CN218475429U - 一种离心机转停定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心机转停定位机构，轴承的一侧固定在安装平台上，轴承的另一侧通过轴承座与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的上方设置离心机电机，所述的离心机电机为双轴电机，离心机电机的上轴与设置托盘的旋转支架相连，离心机电机的下轴与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的一侧设有小摩擦轮、驱动电机及离合机构；离心机转停定位机构还包括控制器及用于检测旋转支架转动位置的传感器。本实用新型具有控制精度高，离心效果好、可靠性高且成本低的优点。

Description

一种离心机转停定位机构

技术领域

本实用新型涉及离心机技术领域，特别涉及一种离心机转停定位机构。

背景技术

为满足整体设备的自动化要求，需要一种能够自动定位的离心机，目的是在离心机停止运行后，使其精确定位在预定的位置，以方便后续的机械手准确地获取离心机上的操作对象。公开日为2021年8月10日，公开号为CN 213914328 U的中国专利文献公开了一种定位离心机，包括离心机、定位装置和控制单元，所述离心机包括驱动电机和离心转盘，所述驱动电机驱动离心转盘旋转，所述驱动电机上设置有编码器，所述编码器连接至控制单元，所述定位装置设置在离心转盘的一侧，定位装置包括气缸和离合杆，所述离合杆的前端设置旋转头，所述旋转头连接至步进电机，所述离合杆在离合位置时，所述旋转头分别与离心转盘配合和离开，当离心机停止时，所述控制单元根据驱动电机的初始角度位置，驱动步进电机转动，使旋转头带动离心转盘转动至初始角度位置。该离心机有一控制单元实时记录离心机的转动角度与步进电机转动圈数比较并修正，防止打滑；旋转头与电机直接相连获取动力，并通过离合杆的作用，与离心转盘通过摩擦力接触，带动离心转盘旋转，在离心操作结束后，离心管的位置与初始位置相同，有利于后续的自动化处理。该装置存在以下问题：一是由于旋转头与离心转盘通过摩擦力传动，实际转过的角度与计算角度差值存在误差，上述通过控制单元实时对比的方式较为冗余，控制精度不高；二是离心转盘结构厚重无法适应高速旋转，离心效果差；三是编码器与电机连接，在摩擦传动时会被挤压受力容易损坏，可靠性低；四是整体成本过高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有技术的定位离心机所存在的上述问题，提供一种离心机转停定位机构，具有控制精度高，离心效果好、可靠性高且成本低的优点。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种离心机转停定位机构，包括安装平台，所述的安装平台上设有轴承，轴承的一侧固定在安装平台上，轴承的另一侧通过轴承座与大摩擦轮相连，大摩擦轮的上方设置离心机电机，所述的离心机电机为双轴电机，离心机电机的上轴与设置托盘的旋转支架传动连接，离心机电机的下轴与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的一侧设有小摩擦轮及用于驱动小摩擦轮的驱动电机和离合机构，所述的离心机转停定位机构还包括控制器及用于检测旋转支架转动位置的传感器。本实用新型的离心机电机为双轴电机，其上轴与设置托盘的旋转支架传动连接，下轴与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的一侧设有小摩擦轮，而小摩擦轮与大摩擦轮之间设有离合机构。本实用新型在离心机正常工作时，小摩擦轮与大摩擦轮之间处于分离状态，离心机电机带动旋转支架、设置在旋转支架上用于放置离心管的托盘及大摩擦轮转动，离心机电机与旋转支架及大摩擦轮处于同步转动状态，而在托盘需要复位或者定位时，离心机电机断电，离合机构推动小摩擦轮与大摩擦轮结合，驱动电机带动的小摩擦轮转动通过摩擦传动使大摩擦轮及旋转支架转动，此时传感器用于检测旋转支架的转动位置，以便确定托盘的位置，便于托盘定位或机械手抓取离心管，在完成第一个托盘定位或抓取第一个离心管后，小摩擦轮继续带动大摩擦轮转动到下一个托盘的位置，进而继续抓取离心管，直至定位或抓取完成。本实用新型的旋转支架结构轻巧，便于高速转动，离心效果好；定位时采用小摩擦轮驱动旋转支架低速转动，结合传感器具有控制精度高的优点；同时本实用新型的整体结构简洁，不但成本低而且可靠性高。

作为优选，大摩擦轮的中央设有电磁制动器，所述离心机电机的下轴通过电磁制动器与大摩擦轮传动连接，电磁制动器与离心机电机的下轴之间设有限位机构。离心机离心转盘的结构以及重量会对高速旋转的转轴造成动平衡和稳定性的影响，本优选方案在电机的下轴与大摩擦轮之间设置一电磁制动器，在离心机运转时，电磁制动器断电，大摩擦轮处于脱离状态；而在定位操作时，电磁制动器则会抱住离心机电机的下轴，再通过小摩擦轮带动大摩擦轮使离心机的托盘定位至合适位置。电磁制动器与离心机电机的下轴之间设置限位机构可以确保电磁制动器抱紧下轴时，电磁制动器与下轴的相对位置固定，即每次电磁制动器抱紧下轴时，大摩擦轮与托盘的相对位置是固定的，这样可以通过检测大摩擦轮的位置就可以确定托盘的位置。本方案在离心机正常工作时，小摩擦轮与大摩擦轮之间处于分离状态，电磁制动器失电松开下轴，即电磁制动器与离心机电机的下轴之间处于分离状态（分离状态下两者之间具有间隙），离心机电机带动旋转支架及设置在旋转支架上用于放置离心管的托盘高速转动，此时由于大摩擦轮不转，因此负载相对较小，可以适用于更高速度旋转的场合，达到更好的离心效果。而在托盘需要复位或者定位时，控制器控制电磁制动器抱住离心机电机的下轴，使得大摩擦轮与离心机电机的下轴连接，这时大摩擦轮的转动也会带动离心机电机的下轴转动进而使上方的旋转支架及托盘转动。大摩擦轮的转动动力来源于驱动电机带动的小摩擦轮，其余定位或抓取方式与前述方案一致。这样，本方案可以更加适应离心机需要高速旋转的工况，进一步提高离心效果。

作为优选，小摩擦轮固定在驱动电机的输出轴上，所述的离合机构包括气缸及转动支撑架，所述的气缸设置在安装平台上，转动支撑架的一端与气缸的推杆铰接，转动支撑架的另一端与驱动电机固定，所述转动支撑架的中部通过转轴可转动地设置在安装平台上。由于在摩擦传动过程中，摩擦零件会有不同程度的磨损，本实用新型的这个摩擦传动系统通过气缸以及转动支撑架组合，气缸可以对小摩擦轮施加一个预紧力作为补偿，可以提高系统的可靠性，解决现有技术的编码器与电机连接方式在摩擦传动时会被挤压受力容易损坏，可靠性低的问题。

作为优选，转动支撑架呈V形，设置在大摩擦轮的一侧，转动支撑架的凹面指向大摩擦轮，安装平台上设有气缸固定座，所述气缸的缸体铰接在所述的固定座上，气缸的推杆伸出时，大摩擦轮与小摩擦轮分离。本实用新型采用连杆方式的离合形式，选用的气缸在初始状态下为推杆伸出状态，这样在突然切断压缩空气的情况下，大摩擦轮与小摩擦轮会自动切换到分离状态，使摩擦传动停止，避免危险情况发生，安全性好。

作为优选，轴承水平设置，轴承的外圈固定在安装平台上，所述的轴承座固定在轴承的内圈，所述的大摩擦轮与轴承座螺接，所述的电磁制动器与大摩擦轮螺接。轴承座分别与电磁制动器及大摩擦轮通过螺栓连接成一体，结构简单，装配方便。

作为优选，安装平台上设有传感器支架，所述的传感器设置在传感器支架上，大摩擦轮上周向设有若干个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔，所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置。与托盘位置相对应的托盘位置检测孔用于检测确定每个托盘的位置，而紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔用于确定旋转支架上托盘的初始位置，当两个传感器同时与检测孔相对应时，确定为旋转支架上托盘的初始位置，此后每个传感器检测到的检测孔均为托盘对应的位置。

作为另一种可选方案，传感器支架设置在旋转支架下方的离心机电机安装板上，所述的传感器设置在传感器支架上，旋转支架下方的离心机电机上轴处设有定位盘，定位盘上周向设有若干个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔，所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置。本方案的检测原理与前述方案相同，只是把检测孔直接设置在上轴的定位盘上，这样相当于直接对旋转支架进行检测，其检测精度更高，同时电磁制动器与离心机电机的下轴之间无需设置限位机构。本实用新型在初始点和停止点都设置了信号点，到达信号点后才停止，这样即使在传动过程中发生打滑但最终仍会停在信号点，因此可以确保控制精度。

作为优选，旋转支架为对称的井字形结构，旋转支架上的托盘为四个，均匀布置在旋转支架的外周，托盘位置检测孔为四个，在大摩擦轮或定位盘的周向上均匀布置。

作为优选，传感器为光电传感器，所述的安装平台上设有调压阀，所述的调压阀与气缸连接。调压阀可以调节气缸的压力，从而调节两个摩擦轮之间的预紧力。

相对于对比文件通过计算初始点位和停止点位的角度差值来计算电机走的步数，并通过摩擦传动转动离心转盘的方式，本实用新型的方案并不以计算值传动，而是在初始点和停止点都设置了信号点，到达信号点后才停止，这样即使过程中发生打滑最终仍会停在信号点。

对比文件中离心机正常使用时，用于摩擦传动的受力件为离心转盘，它会跟着离心机转轴进行转动。离心转盘的结构以及重量会对高速旋转的转轴造成动平衡和稳定性的影响。本实用新型中通过设置一电磁制动器，在离心机正常运转时，其不受任何额外负载，而在定位操作时，电磁制动器则会抱住转轴，通过摩擦传动使离心机定位至合适位置。

此外，对比文件的方案中采用的外加离合装置，但没有提出安全保护的方案，在本实用新型中，采用连杆方式的离合形式，并选用的气缸在初始状态下为推杆伸出状态，在突然切断压缩空气的情况下，气缸会分离两个摩擦轮，使摩擦传动停止，避免危险情况发生。

本实用新型的有益效果是，一、在初始点和停止点都设置了信号点，到达信号点后才停止，解决了现有技术的离心机采用计算初始点位和停止点位的角度差值来计算电机走的步数，控制精度不高的问题；二、设置电磁制动器，在离心机运转时，其不承受多余负载，解决现有技术的离心机其离心转盘结构厚重无法适应高速旋转、离心效果差的问题；三、采用连杆方式的离合形式，选用的气缸在初始状态下为推杆伸出状态，在突然切断压缩空气的情况下，大摩擦轮与小摩擦轮会自动切换到分离状态，使摩擦传动停止，避免危险情况发生，安全性好。

附图说明

图1是本实用新型离心机转停定位机构的一种立体结构示意图；

图2是本实用新型离心机转停定位机构的一种结构剖视图；

图3是本实用新型离心机转停定位机构传感器的一种安装位置示意图。

图中：1.安装平台，2.轴承，3.轴承座，4.大摩擦轮，5.电磁制动器，6.离心机电机，7.上轴，8.托盘，9.旋转支架相连，10.下轴，11.小摩擦轮，12.驱动电机，13.传感器，14.气缸，15.转动支撑架，16.推杆，17.转轴，18.气缸固定座，19.传感器支架，20.托盘位置检测孔，21.起始位置检测孔，22.离心机电机安装板，23.调压阀。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在图1所示的实施例1中，一种离心机转停定位机构，包括安装平台1，所述的安装平台上设有水平设置的轴承2，轴承的外圈固定在安装平台上，轴承的内圈通过轴承座3与大摩擦轮4相连，其中大摩擦轮与轴承座的顶面螺接，大摩擦轮的直径大于轴承的外径，大摩擦轮的外周面为摩擦面；大摩擦轮的上方设置离心机电机6，所述的离心机电机为双轴电机，离心机电机的上轴7与设置托盘8的旋转支架相连9（连接关系未画出），本实施例的旋转支架为对称的井字形结构，旋转支架上的托盘为四个，均匀布置在旋转支架的外周。离心机电机的下轴10与大摩擦轮相连，大摩擦轮的外周面一侧设有小摩擦轮11及用于驱动小摩擦轮的驱动电机12，大、小摩擦轮之间设有离合机构，本实施例的小摩擦轮直接固定在驱动电机的输出轴上，离合机构包括气缸14及转动支撑架15，转动支撑架呈V形，设置在大摩擦轮的一侧，转动支撑架的凹面指向大摩擦轮，转动支撑架的一端与气缸的推杆16铰接，转动支撑架的另一端与驱动电机固定，所述转动支撑架的中部通过转轴17可转动地设置在安装平台上。气缸设置在安装平台上，安装平台上设有气缸固定座18，所述气缸的缸体铰接在所述的固定座上，气缸的初始状态为推杆伸出状态，此时大摩擦轮与小摩擦轮分离，这样在压缩空气突然切断的情况下，大摩擦轮与小摩擦轮会自动切换到分离状态，使摩擦传动停止，避免危险情况发生，安全性好。安装平台上设有调压阀23，所述的调压阀与气缸连接，调压阀可以调节气缸的压力，从而调节两个摩擦轮之间的预紧力。本实用新型的这个摩擦传动系统通过气缸以及转动支撑架组合，气缸可以对小摩擦轮施加一个预紧力作为补偿，可以提高系统的可靠性，解决现有技术的编码器与电机连接方式在摩擦传动时会被挤压受力容易损坏，可靠性低的问题。

离心机转停定位机构还包括控制器及用于检测旋转支架转动位置的传感器13，所述的传感器为光电传感器，本实施例的安装平台上设有传感器支架19，所述的传感器设置在传感器支架上，大摩擦轮上周向匀布设有四个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔20和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔21，所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置，与托盘位置相对应的托盘位置检测孔用于检测确定每个托盘的位置，而紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔用于确定旋转支架上托盘的初始位置，当两个传感器同时与检测孔相对应时，确定为旋转支架上托盘的初始位置，此后每个传感器检测到的检测孔均为托盘对应的位置。

本实施例的离心机电机为双轴电机，其上轴与设置托盘的旋转支架传动连接，下轴与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的一侧设有小摩擦轮，而小摩擦轮与大摩擦轮之间设有离合机构。本实施例在离心机正常工作时，小摩擦轮与大摩擦轮之间处于分离状态，离心机电机带动旋转支架、设置在旋转支架上用于放置离心管的托盘及大摩擦轮转动，离心机电机与旋转支架及大摩擦轮处于同步转动状态，而在托盘需要复位或者定位时，离心机电机断电，离合机构推动小摩擦轮与大摩擦轮结合，驱动电机带动的小摩擦轮转动通过摩擦传动使大摩擦轮及旋转支架转动，此时传感器用于检测旋转支架的转动位置，以便确定托盘的位置，便于托盘定位或机械手抓取离心管，在完成第一个托盘定位或抓取第一个离心管后，小摩擦轮继续带动大摩擦轮转动到下一个托盘的位置，进而继续抓取离心管，直至定位或抓取完成。

本实施例离心机转停定位机构的控制过程如下：

1、离心机启动；

2、离心机停止旋转；

3、气缸通气，推杆收回，转动支撑架绕着支点旋转使小摩擦轮与大摩擦轮接触；

4、驱动电机转动通过小摩擦轮带动大摩擦轮转动；

5、传感器检测到原点位，驱动电机停止；

6、机械手抓取原点位的离心管；

7、开启驱动电机旋转至检测到下一点位停止；

8、机械手抓取下一点位的离心管。

实施例2

在图2所示的实施例2中，大摩擦轮的中央设有电磁制动器5，离心机电机的下轴通过电磁制动器与大摩擦轮传动连接，电磁制动器位于轴承座及轴承的内圈内部且与大摩擦轮螺接；离心机电机的下轴10与电磁制动器相连，本实施例离心机电机的下轴位于电磁制动器的中心，电磁制动器断电状态下两者之间具有间隙，电磁制动器不影响离心机电机的正常工作，此外电磁制动器与离心机电机的下轴之间设有限位机构（图中未画出）。限位机构可以确保电磁制动器抱紧下轴时、电磁制动器与下轴的相对位置固定，即每次电磁制动器抱紧下轴时，大摩擦轮与托盘的相对位置是固定的，这样可以通过检测大摩擦轮的位置而确定托盘的位置；其余和实施例1相同。

与实施例1的方案相比，本实施例的方案在电机的下轴与大摩擦轮之间设置一电磁制动器，在离心机运转时，电磁制动器断电，大摩擦轮处于脱离状态；而在定位操作时，电磁制动器则会抱住离心机电机的下轴，再通过小摩擦轮带动大摩擦轮使离心机的托盘定位至合适位置。本方案在离心机正常工作时，小摩擦轮与大摩擦轮之间处于分离状态，电磁制动器失电松开下轴，即电磁制动器与离心机电机的下轴之间处于分离状态，离心机电机带动旋转支架及设置在旋转支架上用于放置离心管的托盘高速转动，此时由于大摩擦轮不转，因此负载相对较小，可以适用于更高速度旋转的场合，达到更好的离心效果。而在托盘需要复位或者定位时，控制器控制电磁制动器抱住离心机电机的下轴，使得大摩擦轮与离心机电机的下轴连接，这时大摩擦轮的转动也会带动离心机电机的下轴转动进而使上方的旋转支架及托盘转动。大摩擦轮的转动动力来源于驱动电机带动的小摩擦轮，其余定位或抓取方式与实施例1的方案一致。

本实施例离心机转停定位机构的控制过程如下：

1、离心机启动，电磁制动器断电；

2、离心机停止旋转；

3、电磁制动器得电，抱住离心机电机的下轴；

4、气缸通气，推杆收回，转动支撑架绕着支点旋转使小摩擦轮与大摩擦轮接触；

5、驱动电机转动通过小摩擦轮带动大摩擦轮转动；

6、传感器检测到原点位，驱动电机停止；

7、机械手抓取原点位的离心管；

8、开启驱动电机旋转至检测到下一点位停止；

9、机械手抓取下一点位的离心管。

实施例3

实施例3的传感器支架设置在旋转支架下方的离心机电机安装板22上，所述的传感器设置在传感器支架上，旋转支架下方的离心机电机上轴处设有定位盘（图中未画出），定位盘上周向设有若干个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔，所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置；本实施例的托盘位置检测孔为四个，在定位盘的周向上均匀布置，其余和实施例1或实施例2相同。本方案的检测原理与实施例1相同，只是把检测孔直接设置在上轴的定位盘上，这样相当于直接对旋转支架进行检测，其检测精度更高，同时电磁制动器与离心机电机的下轴之间无需设置限位机构。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离心机转停定位机构，包括安装平台（1），其特征在于，所述的安装平台上设有轴承（2），轴承的一侧固定在安装平台上，轴承的另一侧通过轴承座（3）与大摩擦轮（4）相连，大摩擦轮的上方设置离心机电机（6），所述的离心机电机为双轴电机，离心机电机的上轴（7）与设置托盘（8）的旋转支架（9）传动连接，离心机电机的下轴（10）与大摩擦轮传动连接，大摩擦轮的一侧设有小摩擦轮（11）及用于驱动小摩擦轮的驱动电机（12）和离合机构，所述的离心机转停定位机构还包括控制器及用于检测旋转支架转动位置的传感器（13）。

2.根据权利要求1所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，所述大摩擦轮的中央设有电磁制动器（5），所述离心机电机的下轴通过电磁制动器与大摩擦轮传动连接，电磁制动器与离心机电机的下轴之间设有限位机构。

3.根据权利要求1所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，所述的小摩擦轮固定在驱动电机的输出轴上，所述的离合机构包括气缸（14）及转动支撑架（15），所述的气缸设置在安装平台上，转动支撑架的一端与气缸的推杆（16）铰接，转动支撑架的另一端与驱动电机固定，所述转动支撑架的中部通过转轴（17）可转动地设置在安装平台上。

4.根据权利要求3所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，所述的转动支撑架呈V形，设置在大摩擦轮的一侧，转动支撑架的凹面指向大摩擦轮，安装平台上设有气缸固定座（18），所述气缸的缸体铰接在所述的固定座上，气缸的推杆伸出时，大摩擦轮与小摩擦轮分离。

5.根据权利要求2所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，所述的轴承水平设置，轴承的外圈固定在安装平台上，所述的轴承座固定在轴承的内圈，所述的大摩擦轮与轴承座螺接，所述的电磁制动器与大摩擦轮螺接。

6.根据权利要求2所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，安装平台上设有传感器支架（19），所述的传感器设置在传感器支架上，大摩擦轮上周向设有若干个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔（20）和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔（21），所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置。

7.根据权利要求1所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，传感器支架设置在旋转支架下方的离心机电机安装板（22）上，所述的传感器设置在传感器支架上，旋转支架下方的离心机电机上轴处设有定位盘，定位盘上周向设有若干个与所述托盘位置相对应的托盘位置检测孔和一个紧靠托盘位置检测孔的起始位置检测孔，所述的传感器为两个，分别与起始位置检测孔及与其紧靠的托盘位置检测孔对应设置。

8.根据权利要求6或7所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，旋转支架为对称的井字形结构，旋转支架上的托盘为四个，均匀布置在旋转支架的外周，托盘位置检测孔为四个，在大摩擦轮或定位盘的周向上均匀布置。

9.根据权利要求3或4所述的一种离心机转停定位机构，其特征在于，传感器为光电传感器，安装平台上设有调压阀（23），所述的调压阀与气缸连接。

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