一種三七分級自動送料裝置的制作方法

本發明涉及一種三七分級自動送料裝置，屬于自動分級技術領域。

背景技術：

三七是一種多年生名貴中藥材，其價格決定于品質等級。三七的品質等級主要由其生長年限和三七總皂苷含量表征，這些表征指標最直觀的表現形式就是三七頭數，即單位重量（每千克）對應的三七根莖個數。因而，三七產后分級多是根據三七頭數（亦即單頭重量）進行等級劃分的。隨著機械化與自動化技術的發展，研制出了一些三七自動分級裝置，使三七等級劃分逐漸由人工分揀轉向機器自動分級。三七分級自動化是一個完備的技術系統，涵蓋了從入料到執行分級的各個環節，而現有三七自動分級裝置在分級環節取得了較好的效果，但在入料環節仍有很多問題急需解決，由于三七個體的不規則性，目前的機器每次入料的單粒準確性不是很理想，三七分級的質量受到一定影響，在很多情況下仍需人工操作，人工成本高且效率低下，尤其是有些三七自動分級裝置需要送料傳送帶上的三七單行平行排列，人工操作更加費時費力，嚴重影響了三七分級效率。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：本發明提供一種三七分級自動送料裝置，解決入料環節機器每次入料的單粒準確性低、仍需人工操作入料的問題，人工操作的成本高且效率低。

本發明技術方案是：一種三七分級自動送料裝置，包括步進電機ⅰ1、步進電機ⅱ2、同步帶輪3、同步帶4、底座ⅰ5、底座ⅱ6、彈簧ⅰ71、彈簧ⅱ72、主體支架8、吸嘴支架9、吸盤10、吸嘴11、光軸ⅰ12、光軸ⅱ13、氣體電磁閥14、真空發生器15、氣管ⅰ16、氣管ⅱ17、氣管ⅲ18、升降輪19、控制桿20；所述主體支架8包括同步帶固定孔81、步進電機ⅱ安裝孔82、彈簧固定孔ⅰ83、電機輸出軸通孔84、光軸通孔ⅰ85、光軸通孔ⅱ86和升降凹槽87；所述步進電機ⅰ1與底座ⅰ5相連，步進電機ⅱ2與主體支架8相連，主體支架8與吸嘴支架9相連，吸嘴支架9與吸嘴11相連，吸嘴11與吸盤10相連；所述彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72的一端與主體支架8相連，另一端與吸嘴支架9相連；所述同步帶輪3設置在底座ⅱ6上，氣體電磁閥14均與真空發生器15與底座ⅱ6相連；所述氣管ⅰ16進氣口與外部高壓氣源相連，氣管ⅰ16出氣口與氣體電磁閥14進氣口相連，氣體電磁閥14出氣口與氣管ⅱ17進氣口相連，氣管ⅱ17出氣口與真空發生器15的進氣口相連，真空發生器15負壓口與氣管ⅲ18一端相連，氣管ⅲ18另一端與吸嘴11相連；所述光軸ⅰ12和光軸ⅱ13分別穿過主體支架8上所設的光軸通孔ⅰ85和光軸通孔ⅱ86，其兩端分別與底座ⅰ5和底座ⅱ6相連，步進電機ⅰ1輸出軸和同步帶輪3通過同步帶4相連，同步帶4的一側固定于主體支架8上，步進電機ⅰ1、步進電機ⅱ2和氣體電磁閥14的控制端與外部控制器相連，主體支架8背面靠近底端處設有兩個相同且相互平行的升降凹槽87，控制桿20一端與步進電機ⅱ2相連，另一端與升降輪19相連。

所述主體支架8為鋁合金材質一體化制成的三層階梯狀，第一階梯和第二階梯規格相同，第三階梯的高度為第二階梯高度的3倍；第一階梯側面有光軸通孔ⅰ85和光軸通孔ⅱ86，兩個通孔的中心線平行且處在一個水平面上；第二階梯正面中心處有四個帶螺紋的同步帶固定孔81；第三階梯兩側上部各有一個帶螺紋的彈簧固定孔ⅰ83，中心處設有一個電機輸出軸通孔84，步進電機ⅱ2通過四個步進電機ⅱ安裝孔82固定于主體支架8上，并使其輸出軸從電機輸出軸通孔84中心穿出。

所述吸嘴支架9為鋁合金材質一體化制成的l形板，l形板的底部與豎直部分的比例為1:3，l形板拐角處兩側各設有一個帶螺紋的彈簧固定孔ⅱ91；l形板的底部中心設有一個圓形通孔；吸嘴支架9豎直部分背面設有兩個與平行凹槽87相匹配的凸出塊。

所述控制桿20為l形，其一端通過聯軸器與步進電機ⅱ2輸出軸相連，另一端與升降輪19中心的軸承相連，并使升降輪19底部始終與吸嘴支架9豎直部分頂端相接觸。

所述彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72結構相同，其兩端分別與彈簧固定孔ⅰ83和彈簧固定孔ⅱ91相連。

所述吸嘴11由金屬銅一體化制成，包括圓錐體形和等直徑圓筒形上下兩個部分，吸嘴11下部的圓筒形部分鑲嵌在吸嘴支架9圓形通孔中；所述吸盤10為橡膠材質制成的圓筒形，其內徑與吸嘴11下部圓筒的外徑相同，吸盤10上端鑲套在吸嘴11進氣口上。

所述底座ⅰ5為長方體結構，側面設有兩個與光軸ⅰ12和光軸ⅱ13相匹配的相同盲孔，兩個盲孔中線平行且在同一水平面上，上端設有四個相同的立柱，步進電機ⅰ1垂直安裝于底座ⅰ5的四個立柱上，使步進電機ⅰ1輸出軸的皮帶輪與同步帶輪3在一個水平面上。

所述底座ⅱ6為長方體結構，側面設有兩個盲孔且與底座ⅰ5盲孔規格相同，所述同步帶輪3、真空發生器15和氣體電磁閥14通過帶螺紋的盲孔分別并排安裝在底座ⅱ6上平面。

本發明的有益效果是：整個裝置結構簡單，適用性強，可直接與現有三七分級裝置配套使用；可實現將三七單次單粒地自動輸送至送料傳送帶上，有效簡化了后續裝置進行三七分級的處理，提高了三七分級效率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是本發明裝置整體結構示意圖；

圖2是本發明裝置使用時整體結構示意圖；

圖3是本發明主體支架結構示意圖；

圖4是本發明主體支架正視圖；

圖5是本發明主體支架、吸嘴支架側視圖。

圖1-5中各標號：1-步進電機ⅰ，2-步進電機ⅱ，3-同步帶輪，4-同步帶，5-底座ⅰ，6-底座ⅱ，71-彈簧ⅰ，72-彈簧ⅱ，8-主體支架，81-同步帶固定孔，82-步進電機ⅱ安裝孔，83-彈簧固定孔ⅰ，84-電機輸出軸通孔，85-光軸通孔ⅰ，86-光軸通孔ⅱ，87-升降凹槽，9-吸嘴支架，91-彈簧固定孔ⅱ，10-吸盤，11-吸嘴，12-光軸ⅰ，13-光軸ⅱ，14-氣體電磁閥，15-真空發生器，16-氣管ⅰ，17-氣管ⅱ，18-氣管ⅲ，19-升降輪，20-控制桿，21-分級傳送帶，22-輔助送料槽，23-三七。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步說明。

實施例1：如圖1-5所示，一種三七分級自動送料裝置，包括步進電機ⅰ1、步進電機ⅱ2、同步帶輪3、同步帶4、底座ⅰ5、底座ⅱ6、彈簧ⅰ71、彈簧ⅱ72、主體支架8、吸嘴支架9、吸盤10、吸嘴11、光軸ⅰ12、光軸ⅱ13、氣體電磁閥14、真空發生器15、氣管ⅰ16、氣管ⅱ17、氣管ⅲ18、升降輪19、控制桿20；所述主體支架8包括同步帶固定孔81、步進電機ⅱ安裝孔82、彈簧固定孔ⅰ83、電機輸出軸通孔84、光軸通孔ⅰ85、光軸通孔ⅱ86和升降凹槽87；所述步進電機ⅰ1與底座ⅰ5相連，步進電機ⅱ2與主體支架8相連，主體支架8與吸嘴支架9相連，吸嘴支架9與吸嘴11相連，吸嘴11與吸盤10相連；所述彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72的一端與主體支架8相連，另一端與吸嘴支架9相連；所述同步帶輪3設置在底座ⅱ6上，氣體電磁閥14均與真空發生器15與底座ⅱ6相連；所述氣管ⅰ16進氣口與外部高壓氣源相連，氣管ⅰ16出氣口與氣體電磁閥14進氣口相連，氣體電磁閥14出氣口與氣管ⅱ17進氣口相連，氣管ⅱ17出氣口與真空發生器15的進氣口相連，真空發生器15負壓口與氣管ⅲ18一端相連，氣管ⅲ18另一端與吸嘴11相連；所述光軸ⅰ12和光軸ⅱ13分別穿過主體支架8上所設的光軸通孔ⅰ85和光軸通孔ⅱ86，其兩端分別與底座ⅰ5和底座ⅱ6相連，步進電機ⅰ1輸出軸和同步帶輪3通過同步帶4相連，同步帶4的一側固定于主體支架8上，步進電機ⅰ1、步進電機ⅱ2和氣體電磁閥14的控制端與外部控制器相連，主體支架8背面靠近底端處設有兩個相同且相互平行的升降凹槽87，控制桿20一端與步進電機ⅱ2相連，另一端與升降輪19相連。

作為本發明的進一步方案，所述主體支架8為鋁合金材質一體化制成的三層階梯狀，第一階梯和第二階梯規格相同，第三階梯的高度為第二階梯高度的3倍；第一階梯側面有光軸通孔ⅰ85和光軸通孔ⅱ86，兩個通孔的中心線平行且處在一個水平面上；第二階梯正面中心處有四個帶螺紋的同步帶固定孔81；第三階梯兩側上部各有一個帶螺紋的彈簧固定孔ⅰ83，中心處設有一個電機輸出軸通孔84，步進電機ⅱ2通過四個步進電機ⅱ安裝孔82固定于主體支架8上，并使其輸出軸從電機輸出軸通孔84中心穿出。

作為本發明的進一步方案，所述吸嘴支架9為鋁合金材質一體化制成的l形板，l形板的底部與豎直部分的比例為1:3，l形板拐角處兩側各設有一個帶螺紋的彈簧固定孔ⅱ91；用于固定彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72的另一端；l形板的底部中心設有一個圓形通孔用于固定吸嘴11；吸嘴支架9豎直部分背面設有兩個與平行凹槽87相匹配的凸出塊，既可將吸嘴支架9卡在兩個升降凹槽87內與主體支架8連接，又可使吸嘴支架9能沿著兩個光滑的升降凹槽87上下運動。

作為本發明的進一步方案，所述控制桿20為l形，其一端通過聯軸器與步進電機ⅱ2輸出軸相連，另一端與升降輪19中心的軸承相連，并使升降輪19底部始終與吸嘴支架9豎直部分頂端相接觸。這樣可通過步進電機ⅱ2輸出軸的轉動，帶動控制桿20在電機輸出軸通孔84內做圓周運動，從而帶動升降輪19在電機輸出軸通孔84內做圓周運動；由于升降輪19直接作用于吸嘴支架9上端，當升降輪19向底部方向做圓周運動時，則推動吸嘴支架9在升降凹槽87中向下移動，并使彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72處于拉伸狀態，當升降輪19向頂部方向做圓周運動時，則在彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72的彈性收縮力作用下，使吸嘴支架9緊隨升降輪19向上運動，從而可實現通過步進電機ⅱ2控制吸嘴支架9的上下運動。

作為本發明的進一步方案，所述彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72結構相同，其兩端分別與彈簧固定孔ⅰ83和彈簧固定孔ⅱ91相連，以保證左右彈簧拉力相同，使吸嘴支架9左右兩側受力平衡，從而使在升降凹槽87中上下運動時更穩定、省力。

作為本發明的進一步方案，所述吸嘴11由金屬銅一體化制成，包括圓錐體形和等直徑圓筒形上下兩個部分，吸嘴11下部的圓筒形部分鑲嵌在吸嘴支架9圓形通孔中；所述吸盤10為橡膠材質制成的圓筒形，其內徑與吸嘴11下部圓筒的外徑相同，吸盤10上端鑲套在吸嘴11進氣口上，而且吸盤10的有效吸附尺寸小于兩個中等尺寸的三七，這樣的吸盤設計可保證了送料裝置每次操作只送料一個三七，如果吸盤10下方同時有兩個以上三七，必使吸盤10與三七之間存在縫隙，從而使負壓不起作用，無法吸取三七。

作為本發明的進一步方案，所述底座ⅰ5為長方體結構，側面設有兩個與光軸ⅰ12和光軸ⅱ13相匹配的相同盲孔，兩個盲孔中線平行且在同一水平面上，上端設有四個相同的立柱，步進電機ⅰ1垂直安裝于底座ⅰ5的四個立柱上，使步進電機ⅰ1輸出軸的皮帶輪與同步帶輪3在一個水平面上。

作為本發明的進一步方案，所述底座ⅱ6為長方體結構，側面設有兩個盲孔且與底座ⅰ5盲孔規格相同，所述同步帶輪3、真空發生器15和氣體電磁閥14通過帶螺紋的盲孔分別并排安裝在底座ⅱ6上平面。

作為本發明的進一步方案，所述光軸ⅰ12和光軸ⅱ13規格相同，由不銹鋼材質制成，兩根光軸平行放置且在同一水平面上，其左端固定在底座ⅰ5的兩個盲孔中，右端固定在底座ⅱ6的兩個盲孔中。

進一步地，所述步進電機ⅰ1和步進電機ⅱ2均為型號為fl57byg54的混合式步進電機。

更進一步地，升降凹槽87的長度是升降輪19上下運動最大位移的2倍，以確保升降輪19向下移動到最低位置時，吸嘴支架9不會從升降凹槽87中脫落，從而避免損壞設備。

更進一步地，所述升降輪19由聚氨酯材料制成，其中心設有一個滾珠軸承，用于與控制桿20相連，由于聚氨酯材料具有抗撞耐磨特性，以及升降輪19可通過軸承繞控制桿20連接端產生自轉，從而可避免升降輪19與吸嘴支架9接觸時的直接硬性碰撞，進而有效提高了吸嘴支架9上下運動的平穩性。

更進一步地，真空發生器15是利用正壓氣源產生負壓的新型高效元器件。

更進一步地，所述氣體電磁閥14的工作電壓為24v、功率為3w。

本發明的工作原理是：

將整個裝置水平橫跨安裝在三七分級傳送帶21和輔助送料槽22的上方，并使吸盤10與傳送帶的距離略高于一個平躺三七的高度；通過外部控制器控制步進電機ⅰ1帶動主體支架8運動，從而控制吸嘴支架9上的吸盤10在光軸ⅰ12和光軸ⅱ13上來回移動至輔助送料槽22處；當吸盤10到達輔助送料槽22三七吸料點正上方時，步進電機ⅰ1停止工作，同時啟動步進電機ⅱ2控制升降輪19運動，從而使吸嘴支架9上的吸盤10在主體支架8的升降凹槽87中上下移動；首先控制吸盤10向下運動，當吸盤10剛接觸到三七時，通過外部控制器打開氣體電磁閥14，使外部高壓氣源進入真空發生器15，進而使吸盤10產生負壓吸住一個三七（由于三七的形狀特點，吸盤式的吸料方式可以有效地避免一次三七送料三七個數大于一個的情況，保證了每次吸取三七的個數最多為一個）；然后停止步進電機ⅱ2，使吸嘴支架9上的吸盤10在彈簧ⅰ71和彈簧ⅱ72的彈性收縮力作用下回歸至原位，同時啟動步進電機ⅰ1將吸盤10移動至分級傳送帶21正上方，并通過外部控制器關閉氣體電磁閥14，切斷外部高壓氣源進入真空發生器15并使其停止工作，以致吸盤10的負壓吸力消失，將所吸三七放置于分級傳送帶21上，至此完成一次送料操作，后續送料操作重復上述步驟。

上面結合附圖對本發明的具體實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。