一种基于振动的颗粒捣碎机器人的制作方法

本发明涉及颗粒捣碎机器人技术领域，特指一种基于振动的颗粒捣碎机器人。

背景技术：

在工业生产过程中，经常需要将块状的颗粒物料捣碎。传统技术中，捣碎颗粒物料经常采用手动操作的方法，其劳动强度大，捣碎效果不够均匀，捣碎效率低；现有技术中，有少量自动捣碎块状物体的机器，但通常都是需要电机连续工作才能完成整个捣碎过程。因此，现有技术中的捣碎机器虽然降低了劳动强度，完成了捣碎过程，但却存在“能耗大”的缺点。因此，设计一种耗能更低、基于自由振动模式的捣碎机器人具有一定的工业价值。

技术实现要素：

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、振动稳定性高、利用单向轴承和惯性保持自由振动、更加节约能耗的颗粒捣碎机器人。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于振动的颗粒捣碎机器人，包括l型支架和装设于所述l型支架上的电机，此外还包括振动盘。

所述l型支架的竖臂上装设有滚动轴承，所述电机的输出轴穿过所述滚动轴承；

所述l型支架的横臂上装设有直线轴承，所述直线轴承位于装有块状物料的坩埚正上方；

所述电机的输出轴上还装设有转盘，所述转盘的中心装设有单向轴承，所述电机的输出轴穿过所述单向轴承；所述转盘的右侧面上装设有回转杆；所述直线轴承内装设有空心升降杆，所述空心升降杆的下端固定装设有振动盘，所述空心升降杆的内部装设有可自由升降运动的滚珠；钢丝绳装设于所述空心升降杆的内部，其两端分别与所述振动盘和所述滚珠相连；所述回转杆与所述滚珠之间还装设有金属螺旋弹簧a；

所述空心升降杆的外部还装设有金属螺旋弹簧b，所述金属螺旋弹簧b的两端自由，且分别与振动盘和所述l型支架的下底面接触；

所述电机正向转动时，所述单向轴承处于止动状态，所述转盘与所述电机的输出轴同步转动；所述电机反向转动时，所述单向轴承处于允动状态，所述转盘与所述电机的输出轴不同步转动。

所述金属螺旋弹簧b为抗压金属螺旋弹簧，且始终处于受压缩状态；所述金属螺旋弹簧a为抗拉金属螺旋弹簧，且始终处于受拉伸状态。

进一步地，所述金属螺旋弹簧a的刚度不小于所述金属螺旋弹簧b刚度的三倍。

本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明通过设置单向轴承和转盘，从而使得转盘在惯性作用下可以在电机停止后继续转动，有效节约了能耗；此外，设置的振动盘和金属螺旋弹簧b，可使得振动盘可以在小阻尼的情况下发生自由振动，产生用于捣碎块状物料的振动力，实施捣碎物料操作。由此可知，本发明是一种结构简单合理、基于自由振动模式、捣碎效果更好、能耗更低的颗粒捣碎机器人。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图中，1—l型支架；2—电机；3—滚动轴承；4—转盘；5—单向轴承；6—回转杆；7—金属螺旋弹簧a；8—直线轴承；9—滚珠；10—钢丝绳；11—金属螺旋弹簧b；12—振动盘；13—坩埚；14—块状物料；15—空心升降杆。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，一种基于振动的颗粒捣碎机器人，包括l型支架1和装设于l型支架1上的电机2，此外还包括振动盘12。

l型支架1的竖臂上装设有滚动轴承3，电机2的输出轴穿过滚动轴承3。

l型支架1的横臂上装设有直线轴承8，直线轴承8位于装有块状物料14的坩埚13正上方。

电机2的输出轴上还装设有转盘4，转盘4的中心装设有单向轴承5，电机2的输出轴穿过单向轴承5；转盘4的右侧面上装设有回转杆6；直线轴承8内装设有空心升降杆15，空心升降杆15的下端固定装设有振动盘12，空心升降杆15的内部装设有可自由升降运动的滚珠9；钢丝绳10装设于空心升降杆15的内部，其两端分别与振动盘12和滚珠9相连；回转杆6与滚珠9之间还装设有金属螺旋弹簧a7。直线轴承8可以减小振动盘12的摩擦阻尼力，从而延长自由振动过程。

空心升降杆15的外部还装设有金属螺旋弹簧b11，金属螺旋弹簧b11的两端自由，且分别与振动盘12和l型支架1的下底面接触。

电机2正向转动时，单向轴承5处于止动状态，转盘4与电机2的输出轴同步转动；电机2反向转动时，单向轴承5处于允动动状态，转盘4与电机2的输出轴不同步转动。当电机2正向转动时，由于单向轴承5的止动状态使得转盘4同步转动，但电机2转动半周时，即回转杆6从最低位置运动到最高位置后，电机2停止转动，此时由于金属螺旋弹簧a7储存的弹性势能和转盘4的惯性，转盘4将继续正向转动，即单向轴承5处于允动动状态。由于转盘4的正向转动，电机2输出轴的停止，二者的相对转动等价于转盘4停止，电机2反向转动，因此单向轴承5仍然处于允动状态，即电机2的突然停止，转盘4将继续绕电机2的输出轴正向转动。

金属螺旋弹簧b11为抗压金属螺旋弹簧，且始终处于受压缩状态；金属螺旋弹簧a7为抗拉金属螺旋弹簧，且始终处于受拉伸状态。

作为优选地，金属螺旋弹簧a7的刚度不小于金属螺旋弹簧b11刚度的三倍，从而使得当金属螺旋弹簧b11的压缩变形量显著时，金属螺旋弹簧a7的伸长变形量基本可以忽略，金属螺旋弹簧a7用于触发转盘4绕电机2输出轴的正向转动，进而给予空心升降杆15一个初始振动位移和振动速度。

本发明的工作过程如下：将装有块状物料14的坩埚13放置于空心升降杆15的正下方，且使得回转杆6处于最低位置，振动盘12刚好接触到或者略高于块状物料14的表面；

电机2正向转动，在单向轴承5的止动作用下，带动转盘4和回转杆6同步正向转动，进而通过金属螺旋弹簧a7拉动钢丝绳10和振动盘12向上运动，并压缩金属螺旋弹簧b11；

电机2正向转动半周后停止，振动盘12由于惯性和金属螺旋弹簧a7的弹力左右，将使得振动盘12继续正向转动，此时单向轴承5刚好处于运动状态。

在金属螺旋弹簧a7和金属螺旋弹簧b11共同作用下，转盘4和回转杆6再正向转动半周，使得回转杆6位于最低位置，金属螺旋弹簧b11的长度变为初始长度；由于惯性，振动盘12继续向下运动，产生向下的振动力，该振动力将实施对块状物料14的捣碎操作，直至金属螺旋弹簧b11达到最小压缩量，即金属螺旋弹簧b11的长度达到最大值；

金属螺旋弹簧b11达到最小压缩量之后，由于金属螺旋弹簧a7拉力作用，从而使得振动盘12向上运动，同时转盘4和回转杆6继续正向转动，再次使得回转杆6到达最高位置。

虽然电机2停止转动，但由于回转杆6到达最高位置后，金属螺旋弹簧a7获得了最大拉伸量，金属螺旋弹簧b11获得最大压缩量，即金属螺旋弹簧b11的长度达到最小值。上述过程不断重复，直至所有的初始弹性势能被摩擦所消耗掉，振动盘12将停止振动，完成对块状物料14的捣碎过程。

如果一个自由振动过程中，块状物料14的捣碎效果达不到要求，可以再次启动电机2，重新激发振动盘12的振动捣碎过程。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。