一种物料检测装置

本发明涉及物料检测，更具体的，涉及一种物料检测装置。

背景技术：

1、在现有物料检测装置中，曾经提出了一种电磁推敲式物体检测方法及装置，是利用电磁铁推动悬吊在其附近的磁性摆杆在气体、液体、固体三类介质中摆动并根据采集到与之摆动状态相对应的电压信号的振幅或相位等的明显不同而判断出固体介质或液体介质有无的方法。经过多年的应用实践，发现这种装置和检测方法仍有许多不足之处：

2、1、结构复杂，工作所需空间较大，不能在狭小的空间中使用，其工作的环境受到限制；

3、2、摆杆需要与物料经常接触，如遇到有腐蚀性的物料则会使摆杆磨损，使摆杆的寿命大大缩减；

4、3、受带磁性固体的影响，电磁铁测量时摆杆在摆动幅度上会受到影响，从而导致判别错误，使系统工作异常，造成严重的后果；

5、4、磁体和电子模块暴露在高温高压的环境下磁性消失会更快，电子模块的灵敏度以及电子线路之间的稳定性会受损，使得磁体对摆杆吸引力减小，大大缩短了磁体和电子模块寿命从而降低工作效率；

6、5、摆杆仅依靠磁力吸引做往复运动，其工作过程是在物料检测区域完成的，封装不够完整，影响物料检测，出现故障不易维修；

7、6、由于电磁吸力与粘附力方向一致，使得粘附变得更加容易，所以抗物料粘附能力不够；

8、7、需要大幅摆动才能进行判别，精确度易受各种因素影响。

9、所以，目前尚缺乏一种准确可靠、灵敏度高、使用寿命长的物料检测装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种物料检测装置，其结构简单易操作，安装方便，能在多种情况下对各种物料进行可靠检测，并且本装置灵敏度高、准确可靠、使用寿命长。

2、本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

3、一种物料检测装置，包括保护外壳；所述保护外壳内设置有传感器、传动机构和旋转轴，且所述传动机构位于所述传感器的下方；所述传动机构包括推杆式电磁铁，以及可在所述推杆式电磁铁内来回往复运动的推杆式电磁铁运动杆；所述推杆式电磁铁运动杆的一端外周设有弹簧，且与所述传感器相近但不接触，另一端固定连接有滚筒；所述旋转轴的一端伸入所述滚筒内，并通过卡接件与滚筒的侧壁活动连接，另一端延伸出保护外壳并设置有物料铲斗。

4、上述技术方案中，所述推杆式电磁铁内设有一根可在其内部来回伸缩运动的推杆式电磁铁运动杆，所述推杆式电磁铁运动杆的一端与用来检测物料信号的传感器相接近，但是不接触，而另一端固定连接有滚筒；本装置利用推杆式电磁铁运动杆的往复运动来带动滚筒沿着旋转轴的轴线延伸方向作直线运动，由于旋转轴与滚筒的侧壁活动连接，即所述滚筒沿旋转轴作直线运动的同时可以带动旋转轴在滚筒内旋转运动，近而带动物料铲斗旋转摆动；本装置通过滚筒将上下往复运动转化为旋转轴的旋转往复运动，从而带动物料铲斗旋转往复运动，最后达到物料检测的目的，与现有技术相比，本装置简化了结构，使用方便并且可靠耐用。

5、进一步地，所述滚筒的侧壁上开设有至少3个呈阵列分布的螺旋状槽孔，所述旋转轴的一端设有与所述螺旋状槽孔相对应的至少3个卡接件，每个所述卡接件均可在对应的螺旋状槽孔内螺旋的上下滑动。(螺旋的上下滑动，本发明中可以理解为在槽孔内倾斜地向下、向上滑动)

6、上述技术方案中，在滚筒的侧壁上开设至少3个呈阵列分布的螺旋状槽孔，而旋转轴上与螺旋状槽孔相对应的卡接件在槽孔内上下滑动，可以使得推杆式电磁铁运动杆在带动滚筒作直线运动的时候，顺利地带动旋转轴转动，即顺利地将滚筒的上下往复运动转换成旋转轴的旋转往复运动，从而带动物料铲斗旋转往复摆动；

7、更进一步地，所述螺旋状槽孔和卡接件的数量均为3个。

8、上述技术方案中，优选在滚筒侧壁上开设3个呈阵列式的螺旋状槽孔，并通过3个相对应的卡接件在槽孔内滑动，可以让旋转轴在滚筒内旋转更顺畅，可转动的角度更大。

9、优选地，所述螺旋状槽孔沿所述滚筒周向方向的长度为a，所述滚筒的周向长度为b，且满足(3.0～3.5)*a＝b，最优选3a＝b；这样的好处是物料铲斗转动角度更大，最大就是3a＝b，此时转动角度为60°。

10、优选地，所述螺旋状槽孔的两端点相连后的直线与所述滚筒的周向截面之间的夹角为40～50°；这样的好处是所述卡接件在对应的螺旋状槽孔内螺旋的上下滑动的阻力更小，最优选夹角为45°。

11、优选地，每个所述卡接件的外周表面均为直径渐变的圆柱面，且靠近所述旋转轴的一端直径小于远离所述旋转轴的一端；这样的好处是多个所述卡接件可实现对所述旋转轴轴线延伸方向进行确定，而且这样每个所述卡接件都不能在所述滚筒的周向截面方向移动，这样就更大限度的保证了所述旋转轴轴线延伸方向不变；这种情况下所述卡接件可以是可拆卸连接在所述滚筒上(比如螺纹连接，卡接等)，也可以装配好之后通过焊接固定等。

12、进一步地，所述卡接件包括销钉、m3螺丝中的一种。

13、进一步地，所述旋转轴上还套设有轴承和密封圈，并封装在保护外壳内。

14、上述技术方案中，在旋转轴上套设轴承和密封圈，可以进一步保证旋转轴的稳定性，保证本装置的检测可靠性。

15、进一步地，所述传感器与传动机构均电性连接有电子模块，所述电子模块用于控制传动机构驱动所述物料铲斗摆动以及将传感器采集到的物料铲斗摆动的信号进行处理并输出。

16、进一步地，所述电子模块包括电源电路、直流降压电路、mcu最小系统、电磁铁驱动电路、传感器检测电路、用户led，以上电路均设置在保护外壳内或与保护外壳隔离另行封装；所述mcu最小系统产生脉冲信号，并连接到电磁铁驱动电路，通过电磁铁驱动电路的高低电平变换控制所述推杆式电磁铁作上下往复运动；所述传感器检测电路通过传感器获取推杆式电磁铁的上下运动状态并将信息反馈给mcu最小系统。

17、进一步地，所述传感器为电感式接近传感器或光电式传感器。

18、上述技术方案中，本发明的推杆式电磁铁为主动式触发，上下往复运动，所述推杆式电磁铁运动杆与滚筒固定在一起，旋转轴嵌套在滚筒中，推杆式电磁铁具有驱动与上下运动状态反馈两方面的功能，mcu最小系统和电磁铁驱动电路为推杆式电磁铁提供控制信号，驱动物料铲斗向一侧摆动，撤销控制信号，推杆式电磁铁运动杆在弹簧的回弹作用下回到初始位置，从而带动物料铲斗回到初始位置，如此反复，推杆式电磁铁运动杆的上下往复运动的反馈信号被传感器捕获并传递给mcu最小系统；若在物料介质中受到的阻尼过大以致于物料铲斗不能摆动，而导致推杆式电磁铁的推杆一直保持在一种状态，传感器无法检测到推杆距离的变化，mcu最小系统将通过传感器捕获这种状态信息判断出物料介质是否装满，并通过用户led将状态信息具象出来。

19、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

20、1.本发明提供了一种物料检测装置，由于推杆式电磁铁为主动式触发，可以主动地向mcu最小系统发送数据，灵敏度、精度和抗干扰性更强，降低了生产、运输及保管成本，同时提高了稳定性和使用寿命。

21、2.本发明的推杆式电磁铁设有驱动和上下运动状态反馈两方面的结构，推杆式电磁铁通电即电生磁产生推力克服弹簧阻尼弹出运动杆，运动杆带动滚筒作直线运动，从而带动旋转轴上的卡接件在滚筒的螺旋状槽孔内滑动，近而带动旋转轴转动并带动物料铲斗在物料检测区摆动；断电即磁力消失，运动杆在弹簧恢复弹性形变的作用下回到初始位置，主动触发传感器发送信号给mcu最小系统；本发明将复杂的结构简单化，使用更加方便，工作空间也不受限制，检测更加稳定可靠。

22、3.本发明的物料铲斗在物料检测区内循环往复摆动时，可以将物料打散，在一定程度上减小了物料堆积带来的影响。

23、4.本发明的推杆式电磁铁为推力驱动，物料铲斗的抗粘附力大为增强，在实际制作过程中，可以通过调整旋转轴的长度和粗细，或改变物料铲斗的形状，可改变其阻尼大小，从而制作出适应颗粒料、粉料、块料等各种物料检测的装置。

24、5.本发明的检测装置，只要是能引起物料铲斗摆动的阻尼发生变化的物体都能予以检测，通过对装置进行功能测试，证实了本装置在包括重到玉米粒，轻到粉尘的物料中皆可进行检测。