电动滚筒结构设计论文

摘要：以往在装卸袋装水泥时，常常需要大量人力，并且劳动强度非常大，还需要耗费较多时间。目前很多水泥厂商开始应用机械化装车设备，不仅减轻了工人的工作量，还在很大程度上提高了装车效率。文章对水泥装车机器人的工作原理进行了阐述，对水泥装车机器人的结构设计进行了论述，并对装车机器人的机械臂运动学进行了分析，以供相关人员参考。下面是小编整理的《电动滚筒结构设计论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

电动滚筒结构设计论文 篇1：

便移式胶带转载机的研制

【摘要】以DTⅡ系列胶带输送机为例，针对如何方便输送，提高掘进工作效率，提出一种新型的胶带转载机结构设计，并对其结构特点、工作原理进行了介绍。

【关键词】掘进;电动滚筒;胶带转载机

1.问题的提出

井巷掘进工作中比较繁重和占用时间较多的工序，就是装岩和运输，提高装岩机械化水平以缩短装岩时间，是快速掘进的关键之一。常用的装岩机有耙斗装岩机和铲斗装岩机等。除煤巷掘进时可以直接使用刮板输送机运输外，其它巷道掘进普遍采用矿车运输。用人工或蓄电池电机车推调车。掘进中的运输问题主要是如何实现快速调车。通常调车时通过道岔把空车道和重车道联系起来，而空车道通临时车场，随着掘进工作面的推进，调车距离也随之增加，调车时间增长。而如何节省调车时间，就成为提高掘进工作效率的重中之重。

2.解决方案

通过实际的考察、论证，提高掘进工作效率的最有效的手段就是研制一种方便移动、又能节省调车时间的新型胶带转载机。

3.总体结构与技术特征

3.1胶带转载机的结构如下图所示。

1、机尾装岩部2、凹弧段机身3、支撑小车

4、胶带 5、支腿6、机身7、电动滚筒

图1

它主要由电动滚筒、头部张紧机构、机身、支腿、胶带、支撑小车、凹弧段机身、机尾装岩部等部分组成。

3.2技术特征

①转载能力：（立方米/小时）-----------------200

②转载长度：（米）--------------------------38.5

③皮帶宽度：（毫米）------------------------800

④皮带速度：（米/秒）-----------------------1.25

⑤电动滚筒直径：（毫米）--------------------500

⑥电动滚筒功率：（千瓦）--------------------15

⑦适用轨距：（毫米）------------------------600

⑧机身下容车量----------------------13节（1吨车）

4.工作原理

新型胶带转载机之所以称为便移式，是因为它的整个机身，包括机尾都安装有轮组，这样整机布置在轨道上，从而方便运送。当它运送到指定的掘进工作面上。通过旋转支腿上的丝杠，丝杠从支腿筒中伸出，支撑到底板，使机身升高。这时再打开支腿锁紧机构，把支腿轮组绕支腿立柱旋转90度，使之脱离轨道面，再把锁紧机构锁紧。这样就让出了矿车的过车空间。

支腿结构如下图所示。

图2

运行时，利用头部张紧机构张紧胶带。防止胶带打滑。在胶带转载机的机尾装岩部配上装岩机械，就可以实现装岩运输了。装岩时，所有待装的空车由机头电动滚筒下方进入胶带转载机下，直到支撑小车的端部，这时使胶带转载机运行起来，再开动装岩机械。待最后进入下方的一节车箱装满后逐次将机身下方的空车推出，这样装满整个串车就可以提运了。用户还可以根据自身的实际提运能力，相应地增加和缩短机身的长度，增加或减少一次装车的数量，提高效率。

5.结构特点

⑴支腿采用了可环绕立柱旋转的轮组结构，解决了搬运问题，从而省时省力。

⑵驱动滚筒采用了电动滚筒，使结构更为紧凑，减少了占用空间。

⑶采用了长机身，增加装车数量，节省了调车时间，解决了掘进工作面掘进效率的问题。

6.结语

本设计是在DTⅡ系列胶带输送机的基础上研制而来。通过改变支腿的结构来调高机身，来实现便移运送和连续性装岩。避免了开临时车场的同时节省调车时间，提高了掘进工作效率。

【参考文献】

［１］傅兴夙.采煤概论.北京：煤炭工业出版社，1991.

作者：赵生

电动滚筒结构设计论文 篇2：

水泥装车机器人结构设计与分析

摘 要：以往在装卸袋装水泥时，常常需要大量人力，并且劳动强度非常大，还需要耗费较多时间。目前很多水泥厂商开始应用机械化装车设备，不仅减轻了工人的工作量，还在很大程度上提高了装车效率。文章对水泥装车机器人的工作原理进行了阐述，对水泥装车机器人的结构设计进行了论述，并对装车机器人的机械臂运动学进行了分析，以供相关人员参考。

关键词：水泥装车机器人；结构设计；吊架；机械臂；运动学分析

1.水泥装车机器人工作原理

第一步，在水泥袋顺着皮带滑动过程中，拨板会朝左侧搬运箱方向移动，水泥袋就顺着这个方向滑进此搬运箱。第二步，左侧机械臂移动到第一袋部位，与此同时，拨板朝右侧搬运箱方面移动，第二袋水泥滑进右侧搬运箱。第三步，左侧机械臂返回过程中，右侧机械臂朝第二袋水泥原先所在位置移动，此时拨板朝左侧搬运箱移动。按照这个流程循环往复，指导整排袋装水泥码放完成。在码放每一层水泥袋时，移动天车在导轨上不断匀速移动，当码完一层后，吊架部分的电动缸会向上提升，持续码放下一层[1]。

2.水泥装车机器人结构设计

2.1机械臂设计

为保证迅速将袋装水泥码放到位，机器人从支架拨盘位置将水泥袋接收并码放到制定位置，这要求机械臂应拥有大小臂以及搬运箱3个可转动关节，以便于接取和平移等各种动作的实施。大小臂以及搬运箱可利用减速电机实现转动，减速电机的传动比较高，并且传动精度以及传动效率也非常高，传统部件大都采用通用标准，并且市场售价相对较低，购买与安装都很容易。由于水泥装车机器人的机械臂关节重量及其扭矩是逐步传递的，所以大臂力矩必须最大化。本机器人采用大力矩伺服电机为机械臂提供力矩。

2.2吊架設计

水泥装车机器人的吊装结构的上下移动是利用电动缸的伸缩作用来实现的，以有效调整水泥装车时的高度，达到逐层码放水泥袋的目的，并合理消除斜皮带左右摇摆对装车作业造成的影响。在吊架结构中，上面部分有效连接移动天车，并加强固定。下面部分连接电动缸末端关节轴承以及支架。

2.3搬运厢设计

将机器人搬运箱结构中的伺服电机连接到减速器之后，同时又经底座装设在机器人的小臂结构的关节位置，减速器轴与中心轴在A型普通平键的基础实现连接，中心轴插装在小臂关节中的圆锥滚子轴承内圈，利用50型毡圈油封将下端轴承密封起来。相比于机器人的大臂结构，中心轴下端通过16x100型带孔销与法兰盘实现连接，法兰盘通过若干个螺栓与搬运箱外壳实现连接，搬运箱底部安装有24V电动滚筒，能够有效调节速度[2]。电机轴旋转过程中，中心轴受减速器作用而发生旋转，进而促使搬运箱进行转动。同时周边装设有接近式传感器，能够将搬运箱的转动速度控制在合理范围内，从而有效保证装车过程中对码放方向的要求。

3.机械臂运动学分析

水泥装车机器人的设计，涵盖了诸多运动学分析相关内容，尤其是机械臂运动学分析方面，其重点分析内容在于机械臂关节变量与末端执行器位姿的关系，主要包括运动学正解问题与运动学逆解问题等。机械臂运动学正分析是在机械臂各关节位移量或转角的基础上，对其末端执行器的位姿进行推算。而其运动学逆分析是在机械臂末端位姿的基础上对各关节位移量或转角进行计算。下面以机械臂运动学的正解为例，进行分析。

机械臂正解分析的主要内容是通过机械臂的运动学方程的建立，对末端执行器位姿围进行求解。从3自由度的机械臂方面出发，可得出相应的运动学方程：

（1）

该公式中：A1、A2、A3表示不同矩阵，是第m个连杆相对于第m-1个连杆的齐次变换。字母p表示末端点的位置矢量。字母n、字母o以及字母a，分别描述了相应姿态的3个相垂直的单位向量。

从这里可以得出：

（2）

在计算过程中应当对正解进行充分验证，以保证其正确性。当初始位置θ1=900，θ2=00，θ3=900时，将这些数据代入公式（2），可得出机械臂运动学方程结果：

此次计算结果与机械臂的具体位姿一致。

当大臂旋转900时，θ1=00，θ2=00，θ3=900，将这些数据代入公式（2），可得出机械臂运动学方程结果：

此次计算结果与机械臂具体位姿相一致。

从机械臂的运动学正解分析过程，可以发现，末端执行器位姿向量与其关节转角θ之间，存在一定的函数关系，若得知机械臂3个关节的转角θ1、θ2、θ3的确定值后，就能将其代入到公式（2）中，从而准确得出末端执行器位姿，以及相应位置的矢量，进而末端执行器坐标系相对于基坐标系的位姿也就得以确定，最后求得机械臂运动学正解。

作者：李凯

电动滚筒结构设计论文 篇3：

物流行业分拣机设计研究

关键词：物流行业;分拣机;设计

随着经济的发展以及生产能力的提升，物流作为第三利润源泉得到越来越多的關注。实现物流的现代化，需要采用快速、高效、自动化的物流设施设备，但我国的物流分拣作业目前很大一部分仍然依靠人力完成，占用了极大的劳力资源却达不到高效率。目前国内物流行业的快速发展与集成物流自动化程度低形成鲜明对比，尤其是快递邮政行业更需要自动化的物流装备提高分拣的效率，降低人工分拣造成的高出错率。分拣机器人分拣机可以轻松的处理大量商品，做到了最少化员工的劳力水平，提高了工作效率，在节奏越来越快的物流行业有极大的应用空间。分拣机器人分拣机拥有极高的工作效率，移动小车在分拣机器人分拣机工作过程中通过同步带连接着驱动轮，带动分裂盘运动。研究分拣机器人分拣机的结构，将帮助人们了解分拣机器人分拣机的作业过程，对其高效的工作效率有更加直观的认识，促进分拣机器人分拣机的研发及其在行业中的应用，改善目前行业中自动化程度低的状况，降低劳力成本，提升经济效益。

1我国物流行业自动分拣系统现状

我国自动分拣机的应用大约始于1980年代，随着业界对现代化物流的实际需求的增长，各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域，并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。在中国市场引进的“Sorter”分拣机、滑块分拣机和交叉带分拣机这两种分拣设备相比，“Sorter”分拣机的性价比是最高的。滑块分拣机采用直线型布局，故处理能力比“Sorter”分拣机要低;交叉带分拣机的结构导致占地面积大，而“Sorter”则能节约40%左右占地空间;在价格方面，“Sorter”分拣机的价格仅为交叉带分拣机的一半。

2物流行业分拣机系统组成

为了达到最基本的自动化分拣的目的需要分拣机系统三个部分的组成，在控制系统的协调控制下实现物件从供件系统进入分拣主机进行分拣后由下件系统完成物件的物理位置的分类，从而达到物件分拣的过程。

2.1供件系统

供件系统是为了实现分拣主机的高效、准确处理而存在的，因此这个系统并不是绝对必需的。图1是分拣机的组成部分，用于将包件准确无误的送入到带式小车中。

2.2主体运载系统

分拣系统是整个系统的核心部分，是实现分拣的主要执行系统，它的目的就是为了实现具有各种不同附载信息的物件在一定的策略逻辑关系的基础上实现物件的分配与组合;下件系统是分拣处理的末端设备，它的目的是为分拣处理后的物件提供暂时的存放位置，并实现一定的管理功能。图2用于承接由供件机供给的包件，并将包件送往预先设定的道口落袋。带有包件的分裂盘移动小车在到达预定的道口时被自带电机触发分裂盘，分裂盘打开使包件迅速落入袋中。主体运载系统从结构上采用同步带与移动小车的沉孔连接，而小车之间使用连接轴设置，使得小车在高速水平转弯时既平稳又转动自如;同时在结构上根本性的解决了分拣机在大载荷情况下的承载倾翻不可靠、不平稳等缺陷。

3物流行业分拣机要机构设计

3.1分裂盘结构设计

被动型分裂盘的设计过程需要考虑很多因素，如图3和图4，对材质的要求：要求耐磨损、寿命长，满足高强度的作业需求分裂盘采取特殊铝合金型的材质组成，这样的材质使分裂盘既轻便又坚固，可以防止分裂盘在上料时受损，增长使用寿命;对分拣动作的要求：要求响应速度要快，重力分拣可能会出现落袋不及时的缺点，可以通过加偏流和其他辅助设备，提高分裂盘的开合性;与双摇杆机构的配合：双摇杆机构与分裂盘配合，作用使分裂盘同时开合。方案采用电动滚筒进行设计，保证了运动可靠性，如图4。

3.2双摇杆机构的设计

双摇杆机构轴向固定件长18mm，固定机架长度200mm，联轴杆的杆长为180mm，同时在双摇杆机构中，两个轴向固定件均为最短杆。在这里设固定机架为最长杆，杆长为x1，轴向固定件是最短杆，杆长为x2，联轴杆杆长为x3，在这里对联轴杆进行校核。在分裂盘中，双摇杆机构的最短杆可知是轴向固定件，并不是机架。所以，第一种可能性被排除。因此，在分裂盘中的双摇杆机构的机架为任意杆。

双摇杆机构在控制分裂盘同时开合运动中，达到极限位置，可得知联轴杆最大长度，公式1：x1+x2≥X3+X2，可知X3

3.3电机与减速器设计

可知扭矩M=5927N·m，计算电机功率

由电动机额定输出功率可知，选取Y132S2三相异步电动机三相异步电动机功率：7.5KW电压：380V电流：15A绝缘：B噪音：83dB（A）转速2900r/min。广泛适用于不合易燃、易爆或腐蚀性气体的一般场合和无特殊要求的机械设备上，如金属切削机床、泵、风机、运输机械、搅拌机、农业机械和食品机械等。

在分裂盘同步带驱动轮的转速是9转/分钟，需要1：320的减速器，考虑到1：320的减速箱体积过大，效率较低，现用1：60的减速器，通过链条连接大链轮和小链轮，达到速比1：320的效果。1：60的减速器选取蜗轮蜗杆减速箱，如图5。

3.4上料机构结构设计

上料机构组成部分有上料机与传送带。其中上料机的主要工作是将包件集中供到传送带上。上料机（如图6），的制作材料选择钢材，经济实用。底座部件对装有包件的箱子起到固定作用，上面支架起到支撑作用，上面支架和底部部件之间通过轴承连接。上面支架通过翻转带动装有包件的箱子，在重力的作用下，包件被供到传送带上。

上料系统采用多条窄皮带传动的形式，有效的解决了输送胶带高速运转容易跑偏的缺陷。主要结构形式为焊接框架支撑的形式，两侧有检修门可方面对设备的维护工作。传送带（如图7），包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，一般采用输送带;承载构件用以承放物料，有料斗、托架等;驱动装置给输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器（停止器）等组成;张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定的张力和垂度，保证传送带正常运转;支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用滚轮、托辊等。

4物流行业分拣机最终设计

通过以上设计最终确定分拣机产品，矩形分拣机有4个驱动轮（轮直径2500mm），托盘高2600mm。整个分拣机占地区域：10.5mx56m，243个运送单元，每一单元2个托盘。托盘尺寸：400mmx500mm，卸货站有木质滑槽。滑槽直接卸货入滚动的存储容器。设计特点：可分拣物品包括单一信封和杂志，捆包信封和杂志，不规则形状物品和管状物品。最大尺寸：450mmx300mmx200mm，不限邮政编码数目，分拣出口介于210至272个，每一个分拣机1个捡除站。自动扫描：西门子OCR（光学字符阅读器）系统，如图7。

5结论

（1）设计了一种适用于快递、邮件等其他小型货物的分级输送装置，对国内市场上分拣机不足进行了改善;（2）机械机构、结构的改进，提出了一种除了交叉带分拣装置以外的相对轻量化分拣装置;（3）控制方式的改进，从上料到下料由集成控制系统控制，实现了作业的完全自动化;（4）结合当下实际情况所作出的基于TRIZ理论的分析设计，为后面的设计分析提供了理论支持。

作者：陈炳燃