CN110355109A - 一种无线电机驱动转轮式分拣机 - Google Patents

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Abstract

一种无线电机驱动转轮式分拣机，属于分拣设备领域；解决现有转轮分拣机结构复杂，带容易打滑，产生磨损，以及采用有线轮毂电机电线容易折弯、断裂的问题；该分拣机转轮组件、激励线圈组件、转动轴支承座、搁板、转动轴、外支架、控制线、电源及控制箱、伺服电机、联轴器、同步带轮、连杆、转轮支撑座、同步带轮转动轴、带座轴承、电机输出连轴组成；转轮组件由转轮外壳、逆变器、整流器、励磁线圈、端盖、永磁同步电机外壳、电机定子绕组、永磁转子、套筒、固定轴、轴承组成；通过控制电路，利用磁耦合谐振原理进行无线能量传输，使励磁线圈产生电能，带动转轮绕自轴旋转；转轮摆动由连杆结构实现；该分拣机结构简单，装配方便。

Description

一种无线电机驱动转轮式分拣机
技术领域
本发明涉及物流装备技术领域，具体涉及一种无线电机驱动转轮式分拣机。
背景技术
转轮式分拣机是一种物流分拣***中的常用设备，其作用是能够将输送带上的包裹、物料等快速地转移至不同的分拣线路上，到达正确的目的地。近年来随着物流快递业的快速发展，转轮式分拣机得到了广泛应用。现有的转轮式分拣机如专利CN 108657776、CN203917172及CN 204842226等结构均采用带传动的方式通过减速电机驱动每个转轮绕其自轴旋转。然而采用这种带传动的方式其机械结构较为复杂，且带传动负载较大时容易打滑，产生磨损，影响分拣机的工作效率。也有工程师提出采用在每一个转轮内部安装有线轮毂电机的方式来使转轮自转，如专利CN 109292426。但由于转轮在工作时转动非常频繁，每个轮毂电机的电线都会跟随转轮一起转动，随着工作时间的累加，轮毂电机的电线很容易产生折弯甚至折断的情况，造成分拣机无法正常工作。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种无线电机驱动转轮式分拣机，可以很好的提高安装效率，同时可以有效的减少维修次数以及提高使用寿命。
一种无线电机驱动转轮式分拣机，其解决的技术方案包括外支架，外支架上安装有多个转轮组件和多个激励线圈组件，转轮组件和激励线圈组件一一对应布置，激励线圈组件连接至电源及控制箱，每个激励线圈组件可通过磁耦合谐振原理带动其对应的转轮组件绕自身轴线转动，多个转轮组件可同步摆动。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：机械结构简单，装配方便；避免了带传动驱动转轮分拣机容易打滑，产生磨损，影响工作效率的问题；避免了有线轮毂电机驱动转轮分拣机电线容易折弯、断裂，无法正常工作的问题。
附图说明
图1为无线电机驱动转轮式分拣机结构图。
图2为无线电机驱动转轮式分拣机左视图。
图3为图1 的I 处的局部放大图。
图4为转轮组件的剖面图。
图5为激励线圈组件的剖面图。
图6为无线轮毂电机电路图。
图7为转轮组件摆动机械结构简图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。
由附图1-7可知，本发明包括外支架6，外支架6上安装有多个转轮组件1和多个激励线圈组件2，转轮组件1和激励线圈组件2一一对应布置，激励线圈组件2连接至电源及控制箱9，每个激励线圈组件2可通过磁耦合谐振原理带动其对应的转轮组件1绕自身轴线转动，多个转轮组件1可同步摆动。
所述的转轮组件1由转轮外壳1-1、逆变器1-2、整流器1-3、励磁线圈1-4、端盖1-5、永磁同步电机外壳1-6、电机定子绕组1-7、永磁转子1-8、套筒1-9、固定轴1-10、轴承1-11组成，其中励磁线圈1-4与整流器1-3、逆变器1-2、电机定子绕组1-7依次通过电路相连，组成永磁同步电机励磁电路，永磁转子1-8与转轮外壳1-1刚性连接，可采用粘接、螺纹连接、螺栓22连接等刚性连接方式。
所述的转轮组件1及与其配对的激励线圈组件2以矩阵形式排列，根据分拣***所使用的输送带宽度及配送物料的体积大小选择转轮组件个数。
所述的激励线圈组件2固定安装在转轮组件1的侧面，激励线圈组件2由线圈支架2-1、激励线圈2-2、防尘盖2-3、底座2-4及控制线7组成，控制线7的一端通过底座2-4内部的通孔与激励线圈2-2相连，另一端与电源及控制箱9相连，激励线圈2-2与控制线7及电源及控制箱9共同组成激励电路。
为了实现转轮组件的安装，所述的外支架6从下至上依次设有第一层搁板8、第二层搁板19、第三层搁板4。
所述的第三层搁板4上安装有多个转动轴支承座3，每个转动轴支承座3上方安装有转轮支撑座16，转轮组件1安装在转轮支撑座16上，每个转轮支撑座16的底部安装有结构为L型的转动轴5，转动轴5与转轮支撑座16刚性连接，转动轴5的下端穿过转动轴支承座3及第三层搁板4。
为了实现同一排多个转轮组件的同步摆动，所述的第三层搁板4的下方设有长连杆14，同一排的每个转动轴5的下端均与长连杆14铰接，长连杆14可通过转动轴5带动多个转轮组件1同步摆动，转动轴5与长连杆14的连接可采用但不仅限于螺栓22、螺母21的连接方式，也可采用铆钉连接等相关技术人员能够想到的铰接方式。
为了实现长连杆的运动，所述的第一层搁板8上安装有伺服电机10，伺服电机10的输出轴通过联轴器11与电机输出连轴20相连，电机输出连轴20的上端固定连接有短连杆13；电机输出连轴20的上端与短连杆13之间可采用焊接、螺纹连接、螺栓22连接等相关技术人员能够想到的刚性连接方式。
为了实现呈矩形阵列的转轮组件同步摆动，所述的伺服电机10的输出轴上安装有同步带轮12，同步带轮12上安装有与其配合的同步带15。
所述的每一排的转轮组件1下方均设有一个长连杆14，每个长连杆14的同一侧的端头均与相应的短连杆13铰接，每个短连杆13的下端固定连接有同步带轮转动轴17，第二层搁板19上安装有带座轴承18，同步带轮转动轴17的下端安装在带座轴承18的内孔中，每个同步带轮转动轴17上安装有同步带轮12，多个同步带轮12通过同步带15连接，伺服电机10的转动可通过同步带带动多个短连杆13同步转动，进而通过长连杆14带动所有转轮组件1同步摆动。
所述的激励线圈组件2与转动轴支承座3均固定安装在第三层搁板4上，电源及控制箱9固定安装在第一层搁板8上。
所述的任一个转轮组件1都与其邻近的激励线圈组件2配合形成无线轮毂电机，激励线圈组件2的安装位置需保证转轮组件1在绕转动轴5旋转时不会与激励线圈组件2产生物理干涉，激励线圈组件2中的激励线圈2-2与转轮组件1中的励磁线圈1-4的中心距不超过50mm。
本发明在具体使用时，首先电源及控制箱9通过控制线7将电能传递给激励线圈2-2，使激励线圈2-2产生磁场，通过图6所示电路利用磁耦合谐振原理，使激励线圈2-2与励磁线圈1-4之间产生磁耦合谐振，进而使励磁线圈1-4产生电能，带动转轮组件1内部永磁转子1-8的转动，由于永磁转子1-8与转轮外壳1-1刚性连接，因此同时带动转轮外壳1-1绕着轴线自转，可以很好的驱动物件在其上方的传输。
伺服电机10通过联轴器11电机输出连轴20转动，继而带动短连杆13转动，从而带动长连杆14在垂直于图1的水平面内作平移运动，长连杆14的平移运动带动转动轴5绕着轴线进行旋转，从而带动通过转动轴5与长连杆相连的整排转轮组件1同时并且按照统一的旋转角度在垂直于图1的水平面内摆动，可以很好的对传输的物件进行分类。
电机输出连轴20的转动同时带动同步带轮12的转动，继而通过同步带15将旋转运动传递给如图2中左侧相邻的同步带轮转动轴17，再通过其上的同步带轮与同步带将旋转运动传递给其左侧的同步带轮转动轴，以此类推；每一根同步带轮转动轴17带动与其刚性连接的短连杆13转动，从而带动与之相连的长连杆14在垂直于图1的水平面内作平移运动，继而带动所有转轮组件1同时并且按照统一的旋转角度在垂直于图1的水平面内摆动。
如图7所示即转轮组件1摆动机械结构简图，图中虚线框表示转轮组件1的初始位置，实线框表示转轮组件1随着连杆结构摆动后的位置。
所述的磁耦合谐振式无线电能传输方式不受激励线圈2-2与励磁线圈1-4之间相对位置影响，当励磁线圈1-4随着转动轴5在垂直于图1的水平面内摆动时仍然能够产生电能带动永磁转子1-8转动。
所述的无线轮毂电机控制电路可采用但不仅限于图6所示电路，任何能够在两个感应线圈中实现无线能量传输的电路均可作为本发明中的实施方案；转轮外壳1-1、端盖1-5、固定轴1-10、转动轴支承座3、第三层搁板4、转动轴5、外支架6、转轮支撑座16均采用非导磁材料如奥氏体不锈钢。
本发明机械结构简单，装配方便；避免了带传动驱动转轮分拣机容易打滑，产生磨损，影响工作效率的问题；避免了有线轮毂电机驱动转轮分拣机电线容易折弯、断裂，无法正常工作的问题。

Claims (12)

1.一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，包括外支架(6)，外支架(6)上安装有多个转轮组件(1)和多个激励线圈组件(2)，转轮组件(1)和激励线圈组件(2)一一对应布置，激励线圈组件(2)连接至电源及控制箱(9)，每个激励线圈组件(2)可通过磁耦合谐振原理带动其对应的转轮组件绕自身轴线转动，多个转轮组件(1)可同步摆动。
2.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的转轮组件(1)由转轮外壳(1-1)、逆变器(1-2)、整流器(1-3)、励磁线圈(1-4)、端盖(1-5)、永磁同步电机外壳(1-6)、电机定子绕组(1-7)、永磁转子(1-8)、套筒(1-9)、固定轴(1-10)、轴承(1-11)组成，其中励磁线圈(1-4)与整流器(1-3)、逆变器(1-2)、电机定子绕组(1-7)依次通过电路相连，组成永磁同步电机励磁电路，永磁转子(1-8)与转轮外壳(1-1)刚性连接。
3.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的转轮组件（1）及与其配对的激励线圈组件（2）以矩阵形式排列，根据分拣***所使用的输送带宽度及配送物料的体积大小选择转轮组件个数。
4.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的激励线圈组件(2)固定安装在转轮组件(1)的侧面，激励线圈组件(2)由线圈支架(2-1)、激励线圈(2-2)、防尘盖(2-3)、底座(2-4)及控制线(7)组成，控制线(7)的一端通过底座(2-4)内部的通孔与激励线圈(2-2)相连，另一端与电源及控制箱(9)相连，激励线圈(2-2)与控制线(7)及电源及控制箱(9)共同组成激励电路。
5.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的外支架(6)从下至上依次设有第一层搁板(8)、第二层搁板(19)、第三层搁板(4)。
6.根据权利要求5所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的第三层搁板(4)上安装有多个转动轴支承座(3)，每个转动轴支承座(3)上方安装有转轮支撑座(16)，转轮组件(1)安装在转轮支撑座(16)上，每个转轮支撑座(16)的底部安装有结构为L型的转动轴(5)，转动轴(5)与转轮支撑座(16)刚性连接，转动轴(5)的下端穿过转动轴支承座(3)及第三层搁板(4)。
7.根据权利要求5所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的第三层搁板(4)的下方设有长连杆(14)，同一排的每个转动轴(5)的下端均与长连杆(14)铰接，长连杆(14)可通过转动轴(5)带动多个转轮组件(1)同步摆动。
8.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的第一层搁板(8)上安装有伺服电机(10)，伺服电机(10)的输出轴通过联轴器(11)与电机输出连轴(20)相连，电机输出连轴(20)的上端固定连接有短连杆(13)。
9.根据权利要求8所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的伺服电机(10)的输出轴上安装有同步带轮(12)，同步带轮(12)上安装有与其配合的同步带(15)。
10.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的每一排的转轮组件(1)下方均设有一个长连杆(14)，每个长连杆(14)的同一侧的端头均与相应的短连杆(13)铰接，每个短连杆(13)的下端固定连接有同步带轮转动轴(17)，第二层搁板(19)上安装有带座轴承(18)，同步带轮转动轴(17)的下端安装在带座轴承(18)的内孔中，每个同步带轮转动轴(17)上安装有同步带轮(12)，多个同步带轮(12)通过同步带(15)连接，伺服电机(10)的转动可通过同步带带动多个短连杆(13)同步转动，进而通过长连杆(14)带动所有转轮组件(1)同步摆动。
11.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的激励线圈组件(2)与转动轴支承座(3)均固定安装在第三层搁板(4)上，电源及控制箱(9)固定安装在第一层搁板(8)上。
12.根据权利要求1所述的一种无线电机驱动转轮式分拣机，其特征在于，所述的任一个转轮组件(1)都与其邻近的激励线圈组件(2)配合形成无线轮毂电机，激励线圈组件(2)的安装位置需保证转轮组件(1)在绕转动轴(5)旋转时不会与激励线圈组件(2)产生物理干涉，激励线圈组件(2)中的激励线圈(2-2)与转轮组件(1)中的励磁线圈(1-4)的中心距不超过50mm。
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