转动齿轮驱动扦样管进行升降操作。
所述的剪刀撑伸缩机构包括有剪刀撑电机、螺杆、左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母、两个竖直移动杆和剪刀撑，剪刀撑电机的驱动轴上套装固定有主动锥形齿轮，螺杆的中部套装固定有从动锥形齿轮，主动锥形齿轮与从动锥形齿轮进行啮合传动，使得剪刀撑电机通过主动锥形齿轮和从动锥形齿轮与螺杆传动连接，左旋滚珠螺母和右旋滚珠螺母均套装于螺杆上且与螺杆螺纹连接，两个竖直移动杆均垂直于螺杆，其中一个竖直移动杆与右旋滚珠螺母固定连接，另一个竖直移动杆与左旋滚珠螺母固定连接，螺杆带动右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母进行相向或反向运动，所述的剪刀撑包括有上层剪刀撑、下层剪刀撑、以及竖直设置且连接于上层剪刀撑和下层剪刀撑之间的连接杆，所述的上层剪刀撑固定端的两个端头分别两个竖直移动杆的顶端铰接，下层剪刀撑固定端的两个端头分别两个竖直移动杆的底端铰接，通过右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母带动上层剪刀撑和下层剪刀撑进行同步伸缩运动。
本发明的优点：
(1)、本发明设置有由卷扬机、定滑轮和钢丝绳索组成的自适应张拉力调节机构，伸缩机构伸长或缩短时，钢丝绳索相应的伸长或缩短到合适长度，而卷扬机始终控制钢丝绳索紧绷且受力均衡，那么卷扬机通过钢丝线索施加在伸缩机构伸缩端的拉力就随之发生变化，从而实现对张拉力的自主调节，结构更加稳定可靠；
(2)、本发明设置有水平转盘和竖直转盘，可将真空扦样管移动至不同的位置，满足不同位置粮食的取样要求；通常的扦样机构一般只有三个自由度，扦样处于竖直状态，本发明增加的竖直转盘，可以实现对扦样杆倾斜角度的调节，增加角度调节范围，更好的满足了不同位置粮食的取样要求；
(3)、本发明转升复合机构的升降驱动机构采用丝杠驱动原理，由作为丝杠螺母的转动齿轮传动升降代替液压缸的升降，大幅度降低成本和整体尺寸；
(4)、本发明转升复合机构包括有摄像头，通过摄像头进行远程视觉操控，可以减少人工操作的繁琐，自动识别取样，更加智能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A部放大图。
图3是本发明剪刀撑伸缩机构的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1和图2，张拉力自适应四轴智能扦样机，包括有支架1、内圈固定于支架1顶端的水平转盘2、固定于水平转盘2外圈上的转动平台3、固定于转动平台3上的卷扬机4、缠绕于卷扬机4上的钢丝绳索5、连接于转动平台3上的定滑轮6、固定端与转动平台3固定连接的剪刀撑伸缩机构7、固定于伸缩机构伸缩端上的钢丝绳索牵引杆9和转升复合机构、以及控制器；
转动平台3为L形架体结构，定滑轮6连接于转动平台3竖直部分的顶端，卷扬机4固定于转动平台3水平部分的端部，剪刀撑伸缩机构7的固定端固定于转动平台3的L形弯折处且与转动平台3的水平部分同轴线，钢丝绳索5的内端固定于卷扬机4上，钢丝绳索5的外端经过定滑轮6固定于钢丝绳索牵引杆9上；
见图3，剪刀撑伸缩机构7包括有剪刀撑电机71、螺杆74、左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母、两个竖直移动杆75和剪刀撑，剪刀撑电机71的驱动轴上套装固定有主动锥形齿轮72，螺杆74的中部套装固定有从动锥形齿轮73，主动锥形齿轮72与从动锥形齿轮73进行啮合传动，使得剪刀撑电机71通过主动锥形齿轮72和从动锥形齿轮73与螺杆74传动连接，左旋滚珠螺母和右旋滚珠螺母均套装于螺杆74上且与螺杆74螺纹连接，两个竖直移动杆75均垂直于螺杆74，其中一个竖直移动杆75与右旋滚珠螺母固定连接，另一个竖直移动杆75与左旋滚珠螺母固定连接，螺杆74带动右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母进行相向或反向运动，剪刀撑包括有上层剪刀撑76、下层剪刀撑77、以及竖直设置且连接于上层剪刀撑76和下层剪刀撑77之间的连接杆78，上层剪刀撑76固定端的两个端头分别两个竖直移动杆75的顶端铰接，下层剪刀撑77固定端的两个端头分别两个竖直移动杆75的底端铰接，通过右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母带动上层剪刀撑76和下层剪刀撑77进行同步伸缩运动；
转升复合机构包括有竖直安装板8、竖直转盘10、竖直转板11、升降驱动机构、摄像头12和真空扦样管，竖直安装板8的竖直内侧面固定于剪刀撑伸缩机构7的伸缩端上，竖直转盘10的内圈固定于竖直安装板8的竖直外侧面上，竖直转板11的内侧面固定于竖直转盘10的外圈上，升降驱动机构和摄像头12均固定于竖直转板11的外侧面上，真空扦样管与升降驱动机构连接由升降驱动机构驱动进行升降操作，且摄像头12的朝向与真空扦样管底端的朝向一致，钢丝绳索牵引杆9固定于竖直安装板8的顶端上，钢丝绳索5的内端固定于卷扬机4上，钢丝绳索5的外端经过定滑轮6固定于钢丝绳索牵引杆8上；
升降驱动机构包括有固定于竖直转板11外侧面上的驱动电机13、与驱动电机13驱动轴固定连接的传动齿轮14以及转动连接于竖直转板11上的转动齿轮15，传动齿轮14与转动齿轮15均平行设置且相互啮合，转动齿轮15的内圈设置有内螺纹，真空扦样管包括有扦样管16和连接于扦样管16顶端的真空泵17，扦样管16的外壁设置有外螺纹，扦样管16穿过转动齿轮15的内圈且与转动齿轮15螺纹连接，驱动电机13通过传动齿轮14驱动转动齿轮15转动，转动齿轮15与扦样管16组成丝杠升降机构由转动齿轮15驱动扦样管16进行升降操作；
水平转盘2、卷扬机4、剪刀撑伸缩机构7、竖直转盘10、驱动电机13和真空泵17均与控制器连接。
取样时，通过水平转盘2、剪刀撑伸缩机构7、竖直转盘10和驱动电机13带动真空扦样管的底端伸入到待检测粮食的取样处，真空泵17抽真空实现扦样管16的抽真空粮食取样。剪刀撑伸缩机构7伸缩的同时，钢丝绳索5相应的伸长或缩短到合适长度，而卷扬机4始终控制钢丝绳索5紧绷且受力均衡。剪刀撑伸缩机构7伸的越长，拉力越大，控制器通过剪刀撑电机71的转动圈数和方向自动计算剪刀撑的伸长长度，然后控制器根据剪刀撑的伸长长度控制卷扬机应该转动的圈数和方向，以及它输出的扭矩。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.张拉力自适应四轴智能扦样机，其特征在于：包括有支架、内圈固定于支架顶端的水平转盘、固定于水平转盘外圈上的转动平台、固定于转动平台上的卷扬机、缠绕于卷扬机上的钢丝绳索、连接于转动平台上的定滑轮、固定端与转动平台固定连接的伸缩机构、固定于伸缩机构伸缩端上的钢丝绳索牵引杆和转升复合机构、以及控制器；
所述的转升复合机构包括有竖直安装板、竖直转盘、竖直转板、升降驱动机构、摄像头和真空扦样管，竖直安装板的竖直内侧面固定于伸缩机构的伸缩端上，竖直转盘的内圈固定于竖直安装板的竖直外侧面上，竖直转板的内侧面固定于竖直转盘的外圈上，升降驱动机构和摄像头均固定于竖直转板的外侧面上，真空扦样管与升降驱动机构连接由升降驱动机构驱动进行升降操作，且所述的摄像头的朝向与真空扦样管底端的朝向一致，所述的钢丝绳索牵引杆固定于竖直安装板的顶端上，钢丝绳索的内端固定于卷扬机上，钢丝绳索的外端经过定滑轮固定于钢丝绳索牵引杆上；
所述的水平转盘、卷扬机、伸缩机构、竖直转盘、升降驱动机构和真空扦样管的抽真空机构均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的张拉力自适应四轴智能扦样机，其特征在于：所述的转动平台为L形架体结构，所述的定滑轮连接于转动平台竖直部分的顶端，所述的卷扬机固定于转动平台水平部分的端部，所述的伸缩机构的内端固定于转动平台的L形弯折处且与转动平台的水平部分同轴线。
3.根据权利要求1所述的张拉力自适应四轴智能扦样机，其特征在于：所述的伸缩机构为剪刀撑伸缩机构，剪刀撑伸缩机构的固定端固定于转动平台上，转升复合机构的竖直安装板固定于剪刀撑伸缩机构的伸缩端上。
4.根据权利要求1所述的张拉力自适应四轴智能扦样机，其特征在于：所述的转升复合机构的升降驱动机构包括有固定于竖直转板上的驱动电机、与驱动电机驱动轴固定连接的传动齿轮以及转动连接于竖直转板上的转动齿轮，所述的传动齿轮与转动齿轮均平行设置且相互啮合，所述的转动齿轮的内圈设置有内螺纹，所述的真空扦样管包括有扦样管和连接于扦样管顶端的真空泵，所述的扦样管的外壁设置有外螺纹，所述的扦样管穿过转动齿轮的内圈且与转动齿轮螺纹连接，所述的驱动电机通过传动齿轮驱动转动齿轮转动，转动齿轮与扦样管组成丝杠升降机构由转动齿轮驱动扦样管进行升降操作。
5.根据权利要求3所述的张拉力自适应四轴智能扦样机，其特征在于：所述的剪刀撑伸缩机构包括有剪刀撑电机、螺杆、左旋滚珠螺母、右旋滚珠螺母、两个竖直移动杆和剪刀撑，剪刀撑电机的驱动轴上套装固定有主动锥形齿轮，螺杆的中部套装固定有从动锥形齿轮，主动锥形齿轮与从动锥形齿轮进行啮合传动，使得剪刀撑电机通过主动锥形齿轮和从动锥形齿轮与螺杆传动连接，左旋滚珠螺母和右旋滚珠螺母均套装于螺杆上且与螺杆螺纹连接，两个竖直移动杆均垂直于螺杆，其中一个竖直移动杆与右旋滚珠螺母固定连接，另一个竖直移动杆与左旋滚珠螺母固定连接，螺杆带动右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母进行相向或反向运动，所述的剪刀撑包括有上层剪刀撑、下层剪刀撑、以及竖直设置且连接于上层剪刀撑和下层剪刀撑之间的连接杆，所述的上层剪刀撑固定端的两个端头分别两个竖直移动杆的顶端铰接，下层剪刀撑固定端的两个端头分别两个竖直移动杆的底端铰接，通过右旋滚珠螺母和左旋滚珠螺母带动上层剪刀撑和下层剪刀撑进行同步伸缩运动。
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