一种高精度粉末分配装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度粉末分配装置，解决了现有的自动粉末分配装置很难同时做到高精度、大量程、快速和装置成本低的弊端，其技术方案要点是包括有用于称量的称量天平，还包括有粉料杯、旋转头，还包括有安装于粉料杯与旋转头的连接处的安装箱、安装于安装箱内对旋转头进行旋转控制的马达组件；还包括有舵机、安装支架及旋转支架；舵机水平放置，安装支架固定连接于舵机，旋转支架的两臂安装于舵机的两侧且受控于舵机以在竖直空间内上下旋转；安装箱固定安装于旋转支架远离舵机的一侧，旋转头的中心轴沿朝向远离舵机的方向设置，本发明专利技术的一种高精度粉末分配装置，能够高效且精确的进行粉末的称量、成本低且通用实用性高。

A high precision powder distribution device and method

【技术实现步骤摘要】
一种高精度粉末分配装置及方法
本专利技术涉及粉末分配装置，特别涉及一种高精度粉末分配装置及方法。
技术介绍
材料发现在技术革命中起着核心作用。使用传统的试错方法，从材料发现到商业化的典型时间跨度平均为18年。在如今迅速发展的社会中，这种材料发现和商业化的步伐明显滞后。一种可以大大加速材料发现的技术可以在我们的社会中产生变革性的影响。实现新材料研发实验的自动化是发展的需求和趋势。在新型固态无机材料的研发中，不同固体粉末往往要以固定的比例以一定精度混合。这样，通过试错法(即不断人工改变固体粉末比例)，新的具有更加良好性能的无机材料有可能在高温合成后得以实现。然而，人工分配粉末耗时耗力，大大减缓了无机材料的研发进程。自动化的粉末分配装置代替人工分配粉末在各领域都是趋势所在。通过自动化的粉末自动化装置，上百种不同组分的材料可在若干小时内完成。与人工称量相比，自动粉末分配将大大提高研发的效率。但是，现有的自动粉末分配装置很难同时做到高精度，大量程，快速和装置成本低的特性。目前的自动粉末分配装置存在以下缺点：1)要改变出粉精度和出粉速度时，往往需要更换不同的规格的粉末分配装置。小规格的装置精度高但是要分配量大的粉末十分耗时，效率低下。大规格的装置可以分配体量大的粉末但是精度低。2)目前粉末分配装置要达到较高精度往往需要较高的生产工艺，其成本往往偏高。例如类似针管吸取粉末的装置需要极高的工艺才能使粉末通过气压吸取上来。3)目前的粉末分配装置要求使用的环境要求较高，例如，这些粉末分配装置往往需要配备除静电装置以解决粉末结块沾壁等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高精度粉末分配装置及方法，能够高效且精确的进行粉末的称量、成本低且通用实用性高。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高精度粉末分配装置，包括有用于称量的称量天平，还包括有竖直放置以供粉料存放的粉料杯、连通连接于粉料杯的下端口以用于出料的旋转头，还包括有安装于粉料杯与旋转头的连接处以进行固定的安装箱、安装于安装箱内对旋转头进行旋转控制的马达组件；还包括有舵机、安装支架及旋转支架；所述舵机水平放置，所述安装支架固定连接于所述舵机以固定安装所述舵机，所述旋转支架的两臂安装于所述舵机的两侧且受控于舵机以在竖直空间内上下旋转；所述安装箱固定安装于所述旋转支架远离舵机的一侧，所述旋转头的中心轴沿朝向远离舵机的方向设置。作为优选，所述旋转头包括有固定连接于粉料杯的固定管、套设于固定管以旋转出料的分配头；所述马达组件包括有安装于安装箱内的马达马达、受控于所述马达马达且固定套设于旋转头的分配头以控制所述分配头联动旋转的减速齿轮。作为优选，所述固定管的外侧壁周向一体延伸有凸环，所述分配头的内侧壁周向开设有供所述凸环卡嵌的环状凹槽；所述分配头由进料口向出料口的直径呈逐渐减小设置；所述分配头套设有隔挡于分配头上方及出料口前端的旋转保护罩，且所述旋转保护罩一端固定连接于所述安装箱。作为优选，所述旋转保护罩上固定安装有前端搅拌棒，所述前端搅拌棒沿平行于分配头的内侧壁方向延伸穿设于所述分配头内。作为优选，所述旋转头内还安装有进行搅拌出料的中端搅拌棒，所述中端搅拌棒一端固定连接于所述分配头的内侧壁以联动于所述分配头，另一端沿旋转头中心轴向延伸；所述中端搅拌棒的侧壁周向间隔设置有若干凸起。作为优选，所述中端搅拌棒靠近粉料杯的下端口的一端固定连接有偏心轮；还包括有呈L型的末端搅拌棒，所述末端搅拌棒一端转动连接于偏心轮的偏心轴孔，另一端延伸穿设于粉料杯内；所述末端搅拌棒的侧壁周向间隔安装有若干硅胶搅拌片。作为优选，所述粉料杯由上端口向下端口口径逐渐减小，所述粉料杯靠近舵机一侧的侧壁向粉料杯外侧倾斜，所述粉料杯靠近旋转头出料口一侧的侧壁向粉料杯内侧倾斜。作为优选，还包括有进行称量时响应于称量天平以输出控制所述舵机动作的控制模块；所述控制模块根据称重目标值设置有过半基准值、接近基准值，所述控制模块接收并响应于所述称量天平的称重结果；当需要开始分配称量时，所述控制模块控制舵机动作，并控制旋转支架向下转动至设定的最大角度，以使得与旋转支架固定连接的旋转头对粉料杯中的粉料进行出料称量；当所述控制模块检测到称重结果达到过半基准值时，所述控制模块控制所述舵机动作，以控制所述旋转支架向上转动调整至设定的第二角度；当所述控制模块检测到称重结果达到接近基准值时，所述控制模块控制舵机动作，以控制所述旋转支架向上转动调整至设定进行精确称量的第三角度。一种高精度粉末分配方法，包括有以下步骤：开启称量分配时，控制模块对称量天平的称重结果进行信号接收及响应；控制模块控制舵机动作，舵机对旋转支架的倾斜角度进行控制，在开启称量分配时，驱动旋转支架向下转动至设定的最大角度，固定安装于旋转支架上的粉料杯及旋转头由水平旋转至倾斜向下，旋转头的中心轴呈设定角度的倾斜设置，粉料杯内的粉末直接进入旋转头内并通过旋转头的出料口直接出料至称量天平上；当称量天平称重结果达到控制模块设定的过半基准值时，控制模块控制舵机动作，以驱动旋转支架向上回转至设定的第二角度，在马达组件的驱动下，旋转头旋转以使得粉末从旋转头的出料口输出；当称量天平称重结果达到控制模块设定的接近基准值时，控制模块控制舵机动作，以驱动旋转支架继续向上回转支设定的第三角度，在马达组件的驱动下，旋转头旋转且倾斜角度减小进行出料；当称量天平称重结果达到设定的称重结果时，控制装置控制舵机动作，以驱动旋转支架及旋转头恢复至初始位置，停止粉末的出料称量及分配。作为优选，在称量天平称量到达接近基准值与目标值之间时，控制装置的控制操作具体包括有：控制装置于设定的延时时间内，停止旋转头的出料，并于该延时时间内对称量天平的称量结果进行接收响应，等待称量结果稳定，并于称量天平读数稳定后进行称量结果的判定。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过舵机对旋转支架的旋转角度的控制，能使得分料头出粉的角度改变，进而实现粉料头的出料速度改变，出粉速度的改变实现对出粉精度的控制，在进行称量时，能够简单的通过角度的调整，先进行大通量的出粉，以提高称量效率，再进行慢速高精度的称量，同时做到高精度、大通量、低成本、高效率。附图说明图1为高精度粉末分配装置的结构示意图；图2为竖直方向内沿着旋转头的中心轴的局部剖视图；图3为控制模块的控制示意框图；图4为旋转头处于最大角度时的状态图；图5为旋转头处于第二角度时的状态图；图6为旋转头处于第三角度时的状态图。图中：1、粉料杯；2、旋转头；21、固定管；211、凸环；22、分配头；221、环状凹槽；3、马达组件；31、直流马达；32、减速齿轮；4、安装箱；51、舵机；52、安装支架；53、旋转支架；6、旋转保护罩；71、前端搅拌棒；72、中端搅拌棒；721、偏心轮；73、末端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度粉末分配装置，包括有用于称量的称量天平，其特征是：还包括有竖直放置以供粉料存放的粉料杯(1)、连通连接于粉料杯(1)的下端口以用于出料的旋转头(2)，还包括有安装于粉料杯(1)与旋转头(2)的连接处以进行固定的安装箱(4)、安装于安装箱(4)内对旋转头(2)进行旋转控制的马达组件(3)；/n还包括有舵机(51)、安装支架(52)及旋转支架(53)；所述舵机(51)水平放置，所述安装支架(52)固定连接于所述舵机(51)以固定安装所述舵机(51)，所述旋转支架(53)的两臂安装于所述舵机(51)的两侧且受控于舵机(51)以在竖直空间内上下旋转；/n所述安装箱(4)固定安装于所述旋转支架(53)远离舵机(51)的一侧，所述旋转头(2)的中心轴沿朝向远离舵机(51)的方向设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度粉末分配装置，包括有用于称量的称量天平，其特征是：还包括有竖直放置以供粉料存放的粉料杯(1)、连通连接于粉料杯(1)的下端口以用于出料的旋转头(2)，还包括有安装于粉料杯(1)与旋转头(2)的连接处以进行固定的安装箱(4)、安装于安装箱(4)内对旋转头(2)进行旋转控制的马达组件(3)；
还包括有舵机(51)、安装支架(52)及旋转支架(53)；所述舵机(51)水平放置，所述安装支架(52)固定连接于所述舵机(51)以固定安装所述舵机(51)，所述旋转支架(53)的两臂安装于所述舵机(51)的两侧且受控于舵机(51)以在竖直空间内上下旋转；
所述安装箱(4)固定安装于所述旋转支架(53)远离舵机(51)的一侧，所述旋转头(2)的中心轴沿朝向远离舵机(51)的方向设置。


2.根据权利要求1所述的高精度粉末分配装置，其特征是：所述旋转头(2)包括有固定连接于粉料杯(1)的固定管(21)、套设于固定管(21)以旋转出料的分配头(22)；
所述马达组件(3)包括有安装于安装箱(4)内的直流马达(31)、受控于所述直流马达(31)且固定套设于旋转头(2)的分配头(22)以控制所述分配头(22)联动旋转的减速齿轮(32)。


3.根据权利要求2所述的高精度粉末分配装置，其特征是：所述固定管(21)的外侧壁周向一体延伸有凸环(211)，所述分配头(22)的内侧壁周向开设有供所述凸环(211)卡嵌的环状凹槽(221)；所述分配头(22)由进料口向出料口的直径呈逐渐减小设置；
所述分配头(22)套设有隔挡于分配头(22)上方及出料口前端的旋转保护罩(6)，且所述旋转保护罩(6)一端固定连接于所述安装箱(4)。


4.根据权利要求3所述的高精度粉末分配装置，其特征是：所述旋转保护罩(6)上固定安装有前端搅拌棒(71)，所述前端搅拌棒(71)沿平行于分配头(22)的内侧壁方向延伸穿设于所述分配头(22)内。


5.根据权利要求4所述的高精度粉末分配装置，其特征是：所述旋转头(2)内还安装有进行搅拌出料的中端搅拌棒(72)，所述中端搅拌棒(72)一端固定连接于所述分配头(22)的内侧壁以联动于所述分配头(22)，另一端沿旋转头(2)中心轴向延伸；所述中端搅拌棒(72)的侧壁周向间隔设置有若干凸起。


6.根据权利要求5所述的高精度粉末分配装置，其特征是：所述中端搅拌棒(72)靠近粉料杯(1)的下端口的一端固定连接有偏心轮(721)；还包括有呈L型的末端搅拌棒(73)，所述末端搅拌棒(73)一端转动连接于偏心轮(721)的偏心轴孔，另一端延伸穿设于粉料杯(1)内；所述末端搅拌棒(73)的侧壁周向间隔安装有若干硅胶搅拌片(731)。


7.根据权利要求1所述的高精度粉末分配装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄首行，屠若文，李哲，张嘉迪，张新宇，周逸晨，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31