CN114054366B - 一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚子链输送料杯交互式大粒径农产品定量称重机。现有的大粒径农产品定量称重过程都是手工进行，耗时耗力，效率低。本发明包括送料装置和称重装置；送料装置包括滚子输送链机构、进料斗、料道和连接底板；滚子链输送机构包括料杯、从动轴、链条、主动轴和步进电机一；称重装置由漏斗和沿漏斗周向均布的若干个称重组件组成；称重组件包括称重斗和步进电机二。本发明避免了大粒径农产品堆积漏送，并通过合理设置链轮半径、料杯半径、料杯之间的距离以及链轮的转速，使得料杯翻转时，大粒径农产品能在相邻料杯之间可靠交换，最终输送到称重装置中实现自动化定量称重，减少了大粒径农产品在定量称重过程中的劳动力，提高效率。

Description

一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机

技术领域

本发明属于农产品加工机械领域，特别涉及一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机。

背景技术

长期以来，大粒径农产品的定量称重过程都是手工进行，人力成本高，效率极低，且经常会出现偏差。市面上一般的称重机都是针对玉米粒、茶叶等小颗粒进行定量称重，针对整个形状比较大的农产品的定量称重机构极少，而且存在输送过程中物料堵塞的问题。因此，目前急需一种自动化、输送过程不易堵塞的大粒径农产品定量称重机，代替人工进行大粒径农产品的定量称重。

发明内容

本发明的目的是提出一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，以解决上述背景中提到的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，包括送料装置、称重装置和支架。

所述的送料装置包括滚子输送链机构、进料斗、料道和底部支撑板；所述的进料斗固定在底部支撑板上；所述的底部支撑板固定在支架上；所述的进料斗设有沿周向均布的n个过孔，n≥3；所述的滚子输送链机构包括料杯、轴承座、从动轴、链条、主动轴和步进电机一；所述的机构固定板固定在进料斗外侧；所述的电机座固定在机构固定板的下端；所述步进电机一的外壳固定在电机座上，且步进电机一的输出轴与主动轴一端通过联轴器固定；一个链轮固定在主动轴的另一端；所述的轴承座固定在机构固定板的上端；所述的从动轴一端与轴承座构成转动副，另一端与另一个链轮固定；两个链轮通过链条连接；所述的链条上沿环状均布有多个料杯，每个料杯与链条的其中一个链节固定；所述料杯的两端均设有容纳腔；所述的滚子输送链机构设有沿进料斗周向均布的n个，每个滚子输送链机构的链条穿过进料斗对应的一个过孔，且各滚子输送链机构的链条均将进料斗的侧壁环绕在内；所述的底部支撑板开设有n个落料孔，每个落料孔位于对应一个滚子输送链机构的链条正下方，且每个落料孔处固定有一个料道。

所述的称重装置由漏斗和沿漏斗周向均布的n个称重组件组成；所述的漏斗固定在支架上，并位于送料装置的底部支撑板下方；所述的称重组件包括称重斗和步进电机二；所述的称重斗底部固定在步进电机二的输出轴上；所述的步进电机二与漏斗通过一块连接板固定；所述的称重斗上固定有重量传感器，重量传感器的信号输出端与控制器电连接；所述的步进电机二由控制器控制。

优选地，所述的进料斗内壁固定有沿周向均布的n块楔形块，每相邻两块楔形块之间设置一个过孔。

更优选地，所述楔形块的尖角呈75°。

优选地，所述的料道倾斜设置，倾斜角为60°。

优选地，所述链条的每个链节两侧均设有一体成型的弯板，料杯的侧部与链节两侧的两块弯板均固定。

优选地，所述滚子输送链机构上的步进电机一由控制器控制。

优选地，链轮的半径R₁、料杯的半径R₂和大粒径农产品从最顶部料杯落入最顶部料杯的前一个料杯时被抛出的水平位移S₃满足如下关系式：

R₁<S₃<R₁+R₂ (1)

假设大粒径农产品从最顶部料杯落入最顶部料杯的前一个料杯的时间为t，设定大粒径农产品在料杯的容纳腔中心位置处被水平抛出，则在时间t内被抛出的大粒径农产品的水平位移为：

S₃＝ω·(R₁+R₂)·t (2)

在时间t内被抛出的大粒径农产品的竖直位移为：

S₂＝R₁+R₂+(l-0.5π·R₁)+S₁＝0.5gt² (3)

其中，l为链条位于相邻两个料杯之间的链段长度，最顶部料杯经过时间t后沿着链条运动的长度S₁表达式如下：

S₁＝ω·R₁·t (4)

联立式(3)和式(4)，求解出t的值，然后将式(2)代入式(1)，并在式(1)中代入t值，得到链轮的半径R₁、料杯的半径R₂和链轮的角速度ω满足如下关系式：

R₁<ω·(R₁+R₂)·t<R₁+R₂

本发明具有的有益效果：

本发明将待定量称重的大粒径农产品倒入进料斗后，大粒径农产品在各楔形块导向作用下在各过孔上方堆积；装配有料杯的输送链机构通过将料杯由下至上穿过过孔进行输送，从而顶开堆积的大粒径农产品，而由于料杯只能容纳一个大粒径农产品，被顶开的大粒径农产品在重力作用下必然有且只有一个落入料杯内，这种送料方式避免了大粒径农产品堆积漏送的情况发生，大大提高了输送成功率；进一步，本发明通过合理设置链轮半径、料杯半径、料杯之间的距离以及链轮的转速，使得料杯翻转时，所输送的大粒径农产品能够在料杯之间可靠交换，从而保证后续被称重的大粒径农产品数量都能达到要求。更进一步，本发明的各输送链机构不断将大粒径农产品输送至对应的称重斗上进行称重，并根据称重完的各称重斗上的大粒径农产品重量之和是否符合预设要求进行分拣，实现自动化定量称重，节省了劳动力并提高了效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明中送料装置的结构立体图；

图3为本发明中滚子输送链机构的结构立体图

图4为本发明中称重装置的结构立体图；

图5为本发明中料杯的结构剖视图；

图6为本发明中相邻两个料杯交换大粒径农产品时的运动解析图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，包括送料装置1、称重装置2和支架3。

如图2所示，送料装置1包括滚子输送链机构4、进料斗5、料道6和底部支撑板7；进料斗5固定在底部支撑板7上；底部支撑板7固定在支架3上；进料斗5设有沿周向均布的n个过孔，n≥3；如图3和5所示，滚子输送链机构4包括料杯8、轴承座9、从动轴10、链条11、主动轴14和步进电机一15；机构固定板12固定在进料斗5外侧；电机座13固定在机构固定板12的下端；步进电机一15的外壳固定在电机座13上，且步进电机一15的输出轴与主动轴14一端通过联轴器固定；一个链轮固定在主动轴14的另一端；轴承座9固定在机构固定板12的上端；从动轴10一端与轴承座9构成转动副，另一端与另一个链轮固定；两个链轮通过链条11连接；链条11上沿环状均布有多个料杯8，每个料杯8与链条11的其中一个链节固定；料杯8的两端均设有容纳腔；滚子输送链机构4设有沿进料斗5周向均布的n个，每个滚子输送链机构4的链条11穿过进料斗5对应的一个过孔，且各滚子输送链机构4的链条11均将进料斗5的侧壁环绕在内；底部支撑板7开设有n个落料孔，每个落料孔位于对应一个滚子输送链机构4的链条11正下方，且每个落料孔处固定有一个料道6。

如图4所示，称重装置2由漏斗17和沿漏斗17周向均布的n个称重组件组成；漏斗17固定在支架3上，并位于送料装置1的底部支撑板7下方；称重组件包括称重斗16和步进电机二18；称重斗16底部固定在步进电机二18的输出轴上；步进电机二18与漏斗17通过一块连接板固定；称重斗16上固定有重量传感器，重量传感器的信号输出端与控制器电连接，使得重量传感器能够将重量信号反馈给控制器；步进电机二18由控制器控制。

作为一个优选实施例，进料斗5内壁固定有沿周向均布的n块楔形块，每相邻两块楔形块之间设置一个过孔；楔形块的设计使得放入进料斗5的农产品能够分流存储到楔形块两侧的两个过孔位置。

作为一个更优选实施例，楔形块的尖角呈75°。

作为一个优选实施例，料道6倾斜设置，倾斜角为60°。

作为一个优选实施例，链条11的每个链节两侧均设有一体成型的弯板，料杯8的侧部与链节两侧的两块弯板均固定。

作为一个优选实施例，滚子输送链机构4上的步进电机一15由控制器控制。

作为一个优选实施例，链轮的半径R₁、料杯8的半径R₂和大粒径农产品从最顶部料杯8落入最顶部料杯8的前一个料杯8时被抛出的水平位移S₃满足如下关系式：

R₁<S₃<R₁+R₂ (1)

从而保证大粒径农产品成功从最顶部料杯8落入最顶部料杯8的前一个料杯8内；

假设大粒径农产品从最顶部料杯8落入最顶部料杯8的前一个料杯8的时间为t，时间t内两个料杯8由实线位置移动至虚线位置，如图6所示，设定大粒径农产品在料杯8的容纳腔中心位置处被水平抛出，则在时间t内被抛出的大粒径农产品的水平位移为：

S₃＝ω·(R₁+R₂)·t (2)

在时间t内被抛出的大粒径农产品的竖直位移为：

S₂＝R₁+R₂+(l-0.5π·R₁)+S₁＝0.5gt² (3)

其中，l为链条11位于相邻两个料杯8之间的链段长度，最顶部料杯8经过时间t后沿着链条11运动的长度S₁表达式如下：

S₁＝ω·R₁·t (4)

联立式(3)和式(4)，求解出t的值，然后将式(2)代入式(1)，并在式(1)中代入t值，得到链轮的半径R₁、料杯8的半径R₂和链轮的角速度ω满足如下关系式：

R₁<ω·(R₁+R₂)·t<R₁+R₂

在上述各项实施例均具备的情况下，该滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机的工作原理如下：

将待定量称重的大粒径农产品倒入进料斗5内，大粒径农产品在各楔形块导向作用下在各过孔上方堆积；然后，启动各滚子输送链机构4的步进电机一15，步进电机一15带动主动轴10转动，主动轴10带动链轮转动从而驱动链条11运动；固定在链条11上的各料杯8随链条11一起运动；每个料杯8随链条11运动到进料斗5内侧且由下至上经过过孔时会收纳一个大粒径农产品；当料杯8向上运动至滚子输送链机构4最顶部时会发生翻转，使得料杯8的大粒径农产品作平抛运动落入前面一个料杯8的容纳腔内；当料杯8在进料斗5外侧随链条11运动到滚子输送链机构4最底部时再次发生翻转，料杯8内的大粒径农产品经底部支撑板7的落料孔掉落至料道6中，并沿着料道6落入称重斗16中进行称重；控制器根据各称重斗16传来的大粒径农产品重量信号，计算所有称重斗16中大粒径农产品重量之和是否符合预设要求，若符合，则控制各称重组件的步进电机二18正转，使得各称重斗16中的大粒径农产品落入漏斗17中，在漏斗17底部对大粒径农产品进行装袋收集；若所有称重斗16中大粒径农产品重量之和不符合预设要求，则控制器控制各称重组件的步进电机二18反转，各称重斗16中的大粒径农产品被倒出进行回收；最后，控制器控制各称重组件的步进电机二18带动对应的称重斗16复位。

各滚子输送链机构4不断将大粒径农产品送到对应称重组件的称重斗16中称重，结合控制器判断所有称重斗16中大粒径农产品重量之和是否符合预设要求以及对步进电机二18的控制，不断实现重量组合符合预设要求的多个大粒径农产品的装袋收集，或重量组合不符合预设要求的多个大粒径农产品的倒出回收。

Claims (5)

1.一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，包括称重装置，其特征在于：还包括送料装置和支架；所述的送料装置包括滚子输送链机构、进料斗、料道和底部支撑板；所述的进料斗固定在底部支撑板上；所述的底部支撑板固定在支架上；所述的进料斗设有沿周向均布的n个过孔，n≥3；所述的滚子输送链机构包括料杯、轴承座、从动轴、链条、主动轴和步进电机一；所述的机构固定板固定在进料斗外侧；所述的电机座固定在机构固定板的下端；所述步进电机一的外壳固定在电机座上，且步进电机一的输出轴与主动轴一端通过联轴器固定；一个链轮固定在主动轴的另一端；所述的轴承座固定在机构固定板的上端；所述的从动轴一端与轴承座构成转动副，另一端与另一个链轮固定；两个链轮通过链条连接；所述的链条上沿环状均布有多个料杯，每个料杯与链条的其中一个链节固定；所述料杯的两端均设有容纳腔；所述的滚子输送链机构设有沿进料斗周向均布的n个，每个滚子输送链机构的链条穿过进料斗对应的一个过孔，且各滚子输送链机构的链条均将进料斗的侧壁环绕在内；所述的底部支撑板开设有n个落料孔，每个落料孔位于对应一个滚子输送链机构的链条正下方，且每个落料孔处固定有一个料道；

所述的称重装置由漏斗和沿漏斗周向均布的n个称重组件组成；所述的漏斗固定在支架上，并位于送料装置的底部支撑板下方；所述的称重组件包括称重斗和步进电机二；所述的称重斗底部固定在步进电机二的输出轴上；所述的步进电机二与漏斗通过一块连接板固定；所述的称重斗上固定有重量传感器，重量传感器的信号输出端与控制器电连接；所述的步进电机二由控制器控制；

所述的进料斗内壁固定有沿周向均布的n块楔形块，每相邻两块楔形块之间设置一个过孔；

链轮的半径R₁、料杯的半径R₂和大粒径农产品从最顶部料杯落入最顶部料杯的前一个料杯时被抛出的水平位移S₃满足如下关系式：

R₁<S₃<R₁+R₂ (1)

假设大粒径农产品从最顶部料杯落入最顶部料杯的前一个料杯的时间为t，设定大粒径农产品在料杯的容纳腔中心位置处被水平抛出，则在时间t内被抛出的大粒径农产品的水平位移为：

S₃＝ω·(R₁+R₂)·t (2)

在时间t内被抛出的大粒径农产品的竖直位移为：

S₂＝R₁+R₂+(l-0.5π·R₁)+S₁＝0.5gt² (3)

其中，l为链条位于相邻两个料杯之间的链段长度，g为重力加速度，最顶部料杯经过时间t后沿着链条运动的长度S₁表达式如下：

S₁＝ω·R₁·t (4)

联立式(3)和式(4)，求解出t的值，然后将式(2)代入式(1)，并在式(1)中代入t值，得到链轮的半径R₁、料杯的半径R₂和链轮的角速度ω满足如下关系式：

R₁<ω·(R₁+R₂)·t<R₁+R₂。

2.根据权利要求1所述的一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，其特征在于：所述楔形块的尖角呈75°。

3.根据权利要求1所述的一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，其特征在于：所述的料道倾斜设置，倾斜角为60°。

4.根据权利要求1所述的一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，其特征在于：所述链条的每个链节两侧均设有一体成型的弯板，料杯的侧部与链节两侧的两块弯板均固定。

5.根据权利要求1所述的一种滚子链输送料杯交换式大粒径农产品定量称重机，其特征在于：所述滚子输送链机构上的步进电机一由控制器控制。