CN114405806A - 控制振动筛筛上料运动轨迹的***、其应用及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***、其应用及控制方法，属于物料筛分技术领域。该***包括振动电机，振动电机上、下两侧分别设有偏重锤，偏重锤由振动电机通过电机轴带动进行转动，还包括利用所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动以改变上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置。本发明中偏重锤由所述振动电机通过电机轴带动进行圆周运动，通过所述控制装置改变上、下两侧的偏重锤之间水平夹角，实现对该夹角进行在线调节，从而达到对筛上料运动轨迹的控制，继而充分利用整个网面过筛，提高筛机的工作效率。

Description

控制振动筛筛上料运动轨迹的***、其应用及控制方法

技术领域

本发明涉及物料筛分技术领域，尤其涉及一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***；

本发明还涉及一种上述***的应用；

本发明还涉及一种基于上述***的控制振动筛筛上料运动轨迹的控制方法。

背景技术

细粉物料的筛分，尤其是现行锂电池正极材料出厂前的最后一道过筛，主要是使用400目～500目的振筛。其工作原理是：由图4所示的振动电机带动筛机框摇摆，产生三次元低频振动，来使物料能够均匀分布在筛网网面上。当物料分布的越均匀，过筛面积越大，筛分速度越快。筛网上物料是否能够均匀分布，与物料的行走轨迹有直接的联系，物料的行走轨迹如图5所示，是根据振动电机上的两个偏重锤的夹角角度大小决定的。

理论上讲，物料的过筛数量＝与物料接触的筛网面积×单个筛孔的过料速度×时间。其中，单个筛孔的过料速度是由物料形状和筛网孔径所决定的，是无法更改的参数。那么，如果想要时间缩短，提高效率，就要保证与物料接触的筛网面积最大。

在实际工作中，由于筛网体积的局限，筛网不可能做到很大，这样，当物料从筛网中心进入筛机后，从中心到达边框的距离很短，很多物料还没有通过筛网就到达了筛框的边缘堆积起来。而大部分筛网表面没有物料，造成振筛筛分效率下降，如图6所示。

如果要控制加料量，就需要以极为均匀的速度连续下料，使得随时进入筛机的物料在到达筛框边缘前就通过了筛网，这样，虽然可以充分利用筛网面积提高筛机效率。但是，实际操作过程中很难做到对喂料的控制。料下多了，又会堆积，料下少了，筛网面积的利用率降低。

即使现在筛网都装有超声波振荡器，该装置的作用也只是加快与筛网接触物料迅速通过，无法影响筛上物料的运动轨迹，也就无法增加物料与筛网接触有效面积。

最理想的状态就是，在筛分过程中，所有物料都可以均匀分布筛网的整个网面上。但是如何在运行过程中随时在线调整偏重锤的夹角，很难实现。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***，通过设计改变振动电机上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置，实现对该夹角进行在线调节，从而达到对筛上料运动轨迹的控制，继而充分利用整个网面过筛，提高筛机的工作效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***，包括振动电机，所述振动电机上、下两侧分别设有偏重锤，所述偏重锤由所述振动电机通过电机轴带动进行转动，通常主要是水平方向的转动。所述***还包括利用所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动以改变所述上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置，用以控制所述筛上料的运动轨迹。

本发明中所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动产生了电磁感应现象，感应电流驱动控制装置，因此，本发明可以在不需要任何外来作用力的情况下，***自发的进行上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的改变。

所述控制装置择一地设于所述上、下两侧的偏重锤其中一侧。既可以是设置在振动电机上方的偏重锤，也可以是设置在振动电机下方的偏重锤。所述偏重锤与所述电机轴通过轴承连接。

所述控制装置主要包括：齿轮一、正反向力作用机构和驱动电机等。

所述齿轮一，固定连接在所述电机轴外周，用于与所述电机轴做同步运动。所述轴承可以是同轴设在所述齿轮一的上侧或下侧，也可以是同轴设在所述齿轮一的上下两侧。

所述正反向力作用机构，设于所述偏重锤壳体内部和/或外部，其下游端与所述齿轮一传动连接，用以对所述齿轮一施加与其原有转动方向相同或相反的力；优选地，所述正反向力作用机构，设于所述偏重锤壳体内部。

所述驱动电机，与所述正反向力作用机构的上游端传动连接，用以为所述正反向力作用机构提供驱动力，进而对所述齿轮一提供相互作用力。优选地，所述驱动电机设于所述偏重锤头部。

进一步地，所述驱动电机的电能供应装置可以是其他任意形式的电源，本发明中优选为包括：

绕组线圈，设于所述偏重锤头部；

磁性组件，固定在靠近所述偏重锤一侧的所述振动电机的端盖上；

所述绕组线圈和所述磁性组件作相对运动时，利用磁力线切割原理产生电能，以供所述驱动电机使用。优选地，所述磁性组件为磁铁。

所述磁性组件可以是围绕所述端盖一整圈设置，也可以是多个磁铁沿着端盖圆周分布设置。

作为一种优选的方式，所述电能供应装置与所述驱动电机之间设有控制电路。

更优选地，所述控制电路可以内置有事先编好的程序，以控制所述驱动电机做正转或反转运动。

进一步优选地，所述控制电路可以连接有遥控接收模块，以控制所述驱动电机做正反转和加减速，同时通过遥控进行人为干涉，做到控制的灵活多样性。

优选地，所述控制电路是以单片机为核心的控制电路，这样可以省去大量***独立元件占用的空间。

所述驱动电机优选为微型步进电机。

进一步地，所述正反向力作用机构为包括若干齿轮的齿轮组或传动带；优选为包括若干齿轮的齿轮组。

所述齿轮组或传动带的上游端与所述驱动电机传动连接；所述齿轮组或传动带的下游端与所述齿轮一传动连接。

由于可能需要将包括所述齿轮一、正反向力作用机构和驱动电机等在内的各部件置于所述偏重锤本体内部，因此，所述偏重锤的厚度可能会增加，但是由于其内部空隙加大，总重量不会增加，不会改变原有振筛的工作特性。

同时，本发明还提供一种所述的控制振动筛筛上料运动轨迹的***在筛分装置上的应用。

另外，本发明还提供了一种用所述控制振动筛筛上料运动轨迹的***控制振动筛筛上料运动轨迹的方法，包括如下步骤：

S1：所述偏重锤由所述振动电机通过电机轴带动进行转动；

S2：转动引发控制装置改变上、下两侧的偏重锤之间水平夹角；

S3：水平夹角改变控制振动筛筛上料的运动轨迹。

所述步骤S2具体包括：步骤S2中转动引发所述驱动电机控制所述正反向力作用机构做正转或反转运动；所述正反向力作用机构通过与所述齿轮一的相互作用力控制所述偏重锤与另一偏重锤呈一定的水平夹角，进而控制所述筛上料的运动轨迹。

转动引发所述驱动电机的过程包括：所述绕组线圈与固定在所述端盖上的磁性组件做相对运动产生电能，供所述控制电路和所述驱动电机使用；这样使得筛机运行中，能够自发产生电能，自行调节。

优选地，所述驱动电机按照事先编好的程序，控制所述正反向力作用机构做正转或反转运动。

相比现有技术，本发明通过设计改变振动电机上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置，可以做到在运行中，不借助外力的情况下，偏重锤的夹角自行变换，让筛上物料不停地做着从中心向四周，再从四周向中心周而复始地运动中，相当于增加了物料在筛网上行走路径，即物料绝大部分时间都是在筛网上做平面运动，不会在中心或四周堆积。这样就可以尽可能地最大程度地利用整个网面来提高筛网网面的工作效率，从而增加筛分速度，提高筛机的工作效率。

同时，本发明中上、下两侧偏重锤的夹角调节尺度精细、可根据需求灵活调控，且操作简单，容易实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明背景技术和实施例的技术方案，下面将对背景技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图可能仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1中偏重锤及控制装置的俯视和侧视剖面结构示意图；

图2为实施例1中振动电机、偏重锤、电能供应装置结合的结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为现有技术中振动电机的结构示意图；

图5为现有技术中物料运行轨迹与振动电机上、下偏重锤的水平夹角的关系图；

图6为现有技术中物料投料和下料变化示意图。

主要元件符号说明：

1-振动电机；2-端盖；3-磁铁；4-偏重锤；5-电机轴；6-轴承；7-齿轮一；8-齿轮组定位轴承；9-齿轮组；10-驱动电机；11-绕组线圈；12-控制电路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***，如图2、3所示，包括振动电机1，振动电机1上、下两侧分别设有偏重锤，偏重锤由振动电机1通过电机轴5带动进行转动，通常主要是水平方向的转动。所述***还包括利用所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动以改变所述上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置，用以控制所述筛上料的运动轨迹。

本实施例中，所述控制装置设于振动电机1下侧的偏重锤4。

如图1所示，所述控制装置主要包括：齿轮一7、正反向力作用机构和驱动电机10等。

齿轮一7，固定连接在电机轴5外周，用于与电机轴5做同步运动。

所述正反向力作用机构，设于偏重锤4壳体内部，包括若干齿轮的齿轮组9，齿轮组9中每个齿轮上都装配齿轮组定位轴承8，与偏重锤4的相对位置固定；其上游端与驱动电机10传动连接；齿轮组9下游端与齿轮一7传动连接，用以对齿轮一7施加与其原有转动方向相同或相反的力。

驱动电机10，本实施例中为微型步进电机，设于偏重锤4头部，与齿轮组9的上游端传动连接，用以为齿轮组9提供驱动力，进而与齿轮一7发生相互作用力。

结合图1-3可知，偏重锤4通过两个轴承6与电机轴5连接的，这样偏重锤4就可以与电机轴5做相对圆周运动。电机轴5上固定的齿轮一7与齿轮组9啮合，在齿轮组9没有外力作用的情况下，偏重锤4跟随电机轴5做圆周运动。

进一步地，驱动电机10连接的电能供应装置包括：

绕组线圈11，设于偏重锤4头部；

磁铁3，固定在靠近偏重锤4一侧的振动电机1的端盖2上；

绕组线圈11和磁铁3作相对运动时，利用磁力线切割原理产生电能，以供驱动电机10使用。

磁铁3为多个磁铁，沿着端盖圆周分布设置。

本实施例中，所述电能供应装置与驱动电机10之间设有控制电路12。

控制电路12内置有事先编好的程序，以控制驱动电机10做正转或反转运动。

作为一种本实施例的优选实施方式，控制电路12可以连接有遥控接收模块，以控制驱动电机10做正反转和加减速，同时通过遥控进行人为干涉，做到控制的灵活多样性。

本实施例中，控制电路12是以单片机为核心的控制电路，这样可以省去大量***独立元件占用的空间。

本实施例中，齿轮一7、齿轮组9和驱动电机10等在内的各部件设于偏重锤4本体内部，因此，偏重锤4的厚度由原来的24毫米增加到30毫米，但是由于其内部空隙加大，总重量不会增加，不会改变原有振筛的工作特性。

同时，本实施例还提供一种所述的控制振动筛筛上料运动轨迹的***在筛分装置上的应用。

另外，本实施例还提供一种用所述控制振动筛筛上料运动轨迹的***控制振动筛筛上料运动轨迹的方法，如下：

启动振动电机时，偏重锤4的作用与现有技术中振动电机的偏重锤作用完全一致，起到振动作用。

偏重锤4在电机轴5的带动下，做圆周运动时，与端盖2是做相对运动。同时，偏重锤4内部的绕组线圈11也就与固定在端盖2上的磁铁3做相对运动，绕组线圈11切割磁铁3的磁力线，产生电能，供偏重锤4内部的控制电路12和驱动电机10使用。

控制电路12在获得电能后，内部单片机开始运行，根据事先编好的程序，控制驱动电机10做正转或反转运动。通过驱动电机10的旋转，带动齿轮组9运动。随后，将驱动电机10的输出扭矩经过齿轮组9的放大，作用到固定在电机轴5上的齿轮一7上，由于齿轮一7是固定在电机轴5上，因此，反作用力就会使偏振锤4与电机轴5做相对运动，达到改变上、下偏重锤夹角的目的，继而达到控制筛上料运动轨迹的目的。

本实施例中驱动电机10采用微型步进电机，使用单片机直接驱动，可减少空间的占用。并且，控制电路12的核心是单片机，除了可以按照事先编好的程序控制偏振锤4与电机轴5做周期性旋转以外，还可接入简单的遥控接收模块，做正反转及加减速控制。这样可使控制程序更加灵活，来满足不同物料的筛分要求。

在振动电机功率、筛网直径、筛孔孔径等所有参数完全相同的情况下，本发明中可调整偏振锤夹角的振筛的筛分能力是偏振锤夹角不能改变的振筛筛分能力的2～3倍。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“优选实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种控制振动筛筛上料运动轨迹的***，包括振动电机，所述振动电机上、下两侧分别设有偏重锤，所述偏重锤由所述振动电机通过电机轴带动进行转动；其特征在于，还包括利用所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动以改变所述上、下两侧的偏重锤之间水平夹角的控制装置，用以控制所述筛上料的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述偏重锤与所述振动电机的端盖相对转动通过电磁感应现象产生电流驱动所述控制装置；

优选地，所述控制装置择一地设于所述上、下两侧的偏重锤其中一侧。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述控制装置包括：

齿轮一，固定连接在所述电机轴外周；

正反向力作用机构，设于所述偏重锤壳体内部和/或外部，其下游端与所述齿轮一传动连接，用以对所述齿轮一施加与其原有转动方向相同或相反的力；

驱动电机，与所述正反向力作用机构的上游端传动连接，用以为所述正反向力作用机构提供驱动力。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述驱动电机的电能供应装置包括：

绕组线圈，设于所述偏重锤头部；

磁性组件，固定在靠近所述偏重锤一侧的所述振动电机的端盖上；

所述绕组线圈和所述磁性组件作相对运动时产生电能，以供所述驱动电机使用。

5.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述电能供应装置与所述驱动电机之间设有控制电路；

优选地，所述控制电路内置有事先编好的程序，以控制所述驱动电机做正转或反转运动；

优选地，所述控制电路连接有遥控接收模块，以控制所述驱动电机做正反转和加减速；

优选地，所述控制电路是以单片机为核心的控制电路。

6.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述驱动电机为微型步进电机；

优选地，所述驱动电机设于所述偏重锤头部。

7.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述正反向力作用机构为包括若干齿轮的齿轮组或传动带；

所述齿轮组或传动带的上游端与所述驱动电机传动连接；所述齿轮组或传动带的下游端与所述齿轮一传动连接。

8.权利要求1-7任一项所述的控制振动筛筛上料运动轨迹的***在筛分装置上的应用。

9.一种如权利要求1-7任一项所述的***控制振动筛筛上料运动轨迹的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：所述偏重锤由所述振动电机通过电机轴带动进行转动；

S2：转动引发控制装置改变上、下两侧的偏重锤之间水平夹角；

S3：水平夹角改变控制振动筛筛上料的运动轨迹。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S2中转动引发所述驱动电机控制所述正反向力作用机构做正转或反转运动；所述正反向力作用机构通过与所述齿轮一的相互作用力控制所述偏重锤与另一偏重锤呈一定的水平夹角；

优选地，转动引发所述驱动电机的过程包括：所述绕组线圈与固定在所述端盖上的磁性组件做相对运动产生电能，供所述控制电路和所述驱动电机使用；

优选地，所述驱动电机按照事先编好的程序，控制所述正反向力作用机构做正转或反转运动。

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