[發明專利]一種串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置

在審

• 申請號: 201611101767.9
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106586459A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張林;姚東升;左冰玲;張松闊;高彪;索昊
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: B65G41/00
• 分類號: B65G41/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及皮帶式輸送機領域，特別是一種串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置。

背景技術

皮帶式輸送機具有輸送量大、通用性強等優點，廣泛應用于礦山、冶金、煤炭等行業，用來輸送松散物料或成件物品。皮帶式輸送機根據作業線工藝要求，可布置成水平或傾斜的形式，可單臺輸送，也可多臺協同作業，或與其它輸送設備組成水平或傾斜的輸送系統，以滿足不同布置型式的作業線需要。但是，在礦場、糧食倉庫、散裝碼頭等松散物料需要超高輸送的場合，現有皮帶式輸送機因輸送高度低，很難滿足要求，所以需要搭建很高的輸送帶支撐結構架，不僅影響生產效率，而且靈活度差，因為支撐結構架缺乏自由度，一旦在作業線上安裝調試完畢，輸送仰角、輸送速度等參數難以調整，甚至不能調整；另外，傳統皮帶式輸送機的常規動力驅動系統智能化程度低，難以進行遠程數字化精確控制。

機械產品創新是改善和克服已知產品問題和缺陷的根本方法，一般包括技術改進和構型原始創新，其中機構構型創新是機械產品創新最重要、最核心的內容，因為機構構型不同的機械裝置具有完全不同的運動學模型、動力學模型以及控制模型，其運動學、動力學等各方面機械性能存在著巨大差異，因此機構構型創新也是機械產品創新的最根本途徑。為了更好的區分和表達不同的構型，運動鏈雙色拓撲圖被用于機構構型創新設計的過程中，在運動鏈雙色拓撲圖中，點表示構件，圈表示運動副，能夠清晰直觀的表達出每種構型的連接關系和機構組成。

平面多自由度連桿機構可以實現多運動輸入，復雜可控、可調柔性軌跡輸出，并具有拆裝方便、可靠性高、重構能力強等特點，隨著可控機構技術、機器人技術的發展，如何基于拓撲綜合方法，提出一種全新的串聯結構式超高型皮帶輸送裝置，首先，能克服傳統皮帶式輸送機已知問題，保證全新皮帶輸送裝置具有較高的輸送高度，并能夠具備輸送傾角、輸送高度兩自由度柔性可調、可控，輸送速度等過程參數可以精確可調；其次，可以通過增加模塊化運動鏈的數量以及調整模塊化運動鏈中構件的連接形式，改變拓撲結構、改變靈活度，進而改變機械特性，滿足不同的市場需求，具有智能化程度高、適應性強等優勢，并能較好適用于礦場、碼頭、倉庫、數字化工廠等超高、輕載生產線，已成為一個亟需解決的工程問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置，一方面能克服傳統皮帶式輸送機已知問題，保證全新皮帶輸送裝置具有較高的輸送高度，并能夠具備輸送傾角、輸送高度兩自由度柔性可調、可控，輸送速度等過程參數可以精確可調；另一方面可以通過增加模塊化運動鏈的數量以及調整模塊化運動鏈中構件的連接形式，改變拓撲結構、改變靈活度，進而改變機械特性，滿足不同的市場需求，使該新型皮帶輸送裝置具有智能化程度高、適應性強等優勢，能較好適用于礦場、碼頭、倉庫、數字化工廠等超高、輕載生產線。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：

所述一種串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置，包括可重構支撐機構、輸送帶、主動滾筒、從動滾筒。

所述可重構支撐機構為平面兩自由度七桿機構，包括機架、托架、支撐臂機構和模塊化運動鏈，所述支撐臂機構包括支撐臂、第一構件、第二構件，所述支撐臂通過第一轉動副與機架連接，所述第一構件一端通過第二轉動副與支撐臂連接，另一端通過第一移動副與第二構件一端連接，所述第二構件另一端通過第三轉動副與托架連接，所述托架通過第四轉動副與支撐臂連接，所述模塊化運動鏈包括第三構件、第四構件，所述第三構件一端通過第五轉動副與機架連接，另一端通過運動副與第四構件一端連接，所述第四構件另一端通過第六轉動副與支撐臂連接。所述運動副為轉動副或者為移動副。

所述主動滾筒通過第七轉動副與托架連接，所述從動滾筒通過第八轉動副與托架連接，所述輸送帶安裝在主動滾筒和從動滾筒上，所述主動滾筒由伺服電機系統驅動，通過對伺服電機進行數控編程，可以實現輸送帶的無級調速以及輸送速度精確控制。

該種串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置具有輸送高度高、工作空間大等特性，特別適用于制造超高型輕載輸送裝置。

所述可重構支撐機構由于采用了串聯結構設計，機構耦合度低，在控制系統不需進行較大調整的前提下，通過加長支撐臂，即可大幅提高該串聯結構式超高型兩自由度模塊化皮帶輸送裝置的輸送高度。

所述可重構支撐機構具有較強的可拓展能力，可以通過增加支撐臂機構的數量，在增加靈活度的同時進一步增大輸送帶輸送高度，使其能更好的滿足礦場、碼頭、倉庫、數字化工廠等超高、輕載生產線。