一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115947045A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211514735.7(22)申请日2022.11.30(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人王鑫王亮李赛(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师刘辉(51)Int.Cl.B65G27/02(2006.01)B65G27/24(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种垂直布置式纵弯复合型旋转送料装置及其工作方法(57)摘要本发明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。本发明结构简单、装配容易，可以实现双向旋转运输。CN115947045ACN115947045A权利要求书1/2页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2CN115947045A权利要求书2/2页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