CN221025835U - 一种多自由度式螺母振动盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度式螺母振动盘，包括用于存放螺母物料的蓄料盘和用于支撑所述蓄料盘的外罩，所述蓄料盘的底部通过一插接部过盈滑动配合于所述外罩的内侧壁；所述外罩中设有弹性支撑件，所述弹性支撑件的一端和另一端分别抵顶并弹性蓄力于所述外罩和所述蓄料盘；本实用新型采用多自由度设计，包括环形排布的激振组件和交错排布的伺服电缸，使系统具有更灵活、多样化的运动自由度，能够适应不同形状或尺寸的螺母，提高了分选效率和适应性。本实用新型的圆锥形封闭弹簧片设计降低了疲劳损坏的风险，通过吸收振动力和缓冲震动，延长了弹簧片的使用寿命，增强了系统的稳定性。

Description

一种多自由度式螺母振动盘

技术领域

本实用新型涉及振动盘技术领域，特别涉及一种多自由度式螺母振动盘。

背景技术

螺母振动盘是一种常用于工业自动化生产线的设备，用于排列和输送螺母或类似产品，以确保它们以特定的姿态进行后续处理，如包装或加工。该设备通过电磁铁产生震动力，将螺母沿振动盘上特定布局的螺旋料槽传送。

请参阅图5，传统的螺母振动盘的工作原理及其步骤为：

S100、电磁铁产生震动力:通过通断电输入，电磁铁产生震动力，这种震动力是通过电磁原理实现的，能够产生周期性的振动。

S101、传递震动力至弹簧片:这种震动力传递至倾斜布置的弹簧片，弹簧片受到震动力的作用后，产生扭转的往复摆动。

S102、振动盘作扭转的往复摆动:弹簧片的摆动导致振动盘进行扭转的往复运动，形成特定的振动模式。

S103、物料上升沿螺旋料槽:物料（螺母）跟随振动力，沿着振动盘上开设的螺旋料槽不断上升。

S104、姿态调整与输出:振动盘的上方设有回料斗，根据物料输送时的姿态需求设计对应的出入口。姿态不准确的产品通过回料斗重新导回起点，以确保符合需求的螺母产品正确输出。

S105、循环上述步骤，直至所有物料（螺母）以正确的姿态输出。

螺母振动盘的优点在于能够实现高效的自动化生产，大批量螺母可以以正确的姿态输出，为工作人员后续的包装或加工提供便利，提高了生产效率和产品质量。但是其也有结构上的缺陷，即：

（1）直条型弹簧片的频繁振动引起疲劳：螺母振动盘工作时需要持续产生震动力，直条型的弹簧片频繁地承受振动和变形，这种反复应力容易导致疲劳损坏，尤其是在长期高频率运行下。

（2）固定震源角度限制筛分效率：当震源角度固定时，螺母在振动盘上的运动路径受到限制，不适应不同尺寸或形状的螺母，可能导致一些螺母无法正常排列或传送，降低了筛分效率。

为此，提出一种多自由度式螺母振动盘。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种多自由度式螺母振动盘，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即直条型弹簧片的频繁振动引起疲劳，以及固定震源角度限制筛分效率，并对此至少提供一种有益的选择；

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种多自由度式螺母振动盘，包括用于存放螺母物料的蓄料盘和用于支撑所述蓄料盘的外罩，所述蓄料盘的底部通过一插接部过盈滑动配合于所述外罩的内侧壁；所述外罩中设有弹性支撑件，所述弹性支撑件的一端和另一端分别抵顶并弹性蓄力于所述外罩和所述蓄料盘；所述外罩中设有激振组件，所述激振组件沿所述弹性支撑件施加震动力，所述震动力的输出方向由所述激振组件可万向角度调节，并驱动所述蓄料盘震动于所述外罩上。

在上述的实施方式中： 螺母振动盘采用多自由度设计，包括蓄料盘和外罩。蓄料盘的底部通过插接部与外罩内侧壁形成过盈滑动配合。外罩内设弹性支撑件，其中一端与外罩连接，另一端与蓄料盘连接，实现弹性支撑。激振组件位于外罩内，能够沿弹性支撑件施加震动力，且震动力的输出方向可通过激振组件调节，驱动蓄料盘在外罩上震动。

其中在一种实施方式中：所述弹性支撑件为弹簧片，所述弹簧片呈封闭的圆锥形，其顶部连接于所述蓄料盘的底部，其底部连接于所述外罩的内部底壁。

在上述的实施方式中： 弹性支撑件采用弹簧片，具体呈封闭的圆锥形。这种结构设计提供弹性支撑和稳定性。

其中在一种实施方式中：所述激振组件以环形阵列的形式均匀安装于所述外罩的内侧壁。即多个激振组件环形对准于弹簧片，并施加震动力。

在上述的实施方式中： 激振组件以环形阵列的方式均匀安装于外罩的内侧壁。这意味着多个激振组件排列成环形，并对准弹簧片。每个激振组件施加震动力，共同作用于弹簧片。

其中在一种实施方式中：所述激振组件包括底座和顶座，所述底座固设于所述外罩的内侧壁，所述底座和所述顶座之间以环形阵列的形式安装有六个直线执行器，当所有所述直线执行器工作时，控制所述顶座作万向角度调节；所述顶座上安装有震源。

在上述的实施方式中： 激振组件由底座和顶座组成，底座固定在外罩的内侧壁上。在底座和顶座之间，以环形阵列形式安装了六个直线执行器。这些直线执行器的工作状态能够控制顶座实现万向角度调节。顶座上安装了震源。

其中在一种实施方式中：所述震源为震动马达或电磁铁。

在上述的实施方式中： 震动马达或电磁铁安装在激振组件的顶座上，用于产生振动力。

其中在一种实施方式中：所述直线执行器优选为伺服电缸；所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于所述底座和所述顶座之间相互相对的各自一面上。

在上述的实施方式中： 伺服电缸是一种用于产生直线运动的电动执行器，其具有精准的运动控制能力。

其中在一种实施方式中：每两两相邻的两个所述伺服电缸相互之间呈V形或者倒V形排布。这种模式的目的是让每个线性自由度的行程方向交错化，扩大线性自由度的极限行程量，并增加控制精度。

在上述的实施方式中： 每两两相邻的伺服电缸呈V形或者倒V形排布。这种排布模式旨在实现线性自由度的行程方向交错化，通过交错排布的方式来扩大线性自由度的极限行程量，并提高控制精度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）多自由度设计：本实用新型采用多自由度设计，包括环形排布的激振组件和交错排布的伺服电缸，使系统具有更灵活、多样化的运动自由度，能够适应不同形状或尺寸的螺母，提高了分选效率和适应性。

（2）弹簧片设计改进：本实用新型的圆锥形封闭弹簧片设计降低了疲劳损坏的风险，通过吸收振动力和缓冲震动，延长了弹簧片的使用寿命，增强了系统的稳定性。

（3）交错排布增加极限行程：本实用新型采用了伺服电缸的V形或倒V形交错排布，有效扩大了线性自由度的极限行程量，充分利用了空间，提高了系统的运动范围和精确度。采用直线执行器和万向节联轴器，可以实现灵活的角度调节，确保了震动力的定向性和准确性，提高了螺母的分选效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的蓄料盘和外罩的立体示意图；

图3为本实用新型的外罩的半剖立体示意图；

图4为本实用新型的单组激振组件的立体示意图；

图5为传统振动盘的原理示意图。

附图标记：1、蓄料盘；2、外罩；3、弹性支撑件；4、激振组件；401、底座；402、顶座；403、直线执行器；404、万向节联轴器；405、震源；

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制；

实施例

请参阅图1~4，本实施例提供了一种多自由度式螺母振动盘，包括用于存放螺母物料的蓄料盘1和用于支撑蓄料盘1的外罩2，蓄料盘1的底部通过一插接部过盈滑动配合于外罩2的内侧壁；外罩2中设有弹性支撑件3，弹性支撑件3的一端和另一端分别抵顶并弹性蓄力于外罩2和蓄料盘1；外罩2中设有激振组件4，激振组件4沿弹性支撑件3施加震动力，震动力的输出方向由激振组件4可万向角度调节，并驱动蓄料盘1震动于外罩2上。

使用时，当激振组件4输出震动力后，该震动力传导至弹性支撑件3，因外罩2固设于地面，则该震动力施加于蓄料盘1后，蓄料盘1因插接部过盈滑动配合于外罩2的内侧壁，故可以一定程度上的获取一定量的机械自由度进而发生跳动，实现震动运输及分筛。而激振组件4不断循环的万向角度调节并输出震动力，实现更高效率的分筛作业。

在本方案中：螺母振动盘采用多自由度设计，包括蓄料盘1和外罩2。蓄料盘1的底部通过插接部与外罩2内侧壁形成过盈滑动配合。外罩2内设弹性支撑件3，其中一端与外罩2连接，另一端与蓄料盘1连接，实现弹性支撑。激振组件4位于外罩2内，能够沿弹性支撑件3施加震动力，且震动力的输出方向可通过激振组件4调节，驱动蓄料盘1在外罩2上震动。

在本方案中，本装置整体的所有电器元件依靠市电进行供能；具体的，装置整体的电器元件与市电输出端口处通过继电器、变压器和按钮面板等装置进行常规电性连接，以满足本装置的所有电器元件的供能需求。

具体的，本装置的外部还设有一控制器，该控制器用于连接并控制本装置整体的所有电器元件按照预先设置的程序作为预设值及驱动模式进行驱动；需要指出的是，上述驱动模式即对应了下文中的相关电器元件之间对应的启停时间间距、转速、功率等输出参数；其中就姿态调节的方面，可采用常规的PID控制器算法进行相应的轨迹设计并加以实施，即满足了下文所述的相关电器元件驱动相关机械装置按其所描述的功能进行运行的需求。

具体的：设计基于多自由度结构，通过插接部过盈滑动配合，使蓄料盘1可以获得一定的机械自由度。激振组件4输出的震动力传导至弹性支撑件3，弹性支撑导致蓄料盘1产生跳动运动。该运动使螺母物料发生震动运输及分筛，实现了分选的目的。激振组件4的万向角度调节使震动力方向可以随着需要调整，提高了分筛作业的效率。

可以理解的是，在本实施例中：多自由度设计允许蓄料盘1在特定约束下实现一定程度的自由运动，从而实现了震动运输和分选筛选。弹性支撑件3能够缓冲震动力并产生弹性效果，使系统更稳定。激振组件4的震动力输出方向可调，提高了振动的定向性，进而提高了螺母物料的分选效率，使整个振动盘系统更高效、精准、适应性更强。

需要指出的是，在本实施例中：蓄料盘1的本体开设有传统技术的回料斗、螺旋输送槽和出入口等结构，此为现有技术，而本实施例的改进点在于激振模式，因此不再赘述。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：弹性支撑件3为弹簧片，弹簧片呈封闭的圆锥形，其顶部连接于蓄料盘1的底部，其底部连接于外罩2的内部底壁。

在本方案中：弹性支撑件3采用弹簧片，具体呈封闭的圆锥形。这种结构设计提供弹性支撑和稳定性。

具体的：圆锥形的弹簧片结构能够有效吸收和缓冲激振组件4输出的震动力。顶部连接于蓄料盘1的底部，使得震动力能够通过弹簧片传递到蓄料盘1，产生跳动运动。底部连接于外罩2的内部底壁，提供了稳定的支撑。弹簧片的形状和连接方式共同作用，确保蓄料盘1在震动时能够获得适当的弹性响应。

进一步的，圆锥形弹簧片的结构使得受到的外力能够在整个表面均匀分布，相比之下，传统直条型弹簧片的受力分布不够均匀。这种均匀受力分布使圆锥形弹簧片能够更有效地吸收震动和应力，保持稳定的弹性支撑。因为底部较宽的设计增加了弹簧片的稳定性，能够更好地抵抗外部振动力和变形。而直条型弹簧片可能在长时间振动和受力的情况下容易发生疲劳损坏，降低了弹簧的稳定性。同时 圆锥形结构的底部较宽，顶部较窄，使得受力时形成一种逐渐减小的截面，有利于分散和吸收外力，降低了形变对弹簧片的影响，提高了抗疲劳性。相对于直条型，圆锥形结构可以更好地避免应力集中问题。应力集中可能导致材料疲劳和损坏，而圆锥形结构能够减轻这种应力集中，提高了弹簧片的耐久性和抗疲劳性。

可以理解的是，在本实施例中：弹簧片作为弹性支撑件，能够有效缓冲震动力，提供弹性响应，使蓄料盘1在振动时能够适度变形并保持稳定。这种结构确保了振动盘系统的可靠运行，对于持续高效的分选筛选操作至关重要。通过优化弹簧片的封闭圆锥形设计，系统的稳定性和耐久性得到了进一步提高。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：激振组件4以环形阵列的形式均匀安装于外罩2的内侧壁。即多个激振组件4环形对准于弹簧片，并施加震动力。

在本方案中：激振组件4以环形阵列的方式均匀安装于外罩2的内侧壁。这意味着多个激振组件4排列成环形，并对准弹簧片。每个激振组件4施加震动力，共同作用于弹簧片。

具体的：通过环形阵列的激振组件4，震动力在环形区域内产生均匀分布。激振组件4沿环形方向施加震动力，传递给弹簧片，使得弹簧片整体发生振动响应。这样的设计保证了蓄料盘1受到的震动力是均衡且稳定的，同时避免了局部振动或不均衡振动。

可以理解的是，在本实施例中：环形阵列安装的激振组件4确保了振动力在振动盘上的分布均匀，有利于螺母的均匀运动和分选。该设计增强了振动盘系统的稳定性和可靠性，有助于提高生产效率和准确度。通过激振组件4的环形安装，整个螺母振动盘系统能够产生高效的震动力，实现更精准、高效的分选分筛操作。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：激振组件4包括底座401和顶座402，底座401固设于外罩2的内侧壁，底座401和顶座402之间以环形阵列的形式安装有六个直线执行器403，当所有直线执行器403工作时，控制顶座402作万向角度调节；顶座402上安装有震源405。

在本方案中：激振组件4由底座401和顶座402组成，底座401固定在外罩2的内侧壁上。在底座401和顶座402之间，以环形阵列形式安装了六个直线执行器403。这些直线执行器403的工作状态能够控制顶座402实现万向角度调节。顶座402上安装了震源405。

具体的：直线执行器403通过控制其工作状态，产生力或位移，使顶座402能够进行万向角度调节。通过六个直线执行器403的联动控制，能够实现全方向的角度调整，这有助于精确控制激振组件4输出的震动力的方向和角度。震源405通过顶座402传递震动力。

可以理解的是，在本实施例中：底座401的固定和直线执行器403的运动，以及与顶座402的联动，使得激振组件4能够实现多自由度的震动力调整。这种设计提高了振动盘系统的灵活性和精确度。通过对震源405的调节，可以实现更精准的震动力输出，进而改善螺母的运动和分选效率。整个设计有效提高了振动盘系统的性能和适应性。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：震源405为震动马达或电磁铁。

在本方案中：震动马达或电磁铁安装在激振组件4的顶座402上，用于产生振动力。

具体的：震动马达通过旋转偏心质量或其他机制产生震动，将震动传递到顶座402，然后通过直线执行器403进行角度调节，最终将震动力传递到蓄料盘1，使其产生振动。电磁铁通过通断电的输入产生磁场变化，从而产生震动力，同样通过顶座402和直线执行器403传递到蓄料盘1。

可以理解的是，在本实施例中：选择震动马达或电磁铁作为震源405，能够根据实际需求和应用场景选择合适的震动力产生方式。震动马达常用于高频振动，而电磁铁则可以根据电流的控制实现震动力的调节。这种灵活性使得系统能够适应不同的工作条件和物料特性，实现更加高效、精准的螺母分选和排列。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：直线执行器403优选为伺服电缸；伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器404万向铰接于底座401和顶座402之间相互相对的各自一面上。

在本方案中：伺服电缸是一种用于产生直线运动的电动执行器，其具有精准的运动控制能力。

具体的：伺服电缸通过电动机驱动，控制活塞杆的伸缩，从而实现直线运动。缸体和活塞杆通过万向节联轴器404实现与底座401和顶座402的铰接连接，确保活塞杆在运动时能够保持平稳的直线运动，并且能够随着底座和顶座的相对运动作出相应的调整。

可以理解的是，在本实施例中：采用伺服电缸作为直线执行器403能够实现高精度、高速度的直线运动，为振动盘系统提供准确的角度调节。通过万向节联轴器404的连接，确保了运动的稳定性和准确性。这种设计能够满足对于振动盘系统多自由度、高精度的运动要求，进一步提高了振动盘的性能和可控性。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3~4：每两两相邻的两个伺服电缸相互之间呈V形或者倒V形排布。这种模式的目的是让每个线性自由度的行程方向交错化，扩大线性自由度的极限行程量，并增加控制精度。

在本方案中：每两两相邻的伺服电缸呈V形或者倒V形排布。这种排布模式旨在实现线性自由度的行程方向交错化，通过交错排布的方式来扩大线性自由度的极限行程量，并提高控制精度。

具体的：采用V形或倒V形排布的伺服电缸，可以使相邻电缸的行程方向呈交错排列。这样设计的目的是充分利用空间，通过交错排布使得线性自由度的行程路径更为紧凑，进而扩大了系统整体的极限行程量。同时，交错排布可以避免电缸之间的干涉，提高了控制精度和稳定性。

可以理解的是，在本实施例中：采用V形或倒V形排布的伺服电缸排列模式，能够最大程度地利用有限空间，提高线性自由度的极限行程。此外，通过行程方向交错排列，能够避免相邻电缸之间的冲突，确保了系统的稳定性和控制精度。这种设计有助于优化振动盘系统的布局，提高了整个系统的运动效率和精度。

总结性的，针对传统技术中的相关问题，本具体实施方式基于上述所提供的一种多自由度式螺母振动盘，采用了如下的技术手段或特征实现了解决：

（1）解决直条型弹簧片疲劳损坏:采用圆锥形的封闭弹簧片，其设计考虑到了蓄料盘1的震动运动。弹簧片的形状和连接方式使其能够吸收振动力并缓冲震动，减少了弹簧片的频繁振动对弹簧片本身的疲劳损伤。圆锥形封闭弹簧片的设计降低了弹簧片的受力频率，分散了振动的能量，从而延长了弹簧片的使用寿命，解决了直条型弹簧片频繁振动引起的疲劳损坏问题。

（2）解决固定震源角度限制筛分效率:采用多自由度设计，通过环形排布的激振组件4，实现震动力的多方向调节。每两两相邻的伺服电缸呈V形或倒V形排布，扩大了线性自由度的极限行程，同时使线性自由度的行程方向交错化，避免了固定震源角度的限制。多自由度设计和交错排布使振动盘系统具有更大的灵活性，能够适应不同形状或尺寸的螺母，提高了筛分效率。激振组件的环形排布和V形或倒V形排布的伺服电缸，使震动力能够在多个方向进行调节，避免了传统固定震源角度的限制，显著提高了分选的效率和精确度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的相关实际应用的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种多自由度式螺母振动盘，包括用于存放螺母物料的蓄料盘（1）和用于支撑所述蓄料盘（1）的外罩（2），其特征在于：所述蓄料盘（1）的底部通过一插接部过盈滑动配合于所述外罩（2）的内侧壁；

所述外罩（2）中设有弹性支撑件（3），所述弹性支撑件（3）的一端和另一端分别抵顶并弹性蓄力于所述外罩（2）和所述蓄料盘（1）；

所述外罩（2）中设有激振组件（4），所述激振组件（4）沿所述弹性支撑件（3）施加震动力，所述震动力的输出方向由所述激振组件（4）可万向角度调节，并驱动所述蓄料盘（1）震动于所述外罩（2）上。

2.根据权利要求1所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：所述弹性支撑件（3）为弹簧片，所述弹簧片呈封闭的圆锥形，其顶部连接于所述蓄料盘（1）的底部，其底部连接于所述外罩（2）的内部底壁。

3.根据权利要求1所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：所述激振组件（4）以环形阵列的形式均匀安装于所述外罩（2）的内侧壁。

4.根据权利要求3所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：所述激振组件（4）包括底座（401）和顶座（402），所述底座（401）固设于所述外罩（2）的内侧壁，所述底座（401）和所述顶座（402）之间以环形阵列的形式安装有六个直线执行器（403），当所有所述直线执行器（403）工作时，控制所述顶座（402）作万向角度调节；

所述顶座（402）上安装有震源（405）。

5.根据权利要求4所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：所述震源（405）为震动马达或电磁铁。

6.根据权利要求4所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：所述直线执行器（403）为伺服电缸；

所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器（404）万向铰接于所述底座（401）和所述顶座（402）之间相互相对的各自一面上。

7.根据权利要求6所述的多自由度式螺母振动盘，其特征在于：每两两相邻的两个所述伺服电缸相互之间呈V形或者倒V形排布。