桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的研制

羅杰斌，楊長令，黃永明，劉存香

（1.廣西交通職業(yè)技術學院 汽車工程系，南寧 530023，2.南寧市亞美亞電子科技有限公司，南寧 530023）

0 引言

隨著桶裝純凈水日益為絕大多數(shù)家庭所接受，桶裝水生產企業(yè)的業(yè)務量也急劇增大。據(jù)統(tǒng)計，一個負責30萬人口的城鎮(zhèn)，暑期的桶裝水需求量達到3000桶/天。用水需求的增加提高了純凈水生產企業(yè)利潤的同時，也加大了純凈水生產搬運工人的勞動強度。目前，絕大多數(shù)的純凈水生產企業(yè)在桶裝水生產完后，均需要搬運工人搬運至運貨車中，倘若每家純凈水生產企業(yè)配備3名搬運工人，則每名搬運工人需要完成1000桶/天的搬運任務，勞動強度之大可想而知。此外，由于運貨車每次運貨的數(shù)量較多，桶裝水裝運數(shù)量需要人工清點，然而當桶裝水數(shù)量達到100桶/次時，常存在清點數(shù)目錯誤的情況，這無疑造成純凈水生產企業(yè)的損失。由于桶裝純凈水采用塑料殼體，在搬運工程中需要輕搬輕放，因此研發(fā)難度較大，市面上尚未發(fā)現(xiàn)有任何與桶裝純凈水設備的相關產品。顯然，隨著引用純凈水家庭的進一步增多，桶裝水搬運任務將進一步加大，研制桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的市場前景將十分廣闊。

1 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的組成及特點

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)由殼體、滾動軸承運動軌道、鏈條、主動軸、被動軸1、被動軸2、連接彎板、橫桿、底座及控制單元等組成。該系統(tǒng)能夠在很大程度上解決純凈水生產企業(yè)搬運工人勞動強度過大問題，提高純凈水生產企業(yè)的生產能力，具有十分廣闊的市場前景。桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)根據(jù)桶裝純凈水的結構尺寸，合理設置純凈水滾動軸承運動軌道，能夠自動裝載、傳輸純凈水桶。桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)能有效可靠實現(xiàn)純凈水搬運過程的輕搬輕放功能，搬運過程不損傷純凈水桶，能根據(jù)運貨車的高度調節(jié)機構傳輸終端高度。系統(tǒng)能夠自動裝載、傳輸純凈水桶，在很大程度上緩解了純凈水生產企業(yè)搬運工人的勞動強度，提高純凈水生產企業(yè)的生產效率。

2 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)結構及工作原理

圖1 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)左視圖結構圖

圖2 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)右視圖結構圖

圖3 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)主視圖結構圖

圖4 桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)控制單元原理簡圖

如圖1～圖3所示為桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)機械結構圖，其傳送結構原理為：由殼體1（27）和殼體2（7）通過法蘭連接板2螺栓緊固連接，軸承運動軌道12通過螺栓與殼體1（27）和殼體2（7）的緊固連接。交流電動機23和減速器22與殼體1（27）通過螺栓緊固連接。主動軸19與鏈輪15、錐齒輪20配合，主動軸19通過法蘭軸承1與殼體1（27）連接。被動軸2（17）與鏈輪15通過平鍵16緊固連接。被動軸1（9）與法蘭軸承1及軸支撐軸承8配合，軸支撐軸承置于軸承套10內，軸承套外連接調平螺桿13。橫桿11兩端裝配滾動軸承6，鏈條3通過連接彎板5與橫桿連接，橫桿末端配置開口銷14。法蘭軸承固定板18與鏈條張緊調節(jié)螺桿25連接，調節(jié)鏈條張緊調節(jié)螺桿25的螺母可調節(jié)鏈條的張緊度。橫桿11通過滾動軸承6置于滾動軸承運動軌道12上，主動軸19旋轉帶動鏈輪15旋轉鏈條3通過連接彎板5拖動滾動軸承6和橫桿11運動即可實現(xiàn)將置于卡桶位置24的桶裝純凈水沿滾動軸承運動軌道12傳送。

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)升降組件由圓柱合頁28、底座29、頂梁32、絲桿升降機30等構成。底座29與殼體1（27）通過圓柱合頁28活動連接。支撐架33與底座緊固連接，絲桿升降機30的殼體與支撐架33活動連接，絲桿升降機30的螺桿末端與頂梁32活動連接。當絲桿升降機30通電后，產生的推力作用于殼體1（27）上的頂梁32即可使桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)繞著圓柱合頁構成的原點旋轉達到升降的功能。接通電源按住遙控器的A按鈕使桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)上端升到指定的高度后再松開按鍵，如需下降則按遙控器的B鍵。然后再通過遙控器按下C鍵即可運行桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)，在桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)的入口搭建一塊平板34桶裝水通過平面板以臥式滾進桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)。通過遙控器按下D按鍵可停止運行中的桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)。

插上電源后工作指示燈常亮控制單元21進入待命狀態(tài)。當遙控器的按鍵被按下后信號遙控器發(fā)射編碼信號，由無線接收模塊接收并譯碼，接收模塊最終輸出一個電平信號給可控硅觸發(fā)模塊，可控硅觸發(fā)模塊控制可控硅驅動模塊使可控硅導通相應的電動機繞組得電電動機轉動。

當可控硅觸發(fā)模塊接收到上升限位開關的限位信號時主動切斷無線接收模塊與可控硅觸發(fā)模塊的回路使其不能繼續(xù)上升。當計數(shù)傳感器26檢測到目標時向控制單元內的單片機發(fā)送一個信號單片機通過程序控制進行判斷、累加、清零和輸出等處理并將結果輸出至驅動顯示模塊以顯示出相應的計數(shù)數(shù)值。

3 試驗結果及分析

在系統(tǒng)設計完成后，對其進行了試驗。試驗過程中，設置桶裝純凈水的傳輸速度v為0.5m/s，從桶裝水送入端口至輸出端口間傳輸軌道距離L為12m，純凈水桶間距k為1m，每個桶的搬運平均時間為15s。系統(tǒng)采用220V/50Hz的供電方式，測試時間T為1h。則在2h內可傳輸桶裝純凈水數(shù)量J 滿足下式：

經計算得到1小時內，利用桶裝純凈水可傳送桶裝水1787桶。實際測試時，由于考慮到搬運員工的休息及桶裝水間距誤差等問題，實測得到的桶裝水傳輸數(shù)量為1400桶。

若未采用桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)，通過人工操作方式時，1小時內，兩名工人搬運的純凈水數(shù)量為250桶，工作效率提高了近6倍。

4 結論

本文所研制的桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)結構合理、能夠自動裝載和傳輸純凈水桶，傳輸性能可靠。試驗結果證明：

桶裝純凈水自動裝卸系統(tǒng)在很大程度上緩解了純凈水生產企業(yè)搬運工人的勞動強度，提高純凈水生產企業(yè)的生產效率。

[1] 劉存香,劉學軍.基于LabVIEW的差動電感式位移傳感器校準裝置研制 [J].儀表技術,2008,10:68-70.

[2] 張爾利,劉學軍,劉存香,羅杰斌.基于虛擬儀器的壓阻式壓力傳感器校準系統(tǒng)的設計開發(fā)[J].制造業(yè)自動化,2009,07-69.