CN212276447U - 类球形物体计数器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种类球形物体计数器，包括供料部件(3)，供料部件(3)内含有依次连接的搅拌舱(31)、引导槽(32)和计数舱(33)，搅拌舱(31)内含有进料搅拌轮(5)，计数舱(33)内含有计数轮(9)，计数舱(33)的边缘设有出口(34)，计数轮(9)能够使该类球形物体从出口(34)排出，出口(34)外设有计数传感器(2)，计数传感器(2)能够感知到出口(34)排出的所述类球形物体。该类球形物体计数器可以用于家庭对中药水蜜丸、浓缩丸等类球形物体的物体进行计数，也可以用于工业对如轴承滚珠等工件进行计数配给，并显著降低球体在装置内卡顿的几率。

Description

类球形物体计数器

技术领域

本实用新型涉及一种类球形物体计数器。

背景技术

对类球形物体进行计数是日常生活或工业生产中常见的问题。现有的计数方案主要通过重量或体积的方法间接对进行计数。主要针对工业生产，自动化程度较高的设备体积普遍较大、价值高。例如，数珠板，使用时将要数的球形工件平铺于数珠板上，确保工件将固定数量凹陷填满，以此取出固定数量的工件。

数珠板的缺点在于：1、每一种数珠板仅能数出固定数量的工件，灵活性差。2、数珠板需要将药品倒出并平铺于整块板上，而多余的工件还要重新放回储存容器内，在使用时效率很低。

名称解释：

类球形物体：近似球体的物体，整体呈球形，包含：长径与短径长度比较接近的椭圆形，或是表面凹凸不平的球形，亦或者是以上两者的组合。

实用新型内容

为了快速地对类球形物体进行计数，本实用新型提供了一种类球形物体计数器，该类球形物体计数器可以用于家庭对中药水蜜丸、浓缩丸等类球形物体的物体进行计数，也可以用于工业对如轴承滚珠等工件进行计数配给，并显著降低球体在装置内卡顿的几率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种类球形物体计数器，包括供料部件，供料部件内含有依次连接的搅拌舱、引导槽和计数舱，搅拌舱内含有进料搅拌轮，进料搅拌轮连接有第一电机，第一电机能够驱动进料搅拌轮转动，进料搅拌轮能够使类球形物体进入引导槽，计数舱内含有计数轮，计数轮连接有第二电机，第二电机能够驱动计数轮转动，计数舱的边缘设有出口，计数轮能够使该类球形物体从出口排出，出口外设有计数传感器，计数传感器能够感知到出口排出的所述类球形物体。

搅拌舱、引导槽和计数舱沿倾斜方向从上向下依次设置，搅拌舱与进料搅拌轮相匹配，计数舱与计数轮相匹配。

进料搅拌轮的轴线与计数轮的轴线平行，进料搅拌轮的轴线倾斜设置，引导槽的延伸方向与进料搅拌轮的轴线和计数轮的轴线的连线方向交叉设置，出口位于计数舱的下端。

进料搅拌轮含有U形叶片和搅拌轴，U形叶片套设于搅拌轴外，U形叶片的两端设有柔性材料端角，一个柔性材料端角含有上斜面，另一个柔性材料端角含有下斜面。

引导槽与计数舱之间存在两个连接部位，该两个连接部位分别为上连接部位和下连接部位，该下连接部位设有尖突，尖突朝向计数舱内凸出。

计数轮含有旋转叶轮和旋转轴，旋转叶轮含有沿旋转轴的周向均匀间隔排列的多个叶片，相邻的两个叶片之间仅能够容纳一个该类球形物体。

所述类球形物体计数器还包括安装底座，供料部件与安装底座上下连接，安装底座含有上下设置的倾斜底板和安装支架。

所述类球形物体计数器还包括供料盖板，供料盖板与供料部件层叠设置，搅拌舱、引导槽和计数舱均由供料盖板封闭，供料盖板上设有入口，入口与搅拌舱连通。

所述类球形物体计数器还包括储存仓，储存仓、供料盖板和供料部件依次连接，储存仓内的所述类球形物体能够通过入口进入搅拌舱内；储存仓的下部内设有搅拌器，搅拌器与进料搅拌轮同轴连接固定，第二电机能够搅拌器转动。

出口内还设有导向条，导向条位于计数舱的下表面，导向条的一侧设有直角，导向条的另一侧设有平缓斜坡，直角朝向出口。

本实用新型的有益效果是：该类球形物体计数器可以用于家庭对中药水蜜丸、浓缩丸等类球形物体的物体进行计数，也可以用于工业对如轴承滚珠等工件进行计数配给，并显著降低球体在装置内卡顿的几率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述类球形物体计数器的爆炸图。

图2是本实用新型所述类球形物体计数器的主视图。

图3是沿图2中A-A方向的剖视图。

图4是供料部件的俯视图。

图5是进料搅拌轮和搅拌器的主视图。

图6是进料搅拌轮和搅拌器的立体图。

图7是计数轮的立体图。

图8是导向条的剖视示意图。

1、安装底座；2、计数传感器；3、供料部件；4、第一电机；5、进料搅拌轮；6、储存仓；7、供料盖板；8、第二电机；9、计数轮；

11、倾斜底板；12、安装支架；

31、搅拌舱；32、引导槽；33、计数舱；34、出口；35、尖突；36、导向条；

361、直角；362、平缓斜坡；

51、U形叶片；52、搅拌轴；53、柔性材料端角

61、搅拌器；

71、入口；

91、旋转叶轮；92、旋转轴；93、叶片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种类球形物体计数器，包括供料部件3，供料部件3内含有依次连接的搅拌舱31、引导槽32和计数舱33，搅拌舱31内含有进料搅拌轮5，进料搅拌轮5连接有第一电机4，第一电机4能够驱动进料搅拌轮5转动，进料搅拌轮5能够使类球形物体进入引导槽32，计数舱33内含有计数轮9，计数轮9连接有第二电机8，第二电机8 能够驱动计数轮9转动，计数舱33的边缘设有出口34，计数轮9能够使该类球形物体从出口34排出，出口34外设有计数传感器2，计数传感器2能够感知到出口34 排出的所述类球形物体，如图1至图4所示。

在本实施例中，供料部件3呈倾斜的板状结构，搅拌舱31、引导槽32和计数舱33沿倾斜方向从上向下依次设置，搅拌舱31和计数舱33均大致呈圆柱形结构，引导槽32呈长条形结构。搅拌舱31与进料搅拌轮5相匹配，搅拌舱31的内径略大于进料搅拌轮5的外径，计数舱33与计数轮9相匹配，计数舱33的内径略大于计数轮 9的内径。出口34位于计数舱33的下端。

被数的该类球形物体存放于下述的储存仓6内，该类球形物体首先进入供料部件3的搅拌舱31内，之后该类球形物体通过引导槽32并以最佳的角度进入计数舱33，最终顺利的以一粒一粒的状态有序地从出口34排出，通过计数传感器2进行计数，如图1和图4所示。

出口34内还设有导向条36，导向条36位于计数舱33的下表面，且导向条36 位于计数轮9的下方，导向条36的一侧设有90度的直角361，导向条36的另一侧设有平缓斜坡362，直角361朝向出口34，如图4和图8所示。当计数轮9正常顺时针旋转时，导向条36可以利用直角361偏转所述类球形物体的运动轨迹，帮助类球体更顺利从出口34排出。当遇到异物(尺寸较大物体时)时，计数轮9反转，导向条36的平缓斜坡362将确保导向条36不对异物排出造成障碍。

在本实施例中，进料搅拌轮5的轴线与计数轮9的轴线平行，进料搅拌轮5的轴线倾斜设置，引导槽32的延伸方向B与进料搅拌轮5的轴线和计数轮9的轴线的连线方向C交叉设置，如图4所示。第一电机4为伺服电机，第一电机4驱动进料搅拌轮5及下述的搅拌器61做往复旋转。第一电机4可检测输出力矩，确保进料搅拌轮 5在搅拌、疏通进料道时不会对机器结构、目标物体造成损伤。

在本实施例中，进料搅拌轮5含有U形叶片51和搅拌轴52，U形叶片51套设于搅拌轴52外，U形叶片51的两端设有柔性材料端角53，一个柔性材料端角53含有上斜面(朝向上的斜面)，另一个柔性材料端角53含有下斜面(朝向下的斜面)。进料搅拌轮5不但能够使类球形物体进入引导槽32，同时还有通过斜面将堵塞供料部件或搅拌舱31入口的该类球形物体排除，即防止堵塞的功能。

搅拌轴52与第一电机4的电机轴连接固定，U形叶片51的两个柔性材料端角53 之间大致形成了一个扇形槽，即如图4所示，该扇形槽可以容纳一个或多个该类球形物体。优选两个柔性材料端角53之间仅能够容纳一个该类球形物体，该扇形槽的槽宽和深度都小于所述类球形物体的两倍直径。

当U形叶片51的开口朝向引导槽32时，U形叶片51的开口与引导槽32连通，进料搅拌轮5的主要作用是驱动被数的所述类球形物体由储存仓6导入供料部件3 的搅拌舱31内，同时防止有工件被卡在其中，出料时，进料搅拌轮5将做往复旋转运动。进料搅拌轮5的U形叶片51两端有柔性材料端角53，用于清理堵塞进料口的工件。当已数所述类球形物体数量达到目标值后进料搅拌轮5将停止工作。

在本实施例中，引导槽32与计数舱33之间存在两个连接部位，该两个连接部位分别为上连接部位(位于图4中的左侧)和下连接部位(位于图4中的右侧)，该下连接部位设有尖突35，尖突35朝向计数舱33内凸出。

在本实施例中，计数轮9含有旋转叶轮91和旋转轴92，如图7所示，旋转叶轮 91含有沿旋转轴92的周向均匀间隔排列的多个叶片93，相邻的两个叶片93之间仅能够容纳一个该类球形物体。旋转轴92与第二电机8的电机轴连接固定。

第二电机8为直流电机，第二电机8驱动计数轮9做360°持续旋转，速度与旋转方向可做动态调整。正常计数时第二电机8全速顺时针旋转，如图4所示。当以数所述类球形物体接近目标值时，第二电机8提前降速，确保电机可以再预定位置停下来，减轻惯性因素的影响。但需保证调速时：第二电机8即使实在转速最慢下依然有足够的扭力可以正常驱动所述类球形物体通过供料部件3，并应对可能存在的卡顿。

旋转叶轮91由柔性材质制成。在顺时针旋转时与尖突35之间形成的间隙应仅能容纳一个所述类球形物体。通过尖突35后所述类球形物体将进入较大的空间内。这样做的目的是释放计数轮9驱动类球形物体通过尖突35时产生形变而储存的弹性势能，防止类球形物体被弹出。在正常工作时，计数轮9将以一定的速度进行顺时针 360°持续旋转，当出料数量达到目标值时，计数轮9将停止转动，以停止出料。当遇到疵品(直径过大或形状不规则)时，计数轮9将开始逆时针旋转，因计数舱33 内逆时针方向空间较大，将有助于将疵品排除。

在本实施例中，所述类球形物体计数器还包括安装底座1，供料部件3与安装底座1上下连接，安装底座1含有上下设置的倾斜底板11和安装支架12。倾斜底板11 使供料部件3倾斜一定角度，以达到利用重力使待数该类球形物体在装置内按照计划路线滚动的目的。倾斜角度可以依据被数物体自身的密度进行调整。安装支架12为电机以及其他上部结构提供支撑。

在本实施例中，所述类球形物体计数器还包括供料盖板7，供料盖板7与供料部件3上下层叠设置，搅拌舱31、引导槽32和计数舱33的上端为开放状态，搅拌舱31、引导槽32和计数舱33的上端均由供料盖板7封闭，供料盖板7上设有入口71，入口71大致呈扇形，入口71与搅拌舱31连通。供料盖板7对供料部件3内结构提供定位、压紧力。并与下述的储存仓6组合，建立进入供料部件3的内部通路。

在本实施例中，所述类球形物体计数器还包括储存仓6，储存仓6、供料盖板7 和供料部件3从上向下依次连接，储存仓6用于储存该类球形物体，储存仓6上下两端均开放的筒形结构，储存仓6的下端由供料盖板7封闭，储存仓6内的所述类球形物体能够依靠重力的作用通过入口71进入搅拌舱31内。储存仓6内带有一定倾斜角度，以达到利用重力使球体在装置内按照计划路线滚动的目的。

在本实施例中，储存仓6的下部内设有搅拌器61，搅拌器61与进料搅拌轮5同轴连接固定，第二电机8能够搅拌器61转动。即搅拌器61固定于进料搅拌轮5的搅拌轴52的上端，第二电机8能够带动搅拌器61和进料搅拌轮5同步转动，如图3 至图6所示。搅拌器61的主要目的是对储存仓6内的该类球形物体进行搅拌，防止出现板结的现象。

在本实施例中，所述类球形物体计数器还包括控制单元，第一电机4、第二电机 8和计数传感器2均通过导线与该控制单元连接。该控制单元能够控制第一电机4和第二电机8运行。当该类球形物体从出口34排出并通过此计数传感器2时，计数传感器2将产生反馈信号并回传至该控制单元，该控制单元进行计数。

下面介绍该类球形物体计数器的工作过程。

该类球形物体计数器待机时，多个所述类球形物体储存在储存仓6中。当该类球形物体计数器开机后，计数轮9将首先开始旋转，将供料部件3的引导槽32中缓存的该类球形物体先送出计数器。当计数轮9开始工作一小段时间之后，进料搅拌轮5 与安装在其顶部的搅拌器61也将开始在第一电机4的驱动下根据需要做一定角度内的往复运动。其中，搅拌器61负责对储存仓6内的该类球形物体进行搅拌，防止出现板结的现象，并将其拨入供料部件3的入口71，如图4所示。

正常情况下，该类球形物体将依靠重力的作用自由通过供料部件3内预设的引导槽32(预定路线)滚动至计数轮9处。但多数情况下，该类球形物体会由于种种因素无法准确的进入预定路线，在入口形成堵塞，这也是目前很多类似方案无法解决的问题。本实用新型的进料搅拌轮5(如图3所示)与供料部件3盖、储存仓6三个部件的主要设计目标便是解决入口堵塞的问题。当发生堵塞时进料搅拌轮5将利用顺时针旋转和逆时针旋转对入口71进行疏通。顺时针旋转时，进料搅拌轮5首先将利用带有向上弧度的柔性斜坡将上方的该类球形物体托举起来，疏通被堵塞住的供料部件 3的入口。当进料搅拌轮5逆时针旋转回来时，其另外一端的反向柔性斜坡将会再一次疏通堆叠在供料部件3入口的药丸。两个斜坡的柔性将确保进料搅拌轮5可以适应不同直径的该类球形物体，也将避免对机器结构及该类球形物体产生伤害。进料搅拌轮5将如此往复运行，保持供料部件3入口的畅通，直至流程结束。

此外，进料搅拌轮5往复旋转的终止位置(如图4所示)应与供料部件3的侧壁有一定距离。此距离应大于供料部件3的深度(可以通过的该类球形物体的最大直径)，从而避免对该类球形物体产生挤压，进而堵塞供料部件3或对该类球形物体产生伤害。

该类球形物体在供料部件3中的整体运行轨迹如下：

当该类球形物体通过供料部件3的搅拌舱31进入计数舱33时，计数轮9将默认向有尖突35的方向旋转，即计数轮9在图4中顺时针旋转，此时计数轮9与计数舱 33形成一个较小的空间，只能容纳一个直径较小的该类球形物体。计数轮9在驱动该类球形物体旋转至出口34处时，将在导向条36与重力的共同作用下，掉出计数舱 33。

本实用新型所述类球形物体计数器(也可以称为球形物体计数器)提供了一种低成本、小型化、自动化，高可靠性的类球形物体配给、计数方案。下面介绍该类球形物体计数器的设计特点。

引导槽32将引导该类球形物体，以最通畅的方式脱离搅拌舱31进入计数舱33。引导槽32的核心设计思路主要有以下几点：

1.确保该类球形物体以最佳的角度脱离搅拌舱31。

2.确保该类球形物体以最佳的角度进入计数舱33。

3.建立搅拌舱31与计数舱33之间的缓冲空间，由于进料搅拌轮5为往复运动，其脉冲式工作的特征需要一定缓冲空间，确保系统工作效率。

4.当有该类球形物体尝试进入计数舱33失败时，引导槽32提供缓冲空间，以防止其干干扰搅拌轮的正常工作。

对不同尺寸、形状的该类球形物体的适应性

对于直径稍大的该类球形物体，柔性的计数轮9在与其接触时将产生一定形变，确保其顺利通过尖突35，进入计数舱33较为宽松的空间内。此设计在确保每次只有一个该类球形物体进入计数轮9的情况下提高了对该类球形物体直径的容忍度。

对于直径更大的该类球形物体、或长径与短径区别较大的该类球形物体，将有可能无法正常进入计数舱33，此时控制单元将检测到卡顿，并命令计数轮9改变旋转方向，驱动该类球形物体从空间较大的一侧排出计数舱33。

精确计数

所有这些该类球形物体经过计数传感器2时，计数传感器2将感应到它们的通过，并开始计数，此状态一直持续至已数该类球形物体数量接近目标值时。

当已数该类球形物体数量接近目标值时，控制单元将控制计数轮9提前开始降速，从而确保最后一颗该类球形物体通过计数传感器2时，计数轮9可以迅速的停止，避免因电机的惯性导致误操作。为保证电机可以在保证扭力的情况下，在较宽范围内进行调速，可选用额定电压较低的电机在较高电压下使用。

本实用新型可以对中药水蜜丸、浓缩丸进行计数、配给。解决患者日常吃药时每次都要数药的烦恼，未来也可以推广至广泛的应用场景。目前市面上有很多类似的结构和产品和其他应用场景，如大疆的机甲大师器人、宠物自动喂食器，但是其内部结构没有本实用新型设计的精妙，实际使用过程中会出现卡料或计数不准确的现象。本实用新型在确保精确计数的情况下加入了很多防止物体堵塞供料设备的设计，提高了可用性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种类球形物体计数器，其特征在于，所述类球形物体计数器包括供料部件(3)，供料部件(3)内含有依次连接的搅拌舱(31)、引导槽(32)和计数舱(33)，搅拌舱(31)内含有进料搅拌轮(5)，进料搅拌轮(5)连接有第一电机(4)，第一电机(4)能够驱动进料搅拌轮(5)转动，进料搅拌轮(5)能够使类球形物体进入引导槽(32)，计数舱(33)内含有计数轮(9)，计数轮(9)连接有第二电机(8)，第二电机(8)能够驱动计数轮(9)转动，计数舱(33)的边缘设有出口(34)，计数轮(9)能够使该类球形物体从出口(34)排出，出口(34)外设有计数传感器(2)，计数传感器(2)能够感知到出口(34)排出的所述类球形物体。

2.根据权利要求1所述的类球形物体计数器，其特征在于，搅拌舱(31)、引导槽(32)和计数舱(33)沿倾斜方向从上向下依次设置，搅拌舱(31)与进料搅拌轮(5)相匹配，计数舱(33)与计数轮(9)相匹配。

3.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，进料搅拌轮(5)的轴线与计数轮(9)的轴线平行，进料搅拌轮(5)的轴线倾斜设置，引导槽(32)的延伸方向与进料搅拌轮(5)的轴线和计数轮(9)的轴线的连线方向交叉设置，出口(34)位于计数舱(33)的下端。

4.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，进料搅拌轮(5)含有U形叶片(51)和搅拌轴(52)，U形叶片(51)套设于搅拌轴(52)外，U形叶片(51)的两端设有柔性材料端角(53)，一个柔性材料端角(53)含有上斜面，另一个柔性材料端角(53)含有下斜面。

5.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，引导槽(32)与计数舱(33)之间存在两个连接部位，该两个连接部位分别为上连接部位和下连接部位，该下连接部位设有尖突(35)，尖突(35)朝向计数舱(33)内凸出。

6.根据权利要求1所述的类球形物体计数器，其特征在于，计数轮(9)含有旋转叶轮(91)和旋转轴(92)，旋转叶轮(91)含有沿旋转轴(92)的周向均匀间隔排列的多个叶片(93)，相邻的两个叶片(93)之间仅能够容纳一个该类球形物体。

7.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，所述类球形物体计数器还包括安装底座(1)，供料部件(3)与安装底座(1)上下连接，安装底座(1)含有上下设置的倾斜底板(11)和安装支架(12)。

8.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，所述类球形物体计数器还包括供料盖板(7)，供料盖板(7)与供料部件(3)层叠设置，搅拌舱(31)、引导槽(32)和计数舱(33)均由供料盖板(7)封闭，供料盖板(7)上设有入口(71)，入口(71)与搅拌舱(31)连通。

9.根据权利要求8所述的类球形物体计数器，其特征在于，所述类球形物体计数器还包括储存仓(6)，储存仓(6)、供料盖板(7)和供料部件(3)依次连接，储存仓(6)内的所述类球形物体能够通过入口(71)进入搅拌舱(31)内；储存仓(6)的下部内设有搅拌器(61)，搅拌器(61)与进料搅拌轮(5)同轴连接固定，第二电机(8)能够搅拌器(61)转动。

10.根据权利要求2所述的类球形物体计数器，其特征在于，出口(34)内还设有导向条(36)，导向条(36)位于计数舱(33)的下表面，导向条(36)的一侧设有直角(361)，导向条(36)的另一侧设有平缓斜坡(362)，直角(361)朝向出口(34)。

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