本发明专利技术公开了一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法，装置包含底座、料盘、以及n个压电振子。工作时，对n个压电振子上对角线方位布置的压电陶瓷片施加规定的频率的简谐激励信号，激励n个压电振子的纵弯复合模态，带动料盘产生垂直和扭转方向的往复运动；料盘中的物料由此产生水平和垂直方向运动。在物料到达顶点时，料盘往回运动，此时物料由于惯性呈抛物线继续水平运动并下落；当物料落到料盘时，料盘开始下一周期的振动。在此周期运动实现物料的旋转运输；此外，对n个压电振子上另一对角线位置的压电陶瓷片施加激励信号，可以实现物料的反向运输。本发明专利技术结构简单、装配容易，可以实现双向旋转运输。可以实现双向旋转运输。可以实现双向旋转运输。
【技术实现步骤摘要】
一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法
[0001]本专利技术涉及压电送料器、物料输送和微颗粒运输领域，尤其涉及一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法。
技术介绍
[0002]压电振动物料输送装置是利用压电材料的逆压电效应产生振动，作为驱动源驱动料槽实现物料的输送，具有结构简单、无需传动机构、无电磁干扰等优点，在自动加工、自动包装和自动装配系统广泛应用。
[0003]压电振动物料输送装置按照物料的运输形式可以分为直线型和旋转型压电振动送料装置。日本科技人员首次利用压电陶瓷片作为驱动源，研制出直线型压电式振动送料器。日本研究人员研制的直线型压电振动送料器主要由底座、压电振子、弹簧片、顶板等组成。工作原理是当压电振子受到交变激励信号激励时，由于逆压电效应，弹簧片在压电陶瓷激励下产生往复弯曲变形，诱导顶板产生椭圆运动，从而输送物料。上述压电式振动送料器具有结构简单、体积小、重量轻、噪音小、耗能少的优点，但是仍然存在结构形式固定、无法实现双向运动、加工装配要求高的缺点。
[0004]旋转型压电振动送料装置是在直线型压电振动送料装置的基础上发展的，工作原理与直线型类似。通过多组倾斜布置的弹簧片和压电振子，当压电振子在受到交变激励电压时，由于逆压电效应，激励出压电振子和弹簧片的往复弯曲变形，从而带动料盘产生垂直和扭转振动，从而输送物料。但是上述结构存在结构固定、加工装配困难、无法实现双向运输的缺点。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，包含底座、料盘、以及n个压电振子，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述压电振子一一对应的第一固定座；所述底座上设有n个和所述第一固定座一一对应的第二固定座；所述压电振子包含金属基板、以及第一至第四压电陶瓷片；所述第一至第四压电陶瓷片形状相同，均呈矩形；所述金属基板的一面设有分别用于设置第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片的第一凹槽、第二凹槽，另一面设有分别用于设置第三压电陶瓷片、第四压电陶瓷片的第三凹槽、第四凹槽；所述第一凹槽、第三凹槽对称，第二凹槽、第四凹槽对称；所述第一至第四压电陶瓷片一一对应设置在第一至第四凹槽中，均沿厚度方向极
化，且极化方向均朝外或均朝内；所述金属基板的上端和其所在压电振子对应的第一固定座固连，下端和其所在压电振子对应的第二固定座固连，使得金属基板和料盘垂直且料盘水平放置。
[0007]作为本专利技术一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置进一步的优化方案，所述第一至第四压电陶瓷片通过环氧树脂胶一一对应粘贴在第一至第四凹槽中。
[0008]作为本专利技术一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置进一步的优化方案，所述n取4。
[0009]本专利技术还公开了一种该垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置的工作方法，包括以下步骤：同时对n个压电振子的第一、第四压电陶瓷片施加预设频率的简谐激励信号，激励出n个压电振子的纵弯复合模态，带动料盘产生垂直和扭转方向的往复运动；料盘中的物料由此产生绕料盘中心轴旋转的水平和沿料盘中心轴垂直方向的位移；在物料到达顶点时，料盘往回运动，物料则由于惯性呈抛物线继续水平运动并下落；周期性振动过程中，物料在料盘中实现旋转并从料盘的物料出口输出；如果需要物料反向运输，同时对n个压电振子的第二、第三压电陶瓷片施加预设频率的简谐激励信号即可。
[0010]本专利技术还公开了另一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，包含底座、料盘、以及n个压电振子，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述压电振子一一对应的第一固定座；所述底座上设有n个和所述第一固定座一一对应的第二固定座；所述压电振子包含预紧螺栓、第一至第四梁体、以及第一至第三压电驱动单元；所述第一至第四梁体为截面形状相同的柱体，其中，所述第四梁体的下端面中心设有和所述预紧螺栓相配合沉头通孔，第三梁体、第二梁体沿其轴线均设有和所述预紧螺栓相配合的通孔，第一梁体的下端面中心设有和所述预紧螺栓相配合的预紧螺纹盲孔；所述第一、第三压电驱动单元均包含2m个和第一梁体横截面形状相同的双分区压电陶瓷片，m为大于等于1的自然数；所述双分区压电陶瓷片的中心设有用于和所述预紧螺栓相配合的通孔，沿其厚度方向极化且两个分区的极化方向相反；所述2m个双分区压电陶瓷片依次层叠且分界线共面，相邻双分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述第二压电驱动单元包含2m个和第一梁体横截面形状相同的单分区压电陶瓷片；所述单分区压电陶瓷片的中心设有用于和所述预紧螺栓相配合的通孔，沿其厚度方向极化；所述2m个单分区压电陶瓷片依次层叠，相邻单分区压电陶瓷片的极化方向相反；所述第一压电驱动单元中的第一个压电陶瓷片的极化方向和第三压电驱动单元中的第一个压电陶瓷片的极化方向相反；所述预紧螺栓依次穿过第四梁体、第三压电驱动单元、第三梁体、第二压电驱动单元、第二梁体、第一压电驱动单元后和所述第一梁体的预紧螺纹盲孔螺纹相连，将第四梁体、第三压电驱动单元、第三梁体、第二压电驱动单元、第二梁体、第一压电驱动单元、第一梁体夹紧并使其同轴；所述第一梁体的上端和其所在驱动单元对应的第一固定座固连，第四梁体的下端
和其所在驱动单元对应的第二固定座固连，使得压电振子和料盘垂直且料盘水平放置。
[0011]作为该垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置进一步的优化方案，所述n取4。
[0012]本专利技术还公开了一种该垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置的工作方法，包括以下步骤：对n个压电振子的第二压电单元施加预设的简谐激励信号U1，同时对n个压电振子的第一、第三压电单元施加预设的简谐激励信号U2，U1、U2电压和频率相同且相位差相差π/2；此时，每个压电振子均被激发出一阶纵振和二阶弯振的耦合振动模态；n个压电振子的耦合振动模态带动料盘产生垂直和扭转方向的往复运动，放置于料盘中的物料在料盘的复合振动下产生绕料盘中心轴旋转的水平和沿料盘中心轴垂直方向的位移；在物料到达顶点时，料盘往回运动，物料则由于惯性呈抛物线继续水平运动并下落；周期性振动过程中，物料在料盘中实现旋转并从料盘的物料出口输出；如果需要物料反向运输，调整U1、U2的相位差为
‑
π/2即可。
[0013]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1. 采用垂直布置的压电振子驱动，取消了弹簧片结构，具有结构简单、加工装配容易的优点；2. 采用压电振子的一阶纵振和二阶弯振耦合模态驱动，通过对对角线布置的压电陶瓷片的激励获得斜椭圆运动，从而诱导出料盘的垂直和扭转振动；3. 对不同对角线布置的压电陶瓷片激励，可以激发出不同倾斜角度的斜椭圆运动轨迹，从而实现物料的双向运动。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中料盘的结构示意图；图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，其特征在于，包含底座、料盘、以及n个压电振子，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述压电振子一一对应的第一固定座；所述底座上设有n个和所述第一固定座一一对应的第二固定座；所述压电振子包含金属基板、以及第一至第四压电陶瓷片；所述第一至第四压电陶瓷片形状相同，均呈矩形；所述金属基板的一面设有分别用于设置第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片的第一凹槽、第二凹槽，另一面设有分别用于设置第三压电陶瓷片、第四压电陶瓷片的第三凹槽、第四凹槽；所述第一凹槽、第三凹槽对称，第二凹槽、第四凹槽对称；所述第一至第四压电陶瓷片一一对应设置在第一至第四凹槽中，均沿厚度方向极化，且极化方向均朝外或均朝内；所述金属基板的上端和其所在压电振子对应的第一固定座固连，下端和其所在压电振子对应的第二固定座固连，使得金属基板和料盘垂直且料盘水平放置。2.根据权利要求1所述的垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，其特征在于，所述第一至第四压电陶瓷片通过环氧树脂胶一一对应粘贴在第一至第四凹槽中。3.根据权利要求1所述的垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，其特征在于，所述n取4。4.根据权利要求1所述的垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：同时对n个压电振子的第一、第四压电陶瓷片施加预设频率的简谐激励信号，激励出n个压电振子的纵弯复合模态，带动料盘产生垂直和扭转方向的往复运动；料盘中的物料由此产生绕料盘中心轴旋转的水平和沿料盘中心轴垂直方向的位移；在物料到达顶点时，料盘往回运动，物料则由于惯性呈抛物线继续水平运动并下落；周期性振动过程中，物料在料盘中实现旋转并从料盘的物料出口输出；如果需要物料反向运输，同时对n个压电振子的第二、第三压电陶瓷片施加预设频率的简谐激励信号即可。5.一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置，其特征在于，包含底座、料盘、以及n个压电振子，n为大于等于3的自然数；所述料盘呈圆盘状，其侧壁设有物料出口，下底面周向均匀设有n个和所述压电振子一一对应的第一固定座；所述底座上设有n个和所述第一固定座一一对应的第二固定座；所述压电振子包含预紧螺栓、第一至第四梁体、以及第一至第三压电驱动单元；所述第一至第四梁体为截面形状相同的柱体，其中，所述第四梁体的下端面中心设有和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，王亮，李赛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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