畢業(yè)設計---推塊式分揀機道岔執(zhí)行機構設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　推塊式分揀機分揀系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在物流行業(yè)飛速發(fā)展的今天，自動分揀設備占有非常重要的地位。長期以來國內(nèi)分揀技術較為落后，一定程度上影響了我國物流業(yè)的發(fā)展，急需大量引進一種高速而有效的分揀

2、設備，推塊式分揀機正好符合此要求。</p><p>　　論文通過吸收和借鑒國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進設計理念，先對分揀系統(tǒng)進行了總體方案設計，然后對分揀系統(tǒng)的道岔執(zhí)行機構按照其組成部分進行了詳細的設計。在設計的整個過程中，充分考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性、準確性，并且集合工程實際，使系統(tǒng)在穩(wěn)、快、準三方面的綜合性能達到最佳效果。設計最后還運用了pro/e軟件對道岔執(zhí)行機構進行了三維實體造型，為下一部的三維仿真奠定了基礎。

3、</p><p>　　關鍵詞：推塊式 分揀機 氣動 道岔執(zhí)行機構</p><p>　　Abstract The rapid development of the logistics industry today, Bechtel, automatic sorting system occupies a very important position. For a long

4、 time sorting system more backward country in light of the current world's advanced automated sorting processing equipment design experience, a more reasonable and effective sorting equipment came into being, it is p

5、ushing block-sorting machines. Papers by absorbing and drawing on similar products at home and abroad advanced design concepts, the fir</p><p>　　Pneumatic Turnout implementing agencies</p>

6、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要 ------------------------------------------------ Ⅰ</p><p>　　英文摘要 ------------------------------------------------ Ⅱ</p><p>　　1 前言

7、 ------------------------------------------------- 1</p><p>　　1.1 自動分揀技術的發(fā)展及其現(xiàn)狀 -------------------------- 1</p><p>　　1.2 自動分揀機的種類 ----------------------------------- 3</p><p&g

8、t;　　2 推塊式分揀機技術方案 --------------------------------- 6</p><p>　　2.1 總體運行方案 ------------------------------------- 6</p><p>　　2.2 主要技術參數(shù) ------------------------------------- 6 </p>&l

9、t;p>　　2.3 關鍵技術 ---------------------------------------- 7</p><p>　　2.4 技術概況 ----------------------------------------- 8</p><p>　　3 推塊式分揀機固定分揀道岔數(shù)學模型建立 ---------------- 15</p>&

10、lt;p>　　3.1 起始段的動力設計計算 ----------------------------- 16</p><p>　　3.2 下線口段的動力設計計算 --------------------------- 19</p><p>　　3.3 中間段的動力設計計算 ----------------------------- 21</p><

11、;p>　　4 道岔執(zhí)行機構方案設計 ---------------------------------- 22</p><p>　　4.1 電磁式 ------------------------------------------- 22</p><p>　　4.2 水平氣動式 -------------------------------------- 24<

12、/p><p>　　4.3 垂直氣動式 -------------------------------------- 26</p><p>　　5 道岔執(zhí)行機構零件設計 ---------------------------------- 29</p><p>　　5.1 換向塊的設計 -------------------------------------

13、 29 </p><p>　　5.2 換向塊與氣缸的連接設計 --------------------------- 36</p><p>　　5.3 氣缸的固定 --------------------------------------- 38</p><p>　　5.4 導向桿設計 ---------------------------------

14、------ 41</p><p>　　5.5 氣缸負載校核 ------------------------------------- 45</p><p>　　6 計算機仿真 -------------------------------------------- 47</p><p>　　結 束 語 ------------------------

15、------------------------ 50</p><p>　　致 謝 -------------------------------------------------- 50</p><p>　　參考文獻 ------------------------------------------------ 51 </p><p><b&

16、gt;　　1 緒 論</b></p><p>　　隨著國內(nèi)科學技術的發(fā)展，以及郵政整體發(fā)展方向的調(diào)整，其內(nèi)部分揀處理設備的要求必然要適應新的目標要求。為了達到“營業(yè)窗口電子化，搬運裝卸機械化，內(nèi)部處理自動化，信息傳輸網(wǎng)絡化”的要求，解決現(xiàn)在現(xiàn)行分揀設備不能適應多種尺寸范圍的包件分揀的矛盾，結合當前世界上先進的自動化分揀處理設備的經(jīng)驗，需要采用更加合理而有效的處理方式——推塊式分揀機。</p&g

17、t;<p>　　據(jù)有關專家統(tǒng)計分析，商品成本中約有80%—90%是流通成本，而流通成本中的80%是物流成本，因此物流占商品成本64%以上。同時根據(jù)商品流通業(yè)的統(tǒng)計，目前中國社會商品零售總額已達到3.11萬億元，從事商品零售批發(fā)貿(mào)易業(yè)務的機構有4141萬家，營業(yè)面積超過5000平方米的大型超市已達300多家，但是這些商品處理中心的商品配送能力嚴重不足，倉儲功能單一，向現(xiàn)代化物流企業(yè)轉(zhuǎn)變已經(jīng)是其必然的發(fā)展方向。郵政業(yè)依靠其統(tǒng)一

18、、完善的快遞網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)在客觀上成為國內(nèi)商品配送的最佳網(wǎng)絡，在市場經(jīng)濟條件下開拓新的業(yè)務領域已成為行業(yè)的共識。這就要求能處理廣泛尺寸下的各種物件，以適應新的形勢下對自動化分揀處理的要求。</p><p>　　在發(fā)達國家，物流領域被作為第三利潤增長點來看待，是現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的基石，自動化處理設備層出不窮，因此借鑒國外先進的技術經(jīng)驗是迅速趕超或達到國外同類型設備處理能力的有效辦法。為了解決這一難題，結合現(xiàn)有的實際情

19、況，采取廠校聯(lián)合的方式同時消化吸收國際上成熟技術成果開發(fā)的道路，發(fā)揮各自的優(yōu)點是有效、快速的完成這一新型分揀處理系統(tǒng)的較好辦法。</p><p>　　1.1 自動分揀技術的發(fā)展及其現(xiàn)狀</p><p>　　生成高度發(fā)達的國家，物理量非常大，其中大量的物品需要經(jīng)過分揀才能分配到各個用戶，因此歐美各國和日本采用了大量的各種類型的分揀系統(tǒng)來完成分揀這一繁瑣而又枯燥的工作。特別是第二次世界大戰(zhàn)以后

20、分家技術發(fā)展很快，分揀系統(tǒng)規(guī)模越來越大，分揀能力越來越高，應用范圍越來越廣，已經(jīng)成為物流系統(tǒng)中的重要組成部分。</p><p>　　分揀是指為進行運輸、配送，把很多貨物按品種、不同的地點和單位分配到所設置的場地的作業(yè)。按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機械分揀和制動分揀三大類。</p><p>　　人工分揀基本上是靠人力搬運，把所需要的貨物分門別類地送到指定的地點，或利用最簡單的器具和手推

21、車等，這種分揀方式勞動強度大，分揀效率最低。</p><p>　　機械分揀是指以機械為主要運輸手段，還要靠人力進行揀選，這種分揀方式用得最多的是運輸機，有板條式輸送機、傳輸帶、輥道運輸機等，也有的叫“輸送機分揀”。這種方式是用設置在地面上的輸送機傳輸貨物，在各分揀位置配置作業(yè)人員，當看到標簽、色標、編號等分揀標志時，邊進行揀選，在放到手邊的簡易傳送帶或場地上。也有用“箱式托盤分揀”，即在箱式分揀中裝入待分揀的貨物

22、，用叉車的機械移動箱式托盤，用人力把貨物分到分揀的位置，或再利用箱式托盤進行分配。使用較多的是在箱式托盤的下面裝車輪的滾輪箱式托盤。這種分揀方式投資不多，可以減輕勞動強度，提高分揀效率。</p><p>　　自動分揀是指貨物從進入分揀系統(tǒng)到指定的分揀位置為至，都是按照人們的指令靠自動裝置來完成的。這種裝置是由接收分揀指令信息的控制裝置、計算機網(wǎng)絡、搬運裝置、分支裝置、緩沖站等構成。所以，除了用終端的鍵盤、鼠標或其

23、他方式向控制裝置輸入分揀指示信息的作業(yè)外，由于全部采用的是自動控制作業(yè)，因此分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較大。</p><p>　　分揀系統(tǒng)除了用于郵政系統(tǒng)的郵包信件處理和鐵路列車的行包處理，已發(fā)展到食品工業(yè)、造紙業(yè)、化工業(yè)、機械制造、超市配送中心配送、出版業(yè)等各行各業(yè)，廣泛使用自動分揀從大到小各式各樣的物品。</p><p>　　自動分揀系統(tǒng)的規(guī)模和能力已有很大的發(fā)展，目前大型分揀系

24、統(tǒng)大多能分揀幾十個到幾百個種類物品，分揀能力達到每小時萬件以上。國外分揀系統(tǒng)規(guī)模都很大，主要包括進給臺、信號盤、分揀機、分揀信息識別系統(tǒng)、設備控制系統(tǒng)等幾大部分，還要配備外圍大的各種運輸和裝卸機械，組成一個龐大而復雜的系統(tǒng)。自動分揀系統(tǒng)大部分與自動化立體倉庫連接起來，配合自動導引車、拖鏈小車等其他工具組成復雜的系統(tǒng)，分揀系統(tǒng)在總體布置上，可以說千變?nèi)f化。</p><p>　　從分揀技術水平上說，歐美各國發(fā)展最早，

25、技術比較成熟，目前處于世界領先地位。日本則在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展很快，到1985年自動分揀機總量達366套，號稱世界上擁有自動分揀機最多的國家，從1970-1985年有338臺自動分揀機投入運行，其中58.32%用于儲運業(yè)，17.15%用于銷售業(yè)。日本一位物流專家認為，在用戶需求表現(xiàn)為多品種小批量的時代，物流技術的三大措施是自動分揀機。自動化倉庫和無人自動牽引車。自動化倉庫是基本成熟的產(chǎn)品，無人自動牽引車是發(fā)展中產(chǎn)品，自動分揀機是接近成

26、熟的產(chǎn)品。這可以認為是國外專家對于自動分揀系統(tǒng)在物流技術中的地位和現(xiàn)狀的一個較好的概況。</p><p>　　我國自動分揀技術起步較晚，目前已能與世界先進水平保證同步，但缺少技術創(chuàng)新能力，使用自動分揀技術的物流系統(tǒng)也較少，大部分小型超市配送中心仍然依靠人工分揀。在20世紀80年代，我國最初是一些郵政局采用小型的半自動翻盤分揀機，由于郵政分揀。1990年為迎接第十一屆亞運會，從荷蘭行進了一套有3個入口、60個出口的

27、自動分揀系統(tǒng)，成立了北京食品配送中心，每小時可配送3000件貨物，使我國分揀技術有了一個飛躍。</p><p>　　1.2 自動分揀機的種類</p><p>　　在分揀系統(tǒng)中，分揀機是最主要的設備，由于在各行各業(yè)使用分揀機，分揀對象不論是在尺寸重量上還是在外形上都有很大的差別，小的可以分揀信件，大的可以分揀長度大1500mm的大型物品，因此分揀機的種類十分繁多，主要有一下幾種。</

28、p><p>　　1.2.1 橫向推出式分揀機</p><p>　　使用較多的是鋼帶式橫向推出式分揀機，他是指貨物輸送到指定的部位靠拔桿的橫向轉(zhuǎn)動推動貨物進行分揀。鋼帶運行速度很快，有的達120m/min，因此分揀能力很大，每小時可達萬件以上。一般情況下，分揀的貨物不受紙箱、袋裝、木箱等包裝形態(tài)的限制，能用運輸機運輸?shù)呢浳锟扇渴褂?。但分揀時對分揀物品有一定的沖擊，太薄的物品、容易轉(zhuǎn)動的物品、不

29、宜采用這種方式。分揀能力越高，分揀機器的沖擊力也越大，所以必須注意防止物品的損壞。另外，因為速度該，要求分揀口之間保持較達的間隔，因此可能設置的分揀口數(shù)較少，如圖1.2-1所示。</p><p>　　1.2.2 升降推出式分揀機</p><p>　　升降推出式分揀機式從搬運運輸機的下側(cè)用浮出裝置把貨物托起，轉(zhuǎn)動一個向的坡度，送到搬運輸送機外面進行分揀的裝置。在分揀時給予貨物的沖擊較小，最適

30、合于分揀底面平坦的紙箱、托盤狀的各種貨物，但不能分揀很長的或底面不平坦的貨物。</p><p>　　1.2.3 推塊式分揀機</p><p>　　推塊式分揀機是由鏈板式輸送機和具有獨特形狀的滑塊在鏈板間左右滑動進行商品分揀的推塊等組成。推塊式分揀系統(tǒng)是由推塊式分揀機，供件機，分流機，信息采集系統(tǒng)，控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)等組成。</p><p>　　推塊是分揀機可適應不同

31、大小、重量、形狀的各種不同商品、分揀時輕柔無沖擊、分揀動作準確、還可向左、右兩側(cè)分揀，占地空間小、分揀時所需商品間隙小，分揀能力高達18000個/時、機身長，最長達110米，出口多。因為以上特點，推塊是分揀機在物流行業(yè)得到了較廣泛的應用。</p><p>　　1.2.4 輥子浮出式分揀機</p><p>　　這種分揀裝置（如圖1.2-2所示）可與輥子輸送機、平帶輸送機融為一體，放在輸送系統(tǒng)

32、的岔口處，這可看成是一種分流裝置，在沒有分揀任務是，可作為輸送機輸送貨物。該裝置在對應岔口的入口處設置了一排短輥子，這些短輥子與主滾道上表面水平，可通過氣動元件向兩側(cè)擺動和浮出主輥道的上表面。這些短輥子表面通過上膠或采用聚氨脂材料增大摩擦力，從而帶動貨物轉(zhuǎn)向。如果岔道上的輥子是主動輥子并且上了膠，加上采用上述的變向措施，就很容易達到較高的效率。采用這種裝置，道岔可與主輥道成，在岔道方向與主到成的情形時，要在道岔前加一個轉(zhuǎn)速較快的變向輥子

33、來支持輸送貨物的變向。這種分揀裝置輸送速度可達，每小時可分流7000件貨物。</p><p>　　圖1-2 輥子浮出式分揀機</p><p>　　2 推塊式分揀機技術方案</p><p>　　推塊式分揀機是為了適應對不同尺寸范圍的物件能高效、柔性分揀的要求而開發(fā)試制的，其結構示意圖如下：</p><p>　　圖2-1　推塊式分揀機總體結構示

34、意圖</p><p>　　1－供件系統(tǒng)　2－機架與軌道　3－傳動系統(tǒng)　4－分揀道口</p><p>　　5－分揀系統(tǒng)　6－主體運載系統(tǒng)　7－收容格口</p><p>　　2.1 總體運行方案</p><p>　　為了更好的驗證開發(fā)研制的結論，在試驗段可建立一臺功能樣機以滿足對設計參數(shù)的測試以及對方案的完善。</p><p&

35、gt;　　2.2 主要技術參數(shù)</p><p>　　分揀效率：8000件/小時</p><p>　　包裹尺寸：最長邊：1500mm</p><p><b>　　最短邊：200mm</b></p><p>　　三邊之和：<1900mm</p><p><b>　　包裹重量：50Kg&

36、lt;/b></p><p>　　有效寬度：850mm</p><p>　　主機運行速度：2m/s</p><p>　　整機噪音：<72dB(A)</p><p>　　整機壽命：>45000h</p><p><b>　　2.3 關鍵技術</b></p><

37、p>　　推塊式分揀機是為了適應對不同尺寸范圍的物件能高效、柔性分揀的要求而開發(fā)試制的，因此其關鍵技術也是圍繞這一中心而產(chǎn)生的。從開發(fā)的初期來看，大致有以下幾個方面：</p><p>　　高速主機運動狀態(tài)下，整機的噪音控制</p><p>　　大范圍變負載的情況下，主機的恒速控制</p><p>　　分揀機構在高頻次（9500次/小時）條件下的可靠性</p

38、><p>　　對多個不確定數(shù)量推塊的閉環(huán)、有效、高精度的跟蹤</p><p>　　物件外形測量的數(shù)據(jù)與預定推塊數(shù)量的動態(tài)調(diào)配</p><p>　　對物件信息的采集及處理</p><p><b>　　2.4 技術概況</b></p><p>　　2.4.1主體運載部分</p><p&

39、gt;　　主體運載部分由一系列多個鏈板通過鏈條柔性連接而成為封閉的環(huán)鏈運載系統(tǒng)。鏈板采用高強度鋁合金材料高壓拉制成形，兩側(cè)采用螺接固定園鋼的方式作為滑軌或者直接在型材上形成圓弧形軌道面并或直接在鋁合金表面噴涂硬質(zhì)合金?；瑝K采用高強度鋁合金拉制形型材加工而成，動作接觸部分為工程塑料，內(nèi)鑲優(yōu)質(zhì)的滑動軸承與鏈板的圓弧面軌道配合，并可順暢的在其表面作往復式滑動。</p><p>　　同時在鏈板的結構設計中，根據(jù)驅(qū)動方式從

40、鏈條傳動提高到直線電機傳動的需要預留次級板的安裝位置，為將來的技術提升作準備。</p><p>　　由于采用高強度的鋁合金材料，鏈板的整體質(zhì)量在強度保證的情況下得到了降低，同時由于是采用模具拉制成形其尺寸精度的穩(wěn)定性較好，有利于質(zhì)量的保證，即傳動的準確性。</p><p>　　2.4.2 機架、軌道部分</p><p>　　機架采用焊接單元的方式，既保證了各個機架單

41、元的牢固性又使得每一個單元之間具有一致的標準性。材料采用普通的型材，降低加工的成本。軌道采用鋁合金拉制成形，即斷面的結構根據(jù)鏈板運行合機架連接等要求進行特殊設計，使之應該可以滿足由于整機規(guī)模的變化而造成的鏈條規(guī)格的變化以及連接強度的變化，因此軌道的設計非常重要的。機架與軌道通過軌道下側(cè)特殊設計的T形槽進行連接，同時輔助予連接支板使得連接更加牢靠。</p><p>　　2.4.3 傳動部分</p>&

42、lt;p>　　傳動部分通過前期的調(diào)研以及結合我廠的技術能力，采用直線電機或者是鏈輪驅(qū)動的方式。直線電機的傳動方式由于是無接觸的傳動，驅(qū)動部件之間沒有機械磨損以及碰撞，因此整機的運行噪音將有大幅度的降低。但同時由于直線電機本身的技術特性其傳動的剛性和效率較低，在多負載變化、長距離輸送的條件下保持速度的均衡性存在一定的技術難度，將在很大的程度上制約高速分揀的可靠性以及準確性。</p><p>　　同時，通過技術

43、資料的查詢以及其他多方面的咨詢該項目的主鏈速度為2m/s，在輸送鏈領域?qū)儆谥械退讉鲃拥姆秶?。每一塊鏈板自帶膠質(zhì)行走輪，運行部分鏈條本身不產(chǎn)生噪音，從動和驅(qū)動部分采用封閉式結構并輔助高效吸音材料阻隔噪音向外界的傳遞，因此傳動部分運用輸送鏈是可行的。</p><p>　　2.4.4 分揀部分</p><p>　　分揀部分是推塊式分揀機的心臟部分，是分揀動作的具體執(zhí)行部分。從該總成部分由兩部分組

44、成：道岔執(zhí)行系統(tǒng)和固定分揀系統(tǒng)。道岔執(zhí)行系統(tǒng)的主要功能是在控制系統(tǒng)根據(jù)運算獲得同步觸發(fā)信號后迅速完成滑塊的路向變更使之能快捷順暢的導入到固定分揀系統(tǒng)中，完成滑塊的分揀動作。固定分揀系統(tǒng)的作用是控制進入其中的滑塊按照設計給定的曲線進行相對于鏈板主鏈速度垂直的橫向移動。為了保證滑塊在高速狀態(tài)下平穩(wěn)在固定分揀系統(tǒng)中運行，其運動曲線要求在速度變化的情況下能保證與改向輪之間最小的沖擊性和加工的可行性，因此該曲線的模型設計是非常關鍵的。</p

45、><p>　　根據(jù)方案參數(shù)計算，在主機速度2m/s的情況下道岔執(zhí)行系統(tǒng)的工作時間小于75ms，為了能準確穩(wěn)定的完成動作將采用氣動執(zhí)行機構作為動力源。</p><p>　　2.4.5 供件部分</p><p>　　為了更好的實現(xiàn)推塊式分揀機對不同外形尺寸包裹的廣泛適應能力，可以采用兩種形式的供件系統(tǒng)。這兩種供件系統(tǒng)均能夠測量物件的外形尺寸，重量以及位置等物理屬性，通過采集

46、的這些數(shù)據(jù)使得供件系統(tǒng)能達到準確供件的目的。</p><p>　　供件系統(tǒng)主體部分采用鋁合金型材拉制成型，不僅使得整機簡潔明了同時也保證了整機的精度能得到控制。整體結構為單元模塊化，可針對不同的流程工況進行擴展性拼裝組合設計。</p><p>　　但是在結構形式上又有不同的方面，采用與主機零度夾角的方式可以使得超長件能正常進入分揀部分，并且能有效的控制物件在主機上垂直其速度方向的位置。不足

47、之處在于只能單臺排布不利于達到主機的分揀能力；采用與主機非零度（如30度）夾角的方式可以進行多臺協(xié)同作業(yè)，使得整個供件系統(tǒng)的供件效率能夠滿足主機的分件效率，不足的地方在于該方式的供件系統(tǒng)對物件的適應能力相對較差。</p><p>　　2.4.6 控制部分</p><p><b>　　a.慨述</b></p><p>　　推塊式分揀機監(jiān)控管理系統(tǒng)

48、，采用美國Think&Do公司90年代末推出的基于計算機控制(PC-based Control)的先進工控軟件和無錫易控公司生產(chǎn)的給予Think&Do軟件的11Mbps無線網(wǎng)橋、RTU基架、輸入輸出模塊.</p><p>　　該管控自動化系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模擬量控制系統(tǒng)、順序控制和保護系統(tǒng)、集中系統(tǒng)仿真診斷、無限點SOE記錄分析功能于一體化，能滿足分揀機實時監(jiān)控的要求，確保系統(tǒng)安全高效地運行和診

49、斷維護。</p><p>　　PC-based Control控制軟件和Optilogic以太網(wǎng)控制RTU之間可以采用方便靈活而可靠的帶跳頻和擴頻功能無線以太網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器。在某些特殊的工業(yè)現(xiàn)場或維護和鋪設通訊電纜比較困難的地方，采用無線以太網(wǎng)控制方式是最好、最可靠和最便宜的方案。</p><p>　　全部Optilogic模塊是即用型的，可熱插拔。</p><p>

50、　　每個子系統(tǒng)用一臺電腦可連接Optilogic以太網(wǎng)控制器多達100臺。由于Optilogic基架上帶IP地址設定，其設置為0～99，所以一臺計算機通過以太網(wǎng)方式最多能帶100臺。由于采用Think&Do編程控制軟件沒有I/O點數(shù)無限制，Optilogic以太網(wǎng)控制器的I/O點數(shù)也同樣不受限制。</p><p><b>　　b.系統(tǒng)配置</b></p><p&g

51、t;<b>　　c.功能需求分析</b></p><p>　　c.1 系統(tǒng)的功能結構框圖</p><p>　　c.1.1圖形監(jiān)控系統(tǒng)(CGS)：采用中文界面，具有動態(tài)監(jiān)控分揀系統(tǒng)運行狀態(tài)，各功能模塊故障顯示等功能。</p><p>　　c.1.2告警系統(tǒng)：當分揀機有不正常情況時，自動發(fā)出告警信號在監(jiān)控畫面上。</p><p&

52、gt;　　c.1.3主控系統(tǒng)(MCS)：具有橋接各功能模塊，集中進行復雜計算，向各功能模塊發(fā)出控制指令等功能。</p><p>　　c.1.4驅(qū)動控制及同步系統(tǒng)：鏈條驅(qū)動，具有一個同步盤,用于監(jiān)控物體同步。由于機器運轉(zhuǎn)速度較快，兩同步之間的距離需為兩塊鏈板的距離。</p><p>　　c.1.5供件機控制系統(tǒng)：具有郵件全節(jié)目信息錄入或郵件信息條形碼掃描輸入，測量郵件的物理特性（體積、重量、

53、長度）后，準確將郵件導入相應推塊。</p><p>　　c.1.6推塊控制系統(tǒng)：當物體靠近相應格口時，打開道岔，推塊按相應的軌道運動，將物體推入相應格口。</p><p>　　c.2推塊式分揀機控制系統(tǒng)實施方案</p><p>　　c.2.1 供件機控制系統(tǒng)</p><p>　　件機控制系統(tǒng)由若干個供件臺組成，供件臺由測量體積及信息輸入段，稱

54、重及等待段，導入段組成。（如圖2-3）</p><p>　　供件臺與分揀機主軌道呈45度角相接或呈0度角相接。</p><p>　　每個按鍵席位最高供件速度為１８００件／小時，根據(jù)需要由分揀員用鍵盤鍵入郵件全節(jié)目信息或用條碼掃描器錄入郵件的相關信息。經(jīng)系統(tǒng)判別無誤后由上件機將郵件供入推塊式分揀機。</p><p>　　上機分揀的郵件在尺寸測量段和稱重段上進行動態(tài)測量

55、，由系統(tǒng)建立數(shù)學模型并做出相應的計算。然后由導入段隨同步信號將郵件準確平穩(wěn)地送入推塊式分揀機上。</p><p>　　為使上機分揀的郵件能準確可靠地送入推塊式分揀機以及供件速度與主機運行速度相匹配，則在驅(qū)動部位采用帶變頻調(diào)速裝置的三相異步電機來進行驅(qū)動控制。</p><p>　　c.2.2 分揀及其控制系統(tǒng)</p><p>　　c.2.2.1 分揀機對郵件的運導是

56、由一系列相互連接的鏈板進行傳輸。當物體需進入某格口時，通過鏈板上的推塊動作使其進入相應格口。 </p><p>　　c.2.2.2 鏈板的驅(qū)動通過一臺三相異步電機帶動鏈條轉(zhuǎn)動</p><p>　　c.2.2.3 分揀機的控制系統(tǒng)由網(wǎng)橋?qū)⒏骺刂颇K同一個中央控制系統(tǒng)（MCS） 連接起來。各控制模塊控制每個I/O點，采集各種故障情況反饋給中央控制系統(tǒng)。</p><p&

57、gt;　　c.2.2.4 用戶接口采用圖表用戶接口形式，該系統(tǒng)基于通用PC機，可將分揀機的工作報表以圖表形式顯示，系統(tǒng)也能以圖表畫面顯示分揀場地的各個部分。</p><p>　　c.2.2.5 操作人員通過PC上的圖形界面進行開關機操作。</p><p>　　c.2.3 同步信號裝置</p><p>　　c.2.3.1 同步信號裝置是控制系統(tǒng)為跟蹤在推塊式分揀

58、機上郵件運行位置以及所占據(jù)的推塊數(shù)的信號發(fā)生裝置。它的可靠性將直接影響整機的分揀性能。</p><p>　　c.2.3.2 該分揀機的同步信號裝置采用抗干擾性能好的無接觸開關或紅外線光電開關，將它安裝在驅(qū)動部位，通過一個同步盤，接受同步信號。</p><p>　　c.2.4 告警裝置</p><p>　　c.2.4.1 滿格口告警及計數(shù)顯示</p>

59、<p>　　各格口處設有滿格口告警裝置與控制系統(tǒng)相接，控制系統(tǒng)根據(jù)郵件的重量，體積和件數(shù)來進行滿格口檢測。滿格口時系統(tǒng)自動鎖定格口并發(fā)出聲光告警。格口內(nèi)的郵件數(shù)量由監(jiān)控系統(tǒng)隨時更新顯示，滿格口告警和當前計數(shù)值，可通過監(jiān)控畫面的復位按鈕解除和清零。</p><p>　　c.2.4.2 氣壓告警</p><p>　　當無氣壓時發(fā)出告警信號。</p><p>　

60、　c.2.4.3 道岔告警</p><p>　　在道岔的吸合口裝一個檢測開關,當?shù)啦響撐隙次蠒r，發(fā)出告警信號。</p><p>　　c.2.4.4 供包機告警</p><p>　　在每一臺電機上裝一個同步盤，在相應的同步盤上裝一個檢測開關，當電機應該轉(zhuǎn)動而無同步信號時，發(fā)出告警信號。</p><p>　　c.2.4.5 整機告警<

61、;/p><p>　　當整機應該運轉(zhuǎn)而無同步信號時，發(fā)出告警信號。，</p><p>　　3 推塊式分揀機固定分揀道岔數(shù)學模型建立</p><p>　　為了能準確穩(wěn)定地完成動作 ,將采用氣動執(zhí)機構作為動力源。固定分揀道岔的作用如前所述 ,就是控制進入道岔的推塊按設計給定的曲線軌跡移動。其中 ,由于推塊是套在鏈板上的 ,推塊始終有一個與鏈板同步的水平直線運動速度 ,所以構造

62、的道岔曲線應保</p><p>　　證在該方向上的動力參數(shù)為:</p><p><b>　??； </b></p><p>　　首先 ,為了在高速狀態(tài)下推塊能平穩(wěn)地推動物件到相應的分揀道口 ,我們當然希望推塊進入固定分揀道岔后盡可能勻速 ,以減少沖擊 ,從而減小噪音 ,提高整機壽命。但在推塊剛進入以及離開固定分揀道岔時 ,由于存在運動方向的改

63、變 ,必然會產(chǎn)生加速度 ,造成沖擊;而中間部分則可將其設計為直線段 ,保證推塊勻速運動。因此 ,我們可將固定分揀道岔曲線分為起始段、中間段和下線口段三段來進行動力分析。如圖3-1。</p><p>　　其中,為了有效分揀 ,中間段 CD 為直線段 ,其斜度為分揀道口下線口角度α= 30° 。</p><p>　　圖3-1　固定分揀道岔曲線簡圖</p><p&g

64、t;<b>　　∵</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　3.1 起始段的動力設計計算</p><p>　　如圖3-1所示 ,起始段的A 端與水平直線道軌連接 ,C端與中間段連接 ,在y方向上速度由 0～1. 155m/s ,加速度由0～0 ,為了減小沖擊 ,就必須避免起始段曲線運動方向的突變

65、 ,即運動速度與加速度應連續(xù)變化 ,不應出現(xiàn)躍變 ,如圖3-2。</p><p>　　圖3-2　起始段速度、加速度曲線示意圖</p><p>　　圖3-2初步分析看 ,固定分揀道岔起始段軌跡曲線至少應該是四次曲線。通過粗略的運動分析 ,并進行方案的對比、優(yōu)化 ,對圖3-2所示的固定分揀道岔起始段的加速度曲線進行適當?shù)男薷?,將其構造為AB、 BC對稱的兩段來分析 ,如圖3-3 ,這樣既可滿

66、足分揀要求 ,又可使道岔曲線的加工變得更加簡單可行。</p><p>　　圖3-3　起始段加速度曲線示意圖</p><p>　　由于氣動道岔執(zhí)行機構安裝在起始段處 ,為了有效準確地完成路向變更 ,并且前后推塊的導向輪與換向塊不能發(fā)生干涉 ,所以推塊走過起始段所需的時間 的選擇就非常關鍵。因為相鄰兩推塊導向輪的間距為 190. 5mm ,導向輪直徑為 40mm ,所以首先應該使起始段在 x

67、 方向上的投影距離小于 ,并且為了減小該段中的最大加速度 ,起始段在 x 方向上的投影距離越接近越好 ,但又考慮到氣動道岔執(zhí)行機構響應所需的時間 ,經(jīng)過數(shù)個方案的最優(yōu)化比較 ,最終選定 = 0. 06 s ,起始段在 x 方向上的投影距離為= 2 ×0. 06 = 0. 12 m = 120 mm。由此可得起始段的加速度曲線 ,如圖3-4。</p><p>　　圖3-4　起始段加速度曲線圖</p&

68、gt;<p><b>　　其中 ,</b></p><p>　　3.1.1 AB段的動力設計</p><p>　　從圖3-4分析可知 , ----（1）</p><p>　　∵ --------------------（2）</p><p>　　--------------------

69、（3）</p><p>　　又 ∵t = 0時 , ，，，將其及式(1)代入式(2) 、 (3)則有：</p><p>　　---------------------（4）</p><p>　　---------------------（5）</p><p><b>　　另外： ∵ </b></p>&l

70、t;p>　　---------------------（6）</p><p>　　將式(6)代入式(5) ,則有：</p><p>　　， ---------------（7）</p><p>　　由式(4) 、 (5) 、 (6)就可求得 B 點處的運動參數(shù),</p><p>　　當 t = 0. 03s 時： </p>

71、<p>　　-------------------------------（8）</p><p>　　3.1.2 BC段的動力設計</p><p>　　從圖3-4分析可知 ,</p><p>　　------------（9）</p><p>　　將式(9) 、(6)及初始條件(8)式代入式(2) 、(3) ,可得</p&g

72、t;<p>　　--------------------（10） </p><p>　　------------（11）</p><p>　　x ∈[0. 06 ,0. 12 ] </p><p>　　------------------------- -------（12） </p><p>　　由式(10) 、 (11)

73、、 (12)就可求得 C 點處的運動參數(shù) ,即當 t = 0. 06 s 時 , </p><p><b>　　-----（13）</b></p><p>　　由此可得到起始段 ABC的道岔曲線軌跡圖 ,如圖 3-5所示。</p><p>　　3.2 下線口段的動力設計計算</p><p>　　與起始段ABC的動力分析原

74、理相似 ,將下線口段曲線分為 DE、 EF對稱的兩段來分析 ,另外 ,通過對下線口處道岔與直線軌道交接處的結構分析 ,以及盡可能減小沖擊的原則 ,最終選定下線口段的時建立第二坐標系 UDV。圖 3-4 為下線口段加速度曲線。</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　圖3-5　下線口 加速度圖</p><p>　　3.2.

75、1 DE段的動力設計</p><p>　　與 ABC段的動力分析類似 ,從圖 3-5 分析 ,通過計算可得 </p><p>　　圖3-6　固定分揀道岔曲線圖</p><p>　　∵ </p><p><b>　　∴ 　 </b></p><p>　　3.2.2 EF段的

76、動力設計</p><p>　　與 ABC段的動力分析類似 ,從圖 3-5 分析 ,通過計算則有 ,</p><p><b>　　∵ </b></p><p><b>　　∴ </b></p><p>　　下線口段 DEF的道岔曲線軌跡圖 ,如圖3-6所示。</p><

77、p>　　3.3 中間段的動力設計計算</p><p>　　我們在前面已經(jīng)提到 ,為了有效分揀 ,中間段CD為直線 ,斜率為tg30° ,如圖3-6 ,其直線軌跡方程為：</p><p>　　其中 , x 下限的求法如下 ：,</p><p>　　∵ 1. 1 × tg30° = 0. 6351 m</p><p

78、>　　點 W 的縱坐標為0. 85 - 0. 6351 = 0. 2149 m , CW 段在 x 軸上的投影長度為：</p><p>　　∴點 W 的坐標為 W(0. 4322 ,0. 2149) . D 點與 F點 y向坐標之差為 0. 1732 - 0 = 0. 1732 = 0. 3 ×tg30° ,故點 E的x 向投影與 E′ 點重合 ,故 E點x 向坐標值為1. 1 + 0.

79、 4322 = 1. 5322 m ,故 D 點 x 向坐標值為 1.5322 - 0. 3 = 1. 2322 m ,D 點 y 向坐標值為 0. 85 -0. 3 × tg30° = 0. 6768 m ,故 D 點坐標為D(1. 2322 ,0.6768) .</p><p>　　由以上分析,我們得到了固定分揀道岔的曲線方程及所在位置 ,圖3-6為其軌跡曲線圖。</p>&

80、lt;p>　　4 道岔執(zhí)行機構方案設計</p><p><b>　　4.1 電磁式</b></p><p>　　圖4-1 電磁式道岔執(zhí)行機構示意圖</p><p>　?。?、導向輪 2、電磁鐵 3、固定道岔 4、直線導軌 ）</p><p>　　如上圖所示,電磁式方案是利用電磁鐵通電時，產(chǎn)生的電磁力將推塊吸引

81、到固定分揀道口。詳述如下：</p><p>　　在固定分揀道岔的起始段以及其前面30mm到40mm的內(nèi)側(cè)為電磁鐵帶，其上附有數(shù)個電磁鐵，電磁鐵帶在x方向上的投影長度略大于推塊的長度，以保證在執(zhí)行路由變更時能準確而又快速的將推塊吸引到固定分揀道岔中。推塊的導向輪是用鐵磁材料做成的，在電磁鐵得電時它將受電磁力作用，從而產(chǎn)生分揀的原動力。</p><p>　　電磁鐵的布置十分講究，起始于固定分揀

82、道口前面30mm到40mm處，終于固定道岔內(nèi)。電磁鐵的分布按照在y方向上的電磁吸引力均勻分布的原則，這樣才使得推塊在進入固定分揀道口時y方向上受力平衡，不會產(chǎn)生較大的加速度，從而保證整機性能。</p><p>　　動作過程如下：當待揀貨物到達固定分揀道岔起始段處時，電磁鐵得電，對鐵磁材料的導向輪產(chǎn)生電磁吸引力，導向輪帶動推塊將在y方向上產(chǎn)生加速度。當導向輪在x方向上到達固定分揀道岔時，電磁鐵的吸引力將導向輪帶動到

83、固定分揀道岔的起始段內(nèi)。當導向輪完全進入到固定分揀道岔中后，電磁鐵失電，對導向輪在y方向的電磁吸引力消失，在x方向上保持原有的以2m/s的勻速直線運動，由于固定道岔的曲線作用，將使導向輪在y方向上產(chǎn)生一個分速度，帶動導向輪運動，從而推動推塊運動至固定分揀道口，完成分揀目的。</p><p><b>　　本方案的優(yōu)點：</b></p><p>　　1、采用電磁鐵作為原動

84、力的產(chǎn)生源，控制簡單方便。</p><p>　　2、電磁鐵帶形狀大小可靈活運用，他的布置范圍在固定分揀道岔的內(nèi)側(cè)，有效的利用了空間，至使整機空間布局美觀。</p><p>　　只要將電磁鐵的線圈匝數(shù)繞的足夠多，電流加的足夠大，則電磁力就完全能滿足要求，執(zhí)行機構響應速度快，快速性好。</p><p><b>　　方案缺點：</b></p&g

85、t;<p>　　1）本方案存在的一個致命的缺點，那就是，由于電磁鐵和鐵磁材料的推塊在空間位置上相差一個導板寬度。在對電磁鐵通電時，雖然可使電磁力是夠大，但作用在鐵磁材料的推塊上的吸引力將大打折扣，致使推塊反應遲鈍，甚至會使分揀出錯，而達不到份分揀的目的，要補償這一缺點，唯一的辦法就是加大電流的同時，增加線圈匝數(shù)，但任何電磁鐵都有一個磁飽和的現(xiàn)象，且電流過大，發(fā)熱也將過大，物體熱變形現(xiàn)象明顯，能耗也高，這不是我們追求的。&l

86、t;/p><p>　　2）同樣，由于采用了電磁鐵作用，在推塊導輪完成路由變更的整個過程中，都有電磁力的作用，且隨著導輪的運動，電磁吸引力不斷增加，致使在導輪實使路由變更時，將不可避免的在Y方向上產(chǎn)生一個大小不斷增加的加速度，這一加速度在與固定分揀道岔曲線而引起的加速度進行疊加，勢必產(chǎn)生沖擊，增大整機波動和噪音對整機性能將有很大的影響。</p><p>　　3）由于方案要求推塊必須采用鐵磁材料，

87、這對推塊材料的要求比較高，加上鐵磁材料比重就大，致使質(zhì)量大，慣性大，在相同的加速度下，對機構的沖擊更大，對整機性能和壽命都由不利地影響，且鐵磁材料加工也相對普通鋁合金困難，成本較高。</p><p><b>　　4.2 氣缸側(cè)推式</b></p><p><b>　　總體方案如下圖：</b></p><p>　　說明：本方

88、案采用氣缸作為動力裝置，氣缸通過氣缸桿的前后伸縮運動而推動推塊的導向輪，使其進入固定道岔，從而實現(xiàn)分揀的路由變更。氣缸的布置采用水平布置在每一個固定分揀道岔的入口處都布置一個這樣的氣動裝置。當待揀貨物所對應的推塊導向輪到達固定分揀道岔口時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使氣缸動作，氣缸桿伸出，換向塊到達指定位置，擋住直線導軌，迫使換向輪沿著固定分揀道岔運動，當待揀貨物所對應的全部推塊的導向輪都進入固定分揀道岔后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，氣缸動作，換向塊回到

89、初始位置，準備下一次分揀。</p><p>　　當導向輪到達固定分揀道岔中后，由于推塊套在水平鏈板上，將伴隨有x方向的勻速直線運動，由于固定分揀道岔的曲線模型作用，將在Y方向上產(chǎn)生一個分速度，且Y方向的運動完全由固定分揀曲線所決定，進行帶動推塊按照規(guī)定的運動方式將工件送至固定分揀道口，完成分揀動作。應注意的是，換向塊的工作邊曲線模型非常重要，它應該是固定分揀道岔的起始段的包絡線。</p><p

90、>　　本方案對氣缸由一定的要求，對氣缸的選擇主要是從氣缸活塞工作面大小來考慮，因為氣缸要推動推塊的導輪向Y方向運動，而推塊的運動將受工件的限制（在本議論中工件質(zhì)量在1到90kg）。則氣缸有可能將直接推動相當于工件與推快質(zhì)量之和的的負載向y方向運動。則勢必要求氣缸的作用力要大，對氣缸也應有撓度的要求。且在當量負載發(fā)生變化的時候，將帶來很大的沖擊，對整機性能有一定的影響。</p><p><b>　　

91、方案的優(yōu)點：</b></p><p>　　1）本方案采用氣缸作為動力源，由于氣動裝置本身具有動作迅速，反應快，調(diào)節(jié)方便，維護方便，系統(tǒng)有故障是容易排除，等優(yōu)點。這些將直接反應到本方案中。 </p><p>　　2）氣缸的空間布置采用垂直于直線導軌的水平方式布置，空間布置較為緊湊，在每一個國定分揀道口都應設置這樣一個氣動裝置，使得空間布置更為美觀。</p><

92、p>　　3）對氣缸的控制只需采用一個三位四通的電磁換向閥就能實現(xiàn)，所以控制簡單，方便。</p><p>　　4）氣缸的直徑大小影響操作力，而且當系統(tǒng)氣壓較大時，氣缸的作用力更大，這樣動作也就更快速，氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就越高，但對氣缸要求較為苛刻。</p><p><b>　　方案的缺點：</b></p><p>　　1）本方案有一個較大的

93、缺點，由于氣動裝置采用水平布置，氣缸桿將要推動的不光是推塊，而是由推塊和工件組成的質(zhì)量相當于推塊數(shù)倍的當量負載。這樣氣缸的負載將比預計增加許多倍，因此對氣缸的要求就更苛刻了，同時對氣缸桿也必然有撓度方面的要求。更為重要的是，在推塊當量負載發(fā)生突變的時候，將給分揀系統(tǒng)帶來很大的沖擊，這將直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。</p><p>　　2）同樣由于氣動裝置采用水平布置，對系統(tǒng)的準確性能也有較大的影響： 在固定道岔曲線的

94、分析中，我們希望在y方向加速度盡可能的小，從而避免對系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊而影響整機性能。在本方案中將氣缸水平布置，當待揀貨物所對應的第一個推塊的換向輪進入固定分揀道岔口時，氣缸在控制系統(tǒng)的控制下動作，換向塊在y方向動作，將會推動推塊的導向輪，使其在y方向動作，這樣一來，就人為的對推塊在y方向上施加了一個力，并產(chǎn)生相應的加速度，這將于固定分揀道岔曲線中的加速度相互疊加，產(chǎn)生沖擊。這將于我們的初衷背道而馳。</p><p&

95、gt;　　3）將氣動裝置水平放置，其固定將是一個難題，如果采用在氣動裝置下面添加支架或者勒板，勢必影響整機的外觀。最重要的問題在于，長期的工作，將使支架或者勒板將產(chǎn)生形變，致使氣動裝置的安裝位置產(chǎn)生誤差，這樣以來，氣動裝置將不能正常工作，影響整機的準確性能。</p><p>　　4.3 垂直氣動式</p><p>　　本方案同樣采用氣動式，與方案二所不同的是，在本方案中，氣動裝置采用垂直

96、式布置。如下圖所示：</p><p>　　圖4-3垂直氣動式示意圖</p><p>　　1-換向塊 2-緊固螺母 3-支持擋板 4-連接螺釘 5-導向桿 6-氣缸</p><p>　　在本方案中，汽缸和換向塊、導向桿和換向塊之間都是采用螺紋連接，氣缸的固定采用螺栓連接。在方案中采用導向桿的目的在于使換向塊的運動更加準去、平穩(wěn)。</p><

97、;p>　　換向塊的厚度應大于導向輪高度的2/3，且布置在固定分揀道岔和直線導軌的交叉處。為了更好的工作，將固定分揀道岔與水平導軌在空間上設置一個高度差，固定分揀道岔比水平導軌高出一個換向塊高度，換向塊布置在固定分揀道岔的起始段的延長線上，在換向塊工作時，其工作邊與導向輪相接觸，限制導向輪在直線導軌上的運動，迫使其沿著換向塊的工作邊移動，從而進入固定分揀道岔中。換向塊的空間布置如下圖：</p><p>　　圖

98、4-4 換向塊的空間置圖</p><p>　　1－固定分揀道岔 2－直線道軌 3－道岔執(zhí)行機構中的換向塊（氣動）</p><p><b>　　分揀動作過程如下：</b></p><p>　　在初始時，換向塊靜止在直線導軌和固定分揀道岔的交叉口處，其上表面和固定分揀道岔的下表面以及推塊導向輪的下表面的高度一致；推塊在鏈板的帶動下有x方向的勻速直線

99、運動，當待揀貨物所對應的第一個推塊導向輪到達換向塊所在位置時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，氣缸動作，推動換向塊向上運動，氣缸的工作行程為換向塊的厚度。這時，換向塊將擋住直線導軌，迫使換向輪沿著換向塊的工作邊運動，到達固定分揀道口后，導向輪又將沿著固定分揀道岔運動直到固定分揀道口處。同時由于導向輪在x方向上有勻速直線運動，待揀貨物所對應的后面幾個推塊導向輪將與第一個一樣，到達固定分揀道口處，從而完成分揀路由。</p><p>

100、;　　當待揀貨物所對應的全部推塊導向輪都進入固定分揀道岔后，控制系統(tǒng)在次發(fā)出指令，氣缸動作，換向塊返回原處，準備下一次分揀。</p><p><b>　　本方案應注意：</b></p><p>　　1）換向塊的工作邊的曲線模型的選擇和其幾何形狀的確定。</p><p>　　換向塊的工作邊的曲線模型必須滿足固定道岔的要求，它應該是國定道岔的包絡線

101、的一部分。而其幾何形狀要綜合各相關因素，包括氣缸的相應速度、直線鏈板在x方向的運動速度、兩相鄰鏈板的中心距和推塊導向輪的直徑等等。換向塊的高度，除了要考慮以上的因素外，還有一個條件限制：要求大于導向輪高度的2/3。</p><p>　　2）如何使換向塊在做上下直線運動是更加穩(wěn)定。</p><p>　　本方案解決這個問題的辦法是，在換向塊的左右兩側(cè)分別布置一個相對與換向塊重心對稱的導向桿，它

102、們與換向塊之間采用螺紋連接（如上圖所示）。在換向塊做上下運動時，導向輪將穿過支撐板上的定位孔隨同換向塊做上下運動。</p><p><b>　　本方案的優(yōu)點：</b></p><p>　　1）本方案采用氣缸作為動力源，由于氣動裝置本身具有動作迅速，反應快，調(diào)節(jié)方便，維護方便，系統(tǒng)有故障是容易排除，等優(yōu)點。這些將在本方案中表現(xiàn)的淋漓盡致。</p><

103、p>　　2）在本方案中氣缸的布置采用了垂直式，且置與支撐板之下，這樣一來，使得分揀系統(tǒng)的外觀整潔、緊湊、美觀。</p><p>　　3）氣動裝置的水平布置也使得氣缸的負載很小，只相當與推塊的質(zhì)量。而推塊一般都采用鋁合金材料，故而質(zhì)量較輕。這樣氣缸的負載也就非常小了。對氣缸的要求也不是那么苛刻，在氣缸的選擇上也就非常容易了。更重要的是，氣缸的負載小，氣缸的相應速度就快，系統(tǒng)的快速性和準確性都將得到保證。<

104、;/p><p>　　控制方便：系統(tǒng)推換向塊的動作要求較低，只要求做上下運動，且精度要求也不是很高，這樣完全可以采用一個三位四通的電磁換向閥對氣缸加以控制。</p><p>　　4）準確性高：在分揀路由時，換向塊對導向輪既沒有x方向上的力作用，也沒有y方向上的力作用。只要換向塊的工作邊曲線完全與固定分揀道岔的包絡線的起始段一致，則可以使推塊換向輪完全按照預設運動形式運動。</p>

105、<p><b>　　本方案的缺點：</b></p><p>　　1）由于采用氣動裝置作為動力源，勢必會帶來一定的噪音，但不會影響系統(tǒng)的性能。</p><p>　　2）換向塊在工作時，其工作邊與推塊換向輪之間產(chǎn)生滾動摩擦，這樣就使得換向塊的工作邊有一定的摩損，長時間工作時，摩損加劇，勢必影響系統(tǒng)的準確性能。但滾動摩擦的摩損量較小，只要給換向塊的工作邊做適當?shù)膹?/p>

106、化處理，就能滿足系統(tǒng)的壽命要求。</p><p>　　3）在本方案中要求水平導軌和固定分揀道岔有一定的高度差，所有在加工較其他的方案困難。</p><p>　　比較以上三種方案，綜合考慮客觀情況，選擇方案三作為本次設計的方案。</p><p>　　5 道岔執(zhí)行機構零件設計</p><p>　　5.1 換向塊的設計</p><

107、;p>　　5.1.1氣缸的選擇</p><p>　　在前面的機構放方案設計中我們已經(jīng)提到，道岔執(zhí)行機構的功能是在接受到控制系統(tǒng)的同步觸發(fā)信號后，快速完成推塊的路由變更，使推塊換向輪能快速而又準確的進入固定分揀道岔中，從而完成推塊的分揀動作。其中道岔執(zhí)行機構的動力源采用氣動式。</p><p>　　從本次設計的已知條件得：主機速度為2m/s、兩鏈板的中心距為190.5mm、導向輪的直徑

108、為40mm。在固定分揀道岔曲線模型的分析中我們得到道岔執(zhí)行機構的工作時間不能超過（190.5-40/2）/2=85.25ms。這要求氣缸的響應時間不能超過85.25ms。</p><p>　　換向塊在工作中需要完成升、降兩個方向的快速運動，所以在氣缸的選擇中應當選用雙動氣缸。又由已知得換向塊及其附件的質(zhì)量小于1kg，即氣缸的負載下于1kg，在氣缸的選擇時，取最大負載1kg；又由換向塊的工作行程為推塊導向輪的2/3

109、，即為30mm×2/3=20mm，即氣缸的標準行程為20mm。例外，我們所選擇的氣缸除了要滿足上述這些基本條件以外，還希望其響應時間盡可能的短、體積盡可能的小。</p><p>　　綜上所述：我們選擇了德國FESTO公司的型號為ADVU-25-20-A-P-A的雙動氣缸。各參數(shù)如下：</p><p>　　Input values-system parameters（系統(tǒng)輸入?yún)?shù)值

110、）</p><p>　　Required stroke 20 mm Direction of movement Extend</p><p>　　Alignment angle 90 deg Air supply pressure 6 bar</p><p>　　Number of cylinders in pa