一种粮仓测温通道自动插入装置

技术领域

本发明属于粮仓测温设备领域，特别是一种粮仓测温通道自动插入装置。

背景技术

我国不仅是一个粮食生产大国，也还是一个粮食消耗大国，为了保证粮食的及时供应，一般会将粮食储存在高大平房仓内以备不时之需。高大平房仓内粮食集中堆放，且装粮高度较高，难以保障积压粮食的质量。粮食储藏安全是粮食安全的重要内容，因此需定期监测粮仓内粮堆温度，以防止因温度过高而导致的粮食品质发生霉变事故。为了方便对堆放的粮食进行温度监控，一般都是需要在仓内放置测温装置，在装满粮食后，插入测温通道较为困难，而且需要耗费大量人力与物力资源，劳动强度较高，工作效率较低，人工操作还容易对测温通道造成损伤，影响粮食温度检测的准确性。

因此，研发一种操作便捷，安全、工作效率高的粮仓测温通道自动插入装置具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粮仓测温通道自动插入装置，既能够高效率自动插入测温通道，又能不损坏测温通道，安全可靠地插入到要求的深度。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种粮仓测温通道自动插入装置，包括：

主体机身，用于固定滚珠丝杠传动机构和直线滑轨副；

滚珠丝杠传动机构，作为带动测温通道向下插入的动力模块；

直线滑轨副作为动夹爪机构在主体机身上下滑动的导向模块；

动夹爪机构，与滚珠丝杠传动机构的丝母座和直线滑轨副连接，用于夹持测温通道。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明引入柔性机械手设计概念，在动夹爪机构上建立“弹性保压原件－压力传感器－精密伺服驱动”的力反馈系统，本发明的动夹爪机构为具备下插力感知的自动化装置，在插入工作的过程中，实时对工件受力状态进行感知，并动态调整插入速度、力以及插入行程，建立插入力与插入速度的匹配关系，在单次插入行程中如果出现异常匹配函数，则暂停工作，并小范围内拔出工件，再次尝试插入，连续尝试多次后如果情况没有改善，则产生系统报警，召唤人员手动介入工作。

本发明的动夹爪机构采用左右旋刚性模组机构，集成度高、刚性强、可靠度高，夹爪部分设计有力传感器，具备机器触觉功能，在有效控制加持力的前提下，保证不损伤加持测温通道。同时在插入动作时，可以通过力控制，实现类似人手的“导向”功能。

本发明的粮仓测温管道自动插入装置最多可同时加持多根温度测温通道，直流伺服电机驱动，采用滚珠丝杠副实现加持与插拔动作，动作可靠、力学性能稳定，相比于人工操作插入测温通道极大地提高了工作效率，节约了人力成本。

附图说明

图1为本发明粮仓测温管道自动插入装置的总体结构示意图。

图2为本发明粮仓测温管道自动插入装置主体机身的爆炸结构示意图。

图3为本发明粮仓测温管道自动插入装置丝杠传动机构的爆炸结构示意图。

图4为本发明粮仓测温管道自动插入装置动夹爪机构的爆炸结构示意图。

图5为本发明粮仓测温管道自动插入装置柔性夹紧弹簧机构的爆炸结构示意图。

图中编号所代表的含义为：

1、主体机身，2、滚珠丝杠传动机构，3、直线滑动导轨，4、滑块，5、动夹爪机构，6、限位传感器；

7、上顶盖板，8、机架加长节，9、连接盖板，10、连接板，11、主体机架，12、手柄，13、支撑筋，14、限位传感器，15、底座板，16、带刹车万向轮；

17、丝杆座，18、托板，19、拉压力传感器，20、连接块，21、滑托板，22、滚珠丝杠，23、左抱爪，24、斜拉筋，25、柔性夹紧弹簧机构，26、联轴器，27、夹紧条，28、伺服电机，29、镶拉力传感器夹紧固定板，30、主夹紧盖板，31、右压板，32、夹紧橡胶，33、导向杆，34、右夹紧盖板，35、滑套，36、右抱爪，37、联轴器，38、夹紧电机座，39、伺服电机，40、双向开合线性模组；

41、推杆，42、推杆弹簧，43、压力传感器，44、推杆垫片，45、推杆轴套，46、推杆压紧环；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1～图5，本发明的粮仓测温管道自动插入装置，包括主体机身1、滚珠丝杠传动机构2、直线滑动导轨3、滑块4、动夹爪机构5、限位传感器6；

所述主体机身包括上顶盖板7、机架加长节8、连接盖板9、连接板10、主体机架11、手柄12、支撑筋13、底座板15和带刹车万向轮16；所述顶盖板7、机架加长节8、连接盖板9、连接板10、主体机架11、底座板15和带刹车万向轮16通过螺钉从上向下依次连接；所述手柄12固定在主体机架11两侧，用于搬运装置和位置调整；所述支撑筋13固定于主体机架11背部；所述主体机架11与支撑筋13的下端通过螺栓与底座板15固连；所述滚珠丝杠传动机构2通过螺钉固定在主体机身1上，用于上下传动；所述动夹爪机构5与丝杆传动机构2的螺母座20固连，用于加持测温管道向下插入；所述限位传感器6设置于主体机身1上下两端指定位置，用于控制动夹爪机构5竖直方向的位移和自动换向；所述直线滑动导轨3平行安装于主体机架11上，所述滑块4与滑动直线导轨3配合安装；底座板15固定在主体机架11底部，带刹车万向轮16固定在底座板15底部。

进一步的，所述丝杆传动机构2包括滚珠丝杠22、螺母21、螺母座20、角接触球轴承18、轴承压盖19、丝杆座17、联轴器26、伺服电机28；所述滚珠丝杠22与螺母21配合安装；所述螺母座20套在螺母21上并通过螺钉固定；所述滚珠丝杠22两端分别与角接触球轴承18配合安装；所述角接触球轴承18安装于丝杆座17内；所述轴承压盖19通过螺钉安装于丝杆座17上，用于固定角接触球轴承18；所述丝杆座17安装于主体机架11；所述伺服电机18通过联轴器26与丝杆33相连，并通过螺钉固定在连接板27上；

进一步的，所述动夹爪机构5包括托板18、滑托板21、拉压力传感器19、拉压力传感器安装板17、连接块20、斜拉筋24、镶拉力传感器夹紧固定板29、左抱爪23、左压板26、右抱爪36、右压板31、夹紧条27、夹紧橡胶32、主夹紧盖板30、左夹紧盖板28、右夹紧盖板34、导向杆33、柔性夹紧弹簧机构25、双向开合线性模组40、联轴器37、夹紧电机座38、伺服电机39、限位传感器40；所述托板18与滑块4、螺母座20固连；所述连接块20、拉压力传感器19、拉压力传感器安装板17依次通过螺钉固连；所述拉压力传感器安装板17安装在托板18上边侧；所述滑托板21与托板18通过槽口配合安装；所述镶拉力传感器夹紧固定板29安装于滑托板21中心线位置；所述斜拉筋24分别与滑托板21、镶拉力传感器夹紧固定板29固连，用于支撑夹紧镶拉力传感器夹紧固定板29；所述双向开合线性模组40固定在滑托板21上；所述伺服电机39通过联轴器37与双向开合线性模组40连接，并通过夹紧电机座38与双向开合线性模组40固连；所述左抱爪23与右抱爪36分别安装于双向开合线性模组40的左、右滑块上；左压板26与右压板31分别通过左、右导向杆33安装在镶拉力传感器夹紧固定板29左右两侧；所述夹紧条27安装在左压板26和镶拉力传感器夹紧固定板29中间，以及右压板31和镶拉力传感器夹紧固定板29中间；所述夹紧条27嵌入左压板26、镶拉力传感器夹紧固定板29和右压板31的安装槽内；所述夹紧橡胶32安装在夹紧条27安装槽内，两个一对设置，成半圆弧型，以夹持测温管道；镶拉力传感器夹紧固定板29上下两端设有主夹紧盖板30，左压板26上下两端设有左夹紧盖板28，右压板31上下两侧设有右夹紧盖板34，防止夹紧条27和夹紧橡胶32从安装槽掉落，同时能够实现夹紧条27和夹紧橡胶32的可更换；所述限位传感器40安装于双向开合线性模组40两侧指定位置，用于控制夹板的位移和自动换向；

所述柔性夹紧弹簧机构25包括推杆41、推杆弹簧42、压力传感器43、推杆垫片44、推杆轴套45和推杆压紧环46；所述推杆弹簧42安装固定于推杆41底座，用于夹持工作过程中对测温管道的受力保护；所述压力传感器43和推杆垫片44依次安装在推杆41上，压力传感器43用于监测测温管道的夹持力；所述推杆底座41分别安装于左压板26左侧和右压板31右侧，头部通过推杆轴套45分别穿过左抱爪23和右抱爪36；所述推杆压紧环46分别安装在左抱爪23左侧和左压板26右侧，用于压紧推杆41；

本发明一种粮仓测温管道自动插入装置工作时，设定好插入距离、最大插入力、插入速度；将温度测量管道放入夹爪夹紧机构里，选择自动插入模式，伺服电驱动双向开合线性模组运动，动夹爪机构中的左抱爪与右抱爪在开合线性模组中滑块的带动下相向运动进而夹持测温管道，在此过程中柔性夹紧弹簧机构中的压力传感器监测夹持力的变化，防止夹持力过大损伤测温管道；安装于开合线性模组上的限位传感器用于控制左抱爪与右抱爪的行程和往复运动；滚珠丝杠传动机构带动动夹爪在竖直方向运动，伺服电机控制竖直方向的位移距离；利用限位传感器控制动夹爪机构在竖直方向规定位置之间自动换向，得到不断的往复运动；在此过程中，动夹爪机构夹持测温管道向下插入，插入到一定距离，动夹爪机构中的左抱爪与右抱爪在开合线性模组中滑块的带动下沿着导向杆相背运动，进而松开测温管道，动夹爪机构向上运动指定距离后再次夹持测温管道进行向下插入工作，以此反复运动；同时拉压力传感器监测插入力，插入过程中如果出现插入力持续增大(达到设定值)，动夹爪机构向下运动的行程不变(通过编码器监测伺服电机28的旋转角度可获得行程)，说明插入阻力较大，动夹爪机构打开后与测温管分离，滚珠丝杠传动机构上行(通过旋转角度设定上行步长)，带动动夹爪机构上行，动夹爪机构继续夹持测温管，将在小范围上行运动后，再次尝试插入，若插入行程仍不变则会显示插入异常进而插入阻力报警(通过控制器连接报警器)，需要工作人员介入；温度测量管道插入达到预设距离后，选择手动模式松开夹紧机构，转移自动插入装置至下一工位。