CN213568071U - 一种三轴柔性供料器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种三轴柔性供料器，包括X轴、Y轴、Z轴振动发生器、振动输出台、视觉光源以及料盘；X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器分别用于产生沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动；振动输出台与X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器连接，用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动；料盘用于承装散装物料并与振动输出台可拆卸连接，料盘接收振动输出台输出的振动；3个轴向的振动发生器的振幅和振动频率可调；3轴方向两两正交，X轴和Y轴所在平面与物料盘所在平面平行，Z轴与物料盘所在平面垂直。本实用新型可以兼容多种形态散装料的上料，可避免物料卡料，避免循环振动增加物料磨损。

Description

一种三轴柔性供料器

技术领域

本公开涉及物料输送技术领域，尤其涉及一种三轴柔性供料器。

背景技术

随着工业4.0的大力推广，各种自动化设备应用于各行各业。其中散装物料的供给上料一直都是自动化行业的难点和痛点。散装物料形状各异，尺寸各异，种类繁多，分布毫无规则，传统散装物料供料基本依赖振动盘上料，但振动盘兼容性很差，一种振动盘基本只能完成一种散装物料的供料，且容易出现卡料情况，振动盘供料存在物料循环振动，增加物料了的磨损；如果散装物料种类很多，由于不能单独更换振动盘的某个部件来适应不同种类的散装物料，因此需要储备多种类型的振动盘，增加企业采购成本和管理运营成本。

因此，本申请提出一种三轴柔性供料器。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种三轴柔性供料器。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种三轴柔性供料器，包括X轴振动发生器、Y轴振动发生器、Z轴振动发生器、振动输出台、视觉光源以及物料盘；

所述X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器分别用于产生沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动；

所述振动输出台与所述X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器连接，并用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动；

所述物料盘用于承装散装物料并与所述振动输出台可拆卸地固定连接，所述物料盘接收所述振动输出台输出的振动，所述视觉光源固定安装在所述物料盘下方、并对准所述物料盘底部；

其中，所述X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器的振幅和振动频率可调节；X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两正交，X轴方向和Y轴方向所在平面与所述物料盘所在平面平行，Z轴方向与所述物料盘所在平面垂直。

优选地，所述振动输出台包括底座、定向弹性变形件、依次平行间隔设置的第一振动输出层、第二振动输出层和第三振动输出层；所述物料盘平行放置在所述第三振动输出层且与所述第三振动输出层可拆卸地固定连接；

所述第一振动输出层通过所述定向弹性变形件支撑在所述底座上，所述第二振动输出层通过所述定向弹性变形件支撑在所述第一振动输出层上，所述第三振动输出层通过所述定向弹性变形件支撑在所述第二振动输出层上；所述定向弹性变形件的弹性变形方向与其对应支撑的振动输出层的振动方向一致。

优选地，所述X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器均采用音圈电机；所述音圈电机的振动输出端与对应的振动输出层固定连接，带动对应的振动输出层沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向中的其中一个方向振动。

优选地，所述定向弹性变形件采用片状的支撑弹片，所述支撑弹片对应支撑的振动输出层的振动方向垂直于该所述支撑弹片所在平面。

优选地，所述底座与所述第一振动输出层之间的所述支撑弹片为竖直状，所述第一振动输出层和所述第二振动输出层之间的所述支撑弹片为竖直状，所述第二振动输出层和所述第三振动输出层之间的所述支撑弹片为水平状，该水平状支撑弹片一端与所述第三振动输出层固定连接、另端通过支撑柱与所述第二振动输出层固定连接。

优选地，所述物料盘包括平板型物料盘、销钉物料盘、螺丝物料盘、弹簧物料盘。

优选地，所述物料盘通过快拆快换机构可拆卸地固定安装在所述第三振动输出层上部，所述快拆快换机构包括限位座、支撑座、翻转手柄、连接杆、弹簧，所述翻转手柄通过所述连接杆可翻转地固定安装在所述第三振动输出层上，所述翻转手柄套装在所述连接杆上，所述弹簧一端作用于所述翻转手柄、另端作用于所述连接杆；

所述限位座具有卡槽，所述物料盘一端具有卡装座，所述卡槽用于卡装所述卡装座，所述支撑座用于支撑所述物料盘另端，所述翻转手柄具有限位凸起，所述物料盘另端具有限位凹槽，安装完成时，所述弹簧弹力将所述限位凸起压在所述限位凹槽内，向上提起所述翻转手柄，克服所述弹簧弹力，使得所述限位凸起离开所述限位凹槽。

综上所述，本申请的三轴柔性供料器设置有三个正交方向的振动发生器，振动输出台与X轴振动发生器、Y轴振动发生器和Z轴振动发生器连接，根据具体的上料需要，用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动，物料盘接收振动输出台输出的振动对散装物料进行操作处理，通过控制其中振动发生器的振幅、频率以及各轴之间的振动耦合，使物料盘中物料实现各方向的运动，例如，实现散装物料前、后、左、右、居中、扩散、翻转等多维度运动，为后续分拣提供条件，实现散装物料温柔送料；本实用新型可以兼容多种形态散装料的上料，可避免物料卡料，避免循环振动增加物料磨损，解决散装物料上料难题。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本申请结构示意图；

图2是图1中去除物料盘和视觉光源的结构示意图；

图3是本申请中底座、各振动发生器、定向弹性变形件、各振动输出层的配合示意图；

图4是本申请申请中快拆快换机构与第三振动输出层的配合示意图；

图5是本申请中平板型物料盘结构示意图；

图6是本申请中销钉物料盘结构示意图；

图7是本申请中螺丝物料盘结构示意图；

图8是本申请中弹簧物料盘结构示意图。

图中标记：1为X轴振动发生器，2为Y轴振动发生器，3为Z轴振动发生器，4为视觉光源，5为物料盘，6为底座，7为定向弹性变形件，8为第一振动输出层，9为第二振动输出层，10为第三振动输出层，11为支撑柱，12为限位座，13为支撑座，14为翻转手柄，15为连接杆，16为卡槽，17为卡装座，18为限位凸起，19为限位凹槽，20为销钉槽，21为螺丝槽，22为弹簧槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

实施例1

如图1至8所示，一种三轴柔性供料器，用于散装物料供料，包括X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2、Z轴振动发生器3、振动输出台、视觉光源4以及物料盘5，物料盘5为水平状态；X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3分别用于产生沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动；

振动输出台与X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3连接，并用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动；振动输出台作为振动输出部件，与X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3均有连接关系，三个正交方向中某一个方向的振动发生器产生振动，可以通过振动输出台单独输出，三个正交方向中任意两个方向的振动发生器产生振动后，该两个方向的振动通过振动输出台耦合后输出，三个正交方向的振动发生器均产生振动后，三个方向的振动通过振动输出台耦合后输出，在实际使用过程中，根据物料盘5中散装物料的特性以及需要进行的前后左右、居中、扩散、翻转等不同操作，可以采用时序控制依次使某一个轴振动、多个轴同时振动等不同的时序组合方式来实现，同时配合调整振幅和频率；

物料盘5用于承装散装物料并与振动输出台可拆卸地固定连接，方便快速拆卸和更换对应的物料盘5，物料盘5接收振动输出台输出的振动，即接收单个轴向振动或者两个以上轴向的耦合振动，视觉光源4固定安装在物料盘5下方、并对准物料盘5底部；

X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3的振幅和振动频率可根据实际需要进行适应性调节，因此，振动发生器也可以称作振动动力轴，例如可以采用电磁振动装置产生某一方向的往复振动；X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两正交，X轴方向和Y轴方向所在平面与物料盘5所在平面平行，Z轴方向与物料盘5所在平面垂直，X轴方向、Y轴方向位于水平面内，Z轴方向为竖直方向；

本申请的三轴柔性供料器设置有三个正交方向的振动发生器，振动输出台与X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3连接，物料盘5与振动输出台可拆卸地固定连接，根据具体的上料需要，用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动，料盘接收振动输出台输出的振动对散装物料进行操作处理；通过控制其中振动发生器的振幅、频率以及各轴之间的振动耦合，使料盘中物料实现各方向的运动，例如，实现散装物料前、后、左、右、居中、扩散、翻转等多维度运动，为后续分拣提供条件，实现散装物料温柔送料；同时，在使用时，结合视觉机构(包括CCD相机、视觉光源4等)和分拣机构包括(自动机械手等)，视觉机构对物料盘5中的物料进行拍摄成像，并将数据传回电控系统处理，分析出各物料的位置及摆放姿态，进而控制分拣机构对匹配的物料进行抓取作业，该过程为本领域的常规操作过程，视觉机构和分拣机构也为本领域常规装置，具体操作过程以及视觉机构和分拣机构的具体结构在此不再赘述。

具体地，振动输出台包括底座6、定向弹性变形件7、依次平行间隔设置的第一振动输出层8、第二振动输出层9和第三振动输出层10，三层振动输出层均为水平状态；物料盘5平行放置在第三振动输出层10且与第三振动输出层10可拆卸地固定连接；具体地，第一振动输出层8位于底座6上方，第二振动输出层9位于第一振动输出层8上方，第三振动输出层10位于第二振动输出层9上方，物料盘5可拆卸地固定安装在第三振动输出层10上部；第一振动输出层8通过定向弹性变形件7支撑在底座6上，第二振动输出层9通过定向弹性变形件7支撑在第一振动输出层8上，第三振动输出层10通过定向弹性变形件7支撑在第二振动输出层9上，此处的定向弹性变形件7是统一命名，并非意味着各层结构之间通过同一个定向弹性变形件7来支撑，各层结构之间的定向弹性变形件7是独立的；定向弹性变形件7的弹性变形方向与其对应支撑的振动输出层的振动方向一致，定向弹性变形件7只能沿一个轴向产生弹性变形，以实现其对应支撑的振动输出层在该轴向的往复振动，同时隔离其他方向的振动；

Y轴振动发生器2固定安装在底座6上，其振动输出端与第一振动输出层8连接，X轴振动发生器1固定安装在第一振动输出层8上，其振动输出端与第二振动输出层9连接，Z轴振动发生器3固定安装在第二振动输出层9上，其振动输出端与第三振动输出层10连接；第三振动输出层10可接受第二振动输出层9和第一振动输出层8的单一振动输出或者二者的耦合振动输出，第二振动输出层9可接受第一振动输出层8的振动输出，物料盘5可接受第一振动输出层8、第二振动输出层9、第三振动输出层10的单一振动输出或者任意二者及以上的耦合振动输出。

进一步地，X轴振动发生器1、Y轴振动发生器2和Z轴振动发生器3均采用音圈电机；音圈电机(Vo i ce Co i l Motor)是一种特殊形式的直接驱动电机。具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性。其工作原理是，通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例。基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧；音圈电机的振动输出端与对应的振动输出层固定连接，带动对应的振动输出层沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向中的其中一个方向振动。

进一步地，定向弹性变形件7采用片状的支撑弹片，支撑弹片对应支撑的振动输出层的振动方向垂直于该支撑弹片所在平面。底座6与第一振动输出层8之间的支撑弹片为竖直状，第一振动输出层8和第二振动输出层9之间的支撑弹片为竖直状，第二振动输出层9和第三振动输出层10之间的支撑弹片为水平状，该水平状支撑弹片一端与第三振动输出层10固定连接、另端通过支撑柱11与第二振动输出层9固定连接，支撑柱11的一端与该水平状支撑弹片固定连接、另端与第二振动输出层9固定连接。底座6与第一振动输出层8的前端之间设置有两块支撑弹片、后端之间设置有两块支撑弹片，支撑弹片上、下端分别通过螺栓与底座6和第一振动输出层8固定连接，该处支撑弹片只能沿一个Y轴方向产生弹性变形；第一振动输出层8与第二振动输出层9的左端之间设置有两块支撑弹片、右端之间设置有两块支撑弹片，支撑弹片上、下端分别通过螺栓与第一振动输出层8和第二振动输出层9固定连接，该处支撑弹片只能沿一个X轴方向产生弹性变形；第三振动输出层10上固定安装有四块支撑弹片，四块支撑弹片在第三振动输出层10上呈矩形布置，每块支撑弹片对应连接有一根支撑柱11，该处支撑弹片只能沿一个Z轴方向产生弹性变形。

物料盘5具体包括平板型物料盘5、销钉物料盘5、螺丝物料盘5、弹簧物料盘5，此处的4种类型仅仅是是物料盘的5的部分结构形式举例，使用者可根据具体的物料结构形式对应设计不同内部结构形式的物料盘，平板型物料盘5的内部结构为平板状，平板型物料盘5能够兼容多种尺寸、形状、种类的物料，只要物料能够在平板型物料盘5中稳定静止即可，对于螺丝、弹簧、销钉等不容易在平板型物料盘5上稳定静止的物料，针对性将物料盘5内部结构设置为均匀分布有销钉槽20、螺丝槽21或弹簧槽22的结构，即形成销钉物料盘5、螺丝物料盘5、弹簧物料盘5，由于物料盘5与振动输出台可拆卸地固定连接，即物料盘5可快拆快换，可根据具体物料特性，快速匹配相应的物料盘5，进一步提升了对散装物料的兼容性，针对性地实现具体物料的快速定位和翻转。

实施例2

如图1、2、4至8所示，在实施例1的基础上，物料盘5通过快拆快换机构可拆卸地固定安装在第三振动输出层10上部，快拆快换机构包括限位座12、支撑座13、翻转手柄14、连接杆15、弹簧(图中未示出)，翻转手柄14通过连接杆15可翻转地固定安装在第三振动输出层10上，翻转手柄14套装在连接杆15上，弹簧一端作用于翻转手柄14、另端作用于连接杆15，限位座12、支撑座13、连接杆15均固定安装在第三振动输出层10上部，连接杆15可相对于第三振动输出层10翻转；限位座12具有卡槽16，物料盘5一端具有卡装座17，卡槽16用于卡装卡装座17，支撑座13用于支撑物料盘5另端，翻转手柄14具有限位凸起18，物料盘5另端具有限位凹槽19，安装完成时，弹簧弹力将限位凸起18压在限位凹槽19内，向上提起翻转手柄14，克服弹簧弹力，使得限位凸起18离开限位凹槽19。

在使用时，将物料盘5一端的卡装座17卡装在限位座12的卡槽16内，物料盘5另端支撑在支撑座13上，提起翻转手柄14并向物料盘5方向翻转到位，松开翻转手柄14，在弹簧弹力作用向下，限位凸起18被压在限位凹槽19内，当需要更换物料盘5时，克服弹簧弹力并向上提起翻转手柄14，使得限位凸起18脱离限位凹槽19，并向远离物料盘5方向翻转翻转手柄14，此时可快速取下并更换物料盘5，由于采用了本实施例的快拆快换机构，操作过程更加方便快捷，进一步提升了物料盘5的更换效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种三轴柔性供料器，其特征在于：包括X轴振动发生器(1)、Y轴振动发生器(2)、Z轴振动发生器(3)、振动输出台、视觉光源(4)以及物料盘(5)；

所述X轴振动发生器(1)、Y轴振动发生器(2)和Z轴振动发生器(3)分别用于产生沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的振动；

所述振动输出台与所述X轴振动发生器(1)、Y轴振动发生器(2)和Z轴振动发生器(3)连接，并用于输出其中一个方向的振动或两个以上方向的耦合振动；

所述物料盘(5)用于承装散装物料并与所述振动输出台可拆卸地固定连接，所述物料盘(5)接收所述振动输出台输出的振动，所述视觉光源(4)固定安装在所述物料盘(5)下方、并对准所述物料盘(5)底部；

其中，所述X轴振动发生器(1)、Y轴振动发生器(2)和Z轴振动发生器(3)的振幅和振动频率可调节；X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两正交，X轴方向和Y轴方向所在平面与所述物料盘(5)所在平面平行，Z轴方向与所述物料盘(5)所在平面垂直。

2.根据权利要求1所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述振动输出台包括底座(6)、定向弹性变形件(7)、依次平行间隔设置的第一振动输出层(8)、第二振动输出层(9)和第三振动输出层(10)；所述物料盘(5)平行放置在所述第三振动输出层(10)且与所述第三振动输出层(10)可拆卸地固定连接；

所述第一振动输出层(8)通过所述定向弹性变形件(7)支撑在所述底座(6)上，所述第二振动输出层(9)通过所述定向弹性变形件(7)支撑在所述第一振动输出层(8)上，所述第三振动输出层(10)通过所述定向弹性变形件(7)支撑在所述第二振动输出层(9)上；所述定向弹性变形件(7)的弹性变形方向与其对应支撑的振动输出层的振动方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述X轴振动发生器(1)、Y轴振动发生器(2)和Z轴振动发生器(3)均采用音圈电机；所述音圈电机的振动输出端与对应的振动输出层固定连接，带动对应的振动输出层沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向中的其中一个方向振动。

4.根据权利要求3所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述定向弹性变形件(7)采用片状的支撑弹片，所述支撑弹片对应支撑的振动输出层的振动方向垂直于该所述支撑弹片所在平面。

5.根据权利要求4所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述底座(6)与所述第一振动输出层(8)之间的所述支撑弹片为竖直状，所述第一振动输出层(8)和所述第二振动输出层(9)之间的所述支撑弹片为竖直状，所述第二振动输出层(9)和所述第三振动输出层(10)之间的所述支撑弹片为水平状，该水平状支撑弹片一端与所述第三振动输出层(10)固定连接、另端通过支撑柱(11)与所述第二振动输出层(9)固定连接。

6.根据权利要求2至5任一项所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述物料盘(5)包括平板型物料盘(5)、销钉物料盘(5)、螺丝物料盘(5)、弹簧物料盘(5)。

7.根据权利要求6所述的一种三轴柔性供料器，其特征在于：所述物料盘(5)通过快拆快换机构可拆卸地固定安装在所述第三振动输出层(10)上部，所述快拆快换机构包括限位座(12)、支撑座(13)、翻转手柄(14)、连接杆(15)、弹簧，所述翻转手柄(14)通过所述连接杆(15)可翻转地固定安装在所述第三振动输出层(10)上，所述翻转手柄(14)套装在所述连接杆(15)上，所述弹簧一端作用于所述翻转手柄(14)、另端作用于所述连接杆(15)；

所述限位座(12)具有卡槽(16)，所述物料盘(5)一端具有卡装座(17)，所述卡槽(16)用于卡装所述卡装座(17)，所述支撑座(13)用于支撑所述物料盘(5)另端，所述翻转手柄(14)具有限位凸起(18)，所述物料盘(5)另端具有限位凹槽(19)，安装完成时，所述弹簧弹力将所述限位凸起(18)压在所述限位凹槽(19)内，向上提起所述翻转手柄(14)，克服所述弹簧弹力，使得所述限位凸起(18)离开所述限位凹槽(19)。

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