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专利号: 2021103127574
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 将固体从固体中分离;分选
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.钢球直径高精度分选装置,其特征在于,包括:

上料排队系统(1),所述上料排队系统(1)至少包括一个钢球提升机构以及一个钢球排队通道(104),通过钢球提升机构将钢球送入钢球排队通道(104),所述钢球排队通道(104)宽度方向最多容纳一个钢球;

直径测量系统(2),所述直径测量系统(2)包括测量探头以及光学显微系统(201),通过测量探头对钢球进行等力夹持,夹持后上方留有狭缝,通过光学显微系统(201)对狭缝进行成像;

分组机构(3),所述分组机构(3)根据直径测量系统(2)测量的结果将钢球分入对应分组料仓内;

以及中控系统,通过所述中控系统控制上料排队系统(1)、直径测量系统(2)以及分组机构(3)动作;

所述直径测量系统(2)包括:

测量平台(202),所述测量平台(202)上设置有V型进料通道(206),所述V型进料通道(206)和所述钢球排队通道(104)垂直设置,所述钢球排队通道(104)的出口端端面位于所述V型进料通道(206)的对称面上;

固定端(203),所述固定端(203)为L型板,所述固定端(203)的L型板的竖直板的自由端和测量平台(202)固定连接,所述固定端(203)的L型板的水平板和所述测量平台(202)平行设置;

移动端(204),所述移动端(204)为L型板,所述移动端(204)的L型板的竖直板的自由端和测量平台(202)滑动配合,所述移动端(204)的L型板的水平板和所述测量平台(202)平行设置,当所述固定端(203)的L型板的竖直板与移动端(204)的L型板的竖直板夹紧钢球时,所述固定端(203)的L型板的水平板与移动端(204)的L型板的水平板之间留有测量狭缝(205);所述固定端(203)的L型板的竖直板与移动端(204)的L型板的竖直板的平行度为2μm/100mm;所述移动端(204)通过步进电机带动伸缩杆(207)驱动运动;

以及位于所述测量狭缝(205)上方的光学显微系统(201),所述光学显微系统(201)对测量狭缝(205)成像并传输至中控系统。

2.根据权利要求1所述的钢球直径高精度分选装置,其特征在于,所述上料排队系统(1)包括:料斗(101),所述料斗(101)为方体结构,底部一侧开有开口;

过渡料道(102),所述过渡料道(102)一端和所述料斗(101)的开口端搭接;

设置在所述过渡料道(102)另一端的钢球提升机构;

钢球排队通道(104),通过所述钢球提升机构将所述过渡料道(102)另一端的钢球送入钢球排队通道(104)内,所述钢球排队通道(104)由进口端至出口端向下倾斜;

钢球检测传感器(105),通过钢球检测传感器(105)检测钢球排队料道内是否排满钢球,中控系统根据钢球检测传感器(105)检测结果控制钢球提升机构停止工作或继续工作;

以及拨球机构,所述拨球机构包括位于钢球排队通道(104)出口端的拨球盘(106),所述拨球盘(106)外圆周圆周均布多个拨槽(107),所述拨球盘(106)通过电机带动转动。

3.根据权利要求2所述的钢球直径高精度分选装置,其特征在于,所述钢球提升机构包括:设置在所述过渡料道(102)另一端的提升托板(103),所述提升托板(103)的上端面与过渡料道(102)接触的一侧到另一侧向下倾斜;

和所述提升托板(103)下端面固定连接的提升气缸,通过所述提升气缸带动所述提升托板(103)上下运动。

4.根据权利要求2所述的钢球直径高精度分选装置,其特征在于,所述过渡料道(102)从一端至另一端向下倾斜;所述过渡料道(102)由一端至另一端长度大于600mm。

5.根据权利要求1所述的钢球直径高精度分选装置,其特征在于,所述钢球排队通道(104)为V型槽或侧面开口的玻璃管。

6.根据权利要求1所述的钢球直径高精度分选装置,其特征在于,所述分组机构(3)包括:分球盘(301),所述分球盘(301)圆周均布多个盛球孔(302);所述分球盘(301)通过步进电机带动转动运动,每次转动的角度为相邻两个盛球孔(302)所对应的圆心角;

进料通道,所述进料通道的一端和直径测量系统(2)的V型进料通道(206)的另一端搭接,所述进料通道的另一端指向任意一个盛球孔(302);

多个分组通道(303),多个所述分组通道(303)上端分别和多个盛球孔(302)对应,每个所述分组通道(303)上端设置有闸门,所述闸门通过闸门气缸带动开合,所述闸门气缸通过中控系统控制动作;

以及多个分组料仓,多个所述分组料仓分别和多个所述分组通道(303)的下端连通。

7.基于权利要求1所述的钢球直径高精度分选装置的分选方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:启动分选装置,预留测量狭缝(205)宽度0.05mm,同一批次第一个进入直径测量系统(2)的钢球作为测量基准;

步骤二:钢球进入直径测量系统(2),调整移动端(204)相对固定端(203)以恒定力夹紧钢球;

步骤三:调整光学显微系统(201)的对焦,使之能准确显示测量狭缝(205)图像;

步骤四:通过光学显微系统(201)采集测量狭缝(205)的图像,并传输至中控系统,通过中控系统对图像进行处理获得测量狭缝(205)的宽度;

步骤五:完成当前钢球测量后进入到钢球分组机构(3)中,根据测得的测量狭缝(205)宽度与测量基准的狭缝的宽度进行对比,每相差0.1μm为一组,通过中控系统控制对应分组通道(303)的闸门开启,使钢球进入到对应的分组料仓内;

重复步骤二至步骤六,直到所有钢球完成分选。

8.根据权利要求7所述的分选方法,其特征在于,所述分选方法还包括对钢球排队通道(104)进行检测过程,通过钢球检测传感器(105)实时检测钢球排队通道(104)内的钢球是否排满,并将检测结果实时传输给中控系统,若没有排满,中控系统控制钢球提升机构继续工作;若已经排满,中控系统控制钢球提升机构停止工作。

9.根据权利要求7所述的分选方法,其特征在于,中控系统对图像进行处理获得测量狭缝(205)的宽度具体为:采用图像边缘算法精确确定狭缝图像上下边缘,再计算上下边缘的距离,即为测量狭缝(205)的宽度。